Uso da macho-esterilidade no melhoramento de híbridos comerciais em arroz

With the fast increase in plant population, there is a need to enhance current rice productivity levels to feed the 8.9 billion people estimated to live on earth by 2010. During the last 30 years, the population of Asian countries that grow and consume more than 90% of rice world production increased nearly 30%. Fortunately, rice production on these countries doubled in the same period due to the use of modern cultivars and hybrids with high grain yield potential. This review aimed to discuss important issues to the future of breeding programs and the development of rice hybrids. It discusses subjects such as breeding for the three lines and two-line systems, genetic citoplasmatic male sterility, male sterility caused by the environment, restoring genes and the advantages and disadvantages inerent to each method.Com o rápido crescimento populacional, há a necessidade de um incremento dos atuais níveis de produtividade do arroz para satisfazer a necessidade das 8,9 bilhões de pessoas no planeta estimadas para 2010 . Nos últimos 30 anos, a população dos países asiáticos, onde mais de 90% da produção mundial de arroz é efetivada e consumida, aumentou cerca de 30%. Felizmente, a produção de arroz nestes países dobrou devido à utilização de cultivares do tipo moderno e de cultivares de arroz híbrido com alto potencial produtivo. Esta revisão bibliográfica objetivou reunir temas de grande relevância para lograr êxito tanto em programas de melhoramento quanto no sistema de cultivo de arroz híbrido no Brasil. São discutidos temas como o melhoramento para o sistema três linhas e duas linhas, macho-esterilidade genética citoplasmática, macho-esterilidade causada pelo ambiente, genes restauradores e as vantagens e desvantagens particulares de cada método de modo prático e aplicado

Simulação de estresse hídrico em feijão pela diminuição do potencial osmótico

Water stress is one of the more external agents that damage the development of the bean that has a low capacity to recover after a period of drought. This experiment aimed to evaluate the effect of osmotic solutions of manitol for simulation of water stress during the germination of beans belonging to the Active Germplasm Bank of Imegem, enabling the identification of genotypes tolerant to drought, so they can be included programs in plant breeding. The experiment was conducted at the Science Center Agroveterinary in Lages, SC using four common bean genotypes in a completely randomized design with four replicates for assessment of germination, hypocotyls and radicle of seedlings. Among the genotypes used BAF9 had the better performance for both traits and found to be more adapted to water stress, a characteristic important for breeding programs.O estresse hídrico é um dos agentes abióticos que mais danifica o desenvolvimento do feijão, pois este possui baixa capacidade de recuperação após um período de seca. Este experimento teve como objetivo avaliar o efeito de soluções osmóticas de manitol para simulação do estresse hídrico durante a germinação de acessos de feijão pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma do IMEGEM, possibilitando a identificação de genótipos tolerantes a seca, para que possam ser incluídos em blocos de cruzamento. O experimento foi conduzido no Centro de Ciências Agroveterinárias em Lages, SC, utilizando quatro genótipos de feijão num delineamento completamente casualizado com quatro repetições onde foram efetuadas três avaliações 1°germinação, 2°comprimento do hipocótilo e 3°desenvolvimento da radícula das plântulas. Dentre os genótipos utilizados, o BAF9 teve melhor desempenho para os caracteres avaliados, demonstrando que pode possuir genes importantes frente ao estresse hídrico, característica valiosa para os programas de melhoramento

