Agronomic potential, pest resistance, and fruit quality in BC1F3 dwarf round tomato populations

Combining broad pest resistance, high yield, and nutritional quality of fruit in the same hybrid is a challenge for round tomato breeders. Thus, development of a dwarf round tomato line for obtaining hybrids may be an excellent alternative for achieving such objectives. The aim of this study was to evaluate the agronomic potential, fruit quality, and pest resistance of BC1F3 dwarf round tomato populations. We evaluated 13 treatments and 4 replications. Treatments consisted of 10 BC1F3 dwarf populations originating from self-fertilization of dwarf populations selected in BC1F2, plus both parents (recurrent and donor) and a commercial hybrid. The traits evaluated were yield, number of fruit, mean weight, number of locules, shape, pulp thickness, longitudinal and transverse diameter of the fruit, precocity index, and soluble solids, β-carotene, lycopene, and acylsugar content. The data were analyzed through the means test. In general, there was an increase of up to 1035% in average fruit weight of the dwarf populations in relation to the donor parent. In addition, some dwarf populations had fruit with 49% more lycopene compared to the commercial hybrid, as well as greater acylsugar content in the leaves (273%). The UFU-DW22 dwarf population stood out with good agronomic potential, higher lycopene content in the fruit, and high acylsugar content, which provides pest resistance. To continue this research, a second backcross is suggested in order to obtain lines and, posteriorly, hybrids with round fruits and compact plants, pest resistance and nutritional quality of fruit

Parâmetros genéticos e índices de seleção para alface roxa biofortificada

The objective of this work was to determine the genetic parameters and the efficiency of different selection indices for biofortified red leaf lettuce (Lactuca sativa var. crispa) lines with agronomic and nutritional potential. The experiment was carried out in a randomized complete block design with three replicates and 31 crisp-textured and red-tinted leaf lettuce genotypes: the Belíssima cultivar, with a low carotenoid content and rich in anthocyanins; and 30 lines from the cross between the Belíssima and Uberlândia 10000 cultivars, rich in carotenoids and with a low anthocyanin content. The assessed traits were: total green mass (g), stem diameter (cm), leaf count, plant diameter (cm), foliar temperature (°C), soil plant analysis development (SPAD) index, anthocyanin content (mg 100 g-1 sample), and bolting (days after sowing). To estimate selection gains, 12 genotypes were selected through selection indices. The traditional index proposed by Smith & Hazel and the sum of ranks index by Mulamba & Mock provided the highest selection gains in the biofortified lettuce. The coefficient of genotypic determination for leaf count, anthocyanin content, bolting, and SPAD index is of high magnitude.O objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros genéticos e a eficiência de diferentes índices de seleção para linhagens de alface de folhas vermelhas (Lactuca sativa var. crispa) biofortificada e com potencial agronômico e nutricional. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições e 31 genótipos de alface do tipo crespa e com pigmentação roxa: a cultivar Belíssima, com baixa quantidade de carotenoides e rica em antocianina; e 30 linhagens provenientes do cruzamento entre as cultivares Belíssima e Uberlândia 10000, rica em carotenoides e com baixo teor de antocianina. As características avaliadas foram: massa verde total (g), diâmetro do caule (cm), número de folhas, diâmetro da planta (cm), temperatura foliar (°C), índice de desenvolvimento de análise de planta de solo (SPAD), teor de antocianina (mg por 100 g de amostra) e pendoamento (dias após a semeadura). Para as estimativas dos ganhos de seleção, foram selecionados 12 genótipos por meio de índices de seleção. O índice clássico proposto por Smith & Hazel e o índice da soma de “ranks” de Mulamba & Mock proporcionaram os maiores ganhos de seleção na alface biofortificada. O coeficiente de determinação genotípica para número de folhas, teor de antocianina, pendoamento e índice SPAD é de alta magnitude

Accuracy of air temperature forecasts and its use for prediction of the reference evapotranspiration

