Contribution of graduate programs in plant breeding to the education of plant breeders in Brazil

The success of agribusiness in Brazil in recent decades is unquestionable. Although the country has always had favorable conditions for agriculture (land, water and climate), this success has only come about recently, due to scientific research, which has resulted in considerable increases in yield and in improvement of product quality, as well as making the occupation of new agricultural frontiers possible. A decisive factor for development of agriculture in the country was the creation of EMBRAPA in 1973, which, in a few years, led to considerable demand for researchers with training in graduate programs. Among them are plant breeders, who came to exercise their activity throughout the country and in all ecosystems. The training of plant breeders was only possible because, as from the middle of the 1960s, the country began a wide-ranging education program, with the creation of several graduate programs in genetics and plant breeding

Estimation and prediction of parameters and breeding values in soybean using REML/BLUP and Least Squares

The aim of this study was to compare REML/BLUP and Least Square procedures in the prediction andestimation of genetic parameters and breeding values in soybean progenies. F2:3 and F4:5 progenies were evaluated in the2005/06 growing season and the F2:4 and F4:6 generations derived thereof were evaluated in 2006/07. These progenies wereoriginated from two semi-early experimental lines that differ in grain yield. The experiments were conducted in a lattice designand plots consisted of a 2 m row, spaced 0.5 m apart. The trait grain yield per plot was evaluated. It was observed that earlyselection is more efficient for the discrimination of the best lines from the F4 generation onwards. No practical differences wereobserved between the least square and REML/BLUP procedures in the case of the models and simplifications for REML/BLUPused here

A nonlinear model applied to genotype x environment interaction analysis in maize

Na hipótese de que os efeitos de ambientes sobre os genótipos, na manifestação fenotípica de um caráter, se dá de forma multiplicativa, foi estudado um modelo não-linear, que é multiplicativo apenas em seus parâmetros genético e ambiental. Dados de produtividade de espigas de milho (Zea mays L.) foram utilizados para verificar a possível adequação do modelo não-linear. Verificou-se que: (1): ambientes favoráveis, em que a média do caráter é maior, propiciam melhor discriminação entre os genótipos ou cultivares; (2): nas análises conjuntas usuais, a soma de quadrados de uma interação fica dependente da dos efeitos principais envolvidos; (3): o ajuste de médias de tratamentos de diferentes ensaios, onde apenas algumas testemunhas são comuns a todos eles, deve ser feito por fatores multiplicativos, e não, aditivos; (4): o coeficiente de regressão linear, comumente empregado na análise da estabilidade de cultivares, passa a ser positivamente correlacionado com a média geral das cultivares. As análises de 64 ensaios de milho indicaram que: (1) o modelo multiplicativo teve eficiência igual ou superior ao modelo linear; (2): o efeito multiplicativo dos ambientes sobre os genótipos foi responsável, em média, por 11,1% da interação de genótipos com ambientes, variando de 10.2% a 16,8%.Under the assumption that environmental effects act multiplicatively on genotype effects, a nonlinear model was studied, which is multiplicative for the main effects but additive for deviations. Experimental corn (Zea mays L) yield data of cultivars were analysed, in order to determine the applicability of the nonlinear model. The following consequences could be demonstrated: (1): in better environments in which higher mean values of the trait are observed, discrimination among genotypes or cultivars is favored; (2): in the usual joint analysis the interaction sum of squares depends on these due to the main effects; (3): the adjustment of treatment means of different experiments designed such that only some checks are common over the group of experiments, should be made through multiplicative factors rather than additive ones; (4): the linear regression coefficients, commonly used for the stability analysis of cultivars, becomes positively correlated with the means of the cultivars, over environments, to the analysis of corn yield data of 64 experiments, it could be verified that: (1) the nonlinear model showed equal or higher efficiency than the linear one; (2): the multiplicative action of environment on genotypic effects explained on the average, 11,1% of the cultivars x locations interaction, varying from 102% to 16.2%

Evaluation of f2:4 and f4:6 progenies of soybeans and perspectives of using early generation testing for grain yield

