Análise bayesiana do modelo de herança monogênica no melhoramento vegetal: um exemplo com abobrinha

A common breeding strategy is to carry out basic studies to investigate the hypothesis of a single gene controlling the trait (major gene) with or without polygenes of minor effect. In this study we used Bayesian inference to fit genetic additive-dominance models of inheritance to plant breeding experiments with multiple generations. Normal densities with different means, according to the major gene genotype, were considered in a linear model in which the design matrix of the genetic effects had unknown coefficients (which were estimated in individual basis). An actual data set from an inheritance study of partenocarpy in zucchini (Cucurbita pepo L.) was used for illustration. Model fitting included posterior probabilities for all individual genotypes. Analysis agrees with results in the literature but this approach was far more efficient than previous alternatives assuming that design matrix was known for the generations. Partenocarpy in zucchini is controlled by a major gene with important additive effect and partial dominance.

Alternativas de análise de ensaios em látice no melhoramento vegetal

Compararam-se diferentes formas de análise de experimentos em blocos incompletos, abordadas como casos particulares de modelos mistos, quais sejam: (a) análise intrablocos, em que apenas o efeito do erro experimental é suposto aleatório; (b) análise interblocos (látice), com efeitos de blocos supostos aleatórios; (c) análise BLUP, com os efeitos de tratamentos supostos aleatórios, e (d) modelo aleatório. Além disso, montou-se a ANAVA, considerando duas alternativas: (e) usando o quadrado médio de tratamentos ajustados para blocos e o quadrado médio do erro efetivo do látice; (f) tomando as repetições como blocos completos. Um exemplo de análise de um teste de progênies de Eucalyptus grandis (Hill) Maiden ilustra as implicações da escolha dos modelos para fins de seleção e de caracterização genética de populações. Observou-se que em geral o ordenamento dos tratamentos sofreu maiores alterações ao se mudar a alternativa de análise do que as estimativas do progresso esperado pela seleção. Tendência que se reforça com a seleção mais intensa. As formas de análise que consideram a restrição da casualização (blocos incompletos) foram as mais precisas, e dentre estas, a análise BLUP de tratamentos é conceitualmente a melhor, pois os tratamentos eram progênies de polinização livre, sendo a que mais difere da análise usual do látice. Isto indica ser possível minorar os erros de seleção nas análises de blocos incompletos no melhoramento vegetal.

Melhoramento genético de leguminosas de clima temperado - alfafa (Medicago sativa L) e cornichão (Lotus corniculatus L) para aptidão ao pastejo

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar e selecionar genótipos de alfafa crioula e de cornichão cultivar São Gabriel para aptidão ao pastejo. Neste trabalho, foi proposto o termo aptidão ao pastejo em substituição à resistência ao pastejo. O procedimento padrão utilizado no processo de seleção e de caracterização dos genótipos constou de experimentos nos quais as plantas eram submetidas a uma pressão de pastejo elevada e contínua (3-5 cm de altura do resíduo). Houve diferença (P<0,05) na sobrevivência das diferentes populações de alfafa crioula, evidenciando variabilidade para a aptidão ao pastejo, o que não se evidenciou de forma consistente para o cornichão, que, no entanto, apresentou uma maior porcentagem de sobrevivência em comparação com a alfafa. A avaliação das características morfofisiológicas em alfafa não evidenciou diferenças (P>0,05) na contração das coroas, área da coroa e da raiz, área foliar residual e específica, número de hastes por planta, tipo de haste predominante (basilar ou axilar) e reservas orgânicas. Foram evidenciadas diferenças (P<0,05) no comprimento do entrenó e no índice de gemas específicas, proposto neste trabalho como descritor funcional da aptidão ao pastejo. Ensaios em casa-de-vegetação identificaram um marcador morfológico (altura do primeiro nó) nas plântulas de alfafa e de cornichão, capaz de separar precocemente os genótipos contrastantes quanto à aptidão ao pastejo. Foi comparada a efetividade das estirpes de rizóbio recomendadas para o cornichão com a de novas estirpes isoladas, demonstrando a possibilidade de obtenção de estirpes mais eficientes.

Estabilidade fenotípica de novas variedades de cana-de-açúcar para o Estado de São Paulo

Cinco novas variedades de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.), recomendadas para cultivo comercial pelo Programa de Melhoramento da Copersucar em 1997, foram avaliadas quanto ao nível de produtividade, estabilidade produtiva e adaptação ambiental, mediante metodologia para estimativa da estabilidade fenotípica. Os dados foram comparados com a variedade-padrão RB72454. Observou-se alta linearidade da produção em relação à melhoria ambiental, além de ótima estabilidade e nível de resposta nas variedades SP80-185, SP80-1816 e SP80-3280. A variedade SP83-5073, precoce e de alto teor de sacarose, também foi bastante estável. A variedade SP80-3480 apresentou maior dispersão dos dados, porém com alta produtividade. A variedade SP80-185 passa a ser indicada como padrão de estabilidade em futuros ensaios, sendo estável nos piores ambientes e responsiva nos melhores.