Seleção multivariada entre e dentro de populações mutantes de feijão

Induction of mutation is a strategy widely used in plant breeding programs, providing the creation of genetic variability for many characteristics of agronomic importance. The aim of this study was to select promising genotypes within mutant populations of agronomically promising beans (Phaseolus vulgaris L.), in the agricultural year 2009/10 and 2010/11, in Lages, SC. Forty mutant bean populations derived from 60Co gamma irradiation at doses of 100 and 200 Grays were evaluated. The genotypes subjected to induced mutation were Pérola, Iapar_81, IPR Uirapuru and IPR Chopim. This study used a randomized block design, with three replicates. Multivariate analysis of variance and canonical discriminant analysis were performed to explore the hypotheses. Multivariate contrasts between the mutant populations and their original populations were conducted to test the hypotheses. Multivariate analysis of variance showed significant effect of mutant populations according to crop year. Variability was also detected within the mutant population. These results show the efficiency of the mutagen in creating variability. The PMP_100 and PMC_200 mutant populations were selected due to showing a promising performance for the characteristics stem diameter, thousand-grain mass and grain yield. Within the selected mutant populations was detected genetic variability that can contribute to effective selection. The PMP_100 and PMC_200 populations must be conducted and further selected plant-by-plant to obtain promising genotypes. A indução de mutação é estratégia amplamente utilizada nos programas de melhoramento de plantas, e proporciona a criação de variabilidade genética para muitos caracteres de importância agronômica. O objetivo do presente trabalho foi selecionar entre e dentro de populações mutantes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) promissoras agronomicamente, nos anos agrícolas 2009/10 e 2010/11, em Lages, SC. Foram avaliadas 40 populações mutantes derivadas de radiação gama de 60Co, nas doses de 100 e 200 Grays. Os genótipos submetidos à mutação induzida foram Pérola, Iapar_81, IPR Uirapuru e IPR Chopim. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, com três repetições. Foi efetuada análise de variância multivariada e análise discriminante canônica para a exploração das hipóteses. Contrastes multivariados entre as populações mutantes e suas populações originais foram efetuados para testar as hipóteses. A análise de variância multivariada revelou efeito significativo das populações mutantes aninhado aos anos agrícolas. Foi detectada, também, variabilidade dentro das populações mutantes. Estes resultados evidenciam a eficiência do agente mutagênico na criação de variabilidade genética. As populações mutantes selecionadas foram PMP_100 e PMC_200 por apresentarem desempenho promissor em relação aos caracteres diâmetro do caule, massa de mil grãos e rendimentos de grãos. Dentro das populações mutantes selecionadas foi detectada variabilidade genética que pode contribuir para seleção efetiva. As populações PMP_100 e PMC_200 devem ser conduzidas e ainda selecionadas, planta a planta, para obtenção de genótipos promissores

Screening and agronomic benefits of the stay-green trait in common bean genotypes

Selecting a trait linked to metabolic pathways that enhance resistance and tolerance to biotic and abiotic stresses may be an excellent alternative. A practical approach to increase the productivity of annual crops is to maximize the photosynthetic efficiency in plant breeding. The purpose of this study was to discriminate common bean genotypes during physiological senescence with regard to the stay-green trait and analyze its effects on other traits of agronomic interest. Ten common bean genotypes were analyzed in a randomized complete block design with three replications. The stay-green trait was assessed by visual scores at harvest. The chlorophyll a content, chlorophyll b and green pod color were also evaluated during senescence (75, 80, 85, 90, and 95 days after sowing). Pod maturation of all evaluated genotypes was standard when they reached 95 days after sowing. The stay - green feature was detected only in the genotypes BRS Expedito, FT - Tarumã and BAF071. Genetic variability in the mechanisms related to late senescence is indicated by: i) a high initial chlorophyll a content; and ii) reduced chlorophyll degradation throughout senescence. Plants with stay-green properties were significantly correlated with a lower incidence and severity of plant pathology, greater stem diameter, and higher grain yield

Butyric acid tolerance of rice mutant M4 families

Hydromorphic soils have a low drainage capacity and are used mainly for the cultivation of irrigated rice.This condition favors the development of anaerobic microorganisms that produce phytotoxic substances. The objective of thisstudy was to evaluate the response of rice mutants to the phytotoxicity caused by butyric acid under anaerobic conditions. Theexperiment consisted of four treatments arranged in a randomized block design. Plants of 40 families were grown in ahydroponic system and the measured variables were root length and length of aerial part (LAP), number of roots (NR) androot dry matter (RDM) and aerial part dry matter (DMAP). The analysis of variance was performed, the relative performancecalculated and linear regressions were fitted. Only the treatment effect for NR and effect of interaction for LAP were notsignificant. Root length was most affected by the acid and the regressions expressed positive as well as negative effects for acidtolerance in the mutant families

Métodos de fenotipagem e estádios fenológicos para quantificar o sistema radicular de feijoeiro