Este trabalho teve como objetivo verificar as perspectivas do uso da seleção precoce para a produção de grãos no melhoramento genético da soja. Para isso, obteve-se uma população de soja, derivada do cruzamento entre as linhagens 14 e 38, divergentes para a produção de grãos, de onde foram extraídas 100 progênies F2:4 e 100 progênies F4:6. Estas foram avaliadas experimentalmente no ano agrícola de 2006/2007, utilizando o delineamento em látice com quatro repetições, e em dois locais, no município de Piracicaba (SP). As parcelas foram constituídas de uma linha de 2 m de comprimento, espaçadas de 0,5 m, contendo 35 plantas após o desbaste. A partir das análises de variância conjuntas da produção de grãos das gerações F2:4 e F4:6 foram estimados os componentes de variância, os coeficientes de herdabilidade entre médias de progênies e as respostas esperadas com seleção. As respostas esperadas com seleção foram cerca de 60% superiores na geração F4:6; entretanto, o tempo para completar um ciclo seria maior, o que compensaria esta superioridade. Os resultados indicam que a seleção precoce pode ser eficiente em soja, desde que aplicada com intensidades moderadas.The objective of this work was to evaluate the perspectives of using early generation testing for grain yield in soybeans. The base material comprises a population derived from a two-way cross between lines 14 and 38, divergent for grain yield. One hundred progenies F2:4 and one hundred progenies F4:6 were derived from this population and evaluated in the 2006/07 growing season, using a lattice design with 4 replications, in two locations, at Piracicaba, SP. Plots consisted of 2 meter long rows spaced 0,5 meter apart, with 35 plants after thinning. The components of variance, coefficients of heritability on a plot mean basis and expected response to selection were estimated for grain yield from the joint analysis of variance, for F2:4 and F4:6 generations. Estimates of expected response to selection were about 60% higher in the F4:6 generation; however this superiority would probably be offset by the larger time to complete a cycle. General results indicate that early generation testing for grain yield in soybeans can be effective for moderate selection intensities.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Alternativas experimentais na avaliação de famílias em programas de melhoramento genético do feijoeiro

The aim of this work was to evaluate the viability of using the augmented block designs and spatial analysis methods for early-stage selection in breeding programs for common bean (Phaseolus vulgaris L.). A total of 121 S2 progenies were evaluated in three locations: Lavras, Lambari and Patos de Minas, Brazil. A simple 11 x 11 lattice design was employed by location. Additionally, two controls, Carioca and EMGOPA 201-Ouro, were included. The split plots were composed by two 2 m lines with 15 seeds/m. The data of the production (g/plot) were submitted to a variance analysis, considering the following strategies: lattice design, augmented block design, randomized complete block design, Papadakis' method, moving means method, and check plots method. The comparison between the different strategies was done considering their efficiency in controlling the experimental error and in relation to the precision of the estimates of genetic and phenotypic parameters obtained in each method. General results indicate that augmented block design is useful in earlier stage of selection, when the intensities of selection are moderate to low; however, this design is not useful for estimation of genetic and phenotypic parameters due to lower precision of estimates; the use of check plots method did not improve the experimental precision; the nearest neighbour, Papadakis and moving means methods were efficient in removing the heterogeneity within blocks; this efficiency was equivalent to lattice analysis for estimation of genetic and phenotypic parameters.O objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego do delineamento em blocos aumentados e de métodos de análise espacial nas etapas iniciais dos programas de melhoramento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Foram avaliadas 121 famílias S2, provenientes de um programa de seleção recorrente, em três locais: Lavras, Lambari e Patos de Minas. Utilizou-se um látice simples 11 x 11, por local. Adicionalmente, foram incluídas duas testemunhas, Carioca e EMGOPA201-Ouro, cada uma alocada a intervalos regulares de cinco em cinco parcelas em cada bloco. A parcela foi composta por duas linhas de dois metros, com 15 sementes por metro. Os dados de produção de grãos (g/parcela) foram submetidos a uma análise de variância considerando os seguintes delineamentos e métodos: látice, blocos aumentados, blocos ao acaso, método de Papadakis, método das médias móveis e testemunha intercalar. Realizou-se a comparação entre as diferentes estratégias quanto à eficiência no controle do erro experimental e em relação à precisão das estimativas de parâmetros genéticos e fenotípicos obtidas em cada método. Constatou-se que o emprego do delineamento em blocos aumentados é viável para a seleção de famílias nas etapas iniciais dos programas de melhoramento genético, principalmente se for aplicada uma intensidade de seleção moderada; porém, esse delineamento não se mostrou apropriado para a estimação de parâmetros genéticos e fenotípicos, em virtude da baixa precisão das estimativas; o uso de testemunha intercalar não proporcionou melhoria na precisão experimental; os métodos de análise de vizinhança, Papadakis e o das médias móveis, foram eficientes no controle da heterogeneidade dos blocos, sendo esta eficiência similar àquela proporcionada pela análise em látice

