Assessment of seed quality and sex determination in hop seedlings using molecular markers

Brazil is the world's third largest beer consumer and currently imports all of its hops for the brewing industry. Such a fact justifies the selection of hop genotypes adapted for cultivation locally, which requires high quality seeds and efficient sex determination of the seedlings. The objectives of this study were to develop a methodology to assess hop seed quality and to efficiently determine hop seedling sex through the use of male-specific molecular markers. Freshly harvested hop seeds were germinated with and without pre-chilling (3-5 ° C) for 3, 6 and 12 weeks and then germinated at 20 or 25 ° C in the presence or absence of light, evaluating germination percentage and germination speed index. F1 progenies were obtained from after seed germination in a greenhouse and seedlings sex was determined using male-specific molecular markers. The best conditions for physiological quality assessment of hop seeds used in the present study were pre-chilling for 12 weeks, followed by germination at 25 ° C, and normal seedling counts at 7 and 15 days. The progeny submitted to molecular marker sexing was composed of 61.3% female plants. The established methodologies presented here can be considered efficient and may contribute to expedite hops breeding programs

ADAPTABILIDADE E ESTABILIDADE FENOTÍPICA DE CLONES PRECOCES DE CANA-DE-AÇÚCAR NO ESTADO DO PARANÁ

The objective of this work was to evaluate the phenotypic adaptability and stability of precocious clones of sugarcane in 11 locations in the state of Paraná during three crop years (33 environments). The locations of the experiments were: Jandaia do Sul, São Pedro do Ivaí, São Tomé, Nova Londrina, Rondon, Jussara, Ibaití, Cidade Gaúcha, Bandeirantes, Paranavaí and lguatemi. Eighteen precocious RB clones and two standards varieties (RB855156 and RB855453) had been used. The plots were composed by four lines of 8 meters, spaced by 1.40 m; in a random block design with 3 repetitions. The variable used was tonnes of pol per hectare (TPH) and the method of evaluation of phenotypic adaptability and stability was by non-parametric analysis. The coefficient of genotypic determination for the evaluated character was of high magnitude (70%). Between the clones tested, the most adapted and stable were RB925211, RB946903 e RB956911 both to favorable and unfavorable environments. Some clones showed a specific adaptation to favorable or unfavorable environments.O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e a estabilidade fenotípica de clones precoces de cana-de-açúcar em 11 locais no estado do Paraná durante 3 safras (33 ambientes). Os locais de instalação dos experimentos foram: Jandaia do Sul, São Pedro do Ivaí, São Tomé, Nova Londrina, Rondon, Jussara, Ibaití, Cidade Gaúcha, Bandeirantes, Paranavaí e lguatemi. Foram utilizados 18 clones precoces RB e duas variedades padrões (RB855156 e RB855453). As unidades experimentais foram compostas por parcelas úteis de quatro sulcos de 8 m, espaçados entre si por 1,40 m; sendo o delineamento utilizado o de blocos ao acaso com 3 repetições. A variável utilizada foi tonelada de pol por hectare (TPH) e o método de avaliação da adaptabilidade e estabilidade foi por análise não-paramétrica. O coeficiente de determinação genotípica para o caráter avaliado foi de alta magnitude (70%). Na série estudada os clones mais estáveis e produtivos foram RB925211, RB946903 e RB956911 tanto para ambientes favoráveis como desfavoráveis. Alguns clones apresentaram adaptação específica para ambientes favoráveis ou para ambientes desfavoráveis

Multiplicação, alongamento e enraizamento de brotações in vitro de clones de cana-de-açúcar submetidos a diferentes concentrações de 6-benzilaminopurina e ácido giberélico

