Genetic divergence of cowpea genotypes for resistance to black aphid

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre genótipos de feijão‑de‑corda quanto à resistência ao pulgão‑preto (Aphis craccivora) e identificar as melhores combinações entre genótipos resistentes. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com 51 tratamentos, representados pelos genótipos, e quatro repetições. As plantas foram infestadas 15 dias após a semeadura, com cinco fêmeas adultas. Avaliaram-se o número de adultos e de ninfas, respectivamente aos dois e quatro dias após a infestação, e a relação entre eles. O índice de soma de postos de Mulamba & Mock, as distâncias generalizadas de Mahalanobis e o método de otimização de Tocher foram utilizados para avaliar a divergência genética entre os genótipos. As maiores divergências foram observadas entre os genótipos BRS Guariba e Sete Semanas, e entre TVu 410 e Sete Semanas, enquanto BRS Guariba e TVu 410 foram os mais similares. Os genótipos BRS Guariba, TVu 410, BRS Paraguaçu, TVu 36, Sempre Verde, TVu 408 P2, Setentão e Epace 10 apresentam resistência ao pulgão. Os cruzamentos entre Setentão e BRS Guariba, TVu 410, BRS Paraguaçu, TVu 36, TVu 408 P2 e entre Epace 10 e Sempre Verde, BRS Guariba e TVu 410 são promissores para novas combinações genéticas em programas de melhoramento com vistas à resistência ao pulgão.The objective of this work was to evaluate the genetic divergence among cowpea genotypes as to resistance to black aphid (Aphis craccivora), and to identify the best combinations between resistant genotypes. The experimental design was a randomized complete blocks with 51 treatments, represented by genotypes, and four replicates. Plants were infested 15 days after sowing, with five female adults. The number of adults and nymphs, at two and four days after infestation, respectively, and the relationship between them were evaluated. Mulamba & Mock’s sum of ranks index, Mahalanobis’ generalized distances, and Tocher’s optimization method were used to assess the genetic distance among genotypes. The largest differences were observed between the genotypes BRS Guariba and Sete Semanas, and between TVu 410 and Sete Semanas, whereas BRS Guariba and TVu 410 were the most similar. The genotypes BRS Guariba, TVu 410, BRS Paraguaçu, TVu 36, Sempre Verde, TVu 408 P2, Setentão, and Epace 10 show resistance to black aphid. Crossings between Setentão and BRS Guariba, TVu 410, BRS Paraguaçu, TVu 36, TVu 408 P2, and between Epace 10 and Sempre Verde, BRS Guariba and TVu 410 are promising for new genetic combinations in breeding programs to improve resistance to black aphid

Genetic variability and genetic progress in seed traits in breeding the physic nut

Determining the chemical composition of seeds of the physic nut (Jatropha curcas L.) is of great importance for the species due to the oil content of the seeds (the principal trait of interest). Identifying promising genotypes with selectable seed traits is one of the strategies adopted in breeding the physic nut in order to increase the yield and quality of the oil. Therefore, the aim of this study was to determine the chemical composition of seed traits in ten half-sibling progeny of the physic nut, and to identify which progeny have good genetic performance for transmission to the offspring. The experimental design was completely randomised, with ten treatments and four replications. The treatments were represented by seeds from half-sibling progeny in which the carbohydrate, protein and lipid content, and the composition of the fatty acids were evaluated. The genetic parameters and the gains from their selection were predicted for the principal seed traits using mixed-model analysis, including REML (restricted maximum likelihood) and BLUP (best linear unbiased prediction). The physic-nut seeds showed an average dry matter (DM) concentration of 60 mg g-1 carbohydrates, 42 mg g-1 protein and 142 mg g-1 total lipids. Unsaturated fatty acids represented more than 85% of the total fatty acid composition, with the oil classified as oleic-linoleic. Considering the predictions of the genetic parameters, the lipid traits can be selected for the purpose of breeding, resulting in genetic progress in the yield and quality of physic-nut oil

Gene action, heterosis and inbreeding depression of yield characters in mutant lines of upland cotton