The objective of this work was to evaluate root phenotyping methods and the ideal phenological stage to quantify the root system of fixed and segregating common bean populations, in order to select superior genotypes. The experiment was carried out in two municipalities in the state of Santa Catarina, Brazil, and the treatments consisted of six genotypes, the Shovelomics and WinRHIZO root phenotyping methods, and the V4-4, R6, and R8 phenological stages. The simple lattice experimental design was used to evaluate the following variables: basal root angle, vertical root length, left and right horizontal root length, total root length, projected area, and root average volume and diameter. For all variables, there was a significant interaction between phenotyping methods and phenological stages, showing their influence on root system evaluation. The Shovelomics and WinRHIZO phenotyping methods are efficient in quantifying the root system of common bean plants and show specificity for phenological stages, regardless of the genotype. The quantification of the root system of fixed and segregating genotypes is analogous in both methods. The Shovelomics method is more efficient in evaluating the root system of common bean at the R8 stage, and the WinRHIZO method, at the R6 stage.O objetivo deste trabalho foi avaliar métodos de fenotipagem de raízes e o estádio fenológico ideal para quantificação do sistema radicular de populações fixas e segregantes de feijoeiro, para selecionar genótipos superiores. O experimento foi realizado em dois municípios do estado de Santa Catarina, Brasil, e os tratamentos consistiram em seis genótipos, nos métodos de fenotipagem Shovelomics e WinRHIZO, e nos estádios fenológicos V4-4, R6 e R8. O delineamento experimental látice simples foi utilizado para avaliar as seguintes variáveis: ângulo de raiz basal, comprimento vertical das raízes, comprimento horizontal esquerdo e direito das raízes, comprimento total das raízes, área projetada, e volume e diâmetro médio de raízes. Para todas as variáveis, houve interação significativa entre os métodos de fenotipagem e os estádios fenológicos, o que mostra a influência desses na avaliação do sistema radicular. Os métodos de fenotipagem Shovelomics e WinRHIZO são eficientes para a quantificação do sistema radicular do feijoeiro e apresentam especificidade para o estádio fenológico, independentemente do genótipo. A quantificação do sistema radicular de genótipos fixos e segregantes é análoga em ambos os métodos. O método Shovelomics é mais eficiente para avaliar o sistema radicular do feijoeiro na fase R8, e o método WinRHIZO, na fase R6

Fatores genéticos relacionados com a herança em populações de plantas autógamas

The knowledge of the genetic control of a particular trait is essential for success in the breeding program, because then it is possible to direct the work and choose the best method of conducting the segregant population. In autogamous species genetic control can be studied using segregated populations. It is from them that the genetic parameters of importance can be estimated, such as the heritability, which reflects the proportion of phenotypic variance that can be inherited, the number of genes, that indicates the type of inheritance that the studied character composes, heterosis that is the superiority of a hybrid generation over the parental average. In addition to these parameters, it can be estimated the general combining ability, that assesses the average behavior of a parent in a series of hybrid combinations being associated with additive effects of alleles and the action of epistatic type additive, and specific combining ability, that considers the hybrid combinations that are higher or lower than the expected relative to average performance for their parents, emphasizing the importance of interactions resulting from nonadditive genetic complementation between the parents.O conhecimento do controle genético de determinada característica é essencial para obter sucesso no programa de melhoramento, pois dessa forma é possível direcionar os trabalhos e empregar o melhor método de condução das populações segregantes. Nas espécies autógamas o controle genético pode ser estudado utilizando populações segregantes. É a partir delas que podem ser estimados os parâmetros genéticos de como a herdabilidade, que reflete na proporção da variância fenotípica que pode ser herdada, o número de genes, que indica o tipo da herança que compõe o caráter estudado e a heterose, que é a superioridade de uma geração híbrida sobre a média parental. Além desses parâmetros, ainda podem ser estimadas a capacidade geral de combinação, que avalia o comportamento médio de um progenitor em uma série de combinações híbridas, estando associada aos efeitos aditivos dos alelos e às ações epistáticas do tipo aditiva, e a capacidade específica de combinação, que considera as combinações híbridas que são superiores ou inferiores ao esperado em relação ao desempenho médio de seus genitores, enfatizando a importância das interações não aditivas resultantes da complementação gênica entre os pais