Method of statistical analysis for combination of cultivars under intercropping

O presente trabalho teve como objetivo principal elaborar uma metodologia estatístico-experimental para avaliar o comportamento de cultivares de duas espécies diferentes combinadas em consórcio, e paralelamente testar esta metodologia, no estudo de uma amostra de cultivares de milho e de feijão avaliadas em consórcio e em monocultivo. A metodologia proposta pressupõe que as cultivares das duas espécies em consórcio sejam combinadas segundo o arranjo dialélico, e que a produção de grãos de ambas seja transformada em uma variável comum, através da relação de preços entre elas no mercado. O modelo matemático empregado corresponde a uma adaptação do modelo de GARDNER e EBERHART (1966) para os cruzamentos dialélicos. Com base neste modelo, foram obtidas as fórmulas para a estimação dos componentes de médias e das somas de quadrados, utilizando-se o método dos quadrados mínimos. Foram adaptados ainda ao estudo de competição os conceitos empregados em genética para os cruzamentos dialélicos, entre eles, os efeitos da capacidade geral de competição, capacidade especifica de competição e efeito geral de consórcio que mede a capacidade de complementação entre as duas espécies. Os ensaios de avaliação foram realizados no ano agrícola de 1979/80 em Sete Lagoas (MG), utilizando-se seis cultivares de feijão diferentes hábitos de crescimento- e seis cultivares de milho de diferentes portes e graus de variabilidade genética, que permitiram 36 combinações diferentes em consórcio. Estes 36 tratamentos foram avaliados em um látice simples duplicado 6 x 6 (quatro repetições), enquanto que as cultivares em monocultivo foram avaliadas em delineamentos em blocos casualizados com quatro repetições. A metodologia elaborada mostrou-se bastante abrangente para explicar o comportamento das cultivares de milho e feijão em consórcio, em relação ao comportamento das mesmas em monocultivo, bem como na detecção de algumas propriedades das cultivares, favoráveis para o cultivo no sistema consorciado. A comparação desta metodologia com algumas outras convencionais mostrou que, entre outros aspectos, o efeito geral de consórcio (cij) e mais eficiente que a razão da área equivalente (RAE) para a comparação da eficiência biológica das diferentes combinações. As melhores combinações de milho e feijão em consorcio foram aquelas onde ocorreu uma alta complementação entre as cultivares (alto efeito geral de consórcio), ao contrário das piores combinações. No geral, as combinações favoráveis envolveram cultivares com alta capacidade geral de competição e vice-versa. Algumas exceções ocorreram devido à magnitude da capacidade especifica de competição. Para as cultivares de milho constatou-se a ocorrência de uma boa concordância entre o comportamento em consórcio e em monocultivo, ao passo que para as cultivares de feijão não houve boa concordância, indicando, para esta espécie, interação entre cultivares e sistemas de cultivo. Entre as características responsáveis por um bom desempenho em consórcio, para as cultivares de feijão, puderam ser detectadas as seguintes: alta produtividade em monocultivo, baixa redução da produção em consórcio, pouca interferência com o milho (baixa agressividade) e precocidade. Recomendou-se que tais características sejam tomadas como critérios de seleção em um programa de melhoramento para consórcio.The main objective of the present work was the development of a methodology on a statistical and experimental basis, in order to evaluate the performance of cultivars of two different species when grown under intercropping system. An application of the methodology was studied by using maize and common bean cultivars grown under intercropping and sole cropping systems. The methodology is applied under the assumption that the cultivars of both- speei.es are arranged according to a diallel scheme, and their yields are transformed into a common variable through a relation based on the market value of each crop. The mathematical model comes from an adaptation of GARDNER and EBERHART' s (1966) model for diallel crosses. The formulas for estimation of the components of means and for the sums of squares were obtained through the least square procedure. The concepts as developed for diallel crosses also were adapted for the studies of competition between species, including the effects of general competition ability, specific competition ability and the general effect of intercropping which measures the ability of complementation between the two species. The yield trials were carried out at Sete Lagoas (MG) on 1979/80, and comprised six bean cultivars of different types and six maize cultivars differing for plant height and genetic variability, thus totalizing 36 intercrop combinations. The 36 entries were evaluated in 6 x 6 duplicated simple lattice (four replications) while the corresponding sole crops were evaluated in a completely randomized block design with four replications. The methodology showed to be highly effective for the explanation of the performance of the intercropped maize and bean cultivars relative to sole crops, as well as for the identification of some characters which are favored by the intercropping system. The comparison of this methodology with the conventional ones showed that among other aspects, the general effect of intercropping (cij) is more efficient than the land equivalent ratio (LER) for the comparison of the biological efficiency of different combinations. The best combinations of maize and bean under intercropping were those where a high complementation between the cultivars (high general effect of intercropping) have ocurred, on the contrary of the poorer combinations. ln general, the most favorable combinations involved cultivars with high general competition ability and vice-versa. Some exceptions ocurred because of the magnitude of specific competition ability. For the maize cultivars a good agreement was observed between their performance under intercropping and in sole crops, while for the bean cultivars such agreement was at a lower level, thus indicating the interaction between cultivars and cropping system for that species. Among the characteristics indicative of good performance of bean cultivars under intercropping, the following were detected: high yield in sole crops, low yield reduction under intercropping, low interference with maize (low agressivity) and earliness. We recommended such characteristics to be taken as selection criteria in a breeding program for intercrops