Este trabalho teve por objetivo estimar parâmetros hereditários no algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum L.) a partir de análise genética convencional envolvendo dois progenitores e as gerações F1, F2, RC1 e RC2. A ação gênica, a heterose e a depressão endogâmica foram calculadas em relação aos caracteres número de dias para a floração, número de capulhos, peso do capulho, produção de algodão em caroço, porcentagem de fibra, e peso de 100 sementes. Os valores de herdabilidade no sentido restrito variaram de 2,27%, em peso médio de capulho, a 67,57%, em porcentagem de fibra. A ação gênica de natureza dominante predominou em número de dias para a floração, número de capulhos, peso médio do capulho, produção de algodão em caroço e fibra. Os valores heteróticos calculados variaram de -0,77%, em número de dias para a floração, a 96,41%, na produção de fibra. Depressão endogâmica estatisticamente significativa foi obtida em peso médio de capulho e porcentagem de fibra. A presença de ação gênica aditiva sugere que avanços genéticos podem ser alcançados por meio dos métodos comuns de seleção, enquanto a predominância de ação dominante ou epistática indica a necessidade do uso de variedades híbridas ou outros métodos que aproveitem este tipo de variabilidade genética.The objective of this study was to estimate the heredity parameters in hybrids of upland cotton (Gossypium hirsutum L.) obtained from a conventional genetic analysis involving two parental lines and including the F1, F2, RC1, and RC2 generations. The gene action, heterosis and inbreeding depression were calculated for the characters days to first flower initiation, number of bolls, boll weight, fiber percent, fiber yield and weight of 100 seeds. Narrow-sense heritability ranged from 2.27% for boll weight to 67.57% for fiber percent. The dominance effect was the most important to days to first flower initiation, number of bolls, boll weight, and fiber yield, while the additive effect was the most important for fiber percent and weight of 100 seeds. Heterotic effects of 96.41% was obtained for fiber yield and of -0.77% for days to first flower initiation. Inbreeding depression was detected only for boll weight and fiber percent. The presence of large amount of additive effects suggests that there is a potential for obtaining further yield gains and fiber property improvements without resorting to the use of hybrids. On the other hand, significant dominance deviations indicated that breeding for hybrids varieties would result in improvement over existing ones

Métodos de inoculação de Lasiodiplodia theobromae em plantas de aceroleira e detecção do patógeno por marcadores moleculares

O Nordeste brasileiro é a região do país onde a aceroleira melhor se adapta o que incentiva a instalação de grandes empreendimentos agroindustriais desta cultura. Porém, um dos fatores limitantes nas áreas produtoras é a doença causada pelo fungo Lasiodiplodia theobromae. A resistência genética é o método mais promissor no controle deste fitopatógeno. Entretanto, a seleção de clones de aceroleira resistentes, em campo, a essa fitomoléstia, é onerosa e demorada. Portanto, a inoculação artificial em mudas se faz necessário para a superação desse problema. Aliado a isso, o uso de marcadores moleculares poderá permitir a caracterização, a detecção, o diagnóstico e o monitoramento da disseminação desse fungo. Com isso, objetivou-se neste trabalho definir uma metodologia de seleção de clones de aceroleira quanto à reação à L. theobromae através de inoculações artificiais e a identificação do fitopatógeno em caule de mudas dessa cultura através de marcadores SSR. Foram testados nos clones de aceroleira BRS 152 e BRS 236 três métodos de inoculação: Bisel, Furadeira e Palito. Para a identificação dos isolados de L. theobromae obtidos de aceroleira, estes foram submetidos à reação de PCR, com 13 iniciadores específicos, previamente descritos para o fungo. Os métodos do Palito e Furadeira se mostraram mais eficientes para a inoculação de L. theobromae em clones de aceroleira BRS 236. Foi possível a identificação do patógeno através de marcadores moleculares

Identificação de variedades locais de feijão-de-corda resistentes ao pulgão-preto por diferentes análises estatística