The objective of this study was to verify the quality of the short-term forecasts made by some web sites, as well as the potential of its use in estimating reference evapotranspiration (ETo). For the period 2012-2013, every 4-days, the maximum (Tmax) and minimum (Tmin) air temperature forecasts for horizons of 24, 48, 72 and 96 hours provided by public sites for Uberlandia-MG were collected and used for calculating the reference evapotranspiration (ETo) by the Hargreaves-Samani (HS) calibrated equation. The sites www.accuweather.com (WEATHER); www.cemig.com.br (CEMIG); jornaldotempo.uol.com.br; (JORNAL) and www.climatempo.com.br (CLIMA) were evaluated. For the same period, the meteorological data were taken at the National Institute of Meteorology (www.inmet.gov.br). The performance of the Tmax and Tmin forecasts as well as the ETo estimates were made by regression analysis, the mean bias error (MBE), root mean square error (RMSE) and t-test. For all sites, there was a better performance in the prediction of Tmin when compared to Tmax, especially by a reduction in errors (MBE and RMSE) and an increase in coefficients b and R2. For ETo, the site CLIMA had lowest MBE and RMSE (0.9 mm d-1) following by the WEATHER and JORNAL. On the other hand, the site CEMIG presented higher values for MBE (-1.3 mm d-1) and RMSE (1.6 mm d-1). There was no worsening with an increase of the forecast horizon in these indices, except for R² values. The site CLIMA was the only one that did not differ significantly from the ETo values observed.  The results of diagnostic verification procedures indicate the potential use of air temperature forecasts in irrigation management

Inheritance of growth habit and agronomic performance of minitomato hybrids from dwarf lines

Among the types of tomatoes, minitomatoes stand out because of their smaller fruit and sweeter taste. Due to increasing demand, breeding programs have sought to develop more productive minitomatoes hybrids. It is known that the architecture is one of the characteristics that influence the most the agronomic performance of the tomato plant; and the plant size or architecture can be directly influenced by the genes that control the growth habit, as well as the genes that confer the dwarfism in the culture. Therefore, the objective of this study was to evaluate the growth habit and the agronomic performance of mini-tomato hybrids obtained by crossing a dwarf line with regular line of indeterminate, determinate and semi-determinate growth. This research was carried out in two stages: first, the inheritance of growth habit was studied and, then, the agronomic performance of minitomato hybrids which came from dwarf lines. Both trials were carried out at the vegetable trial station at the Federal University of Uberlandia - Monte Carmelo Campus, MG, Brazil. The growth habit inheritance study consisted of reciprocal biparental crosses [dwarf line versus normal lines (determinate, semideterminate and indeterminate growth habits)], backcrosses of the Fi to the parents [normal lines (Pi) and dwarf line (P2)], and obtaining F2 generation. It was observed that the inheritance of growth habit in the hybrids depends of the dwarf linegrowth. This inheritance is from the allele that conditions for the indeterminate plant phenotype. The dwarf-sized line has an indeterminate growth habit. For the second study, a completely randomized design with 17 treatments and four replications was used. The genetic material consisted of 16 experimental minitomato hybrids (belonging to the UFU tomato plant germplasm bank) and a commercial hybrid(control). In general, the hybrids of minitomato from dwarf and the control lines were differentiated in all variables, except for the number of fruits plant-1, number of fruits bunch-1 and in the diameter of the stem. In general, hybrids from dwarf lines presented higher yield (20%), shorter internodes (11%) and shorter distance from the first bunch to the soil (30%) when compared to the control line. It can be concluded that the exploitation of dwarf lines proves to be viable in obtaining minitomato hybrids, since they have commercial potential.Dissertação (Mestrado)Dentre os tipos de tomate, o minitomate se difere por apresentar frutos de menor tamanho e sabor mais adocicado. Devido à crescente demanda, programas de melhoramento têm buscado desenvolver híbridos de minitomate mais produtivos. Sabe- se que a arquitetura é uma das características que mais influencia o desempenho agronômico do tomateiro; e o porte ou a arquitetura pode ser diretamente influenciado pelos genes que controlam o hábito de crescimento, bem como pelos genes que conferem o nanismo à planta. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a herança do hábito de crescimento e o desempenho agronômico de híbridos de minitomate obtidos pelo cruzamento entre uma linhagem anã versus linhagens de fenótipos normais com hábito de crescimento indeterminado, determinado e semideterminado. O trabalho foi realizado em duas etapas:primeiro estudou-se a herança do hábito de crescimento e, em seguida, o desempenho agronômico de híbridos de minitomate provenientes de linhagens anãs. Ambos os experimentos foram conduzidos na Estação Experimental de Hortaliças da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Monte Carmelo. O estudo de herança do hábito de crescimento foi obtido por cruzamentos biparentais recíprocos [linhagem anã versus linhagens normais (hábito de crescimento determinado, semideterminado e indeterminado)], retrocruzamentos da geração Fi com os genitores [linhagens normais (Pi) e linhagem anã (P2)] e obtenção de geração F2. Concluiu-se a partir disso que a herança do hábito de crescimento dos híbridos depende do hábito de crescimento da linhagem anã. A herança é do alelo que condiciona para o fenótipo planta indeterminada. A linhagem de porte anã possui hábito de crescimento indeterminado. Para o segundo estudo utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com 17 tratamentos e quatro repetições. O material genético consistiu de 16 híbridos experimentais de minitomate (pertencentes ao Banco de germoplasma de tomateiro da UFU) e um híbrido comercial (testemunha). De maneira geral, os híbridos de minitomate provenientes de linhagens anãs e a testemunha se diferenciaram em todas as variáveis, exceto no número de frutos planta-1, número de frutos penca-1 e no diâmetro do caule. Em geral, os híbridos provenientes de linhagens anãs apresentaram maior produção (20%), internódios mais curtos (11%) e menor distância da primeira penca ao solo (30%) quando comparados à testemunha. Pode-se concluir que a exploração de linhagens anãs demonstra ser viável na obtenção de híbridos de minitomate, uma vez que estes apresentam potencial comercial

