Potencial de hibridação entre acessos de tomateiro para pré‑melhoramento quanto à resistência à requeima

The objective of this work was to evaluate parents with hybridization potential for pre‑breeding of tomato (Solanum lycopersicum) for resistance to late blight. Six tomato accessions (BGH‑2102, BGH‑2117, BGH‑2127, BGH‑2130, BGH‑2332, and BGH‑2343) were used as resistant parents and 15 F1 hybrids originated from these parents. The design was a randomized complete block with three replicates. The plants were inoculated with a mixture of Phytophthora infestans sporangia, the etiological agent oflate blight, at a concentration of 5x103 sporangia mL‑1. The area under the disease progress curve was used to evaluate resistance. Diallelic analysis was performed, considering the effect of genotypes as fixed. The general and specific combining ability of the accessions was estimated. The resistance pattern of the parents and of most of the F1 was the same as that of the resistant controls. The following were observed: additive genetic variability among the parents, predominance of nonadditive gene effects, and bidirectional dominance deviations in the control of the trait. The frequency of favorable and divergent alleles for late blight resistance is higher in the BGH‑2117, BGH‑2127, and BGH‑2343 accessions.O objetivo deste trabalho foi avaliar genitores com potencial de hibridação para o pré‑melhoramento do tomateiro (Solanum lycopersicum) quanto à resistência à requeima. Foram utilizados seis acessos de tomateiro (BGH‑2102, BGH‑2117, BGH‑2127, BGH‑2130, BGH‑2332 e BGH‑2343) como genitores resistentes e 15 híbridos F1 originários destes genitores. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. As plantas foram inoculadas com uma mistura de esporângios de Phytophthora infestans, agente etiológico da requeima, na concentração de 5x103 esporângios mL‑1. A área abaixo da curva de progresso da doença foi utilizada para avaliar a resistência. Realizou-se a análise dialélica, tendo-se considerado o efeito de genótipos como fixo. Estimou-se a capacidade geral e específica de combinação dos acessos. O padrão de resistência dos genitores e da maioria dos F1 foi o mesmo que o das testemunhas resistentes. Foram observados: variabilidade genética aditiva entre os genitores, predominância de efeitos gênicos não aditivos e desvios de dominância bidirecional no controle do caráter. A frequência de alelos favoráveis e divergentes para resistência à requeima é maior nos acessos BGH‑2117, BGH‑2127 e BGH‑2343

Simultaneous selection for fruit quality and resistance to late blight in tomato progenies

O objetivo deste trabalho foi avaliar critérios de seleção em progênies de cruzamento entre a cultivar de tomateiro Santa Clara (Solanum lycopersicum) e a espécie silvestre S. habrochaites f. glabratum, quanto a atributos de qualidade dos frutos e de resistência à requeima (Phytophthora infestans). As famílias foram avaliadas em delineamento de blocos ao acaso, em dois ensaios, com duas repetições e seis testemunhas comuns a ambos os ensaios. Ganhos diretos e indiretos foram estimados entre famílias F2:3 para seleção simultânea quanto à resistência à requeima, determinada pela quantificação da área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD), e quanto à acidez titulável e aos teores de sólidos solúveis dos frutos. Os critérios de seleção proporcionaram ganhos genéticos satisfatórios, adequados ao ideótipo proposto de decréscimo na AACPD e de incremento nos valores médios de sólidos solúveis e acidez titulável. A seleção direta e indireta e o índice de Mulamba & Mock resultam em ganhos individuais mais equilibrados e em maiores ganhos totais.The objective of this work was to evaluate selection criteria in progenies from the crossing of tomato cultivar Santa Clara (Solanum lycopersicum) and the wild species S. habrochaites f. glabratum as to attributes of fruit quality and of resistance to late blight (Phytophthora infestans). The families were evaluated in a randomized block design, in two trials, with two replicates and six controls, common to both trials. Direct and indirect gains were estimated between F2:3 families for simultaneous selection regarding resistance to late blight, determined by the quantification of the area under the disease progress curve (AUDPC), and regarding titratable acidity and soluble solid contents of fruit. The selection criteria provided satisfactory genetic gains, suitable for the proposed ideotype of decreases in the AUDPC and increases in the average values of soluble solids and titratable acidity. The direct and indirect selection and the Mulamba & Mock index result in more balanced individual gains and higher total gains