The culture of meristems allows obtaining plant sugarcane healthy with genetic stability and enables the production of a large number of seedlings during the year. The aim of this work was to establish suitable conditions for seedling production in vitro by meristems of three potential clones sugarcane (RB036091, RB036152 and RB036066). The multiplication and elongation of shoot buds were evaluated. The BAP (0, 0.444, 0.888 and 1.776 mM) was added in the medium for multiplication of shoot buds and GA3 (0, 0.3 and 0.6 mM) for elongation of shoot buds. Presence of BAP in the medium had an inhibitory influence on shoot buds height. The BAP in the medium promoted the tillering for the three clones. The GA3 increased the height of shoots for clones RB036152 and RB036066. The GA3 promoted the formation of a greater plant, however, fewer roots were formed for all clones tested. It was concluded that the concentration of 0.444 mM BAP promotes the multiplication of clones RB036091, RB036066 and RB036052. The clone RB036091 showed the higher multiplication rate. The GA3 promotes the elongation of the seedlings for clones RB036152 and RB036066.A cultura de meristemas possibilita a obtenção de plantas de cana-de-açúcar sadias, além de garantir a estabilidade genética e a produção de um grande número de mudas, durante o ano inteiro. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer condições adequadas para a produção de mudas in vitro por meio de meristemas de três clones potenciais de cana-de-açúcar (RB036091, RB036152 e RB036066), sendo avaliados a multiplicação e o alongamento de suas brotações. Para a multiplicação das brotações foram aplicadas concentrações de BAP (0; 0,444; 0,888 e 1,776 μ M) e para o alongamento das brotações foram testadas as concentrações de 0; 0,3 e 0,6 μ M de GA3. As concentrações crescentes de BAP reduziram a altura das brotações, dos três genótipos avaliados e a adição de BAP no meio de multiplicação foi eficiente, na promoção de perfilhos para os três clones. O uso do ácido giberélico (GA3) favoreceu o aumento na altura das brotações, para os clones RB036152 e RB036066, contribuindo para a formação de uma planta maior e de melhor qualidade e o uso do GA3 provocou menor número de raízes formadas para todos os clones testados. Conclui-se que a concentração de 0,444 μ M de BAP apresentou-seadequada para a multiplicação dos clones RB036091, RB036066 e RB036052. Dos três clones avaliados, o clone RB036091 apresentou maior taxa de multiplicação. O padrão de resposta do GA3 no alongamento das mudas varia de acordo com o genótipo, para os clones RB036152 e RB036066, ele promove a formação de mudas maiores

SELEÇÃO PARA PRODUTIVIDADE, ESTABILIDADE E ADAPTABILIDADE DE CLONES DE CANA-DE-AÇÚCAR EM TRÊS AMBIENTES NO ESTADO DO PARANÁ VIA MODELOS MISTOS

The objective of this study was to estimate genetic parameters and predict genotypic values of sugarcane clones in T3 stage in the state of Parana using the REML/BLUP methodology. This work was carried out in three environments of production in State of Paraná (Colorado, Paranavaí and Mandaguaçú), on T3 stage with 236, 243 and 202 clones, respectively, and two standard varieties. The design of the experiment was an augmented block with two repetitions and the variable evaluated was tones of brix per hectare (TBH). The clones were selected via mixed models, using the MHPRVG method (harmonic mean of the relative performance of genetic values). The most adapted, stable and productivity clones according to MHPRVG method were: RB9371, RB975245 e RB975316. The use of MHVG method (harmonic mean of genetic values) must be employed with caution in unbalanced experiments, when the tested clones are not presented in all environments.O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos e selecionar clones de cana-de-açúcar na fase T3 no estado do Paraná, utilizando a metodologia REML/BLUP. O trabalho foi realizado em três ambientes de produção no Estado do Paraná (Colorado, Paranavaí e Mandaguaçú), em fase T3 com 236, 243 e 202 clones, respectivamente, e duas variedades padrões (RB72454 e RB835486). O experimento foi em blocos aumentados com duas repetições, sendo a variável analisada toneladas de brix por hectare (TBH). Os clones foram selecionados via modelos mistos, utilizando o critério MHPRVG (média harmônica da performance relativa dos valores genéticos preditos). Os clones mais adaptados, estáveis e produtivos pela metodologia MHPRVG foram: RB9371, RB975245 e RB975316. O uso do critério MHVG (média harmônica dos valores genéticos) deve ser empregado com cautela quando se faz seleção para estabilidade e produtividade em experimentos desbalanceados, isto é, quando todos os clones não estão presentes em todos os ambientes testados