Dwarf plants development to obtain round tomato hybrids

Combine broad-spectrum pest resistance, higher yield and fruit nutritional quality on a single hybrid is a challenge for round tomato breeders. The use of a dwarf line to obtain mini-tomato hybrids has provided advantages and can be an excellent alternative to achieve these objectives in the round tomatoes. However, the exploitation of the benefits provided by the use of the dwarf parent in tomato round hybrids is not yet a reality. The development of dwarf lineages of this segment is the first step to be performed and backcrossing is an appropriate method to develop such lineages. In addition to backcrossing, it is also important to assess the progress of dwarf populations obtained after advancing in the self-fertilization cycle. Therefore, the objective of this work was to select BC1F2 and BC1F3 populations of dwarf tomato type round with agronomic potential, fruit quality and resistance to pests. This research was carry out in two stages: first, the performance of dwarf populations obtained after a backcross (BC1F2) and, then, the performance of dwarf populations obtained after a selffertilization (BC1F3) of plants from populations selected in BC1F2. Both trials were carried out at the vegetable trial station at the Federal University of Uberlandia – Monte Carmelo Campus, MG, Brazil. For the first experiment, was used a randomized block design with 15 treatments and 3 replications. The genetic material evaluated consisted of 12 dwarf tomato BC1F2 populations, plus both parents (recurrent and donor) and a commercial hybrid. It was observed that average fruit weight in the dwarf populations increased significantly after the first backcross, with some fruits exhibiting a similar shape to round tomatoes. Selection of the populations UFU-DTOM3, UFU-DTOM5, UFU-DTOM7, UFU-DTOM9 and UFU-DTOM10 resulted in an estimated 6% increase in the number of locules, transverse diameter, TD/LD ratio and average fruit weight. The dwarf populations UFU-DTOM7 and UFU-DTOM10 were the most promising for develop inbred lines with round fruits. For the second study, the genetic material evaluated consisted of ten BC1F3 dwarf populations, originated from self-fertilization of plants selected in dwarf populations BC1F2 plus both parents (recurrent and donor) and a commercial hybrid. In general, there was an increase of up to 1035% in the average fruit mass of the dwarf populations in relation to the donor parent. In addition, some dwarf populations showed fruits with 49% more lycopene in relation to the commercial hybrid, as well as higher levels of acylsugars in the leaves (273%). The dwarf populationUFU-DW22 stood out, presenting agronomic potential, higher levels of lycopene in fruits and high levels of acylsugars, which gives resistance to pests. In order to future work with the BC1F3 dwarf plants in this study, is suggest to perform the second backcross to obtain lines and, subsequently, compact hybrids from dwarf lines of the round type.Tese (Doutorado)Reunir em um mesmo híbrido ampla resistência a pragas, maior produtividade e qualidade nutricional de frutos é um desafio de melhoristas de tomateiro tipo Salada. A utilização de uma linhagem anã na obtenção de híbridos poderia ser uma excelente alternativa para se alcançar tais objetivos, sendo uma estratégia de aumento de produtividade já conhecida para o segmento de Minitomates. Porém, a exploração dos benefícios proporcionados pelo uso do parental anão em híbridos de tomateiro tipo Salada ainda não é uma realidade. O desenvolvimento de linhagens anãs do referido segmento é a primeira etapa a ser realizada, sendo o retrocruzamento um método adequado para se desenvolver tais linhagens. Adicionalmente ao retrocruzamento, torna-se importante também avaliar o progresso das populações anãs obtidas após avanço no ciclo de autofecundações. Portanto, o objetivo deste trabalho foi selecionar populações F2RC1 e F3RC1 de tomateiro anão tipo Salada com potencial agronômico, qualidade de fruto e resistência a pragas. O trabalho foi realizado em duas etapas: primeiro estudou-se o desempenho de populações anãs obtidas após um retrocruzamento (F2RC1) e, em seguida, o desempenho de populações anãs obtidas após uma autofecundação (F3RC1) de plantas selecionadas em F2RC1. Ambos os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação na Estação Experimental de Hortaliças da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Monte Carmelo. No primeiro experimento utilizou-se o delineamento de blocos casualizados com 15 tratamentos e três repetições. O material genético avaliado consistiu de 12 populações F2RC1 de tomateiro anão, os genitores (recorrente e doador) e um híbrido comercial. Concluiu-se que a massa média dos frutos das populações anãs aumentou significativamente após o primeiro retrocruzamento e algumas destas apresentaram o formato de fruto próximo ao do segmento Salada. Ao selecionar as populações UFU-DTOM3, UFU-DTOM5, UFUDTOM7, UFU-DTOM9 e UFU-DTOM10 foi estimado um incremento de até 6% no número de lóculos, diâmetro transversal, formato e massa média do fruto. As populações anãs UFU-DTOM7 e UFU-DTOM10 se destacaram sendo promissoras para obtenção de linhagens. Para o segundo estudo, o material genético avaliado consistiu de dez populações anãs F3RC1 originadas da autofecundação de plantas selecionadas em populações anãs F2RC1 os genitores (recorrente e doador) e um híbrido comercial. De maneira geral, houve um aumento de até 1035% na massa média dos frutos das populações anãs em relação ao genitor doador. Além disso, algumas populações anãs apresentaram frutos com 49% a mais de licopeno em comparação com o híbrido comercial, bem como maiores teores de acilaçúcares nas folhas (273%). A população anã UFU-DW22 se destacou, com potencial agronômico, maiores teores de licopeno nos frutos e também elevados teores de acilaçúcares, o que confere resistência a pragas. Para dar continuidade a trabalhos com as plantas anãs F3RC1 deste estudo, sugere-se realizar o segundo retrocruzamento para obter linhagens e, posteriormente, híbridos compactos provenientes de linhagens anãs do tipo Salada