Seleção de acessos de tomateiro resistentes à pinta-preta pela análise de agrupamento das curvas de progresso da doença

O objetivo deste trabalho foi selecionar acessos resistentes à pinta-preta (Alternaria tomatophila) por meio da análise de agrupamento das curvas de progresso da doença em tomateiro (Solanum lycopersicum). Foram avaliados 134 acessos de tomateiro do Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH-UFV), no delineamento de blocos ao acaso, além das testemunhas suscetíveis 'Débora' e 'Santa Clara'. As plantas foram inoculadas com uma mistura de conídios de diferentes isolados de Alternaria spp. e avaliadas regularmente quanto à severidade da doença a cada três dias após a inoculação, no total de seis avaliações. Ajustou-se o modelo logístico aos dados de severidade da pinta-preta, e as estimativas obtidas para a incidência final da doença (B1) e a taxa de progresso da doença (B3) foram submetidas à análise de variância multivariada (Manova). As médias dessas estimativas, para cada acesso, foram submetidas à análise de agrupamento. Foram formados 24 grupos distintos com base no agrupamento das curvas de progresso da doença, o que possibilitou identificar os acessos BGH-2143, BGH-2235, BGH-2270 e BGH-2118 de tomateiro como potenciais fontes de resistência à pinta-preta

Artificial neural network for prediction of the area under the disease progress curve of tomato late blight

ABSTRACT: Artificial neural networks (ANN) are computational models inspired by the neural systems of living beings capable of learning from examples and using them to solve problems such as non-linear prediction, and pattern recognition, in addition to several other applications. In this study, ANN were used to predict the value of the area under the disease progress curve (AUDPC) for the tomato late blight pathosystem. The AUDPC is widely used by epidemiologic studies of polycyclic diseases, especially those regarding quantitative resistance of genotypes. However, a series of six evaluations over time is necessary to obtain the final area value for this pathosystem. This study aimed to investigate the utilization of ANN to construct an AUDPC in the tomato late blight pathosystem, using a reduced number of severity evaluations. For this, four independent experiments were performed giving a total of 1836 plants infected with Phytophthora infestans pathogen. They were assessed every three days, comprised six opportunities and AUDPC calculations were performed by the conventional method. After the ANN were created it was possible to predict the AUDPC with correlations of 0.97 and 0.84 when compared to conventional methods, using 50 % and 67 % of the genotype evaluations, respectively. When using the ANN created in an experiment to predict the AUDPC of the other experiments the average correlation was 0.94, with two evaluations, 0.96, with three evaluations, between the predicted values of the ANN and they were observed in six evaluations. We present in this study a new paradigm for the use of AUDPC information in tomato experiments faced with P. infestans. This new proposed paradigm might be adapted to different pathosystems