Variedades clonais de café Conilon para o Estado do Espírito Santo

O objetivo deste trabalho foi selecionar e multiplicar clones de café Conilon (Coffea canephora Pierre ex Froehner) para obtenção de variedades clonais mais produtivas e de melhor qualidade. Foram selecionadas 267 plantas matrizes cujos parâmetros de seleção foram: produtividade, incidência de ferrugem (Hemileia vastatrix Berk et Br.) e mancha manteigosa (Colletotrichum sp.), arquitetura e vigor das plantas, tamanho e época da maturação dos frutos. Os clones selecionados foram avaliados em quatro experimentos, na Fazenda Experimental de Marilândia, pertencente ao INCAPER, em Marilândia, ES. O ensaio foi instalado em Latossolo Vermelho-Amarelo, no espaçamento de 3,5 m entre linhas e 1,5 m entre covas. Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições e seis plantas por parcela. Dos clones selecionados, numa primeira fase, foram lançadas as primeiras variedades clonais de café Conilon, para o Estado do Espírito Santo, denominadas EMCAPA 8111, EMCAPA 8121 e, EMCAPA 8131, de ciclo de maturação precoce, médio e tardio, respectivamente, e com produtividades média de quatro colheitas oscilando entre 58 e 60 sacas de 60 kg, superando em até 33% a produtividade da testemunha.

Variabilidade intra e intergenotípica em uma população de híbridos entre Leucaena leucocephala e L. diversifolia

O objetivo deste trabalho foi estimar a variabilidade de algumas características morfológicas em híbridos de Leucaena leucocephala e L. diversifolia (Leguminosae). Foram estabelecidos 20 genótipos, com 30 indivíduos cada, dispostos em seis blocos casualizados. As características morfológicas analisadas foram: comprimento de folha, número de pares de folíolos e foliólulos, número de nectários extraflorais; comprimento e largura de legumes e número de sementes por legume. O menor e o maior comprimento médio de folha foram, respectivamente, 8,6 cm e 30,6 cm. A população apresentou variação de 10,7 a 53,4 pares de foliólulos por folíolo. Em número de pares de folíolos por folha o menor valor médio foi 5,6 e o maior foi 20,3. A média de um nectário extrafloral por folha foi identificada na maioria dos indivíduos. O maior valor médio de número de sementes por legume foi 24,1 e o menor 5,0. Cinco genótipos se destacaram por sua uniformidade em relação às características analisadas.

Estimadores de componentes de variância em delineamento de blocos aumentados com tratamentos novos de uma ou mais populações

O objetivo do trabalho foi comparar, por meio de simulação, as estimativas de componentes de variância produzidas pelos métodos ANOVA (análise da variância), ML (máxima verossimilhança), REML (máxima verossimilhança restrita) e MIVQUE(0) (estimador quadrático não viesado de variância mínima), no delineamento de blocos aumentados com tratamentos adicionais (progênies) de uma ou mais procedências (cruzamentos). Os resultados indicaram superioridade relativa do método MIVQUE(0). O método ANOVA, embora não tendencioso, apresentou as estimativas de menor precisão. Os métodos de máxima verossimilhança, sobretudo ML, tenderam a subestimar a variância do erro experimental () e a superestimar as variâncias genotípicas (), em especial nos experimentos de menor tamanho (n<120 observações). Quando as progênies vieram de um só cruzamento, REML praticamente perdeu estes vícios nos experimentos maiores e com razões />0,5. Contudo, o método produziu as piores estimativas de variâncias genotípicas quando as progênies vieram de diferentes cruzamentos e os experimentos foram pequenos.