Method of statistical analysis for combination of cultivars under intercropping

O presente trabalho teve como objetivo principal elaborar uma metodologia estatístico-experimental para avaliar o comportamento de cultivares de duas espécies diferentes combinadas em consórcio, e paralelamente testar esta metodologia, no estudo de uma amostra de cultivares de milho e de feijão avaliadas em consórcio e em monocultivo. A metodologia proposta pressupõe que as cultivares das duas espécies em consórcio sejam combinadas segundo o arranjo dialélico, e que a produção de grãos de ambas seja transformada em uma variável comum, através da relação de preços entre elas no mercado. O modelo matemático empregado corresponde a uma adaptação do modelo de GARDNER e EBERHART (1966) para os cruzamentos dialélicos. Com base neste modelo, foram obtidas as fórmulas para a estimação dos componentes de médias e das somas de quadrados, utilizando-se o método dos quadrados mínimos. Foram adaptados ainda ao estudo de competição os conceitos empregados em genética para os cruzamentos dialélicos, entre eles, os efeitos da capacidade geral de competição, capacidade especifica de competição e efeito geral de consórcio que mede a capacidade de complementação entre as duas espécies. Os ensaios de avaliação foram realizados no ano agrícola de 1979/80 em Sete Lagoas (MG), utilizando-se seis cultivares de feijão diferentes hábitos de crescimento- e seis cultivares de milho de diferentes portes e graus de variabilidade genética, que permitiram 36 combinações diferentes em consórcio. Estes 36 tratamentos foram avaliados em um látice simples duplicado 6 x 6 (quatro repetições), enquanto que as cultivares em monocultivo foram avaliadas em delineamentos em blocos casualizados com quatro repetições. A metodologia elaborada mostrou-se bastante abrangente para explicar o comportamento das cultivares de milho e feijão em consórcio, em relação ao comportamento das mesmas em monocultivo, bem como na detecção de algumas propriedades das cultivares, favoráveis para o cultivo no sistema consorciado. A comparação desta metodologia com algumas outras convencionais mostrou que, entre outros aspectos, o efeito geral de consórcio (cij) e mais eficiente que a razão da área equivalente (RAE) para a comparação da eficiência biológica das diferentes combinações. As melhores combinações de milho e feijão em consorcio foram aquelas onde ocorreu uma alta complementação entre as cultivares (alto efeito geral de consórcio), ao contrário das piores combinações. No geral, as combinações favoráveis envolveram cultivares com alta capacidade geral de competição e vice-versa. Algumas exceções ocorreram devido à magnitude da capacidade especifica de competição. Para as cultivares de milho constatou-se a ocorrência de uma boa concordância entre o comportamento em consórcio e em monocultivo, ao passo que para as cultivares de feijão não houve boa concordância, indicando, para esta espécie, interação entre cultivares e sistemas de cultivo. Entre as características responsáveis por um bom desempenho em consórcio, para as cultivares de feijão, puderam ser detectadas as seguintes: alta produtividade em monocultivo, baixa redução da produção em consórcio, pouca interferência com o milho (baixa agressividade) e precocidade. Recomendou-se que tais características sejam tomadas como critérios de seleção em um programa de melhoramento para consórcio.The main objective of the present work was the development of a methodology on a statistical and experimental basis, in order to evaluate the performance of cultivars of two different species when grown under intercropping system. An application of the methodology was studied by using maize and common bean cultivars grown under intercropping and sole cropping systems. The methodology is