Size control and genetic dissimilarity in pumpkin with oleaginous potential

A abóbora (Cucurbita moschata Duchesne) desempenha papel importante na alimentação humana, podendo-se consumir a parte vegetativa e os frutos, inclusive suas sementes. As sementes possuem elevado valor nutritivo, devido ao alto teor proteico e oleaginoso. A presença de ácidos graxos insaturados e compostos bioativos no óleo das sementes de abóbora, o eleva a classe de alimentos funcionais. Mesmo com esse potencial, a produtividade de óleo é baixa, pois as abóboras possuem hábito de crescimento rastejante, necessitando de espaçamentos maiores, podendo uma única planta ocupar uma área de até 25m 2 . No entanto, quando se utiliza abóboras tipo moita, esse espaçamento pode ser reduzido para até 1m 2 . Entretanto, o controle desta característica ainda é pouco estudado, e assim, o objetivo do presente estudo foi elucidar o controle do porte em plantas de abóbora (Cucurbita moschata) com potencial oleaginoso pela caracterização fenotípica e molecular. Na caracterização fenotípica foram aplicados 23 descritores, sendo 7 relativos a fases vegetativas das plantas, 10 referentes aos frutos e 6 às sementes. As análises foram realizadas considerando os modelos lineares mistos (procedimento REML/BLUP) para a estimação do valor genotípico, acurácia, herdabilidade. As estimativas dos parâmetros m, a, d, aa, ad e dd foi realizado com base no estudo das médias e variância das populações, pela análise de gerações. Para o modelo aditivo dominante, foram estimados os efeitos aditivos, dominantes e da média. Para o modelo completo foram estimados os efeitos das médias de todos os possíveis homozigotos, aditivos, dominantes e epistáticos: aditivo x aditivo, aditivo x dominante e dominante x dominante. Além disso, foram utilizados estimadores de máxima verossimilhança para determinar qual o melhor modelo genético em explicar as características relacionados ao porte. Para a avaliação molecular, foram coletadas folhas em nitrogênio líquido e estas armazenadas. O DNA extraído foi avaliado em gel de agarose quanto a qualidade e quantificado por espectrofotômetro. Os produtos resultantes da reação de PCR foram separados por eletroforese em gel de poliacrilamida desnaturante 6% e visualizados por meio de coloração com nitrato de prata. Foram utilizados 40 pares de marcadores microssatélites, sendo que 5 obtiveram polimorfismo. Com base na amplificação destes locos foi possível a obtenção de um dendograma de dissimilaridade, com a formação de cinco grupos distintos. O modelo aditivo-dominante foi eficiente para 50% das características avaliadas, sendo o efeito aditivo o mais importante para as características comprimento da rama, número de entrenós, comprimento médio do entrenó, diâmetro menor do fruto, massa seca das sementes, número de sementes. Os efeitos epistáticos foram significativos para as características massa média dos frutos, comprimento do fruto e massa total de sementes. O comprimento da rama é uma característica quantitativa, controlada por gene maior com efeito aditivo e de dominância e, após o florescimento, o controle ocorre por um gene de efeito maior e poligenes com efeito aditivo e de dominância. Foram selecionados vinte genótipos para cada característica através do rank médio, e que devem ser explorados na continuação dos programas de melhoramento genético dessa espécie. Palavras-chave: Cucurbita moschata Duchesne. Gene braquítico. Parâmetros genéticos. Modelos mistos. Marcadores moleculares. SSR. Dendograma. UPGMA.Pumpkin (Cucurbita moschata Duchesne) plays an important role in human nutrition, being able to consume the vegetative part and the fruits, including its seeds. The seeds have high nutritional value, due to the high protein and oil content. The presence of unsaturated fatty acids and bioactive compounds in the oil of pumpkin seeds, elevates the class of functional foods. Even with this potential, oil productivity is low, as pumpkins have a creeping growth habit, requiring larger spacing, and a single plant can occupy an area of up to 25m2. However, when using clump pumpkins, this spacing can be reduced to up to 1m2. However, the control of this characteristic is still poorly studied, and therefore, the objective of the present study was to elucidate the control of size in pumpkin plants (Cucurbita moschata) with oleaginous potential through phenotypic and molecular characterization. In the phenotypic characterization, 23 descriptors were applied, 7 relating to the vegetative phases of the plants, 10 referring to the fruits and 6 to the seeds. The analyzes were performed considering the mixed linear models (REML / BLUP procedure) to estimate the genotypic value, accuracy, heritability. The estimates of the parameters m, a, d, aa, ad and dd were performed based on the study of the means and variance of the populations, through the analysis of generations. For the dominant additive model, the additive, dominant and average effects were estimated. For the complete model, the effects of the averages of all possible homozygotes, additives, dominant and epistatic were estimated: additive x additive, additive x dominant and dominant x dominant. In addition, maximum likelihood estimators were used to determine the best genetic model to explain the characteristics related to size. For the molecular evaluation, leaves were collected in liquid nitrogen and stored. The extracted DNA was evaluated on an agarose gel for quality and quantified by spectrophotometer. The products resulting from the PCR reaction were separated by electrophoresis in a 6% denaturing polyacrylamide gel and visualized by staining with silver nitrate. 40 pairs of microsatellite markers were used, of which 5 obtained polymorphism. Based on the amplification of these loci, it was possible to obtain a dissimilarity dendogram, with the formation of five distinct groups. The additive-dominant model was efficient for 50% of the evaluated characteristics, with the additive effect being the most important for the characteristics branch length, number of internodes, average internode length, smaller fruit diameter, dry mass of seeds, number of seeds . The epistatic effects were significant for the characteristics of average fruit mass, fruit length and total seed mass. The length of the branch is a quantitative characteristic, controlled by a larger gene with an additive and dominance effect and, after flowering, control occurs by a gene with a greater effect and polygenes with an additive and dominance effect. Twenty genotypes were selected for each trait through the average rank, which should be explored in the continuation of genetic improvement programs for that species. Keywords: Cucurbita moschata Duchesne. Brachytic gene. Genetic parameters. Mixed models. Molecular markers. SSR. Dendrogram. UPGMA.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Potential of hybrids and segregating population of pumpkin for the production of oil and reducing the size of the plant