Métodos para estimar radiação solar na região noroeste de Minas Gerais Methods for estimating solar radiation in the northwest region of Minas Gerais

A radiação solar é um dos elementos responsáveis pela manutenção da vida no planeta. Apesar da sua importância, o registro da radiação solar não é feito na maioria das estações meteorológicas convencionais, uma vez que nem todas dispõem de equipamentos para medi-la, tendo que recorrer a métodos de estimação empíricos. Com o intuito de testar e calibrar equações para estimar a radiação solar, foram coletados dados de quatro estações meteorológicas pertencentes ao Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) para representar a região climática noroeste de Minas Gerais, no período de 2008 a 2010. Com base nesses dados, foram testados e calibrados nove modelos para estimar a radiação solar global. Todos os modelos utilizam temperatura máxima e mínima do ar como preditores e dois deles utilizam também a precipitação pluviométrica. Os modelos mais precisos foram de De Jong e Stewart, Bristow e Campbell, Donatelli e Campbell e o modelo dois de Hunt, com raiz quadrada do quadrado médio do erro em torno de 3,1MJ m-2 d-1 e coeficiente de determinação em torno de 62%. No entanto, todos esses modelos apresentaram tendência de superestimação para valores de radiação inferiores à média e subestimação para valores superiores. Portanto, há necessidade de propor novos modelos que minimizem essa tendência.<br>Solar radiation is a component responsible for maintaining the life on the planet. Despite its importance, solar radiation is not recorded in most conventional meteorological station since not all have equipments to measure it, and then, it is usual to use empirical solar radiation estimation methods. In order to test and calibrate models for estimating solar radiation data were collected from four meteorological stations belonging to the National Institute of Meteorology (INMET) to represent the climatic region northwest of Minas Gerais for the period from 2008 to 2010. Based on these data, nine models to estimate global solar radiation were tested and calibrated. All the models use maximum and minimum air temperature as predictor and two of them also use rainfall. The most accurate models were De Jong and Stewart, Bristow and Campbell, Donatelli and Campbell and model of two Hunt, with root mean square error about 3.1MJ m-2 d-1 and determination coefficient around of 62%. However, all these models tended to have an overestimation for values of radiation below the average and an underestimation for values higher than the average. Therefore there is need to propose new models that minimize this trend