Adaptabilidade e estabilidade de cultivares e linhagens de feijão no Estado de Santa Catarina

O cultivo de feijão (Phaseolus vulgaris) é realizado em quase todos os estados brasileiros, sendo que o país é o terceiro maior produtor e segundo maior consumidor do mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e a estabilidade do rendimento de grãos de cultivares e linhagens de feijão dos programas de melhoramento da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina, do Instituto Agronômico do Paraná, da Universidade Estadual de Maringá, do Instituto Agronômico de Campinas, da FT Sementes e da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, para identificação dos genótipos mais adaptados, estáveis e produtivos para recomendação de cultivo em Santa Catarina. Os ensaios foram conduzidos nos períodos de “safra” e “safrinha” de 2013 e 2014, totalizando 16 diferentes ambientes do estado de Santa Catarina. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições, formadas por parcelas de quatro linhas de 4m de comprimento. As análises do rendimento de grãos (kg ha-1) foram realizadas pelo método de Annicchiarico. Os ambientes favoráveis ao cultivo de feijão ocorreram em Papanduva e Ponte Serrada na safra de 2012/2013 e Papanduva, Chapecó e Ponte Serrada na safra de 2013/14, e durante o período de “safrinha” da cultura, os ambientes favoráveis ao cultivo ocorreram em Chapecó, tanto em 2013 como em 2014. Os genótipos com comportamento superior ao da melhor testemunha na análise geral (BRS Pérola) foram CHC98-42, LP09-40, SCS204 Predileto, CNFP10794, FT08-75 e CNFC10762, respectivamente. Nos ambientes desfavoráveis, os genótipos superiores à melhor testemunha (BRS Pérola) foram CHC98-42, LP09-40, SCS204 Predileto, CNFP10794 e FT08-75, respectivamente. Já nos ambientes favoráveis, os genótipos superiores à melhor testemunha (SCS202 Guará) foram LP09-40, CNFC10762, JS-1, CHC98-42, SCS204 Predileto e CNFP10794, respectivamente. Esses resultados indicam que os genótipos mais produtivos, com maior estabilidade e melhor adaptados para cultivo no estado de Santa Catarina são CHC98-42, LP09-40, SCS204 Predileto, CNFP10794, CNFC10762 e FT08-75.Common Bean (Phaseolus vulgaris) is cultivated in almost all Brazilian states, while the country is the 3rd largest producer and second largest consumer in the world. The objective of this work was to evaluate the adaptability and yield stability of bean cultivars and lineages from the breeding programs of EPAGRI, IAPAR, UEM, IAC, FT Sementes and Embrapa, to identify the most adapted, stable and productive genotypes for recommendation in Santa Catarina. The tests were conducted during periods of “first” and “second” season of 2013 and 2014 in 16 different environments in the state of Santa Catarina. The experimental design was a randomized block with four replicates and plots of four lines of four meters long. The grain yield analysis was carried out using the Annicchiarico method. Favorable environments for bean cultivation occurred in Papanduva and Ponte Serrada in the first season of 2012/13 and Papanduva, Chapecó and Ponte Serrada in the first season of 2013/14. During the second season the favorable environments for cultivation occurred in Chapecó in both years 2013 and 2014. Genotypes with superior performance compared to the best control (BRS Pérola) in the general analysis of environments were CHC98-42, LP09-40, SCS204 Predileto, CNFP10794, FT08-75 and CNFC10762, respectively. For unfavorable environments, the superior genotypes to the best control (BRS Pérola) were CHC98-42, LP09-40, SCS204 Predileto, CNFP10794 and FT08-75, respectively. In the favorable environments, the superior genotypes compared to the best control (SCS202 Guará) were LP09-40, CNFC10762, JS-1, CHC98-42, SCS204 Predileto and CNFP10794, respectively. These results demonstrate that the most productive, stable and better adapted genotypes for cultivation in Santa Catarina are CHC98-42, LP09-40, SCS204 Predileto, CNFP10794, CNFC10762 and FT08-75

Contribuição da heterogeneidade de linhas de regressão para a recomendação de novas cultivares