A abóbora (Cucurbita moschata Duch.) desempenha papel importante na alimentação humana, podendo-se consumir a parte vegetativa e os frutos, inclusive suas sementes. As sementes possuem elevado valor nutritivo, devido ao alto teor proteico e oleoginoso. A presença de ácidos graxos insaturados e compostos bioativos no óleo das sementes de abóbora, o eleva a classe de alimentos funcionais. Mesmo com esse potencial, o rendimento de óleo é baixa, pois as abóboras possuem hábito de crescimento rastejante, necessitando de espaçamentos maiores, podendo uma única planta ocupar uma área de até 25m2. No entanto, quando se utiliza abóboras tipo moita, esse espaçamento pode ser reduzido para até 1m2. A alternativa para a redução do espaçamento utilizado na cultura é a introgressão do gene de nanismo (gene Bush). O objetivo com o presente estudo foi promover a caracterização e avaliação de populações híbridas e segregantes provenientes do cruzamento entre acessos de C. moschata do Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH-UFV) com potencial oleaginoso e cultivares que possuem o gene de nanismo (Bush) visando a obtenção de genótipos com elevada produtividade de óleo das sementes e com reduzida arquitetura da planta. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com três repetições. Cinco plantas dos acessos do BGH-UFV (BGH-7319 e BGH-7765), cultivares (Piramoita e Tronco Verde) e híbridos F1 (BGH-7319 x Piramoita, BGH-7319 x Tronco Verde, BGH-7765 x Tronco Verde) foram utilizadas por repetição, sendo consideradas as três plantas centrais das parcelas como úteis e trinta plantas para cada uma das três populações F 2 (‘População 1 F2’, ‘População 2 F2’, ‘População 3 F2’). Foram aplicados 28 descritores, sendo 9 relativos a fase vegetativa das plantas, 12 referentes aos frutos e 7 às sementes. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância e as médias dos tratamentos contrastadas com as médias das testemunhas a 5 % de probabilidade, pelo teste Dunnett. As análises foram realizadas utilizando-se o Aplicativo Computacional em Genética e Estatística GENES. Na predição do potencial das populações para obtenção de linhagens superiores, foi utilizada a metodologia de JINKS & POONI (1976). Para as características da fase vegetativa, foi observada reduzida variabilidade. O comprimento da rama aos 7, 14, 21, 28 e 35 dias após o transplantio não possibilitou diferenciar os genótipos do tipo moita e rastejante. O comprimento do entrenó aos 30 e 60 dias após o transplantio e o hábito de crescimento para todos os tratamentos avaliados obtiveram padrão intermediário às testemunhas tipo moita e rastejante. O híbrido BGH-7319 x Piramoita se destacou para as características prolificidade, diâmetro e comprimento da cavidade interna do fruto, diâmetro do fruto, massa e número de sementes por fruto e carotenoides totais na polpa. Dentre essas, com exceção de carotenoides totais, este híbrido superou seu genitor de melhor desempenho para todas as demais características. O híbrido BGH- 7319 x Tronco Verde, se destacou em relação às características massa média do fruto, diâmetro da cavidade interna e diâmetro do fruto, massa de sementes por fruto, massa de 100 sementes, comprimento, largura e espessura da semente. De maneira geral, para as características de semente que obtiveram diferenças significativas, este híbrido também superou o seu genitor de melhor desempenho. Mediante a metodologia de JINKS & POONI (1976), a ‘População 2 F2’ derivada do cruzamento entre os genitores BGH-7319 e Tronco Verde foi considerada a mais promissora, superando os padrões pré- estabelecidos em 53% dos descritores aplicados, dentre estes, descritores relacionados à redução do porte da planta.The pumpkin (Cucurbita moschata Duch.) plays an important role in human nutrition. The vegetative part, fruit and seeds can be consumed. Seeds have high nutritional value due to the high protein and oil content. The presence of unsaturated fatty acids and bioactive compounds in the oil of pumpkin’s seeds make this vegetable a functional food. Despite this potential, the oil yield is low because the pumpkins have a creeping growth habit and require larger spacing. A single plant can occupy an area of up to 25m2. When using brush type pumpkins, this spacing can be reduced up to 1m 2. The alternative to reduce the spacing in this crop is the introgression of dwarfism gene (Bush gene). The aim in this study was to promote the characterization and evaluation of hybrid and segregating populations from the cross between access C. moschata the Germplasm Bank of the Federal University of Viçosa vegetables (BGH-UFV) with oily potential and cultivars that have the dwarfism gene (Bush) aimed at obtaining genotypes with high productivity oil seeds and with reduced architecture of the plant. The experimental design was a randomized complete block design with three replications. Five plants of BGH- UFV accesses (BGH-7319, BGH-7765), cultivars (Piramoita and Tronco Verde) and F1 hybrids (BGH-7319 x Piramoita, BGH-7319 x Tronco Verde, BGH-7765 x Tronco Verde) were used by repetition, considering the three central plants of the plots as useful and thirty plants for each of the three F2 populations ('Population 1 F2', 'Population 2 F2', Population 3 F2 '). 28 descriptors were applied, 9 for the growing season of plants, 12 related to fruit and seeds 7. The experimental data were subjected to analysis of variance and treatment means contrasted with the average of the controls at 5% of probability by the Dunnett’s test. The analysis were performed using the software GENES. In the prediction of the potential of the populations for the obtantion of superior strains, the methodology of JINKS & POONI (1976) was used. Low variability was observed for the characteristics of the vegetative phase. The length of the branch at 7, 14, 21, 28 and 35 days after transplanting did not allow the differentiation of genotypes of bush and creeping growth habit. The length of the internode at 30 and 60 days after transplanting and the growth habit for all the treatments obtained intermediate pattern to the bush and creeping type controls. The BGH-7319 x Piramoita hybrid stood out for prolificacy, diameter and length of the inner cavity, diameter of the fruit, mass and number of seeds per fruit and total carotenoids in the pulp. Among these, except for total carotenoids, this hybrid surpassed its genitor of better performance for all other characteristics. The BGH- 7319 x Tronco Verde hybrid stood out in relation to the average fruit mass, diameter of the inner cavity, diameter of the fruit, mass of seeds per fruit, mass of 100 seeds, length, width and thickness of the seed. For seeds characteristics that had significant differences, this hybrid also topped their best performance genitor. By the methodology of JINKS & POONI (1976), the 'Population 2 F2' derived from the cross between the BGH-7319 and Tronco Verde genitors was considered the most promising, exceeding the pre-established standards in 53% of descriptors applied, including, descriptors related to the size reduction of the plant.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Potencial de híbridos e populações segregantes de abóbora para teor de óleo nas sementes e plantas com crescimento do tipo moita