A presente pesquisa teve como objetivo buscar novas fontes de resistência ao pulgão-preto (Aphis craccivora) em variedades locais de feijão-de-corda (Vigna unguiculata) e inferir qual mecanismos de resistência poderiam estar envolvidos nesse processo de defesa da planta, bem como sugerir entre os materiais estudados as melhores combinações de cruzamentos para obtenção de híbridos superiores resistentes utilizando as análises, univariada e multivariada, como métodos estatísticos. O experimento foi realizado no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, Umirim-CE, tendo sido conduzido em telado, com delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições e vinte e quatro tratamentos e adicionados quatro genótipos padrões com resistência conhecida. Para avaliar a resistência dos genótipos, as variáveis utilizadas foram número de adultos vivos e número de ninfas vivas. Os resultados indicaram que a análise multivariada apresenta resultados semelhantes a análise univariada, fornecendo informações complementares sobre os possíveis cruzamentos visando a resistência ao Aphis craccivora, como no caso da utilização dos genótipos Rabo-de-tatu (CCE-115), Corujinha (CCE-055) e Leandro-do-monte (CCE-112) que apresentam resistência por antibiose e poderem ser utilizados como fonte de genes em retrocruzamentos com cultivares que apresentam susceptibilidade ao pulgão-preto e alto potencial genético para outras características agronômicas

Induction of somatic embryogenesis in two cultivars of anthurium analysed by scanning electron microscopy

Somatic embryogenesis is an advantageous tool in the commercial production of micropropagated anthurium plantlets. As such, the aim of this study was to establish a protocol for the induction of somatic embryogenesis in Jureia and Luau cultivars. Defoliated nodal segments, 1.0 cm in length and containing one bud, were used as explants. The experimental design was completely randomised, in a 2 x 3 x 5 factorial scheme (cultivar: Jureia and Luau x auxin: 2,4-D, NAA and Picloram x concentration: 0, 2.5, 5.0, 7.5, and 10.0 μM), with 30 treatments in a scheme of plots split over time (15, 30, 45, 60, 75 and 90 days). The anatomy and percentage of embryogenic callus formation were analysed. The structures formed, analysed by scanning electron microscopy, corresponded to embryogenic calli. The Luau cultivar was superior in forming embryogenic calli. For the two cultivars, among the auxins under study, NAA demonstrated a greater induction potential for somatic embryogenesis, with the concentration of 7.5 μM giving the highest mean values. The 90-day evaluation period showed the maximum formation of embryogenic calli; however, mean values were fairly similar to the 75-day evaluation period. To induce embryogenic calli, therefore, it is suggested that the nodal segments be inoculated into a culture medium with added NAA growth regulator at a concentration of 7.5 μM, and that the explants remain in this medium for 75 days after inoculation

COEFICIENTES DE SIMILARIDADE PARA AVALIAÇÃO DA DIVERSIDADE GENÉTICA EM PINHÃO-MANSO POR MARCADORES ISSR

Objetivou-se com este trabalho, avaliar a eficiência da utilização de diferentes coeficientes de similaridade na estimação da diversidade genética de Jatropha curcas L. utilizando marcadores moleculares ISSR. O DNA genômico foi extraído a partir de folhas jovens de 43 acessos de pinhão-manso. Matrizes de dissimilaridade genética foram obtidas a partir dos coeficientes Baroni, Coincidência Simples, Hamann, Índice II, Índice III, Jaccard, Nei e Li, Ochiai I, Ochiai II, Rogers e Tanimoto e Sokal e Sneath. Os dendrogramas foram construídos utilizando o método UPGMA e comparados mediante os parâmetros de coeficiente de correlação cofenético, estresse e distorção. Foram estimadas as correlações entre os pares de matrizes pelo teste de Mantel. Houve concordância entre as matrizes originais e as matrizes resultantes do processo de agrupamento para todos os coeficientes estudados. Os índices de Jaccard e Nei e Li não diferiram quanto ao ordenamento dos acessos avaliados e permitiram maior discriminação destes, sendo os mais adequados para avaliar a diversidade genética em pinhão-manso baseada em marcadores moleculares ISSR.Palavras-chave: dissimilaridade genética; análise de agrupamento; Jatropha curcas L. SIMILARITY COEFFICIENTS FOR EVALUATION OF GENETIC DIVERSITY IN JATROPHA BY ISSR MARKERS ABSTRACT:The aim of this work was to evaluate the efficiency of using different similarity coefficients in the estimation of Jatropha curcas L. genetic diversity using ISSR molecular markers. Genomic DNA was extracted from young leaves of the 43 jatropha accessions. Genetic dissimilarity matrices were obtained from the Baroni, Simple Matching, Hamann, Index II, Index III, Jaccard, Nei and Li, Ochiai I, Ochiai II, Rogers and Tanimoto and Sokal and Sneath coefficients. The dendrograms were constructed using the UPGMA method and compared using the co-phenetic correlation coefficient, stress and distortion parameters. Correlations between pairs of matrices were estimated by the Mantel test. There was agreement between the original matrices and the matrices resulting from the grouping process for all the studied coefficients. The Jaccard and Nei and Li indices did not differ in terms of the order of the evaluated accessions and allowed for greater discrimination of these, being the most suitable for assessing genetic diversity in physic nut based on ISSR molecular markers.Keywords: genetic dissimilarity; cluster analysis; Jatropha curcas L