The objective of this work was to show the contribution of the analysis of the heterogeneity of regression lines to the recommendation of new cultivars by the Eberhart & Russell method. An experiment with ten rice genotypes, evaluated in eight environments, was used to illustrate the methodology. A randomized complete block design, with three replicates, was used. The sum of squares of genotype x environment (GxA) interaction was decomposed to evaluate the heterogeneity of regression lines and the accumulated deviations from linearity. The heterogeneity of regression lines was analyzed using the t‑test on the linear regression coefficients of the genotypes. The two orthogonal components of GxA interaction were significant. The heterogeneity analysis of regression lines made it possible to detect inconsistencies in genotype adaptability, which reduced the chances of misleading recommendations of cultivars. Genotypes were ranked according to the efficiency of the Eberhart & Russell methodology to explain the nature of genotypic performance over changing environments. The evaluation of the heterogeneity of regression lines contributes to more effective recommendations of new cultivars with the use of the Eberhart & Russell methodology.O objetivo deste trabalho foi evidenciar a contribuição da análise da heterogeneidade das linhas de regressão para a recomendação de novas cultivares, pela metodologia de Eberhart & Russell. Um experimento com dez genótipos de arroz, avaliados em oito ambientes, foi utilizado para ilustração da metodologia. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com três repetições. A soma dos quadrados da interação genótipo x ambiente (GxA) foi decomposta para avaliação da heterogeneidade das linhas de regressão e dos desvios acumulados da linearidade. A heterogeneidade das linhas de regressão foi analisada com o uso do teste t sobre os coeficientes de regressão linear dos genótipos. Os dois componentes ortogonais da interação GxA foram significativos. A análise da heterogeneidade das linhas de regressão permitiu detectar incoerências na adaptabilidade dos genótipos, o que diminui as chances de recomendações equivocadas de cultivares. Os genótipos foram classificados de acordo com a eficiência da metodologia de Eberhart & Russell em explicar a natureza do desempenho genotípico diante das mudanças nos ambientes. A avaliação da heterogeneidade das linhas de regressão contribui para a recomendação mais efetiva de novas cultivares com a metodologia de Eberhart & Russell

Pré-melhoramento em feijão: perspectivas e utilização de germoplasma local no programa de melhoramento da UDESC

Aiming to identify and to select landrace beans with desirable agronomic characteristics for use in breeding to the development of improved cultivars, 110 accesses from the Banco Ativo de Germoplasma of Instituto de Melhoramento e Genética Molecular - IMEGEM/UDESC were characterized and representative of genic pool from Santa Catarina State. The experiment was conducted at field in augmented block design, with four commercial genotypes as witnesses. The genotypes had been agronomic and morphologically characterized. The data were submitted to variance analysis and the genotypes compared with the witnesses by means contrasts. Great variability was observed in the germplasm studied. The results showed promising genotypes (BAF14, BAF07, BAF09 and BAF25) obtaining mean productivity, cycle, height and insertion of pod. These landrace genotypes could be incorporated into the breeding block of beans improvement program of IMEGEM/UDESC with perspectives of advances in the bean improvement.Com o objetivo de identificar e selecionar genótipos locais de feijão com características agronômicas desejáveis para utilização na obtenção de cultivares superiores, realizou-se a caracterização de 110 genótipos pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma do Instituto de Melhoramento e Genética Molecular - IMEGEM/UDESC e representativos do pool gênico presente no Estado de Santa Catarina. O experimento foi conduzido a campo em delineamento de blocos aumentados com quatro genótipos comercias como testemunhas. Os genótipos foram caracterizados morfológica e agronomicamente. Os dados foram submetidos à análise de variância e os genótipos comparados com as testemunhas por meio de contrastes. Evidenciouse grande variabilidade no germoplasma estudado. Os resultados revelaram genótipos promissores (BAF07, BAF09 , BAF14 e BAF25) obtendo médias de produtividade, ciclo, estatura e inserção de legume elevadas. Estes genótipos poderão ser incorporados ao bloco de hibridação do programa de melhoramento de feijão do IMEGEM/UDESC, com perspectivas de avanços futuros no melhoramento