SELEÇÃO DE FAMÍLIAS DE CANA-DE-AÇÚCAR VIA MODELOS MISTOS

The objectives of this work were to select superior families and parents of sugarcane originated from biparental crosses, for biomass production using mixed models: REML/BLUP. The REML/BLUP methodology was adopted, with the REML used for estimation of the genetic variance, and the BLUP for the estimation of genetic values of families. For this study, 80 full-sib families from RB03 series were used, originated from crosses made on Serra do Ouro Station, County of Murici, Alagoas, in 2003. The experiment was installed in an experimental area, County of São Tomé, Paraná. The experimental design used was incomplete blocks, with five replications per family. Each replication was composed by ten plants. For selection of superior families, tons of canes per hectare (TCH) were considered. According to the obtained results, the analyzed characters showed individual heritabilities () from medium magnitudes (0.22), while the heritabilities from family means () ranged from 0.73. The selection of families with genotypic values greater than the average trial, it is estimated significant profits of TCH. Based on TCH the best families were RB825336 e SP80-1816, RB825548 e RB855156, SP80-3280 e RB845257, RB83102 e RB855113, RB8495 e RB835089.O objetivo deste trabalho, selecionar famílias superiores de cana-de-açúcar oriundas de cruzamentos biparentais, para produção de biomassa via modelos mistos. Adotou-se a metodologia REML/BLUP, onde o REML permitiu estimar a variância genética e o BLUP a estimar os valores genéticos das famílias utilizadas no presente estudo. Foram utilizadas 80 famílias originadas de cruzamentos biparentais da série RB03, provenientes de cruzamentos realizados na Estação de Cruzamentos Serra do Ouro, Município de Murici, Alagoas, no ano de 2003. O trabalho foi conduzido em área experimental, localizada no Município de São Tomé, Paraná. O delineamento estatístico do experimento foi em blocos incompletos, com cinco repetições por família. Cada parcela foi composta de dez plantas. Para seleção das famílias superiores adotou-se a produção de biomassa expressa em tonelada de cana por hectare (TCH). De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que a herdabilidade individual () apresentou média magnitude (0,22), enquanto que em nível de famílias a herdabilidade média das famílias () foi alta magnitude (0,73). Ao realizar a seleção das famílias com valores genotípicos acima da média experimental, estima-se ganhos significativos para TCH. Sendo que as cinco melhores famílias para TCH foram originadas dos cruzamentos biparentais RB825336 e SP80-1816, RB825548 e RB855156, SP80-3280 e RB845257, RB83102 e RB855113, RB8495 e RB835089

O SISTEMA RADICULAR DA VARIEDADE RB855536 DE CANA-DE-AÇÚCAR NO PLANTIO EM MINITOLETE E TOLETE

This work aimed to study the sugarcane root development in two different planting systems: using one bud setts and three buds setts. The experiment took place in Estação Experimental de Paranavaí, county of Paranavaí-PR, Agricultural Science Sector, Federal University of Paraná during the period of June 27th 2000 until July 10th 2001. The delineation was design as random blocks, with two ways of planting. Evaluation was performed 9 times during the 378 days cycle. The way and the depth of planting did not alter the length and diameter of the root system. In the two ways of planting it was verified that the variables specific surface and root system volume in the 00-20 cm depth were significantly higher. In the one bud setts system, it was observed a priority of root growth in length, a characteristic that can be important to drought conditions.Este trabalho teve como objetivo estudar o desenvolvimento radicular de cana-de-açúcar em dois sistemas de plantio, minitolete e tolete. O experimento foi realizado na Estação Experimental de Paranavaí, no município de Paranavaí-PR, Setor de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Paraná, no período de 27 de junho de 2000 a 10 de julho de 2001. Foi utilizado delineamento em blocos ao acaso, com duas formas de plantio. Foram 9 épocas de avaliações durante o ciclo de 378 dias. A forma de plantio e a profundidade de amostragem não alteraram o comprimento e diâmetro radicular. Nos dois sistemas de plantio verificou-se que as variáveis superfície específica e volume radicular na camada 00-20 cm foram significativamente superiores. No sistema de plantio em minitolete, houve prioridade no crescimento radicular em profundidade, podendo ser uma característica importante para o desenvolvimento em condições de restrição hídrica

Sugarcane (Saccharum X officinarum): A Reference Study for the Regulation of Genetically Modified Cultivars in Brazil

Global interest in sugarcane has increased significantly in recent years due to its economic impact on sustainable energy production. Sugarcane breeding and better agronomic practices have contributed to a huge increase in sugarcane yield in the last 30 years. Additional increases in sugarcane yield are expected to result from the use of biotechnology tools in the near future. Genetically modified (GM) sugarcane that incorporates genes to increase resistance to biotic and abiotic stresses could play a major role in achieving this goal. However, to bring GM sugarcane to the market, it is necessary to follow a regulatory process that will evaluate the environmental and health impacts of this crop. The regulatory review process is usually accomplished through a comparison of the biology and composition of the GM cultivar and a non-GM counterpart. This review intends to provide information on non-GM sugarcane biology, genetics, breeding, agronomic management, processing, products and byproducts, as well as the current technologies used to develop GM sugarcane, with the aim of assisting regulators in the decision-making process regarding the commercial release of GM sugarcane cultivars