O objetivo deste estudo foi caracterizar e avaliar populações híbridas e segregantes, provenientes de cruzamentos entre acessos de Cucurbita moschata, com potencial oleaginoso, e cultivares que apresentam o gene para crescimento do tipo moita (Bush), visando à obtenção de genótipos com elevado teor de óleo nas sementes e com crescimento da planta do tipo moita. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com três repetições. Cada repetição foi constituída por cinco plantas dos acessos BGH-7319 e BGH-7765, dos cultivares Piramoita e Tronco Verde e dos híbridos F1 (BGH-7319 x Piramoita, BGH-7319 x Tronco Verde, BGH-7765 x Tronco Verde), sendo consideradas as três plantas centrais das parcelas como úteis. Para cada uma das três populações F2 (‘População 1 F2’, ‘População 2 F2’, ‘População 3 F2’), 30 plantas foram avaliadas. Foram utilizados 28 descritores fenotípicos, sendo nove relativos à fase vegetativa das plantas, 12 referentes aos frutos e sete às sementes. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias dos tratamentos contrastadas com as médias das testemunhas, a 5% de probabilidade, pelo teste Dunnett. Na predição do potencial das populações para obtenção de linhagens superiores, foi utilizada a metodologia de Jinks & Pooni (1976). O híbrido BGH-7319 x Tronco Verde destaca-se para os caracteres massa de sementes por fruto, massa de cem sementes, comprimento, largura e espessura da semente, sendo considerada promissora quanto ao teor de óleo nas sementes. A ‘População 2 F2’ derivada do cruzamento entre os genitores BGH-7319 e Tronco Verde foi considerada a mais promissora para planta com crescimento do tipo moita.The objective of this study was to characterize and evaluate hybrid and segregating populations of crosses between accessions of Cucurbita moschata, with oil potential, and cultivars that possess the gene of dwarfism (bush), aiming at obtaining genotypes with high seed oil yield and reduced plant architecture. The experimental design was in randomized blocks with three replicates. Each replicate consisted of five plants of the BGH-7319 and BGH-7765 accessions, of the cultivars Piramoita and Tronco Verde and the F1 hybrids (BGH-7319 × Piramoita, BGH-7319 × Tronco Verde, BGH-7765 × Tronco Verde), considering the three central plants of the plots as useful. Thirty plants for each of the three F2 populations ('Population 1 F2', 'Population 2 F2', 'Population 3 F2') were evaluated. Twenty-eight phenological descriptors were applied, nine of which were related to the vegetative phase of the plants, 12 referring to the fruits, and seven to the seeds. The data were subjected to analysis of variance and the means of the treatments were compared with the means of the controls at 5% of probability by Dunnett’s test. In predicting the potential of populations to obtain superior strains, the methodology of Jinks & Pooni (1976) was used. The hybrid BGH-7319 × Tronco Verde stood out for the characteristics of seed mass per fruit, mass of 100 seeds, and seed length, width, and thickness, being promising for the oil content of the seeds. The 'Population 2 F2', derived from the crossbreeding between BGH-7319 and Tronco Verde was to the most promising for plant with shrub-type growth