Seleção simultânea para produtividade, adaptabilidade e estabilidade genotípica em feijão-caupi imaturo via REML/BLUP

The objective of this work was to select cowpea genotypes simultaneously for high yield of immature grains, adaptability, and genotypic stability, taking into account genotype x environment interactions. The mixed models restricted maximum likelihood (REML)/best linear unbiased prediction (BLUP) were used. Sixteen cowpea genotypes were evaluated in nine environments, consisting of a combination of location (Pentecoste in the state of Ceará, Acaraú in Ceará, Teresina in Piauí, and Mossoró in Rio Grande do Norte, Brazil) and year (2012, 2013, 2014, 2015, and 2017). In all trials, a randomized complete block design with four replicates was used. Significant differences were observed for effects of genotypes and the genotype x environment interaction. Environmental variance was the largest component of phenotypic variance, followed by the genotype x environment interaction and genotypic variances. The immature grain yield of the evaluated cowpea genotypes interacts strongly with the studied environments, resulting in a low genotypic correlation between environments. The MNC00-595F-27, MNC05-847B-123, and BRS Tumucumaque cowpea genotypes present high yield of immature grains, adaptability, and genotypic stability, being the most suitable for cultivation in the states of Ceará, Piauí, and Rio Grande do Norte or in other environments with similar soil and climatic conditions.O objetivo deste trabalho foi selecionar genótipos de feijão-caupi simultaneamente para alta produção de grãos imaturos, adaptabilidade e estabilidade genotípica, ao se considerar interações genótipos x ambientes. Foram utilizados os modelos mistos máxima verossimilhança restrita (REML)/melhor predição linear não viciada (BLUP). Avaliaram-se 16 genótipos de feijão-caupi em nove ambientes, que consistiram de combinação de local (Pentecoste no Ceará, Acaraú no Ceará, Teresina no Piauí e Mossoró no Rio Grande do Norte) e ano (2012, 2013, 2014, 2015 e 2017). Em todos os ensaios, utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. Foram observadas diferenças significativas para os efeitos de genótipos e interação genótipo x ambiente. A variância ambiental foi o maior componente da variância fenotípica, seguido das variâncias da interação genótipo x ambiente e genotípica. A produtividade de grãos imaturos dos genótipos de feijão-caupi avaliados interage fortemente com os ambientes estudados, o que resulta em baixa correlação genotípica entre os ambientes. Os genótipos de feijão-caupi MNC00-595F-27, MNC05-847B-123 e BRS Tumucumaque apresentam alta produtividade de grãos imaturos, adaptabilidade e estabilidade genotípica, sendo os mais recomendáveis para cultivo nos estados do Ceará, Piauí e Rio Grande do Norte ou em outros ambientes com condições climáticas e de solo similares

Characterization and analysis of cotton genetic diversity determined by microsatellites and genealogy