applied under the assumption that the cultivars of both- speei.es are arranged according to a diallel scheme, and their yields are transformed into a common variable through a relation based on the market value of each crop. The mathematical model comes from an adaptation of GARDNER and EBERHART' s (1966) model for diallel crosses. The formulas for estimation of the components of means and for the sums of squares were obtained through the least square procedure. The concepts as developed for diallel crosses also were adapted for the studies of competition between species, including the effects of general competition ability, specific competition ability and the general effect of intercropping which measures the ability of complementation between the two species. The yield trials were carried out at Sete Lagoas (MG) on 1979/80, and comprised six bean cultivars of different types and six maize cultivars differing for plant height and genetic variability, thus totalizing 36 intercrop combinations. The 36 entries were evaluated in 6 x 6 duplicated simple lattice (four replications) while the corresponding sole crops were evaluated in a completely randomized block design with four replications. The methodology showed to be highly effective for the explanation of the performance of the intercropped maize and bean cultivars relative to sole crops, as well as for the identification of some characters which are favored by the intercropping system. The comparison of this methodology with the conventional ones showed that among other aspects, the general effect of intercropping (cij) is more efficient than the land equivalent ratio (LER) for the comparison of the biological efficiency of different combinations. The best combinations of maize and bean under intercropping were those where a high complementation between the cultivars (high general effect of intercropping) have ocurred, on the contrary of the poorer combinations. ln general, the most favorable combinations involved cultivars with high general competition ability and vice-versa. Some exceptions ocurred because of the magnitude of specific competition ability. For the maize cultivars a good agreement was observed between their performance under intercropping and in sole crops, while for the bean cultivars such agreement was at a lower level, thus indicating the interaction between cultivars and cropping system for that species. Among the characteristics indicative of good performance of bean cultivars under intercropping, the following were detected: high yield in sole crops, low yield reduction under intercropping, low interference with maize (low agressivity) and earliness. We recommended such characteristics to be taken as selection criteria in a breeding program for intercrops

Contribuição da pós-graduação em genética e melhoramento de plantas na formação de melhoristas

The success of agribusiness in Brazil in recent decades is unquestionable. Although the country has always had favorable conditions for agriculture (land, water and climate), this success has only come about recently, due to scientific research, which has resulted in considerable increases in yield and in improvement of product quality, as well as making the occupation of new agricultural frontiers possible. A decisive factor for development of agriculture in the country was the creation of EMBRAPA in 1973, which, in a few years, led to considerable demand for researchers with training in graduate programs. Among them are plant breeders, who came to exercise their activity throughout the country and in all ecosystems. The training of plant breeders was only possible because, as from the middle of the 1960s, the country began a wide-ranging education program, with the creation of several graduate programs in genetics and plant breeding