Agronomic performance of mini-tomato hybrids from dwarf lines

ABSTRACT Little is known about the commercial potential of mini-tomato hybrids obtained from one dwarf parent. Thus, our objective was to evaluate the agronomic performance of mini-tomato hybrids obtained by crossing a dwarf line (A) with normal lines with indeterminate (I), determinate (D) and semi-determinate (SD) growth habits. The experiment was conducted in a greenhouse at the Estação Experimental de Hortaliças at the Universidade Federal de Uberlândia-UFU in Monte Carmelo, Brazil. The experiment was completely randomized with 17 treatments and four repetitions. The genetic material consisted of 16 experimental mini-tomato hybrids from the tomato germplasm bank at UFU, and a commercial hybrid (Mascot) as a control. The following variables were used to evaluate agronomic performance: fruit weight (g); number of fruits plant-1; productivity (kg plant-1); number of bunches plant-1; number of fruits bunch-1; stem diameter (mm); distance between first bunch and soil (cm); internode length (cm) and total soluble solids (°Brix). The growth habit of the parents influenced the performance of the hybrids. In general, the mini-tomato hybrids from dwarf lines differed from the control with respect to all variables except number of fruits plant-1, number of fruits bunch-1 and stem diameter. On average, hybrids from dwarf lines showed higher productivity (20%), shorter internodes (11%) and a shorter distance between the first bunch and the ground (30%), relative to the control. Using dwarf lines to obtain mini-tomato hybrids was shown to be viable since the hybrids demonstrated better agronomic performance

GENETIC DISSIMILARITY BETWEEN LETTUCE GENOTYPES WITH DIFFERENT LEVELS OF CAROTENOIDS BIOFORTIFICATION

DIVERSIDADE GENÉTICA ENTRE GENÓTIPOS DE ALFACE COM DIFERENTES NÍVEIS DE BIOFORTIFICAÇÃO POR CAROTENÓIDES Alimentos ricos em carotenóides podem auxiliar na prevenção de diversas doenças. A alface é uma das hortaliças mais consumidas no mundo apresentando potencial para investimento em biofortificação. No entanto, existem poucos genótipos de alface biofortificado disponíveis no mercado, inclusive, para uso direto no melhoramento genético. Avaliar novos genótipos de alface ricos em carotenóides é essencial, a fim de se conhecer o potencial comercial e sua utilidade como potenciais genitores em programas de melhoramento. Portanto, o objetivo do trabalho foi avaliar o potencial agronômico e diversidade genética em genótipos de alface com diferentes níveis de carotenóides. O experimento foi conduzido em campo no delineamento de blocos casualizados, com 83 tratamentos e duas repetições. Foram avaliados dados quantitativos: teor de clorofila foliar a, b e total; diâmetro de copa e número de folhas; e dados qualitativos: tamanho, cor e formato de folha da alface. A divergência genética foi obtida por meio de análises multivariadas utilizando-se a soma de matrizes de dados qualitativos e quantitativos, e posteriormente empregando-se diferentes métodos de agrupamento (UPGMA e Tocher). Os genótipos apresentaram diversidade genética e potencial agronômico para diferentes segmentos de alfaces, aliado ao alto teor de carotenóides. Entre as variáveis respostas avaliadas, clorofila total representou maior contribuição para a variabilidade genética. Não houve coerência entre o método hierárquico UPGMA e de otimização Tocher para caracterização da divergência genética em genótipos de alfaces com diferentes níveis de carotenoides.Palavras-chave: biofortificação; Lactuca sativa; variabilidade genética; vitamina A. ABSTRACT: Vegetables with high carotenoids content can help to prevent many diseases. Lettuce is one of the most consumed vegetables all over the world that present potential for biofortification investment. However, there are few genotypes of lettuce biofortificated on the market and for direct use in plant breeding. Evaluate new lettuce genotypes that are rich in carotenoids are essential in order to know the commercial potential and their usefulness as possible parents in breeding programs. Therefore, the experiment aimed to evaluate the agronomic potential and genetic dissimilarity between lettuce genotypes with different levels of carotenoids. It was conducted in a randomized block design, with 83 treatments and two replications. During the course of the trial, were evaluated quantitative characters: leaf chlorophyll content (a, b and total), canopy diameter and number of leaves; and qualitative characters: size, color and shape of the leaves. The genetic diversity was obtained by multivariate analyzes using the sum of quantitative and qualitative data and, after that, using different grouping methods (UPGMA and Tocher). The genotypes showed genetic dissimilarity and agronomic potential for different lettuce segments and high carotenoids content. Among the evaluated characters, total chlorophyll content represented the main contribution for genetic variability. There was no coherence between the hierarchical method of UPGMA and the optimization method of Tocher when used for determinate the genetic diversity between lettuce genotypes with different levels of carotenoids.Keywords: biofortification; genetic variability; Lactuca sativa; vitamin A