Herança do peso de grãos primários e secundários de aveia

Aliar boa qualidade de grãos às variedades com alto rendimento, ciclo curto e adaptação é um dos objetivos dos programas de melhoramento de aveia no sul do Brasil. O peso dos grãos tem sido um dos critérios utilizados para determinar essa qualidade; porém, para melhor manipular o peso dos grãos nos programas de melhoramento, é necessário o estudo de suas bases genéticas em germoplasma adaptado de aveia. Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar a herança dos caracteres peso de grãos primários e secundários da aveia. Para isso, foram pesadas amostras de 20 grãos primários e secundários de um número variável de plantas nas gerações P1, P2, F1, F2 e F3 de cinco cruzamentos de aveia. Com esses dados, foram obtidas as distribuições de freqüência, variâncias, os efeitos gênicos predominantes, e estimados os valores de herdabilidade no sentido amplo, e usando regressão genitor-progênie. Os resultados mostraram que existe variabilidade em progênies precoces no peso de grãos primários e secundários, e que aditividade e dominância são os efeitos gênicos atuantes. Não foi detectada a presença de genes maiores para a expressão dessas características. Além disso, variações contínuas em F2 e herdabilidades baixas a moderadas indicam que seleção amena pode ser aplicada em gerações iniciais.

Herança da resistência à mancha-foliar de feosféria em milho

A mancha-foliar de feosféria tem causado expressiva redução no rendimento de grãos de milho, no Brasil, principalmente, em decorrência da crescente amplitude da data de semeadura, conjugada com o uso de áreas irrigadas e de plantio direto. É importante o desenvolvimento de genótipos resistentes a essa moléstia; porém a realização de uma seleção eficiente depende do entendimento da variabilidade genética e da herança da resistência. Com o objetivo de determinar a capacidade combinatória e o modo de herança do caráter, foram cruzadas sete linhagens de milho, para a realização das análises dialélica e média de gerações. Os experimentos foram conduzidos no Município de Xanxerê, SC, sendo avaliada a porcentagem de tecido foliar afetado pela moléstia 30 dias após o florescimento. Os genótipos apresentaram amplitude de 4,3% a 67,0% de área foliar afetada pela moléstia, na qual a linhagem LA06 e seus híbridos demonstraram elevada resistência. Os resultados indicaram que a seleção de genótipos resistentes à feosféria pode ser realizada com sucesso em programas de melhoramento do milho, visto que a manifestação do caráter é controlada por, pelo menos, dois genes independentes e com uma efetiva participação de efeitos aditivos.

Avaliação de nove linhagens de milho em cruzamentos dialélicos quanto à tolerância ao alumínio

Avaliaram-se nove linhagens endogâmicas de milho e seus cruzamentos quanto à tolerância ao alumínio (Al), em um dialelo incompleto. Foram utilizados os índices fenotípicos de comprimento relativo de raiz seminal (CRRS), comprimento líquido de raiz seminal (CLRS) e coloração por hematoxilina, determinados após sete dias de crescimento em solução nutritiva contendo 222 mimoles L-1 de Al. Os resultados dos cruzamentos dialélicos demonstraram que os efeitos aditivos foram mais importantes que os efeitos não-aditivos para os três índices avaliados. As linhagens L13, L724, L723 e L16 seriam as mais indicadas para a obtenção de híbridos visando tolerância ao Al, por apresentarem os melhores valores de capacidade geral de combinação e por participarem dos cruzamentos de melhor capacidade específica de combinação. Uma correlação de 0,76 foi observada entre os índices CLRS e a coloração por hematoxilina, de 0,63 entre CLRS e CRRS e de 0,27 entre CRRS e coloração por hematoxilina. A coloração por hematoxilina demonstrou ser uma valiosa ferramenta para programas de melhoramento de milho que visam a seleção de genótipos com maior tolerância ao alumínio.

Estimativas de parâmetros genéticos na população de milho CPATC-3 em dois locais de Sergipe

No período de 1999 a 2001, a população de milho CPATC-3 foi submetida a três ciclos de seleção entre e dentro de progênies de meios-irmãos, em dois municípios de Sergipe, visando obter estimativas de parâmetros genéticos, para posterior verificação do comportamento da variabilidade genética em relação ao peso de espiga. Em cada ciclo foram avaliadas 196 progênies de meios-irmãos, em blocos ao acaso, com duas repetições, com recombinação das progênies superiores dentro do mesmo ano agrícola, de modo a se obter um ciclo/ano. Foram observadas diferenças altamente significativas entre as progênies que podem ser obtidas da população-base, em todos os ciclos de seleção, o que evidencia a presença de variabilidade genética entre elas. As magnitudes dos parâmetros genéticos mostraram que a população CPATC-3 possui variabilidade genética suficiente, a qual fornece perspectivas de aumentos subseqüentes de produção de espigas que, associadas ao bom rendimento apresentado, tornam essa variedade importante alternativa para a agricultura nordestina.

Seleção simultânea de Coffea canephora por meio da combinação de análise de fatores e índices de seleção

O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade do emprego de índices de seleção em complexos fatoriais, de modo a auxiliar na seleção simultânea de caracteres de Coffea canephora var. Conilon, na predição de ganhos por seleção. Foram analisados e avaliados quatorze características e 40 genótipos de dois experimentos, pertencentes ao programa de melhoramento genético de café 'Conilon' do Incaper, Marilândia, ES, e em Sooretama, ES. Os experimentos foram instalados em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições e duas plantas úteis por parcela. O uso dos complexos fatoriais eliminou o problema da multicolinearidade e permitiu a adequada utilização da teoria de índice de seleção, para melhoramento simultâneo de caracteres. Foram utilizados os índices de seleção de Smith e Hazel e de Pesek & Baker, e o primeiro foi a melhor alternativa na obtenção de ganhos simultâneos adequados. A utilização conjunta das técnicas multivariadas de análise de fatores, para simplificação estrutural prévia no número de caracteres, e de índices de seleção na predição de ganhos simultâneos são alternativas eficientes no melhoramento genético da cultura.

Herança de caracteres associados à eficiência de utilização do fósforo em milho

O objetivo deste trabalho foi identificar os efeitos genéticos que controlam a herança de caracteres associados à eficiência de utilização do fósforo (EUP) em milho e determinar as relações entre esses caracteres. Foi realizado um dialelo entre seis cultivares de milho do qual foram obtidas 15 combinações híbridas. Estas cultivares foram avaliadas em alta e baixa disponibilidade de fósforo, em casa de vegetação e campo. Foram medidas a resposta das plantas à disponibilidade de fósforo (RU) e as características associadas às eficiências de utilização e translocação do nutriente. As combinações híbridas apresentaram interação significativa com a disponibilidade de P, para os caracteres massa de matéria seca da planta (MSP), teor de P na planta (PAP) e razão entre as massas de matéria seca da parte aérea e da raiz (RMS). A interação entre capacidade geral de combinação e RU foi significativa para PAP e RMS e, entre capacidade específica de combinação e RU, para MSP e PAP. As EUP em baixa e alta disponibilidade do nutriente estiveram correlacionadas entre si e com RU. A EUP em baixa disponibilidade de P não se correlacionou com a produtividade de grãos. Contudo, sob alta disponibilidade do nutriente, esses parâmetros se correlacionaram. Os efeitos não aditivos têm maior importância para caracteres relacionados à EUP, de modo que a seleção deve ser realizada nas combinações híbridas.

Seleção de clones de batata-doce resistentes a Meloidogyne incognita raça 1

O objetivo deste trabalho foi selecionar clones de batata-doce (Ipomoea batatas) resistentes à raça 1 de Meloidogyne incognita e avaliar a eficiência do método de seleção empregado, pela estimação dos coeficientes de variação genética e ambiental e das herdabilidades no sentido amplo. Foram utilizados 123 genótipos de batata-doce, entre os quais quatro cultivares comerciais - Brazlândia Rosada, Brazlândia Roxa, Brazlândia Branca e Palmas -, e 119 acessos previamente selecionados no programa de melhoramento vegetal da Universidade Federal de Lavras. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos aumentados, com três tratamentos comuns: as cultivares de batata-doce Brazlândia Branca e Palmas, e a cultivar de tomate Santa Clara, suscetível ao nematoide. A classificação dos níveis de resistência foi realizada de acordo com o fator de reprodução do nematoide e o índice de reprodução relativo à cultivar Santa Clara, de tomateiro. A relação entre os coeficientes de variação genética e ambiental e as herdabilidades no sentido amplo foram altas, tanto para o fator de reprodução quanto para o índice de reprodução dos nematoides, o que demonstra a eficiência do método empregado para a seleção de genótipos resistentes. Foram identificados 57 genótipos promissores de batata-doce, resistentes à raça 1 de M. incognita, e selecionados para continuar no programa de melhoramento.

Reação de genótipos de soja à infecção natural por ferrugem asiática

O objetivo deste trabalho foi avaliar o progresso da ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi) em genótipos de soja destinados à produção de silagem, sob condições naturais de infecção. Avaliou-se a severidade da ferrugem ao longo do tempo e a capacidade combinatória de cinco cultivares e 20 progênies F3 de soja. A maior área abaixo da curva de progresso da ferrugem (AACPF) foi de 2.116, para as progênies originadas do cruzamento entre as cultivares UFVS 2003 x UFV16, e a menor de 1.307, para UFV16 x Tucunaré. Houve efeito significativo das capacidades geral e específica de combinação, para a AACPF entre os genitores e as progênies, bem como para os cruzamentos recíprocos. Esses resultados indicam que a resistência à ferrugem asiática da soja pode ser influenciada por componentes maternos.