Potencial de híbridos e populações segregantes de abóbora para teor de óleo nas sementes e plantas com crescimento do tipo moita

RESUMO O objetivo deste estudo foi caracterizar e avaliar populações híbridas e segregantes, provenientes de cruzamentos entre acessos de Cucurbita moschata, com potencial oleaginoso, e cultivares que apresentam o gene para crescimento do tipo moita (Bush), visando à obtenção de genótipos com elevado teor de óleo nas sementes e com crescimento da planta do tipo moita. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com três repetições. Cada repetição foi constituída por cinco plantas dos acessos BGH-7319 e BGH-7765, dos cultivares Piramoita e Tronco Verde e dos híbridos F1 (BGH-7319 x Piramoita, BGH-7319 x Tronco Verde, BGH-7765 x Tronco Verde), sendo consideradas as três plantas centrais das parcelas como úteis. Para cada uma das três populações F2 (‘População 1 F2’, ‘População 2 F2’, ‘População 3 F2’), 30 plantas foram avaliadas. Foram utilizados 28 descritores fenotípicos, sendo nove relativos à fase vegetativa das plantas, 12 referentes aos frutos e sete às sementes. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias dos tratamentos contrastadas com as médias das testemunhas, a 5% de probabilidade, pelo teste Dunnett. Na predição do potencial das populações para obtenção de linhagens superiores, foi utilizada a metodologia de Jinks & Pooni (1976). O híbrido BGH-7319 x Tronco Verde destaca-se para os caracteres massa de sementes por fruto, massa de cem sementes, comprimento, largura e espessura da semente, sendo considerada promissora quanto ao teor de óleo nas sementes. A ‘População 2 F2’ derivada do cruzamento entre os genitores BGH-7319 e Tronco Verde foi considerada a mais promissora para planta com crescimento do tipo moita