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Phenotypic recurrent selection to improve protein quality in non-opaque maize populations Seleção recorrente fenotípica para melhoramento da qualidade protéica em populações de milho não opaco

By Antonio Augusto Franco Garcia and Cláudio Lopes de Souza Jr.

Abstract

Maize (Zea mays L.) protein is considered to be of low quality due to low levels of the essential lysine and tryptophan amino acids. An alternative to solve this problem is to use the opaque-2 gene, which improves the level of these amino acids, but has negative pleiotropic effects on agronomic characters. A phenotypic recurrent selection scheme was carried out in two non-opaque maize populations to verify the possibility of improving their protein quality without using this gene. Four cycles were completed and a 20% selection intensity for tryptophan content in the kernels was used in two populations, IG-1 and IG-2. The original and the four-cycle populations were evaluated in three locations for agronomic traits. For protein and tryptophan content, a separated trial was carried out because plants of the plots were hand-pollinated. No increase in tryptophan content was observed in the IG-2 population, whereas IG-1 presented a small increase (0.70% per cycle). The ratio tryptophan/protein increased 1.26% per cycle in IG-1 and the protein content did not increase in both populations. The ESALQ-VD2-opaque check was superior in relation to both populations for protein quality, as expected, even after completion of four selection cycles. The kernel yield (2.5% per cycle) prolificacy, plant and ear heights, decreased with selection cycles, as a correlated response to selection. Phenotypic recurrent selection in non-opaque maize was not able to increase, at reasonable rates, the protein quality of maize kernels.<br>A proteína do milho (Zea mays L.) é considerada como de baixa qualidade, pois apresenta nível reduzido dos aminoácidos essenciais lisina e triptofano. Uma alternativa para contornar esse problema consiste na introdução do gene opaco-2, que eleva a quantidade desses aminoácidos, embora apresente efeitos pleiotrópicos negativos em caracteres agronômicos relacionados à produtividade. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade de melhorar a qualidade protéica do milho com uso de Seleção Recorrente Fenotípica (SRF), sem introdução do gene opaco. Foram realizados quatro ciclos de SRF em duas populações, IG-1 e IG-2, para o teor de triptofano nos grãos, com 20% de intensidade. Os quatro ciclos seletivos e as populações originais foram avaliados para caracteres agronômicos em três locais. Para avaliação da qualidade protéica, foi conduzido um experimento com controle da polinização, para se evitar o efeito de xênia. Houve pequeno aumento nos níveis de triptofano para IG-1 (cerca de 0,70% por ciclo) e ausência de alteração em IG-2. Ocorreu aumento na relação triptofano/proteína para IG-1 (1,26% por ciclo) e os teores de proteína não se alteraram para as duas populações. A qualidade protéica da testemunha ESALQ VD2-opaco foi superior a das populações mesmo após a realização dos quatro ciclos. Como resposta correlacionada à seleção, houve redução na produção de grãos (2,50% por ciclo), prolificidade, altura da planta e altura da espiga. O baixo ganho, associado às alterações desfavoráveis em caracteres agronômicos, indica que este método de seleção possivelmente não é eficiente para elevar a qualidade protéica

Topics: triptofano, resposta correlacionada, melhoramento do milho, tryptophan, correlated response, maize breeding, LCC:Agriculture (General), LCC:S1-972, LCC:Agriculture, LCC:S, DOAJ:Agriculture (General), DOAJ:Agriculture and Food Sciences
Publisher: São Paulo - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"
Year: 2002
DOI identifier: 10.1590/S0103-90162002000400018
OAI identifier: oai:doaj.org/article:b4a79a133b7840e5bbd6648476d23694
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