A vulnerabilidade genética tornou-se preocupação constante no melhoramento de qualquer espécie vegetal. A manutenção da diversidade genética entre genótipos em uma cultura torna-se medida de proteção contra potenciais perdas devido ao ataque de pragas e doenças. A diversidade genética entre genótipos também facilita a criação de populações segregantes a partir das quais plantas contendo combinações de genes superiores podem ser selecionadas. Com a aprovação da Lei de Proteção de Cultivares no Brasil (1997), a caracterização genética de cultivares tornou-se importante na proteção do direito intelectual do melhorista, bem como para auxiliar os programas de melhoramento dessas cultivares. Os objetivos gerais desse trabalho foram caracterizar e avaliar a diversidade genética de algumas cultivares de importância tanto comercial quanto para os programas de melhoramento do Brasil, bem como de linhagens, por meio de marcadores microssatélites (SSR). Dessa forma, neste trabalho foram utilizadas cultivares de algodoeiro herbáceo indicadas para plantio em diferentes regiões do Brasil, bem como cultivares provenientes da Argentina e Paraguai. Linhagens de algodoeiro, provenientes do programa de melhoramento da COODETEC, também foram utilizadas. Os resultados evidenciaram que o sistema eletroforético com gel desnaturante de poliacrilamida 7% foi o recomendado para realização de caracterização e análise de diversidade genética de cultivares de algodoeiro herbáceo, por apresentar maior poder de resolução. Ademais, constatou-se o potencial dos marcadores microssatélites em estudos de diversidade genética entre indivíduos da espécie Gossypium hirsutum L., uma base genética estreita entre as cultivares e entre as linhagens de algodoeiro e, como conseqüência a necessidade de se introduzir novos alelos no pool gênico dos algodoeiros melhorados. O conjunto de primers SSR selecionados para as cultivares (11 pares de primers SSR) e linhagens (14 pares de primers) poderão ser úteis nos processos de proteção de cultivares, nas análises de pureza genética e nos programas de melhoramento. A correlação entre as distâncias genéticas obtidas pelos coeficientes de parentesco e marcadores microssatélites tanto para as cultivares quanto para as linhagens foi positiva e significativa (P < 0,001). Entretanto, a magnitude das correlações não foi elevada, com valores iguais a 0,25 entre as cultivares e a 0,29 entre as linhagens. A estimativa da diversidade genética com base em marcadores microssatélites forneceu mais informações sobre as relações genéticas entre os indivíduos. A constatação de que poucos ancestrais contribuem para a constituição genética das cultivares de algodoeiro usadas no Brasil, sugere maior preocupação em introgredir novos alelos no pool gênico dessas cultivares e, assim, aumentar sua base genética.The genetic vulnerability is a constant concern breeding of any vegetal species. Maintaining genetic diversity among crop genotypes offers a measure of protection against potential widespread losses from crop pests and facilitates the creation of segregating populations from which plants with superior gene combinations can be selected. Along with the development of new cultivars, there has been a growing interest in the genetic characterization, for commercial protection provided by the Brazilian Cultivar Protection Low and regulations (1997). The general purpose of this work were to characterize and to evaluate the genetic diversity of some important cultivars used in breeding program in Brazil through microsatellites (SSR) markers and genealogy. In this work we used cotton cultivars developed and released by Brazilian public and private institutions and cotton cultivars developed in Argentina and Paraguay. Cotton lines from breeding program developed by COODETEC also were used at present work. In conclusion, was evidenced that the eletrophoretic system with denaturing gel of 7% was recommended for characterization and analyze of genetic diversity of cotton cultivars because they present higher resolution. The results revealed the potential of the markers for genetic diversity studies among Gossypium hirsutum L. genotypes, a narrow genetic base among cultivars and among lines and the necessity to introduce new alleles in improved cotton germplasm. The selected SSR primers for the cultivars (11 primers pairs) and lines (14 primers pairs) will be useful for cultivars protection process, analyzes of genetic purity and in breeding program. The correlation evidenced between the estimation used to calculate the genetic distance among cultivars and among lines was positive and significant. However, the correlations are not so high, with values equal to 0,25 among cultivars and 0,29 among lines. The genetic diversity estimation based in molecular markers provided more information about the genetic relationships among individuals. The evidence that few ancestral contribute to genetic constitution of the cotton cultivars used in Brazil suggest a need of introducing new alleles into the gene pool of these cultivars and in this way to increase the cotton genetic base.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic