Combining ability of maize grain yield under different levels of environmental stress

O objetivo deste trabalho foi caracterizar o germoplasma de milho e comparar a capacidade de combinação da produtividade do milho em ambientes com diferentes graus de estresse. Um dialelo foi realizado entre cultivares de milho tropical com ampla adaptabilidade, cujas combinações híbridas foram avaliadas em duas épocas de plantio, em dois anos. A significância do efeito ambiental mostrou que os ambientes foram contrastantes. Com base na produtividade, os ambientes foram classificados como: favorável (8.331 kg ha-1); com baixo estresse (6.637 kg ha-1); com alto estresse (5.495 kg ha-1); e com intenso estresse (2.443 kg ha-1). Nenhum dos efeitos genéticos foi significativo nos ambientes classificados como favorável e com intenso estresse, o que indica haver baixa variabilidade para as combinações genéticas nesses ambientes. Em baixo e alto estresse, os efeitos da capacidade de combinação específica foram significativos, o que mostra que os efeitos genéticos não aditivos foram os mais importantes, e que é possível selecionar pares de genitores com potencial para melhoramento. A capacidade geral de combinação e a produtividade de grãos apresentaram correlações significativas somente entre os ambientes mais próximos como favorável/baixo estresse e alto/intenso estresse. O controle genético da produtividade de grãos difere em ambientes contrastantes quanto ao estresse para os quais as cultivares de milho com ampla adaptabilidade não são adequadas.The objectives of this work were to caracterize the tropical maize germplasm and to compare the combining abilities of maize grain yield under different levels of environmental stress. A diallel was performed among tropical maize cultivars with wide adaptability, whose hybrid combinations were evaluated in two sowing dates, in two years. The significance of the environmental effect emphasized the environmental contrasts. Based on grain yield, the environments were classified as favorable (8,331 kg ha-1), low stress (6,637 kg ha-1), high stress (5,495 kg ha-1), and intense stress (2,443 kg ha-1). None of the genetic effects were significant in favorable and intense stress environments, indicating that there was low germplasm variability under these conditions. In low and high stresses, the specific combining ability effects (SCA) were significant, showing that the nonadditive genetic effects were the most important, and that it is possible to select parent pairs with breeding potential. SCA and grain yield showed significant correlations only between the closer environment pairs like favorable/low stress and high/intense stress. The genetic control of grain yield differed under contrasting stress environments for which maize cultivars with wide adaptability are not adequate

Multivariate analyses of genotype x environment interaction of popcorn

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a interação genótipo x ambiente (GxA) em milho-pipoca e comparar dois métodos de análise multivariada (AMMI e GGE). Os tratamentos foram nove cultivares de milho-pipoca, plantadas em quatro épocas de semeadura em cada ano de cultivo em 1998/1999 e 1999/2000. O delineamento foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. A cultivar Zélia foi a que menos contribuiu para a interação GxA. As cultivares Viçosa e Rosa-claro mostraram desempenhos similares. A otimização da interação GxA foi obtida com a cv. CMS 42 para mega-ambientes favoráveis e com a cv. CMS 43 para ambientes desfavoráveis. Os resultados das análises multivariadas corroboraram os resultados do método de Eberhart & Russell. A análise gráfica do método Additive Main effects and Multiplicative Interaction (AMMI) é simples e permite tirar conclusões sobre estabilidade, desempenho genotípico, divergência genética das cultivares, e sobre os ambientes que otimizam o desempenho das cultivares. A análise gráfica do método Genotype main effects and Genotype x Environment interaction (GGE) acrescentou informações de estratificação ambiental ao AMMI e definiu mega-ambientes e as cultivares que tiveram suas performances otimizadas nesses ambientes. Ambos os métodos são adequados para explicar a interação genótipo x ambiente.The objectives of this work were to evaluate the genotype x environment (GxE) interaction for popcorn and to compare two multivariate analyses methods. Nine popcorn cultivars were sown on four dates one month apart during each of the agricultural years 1998/1999 and 1999/2000. The experiments were carried out using randomized block designs, with four replicates. The cv. Zélia contributed the least to the GxE interaction. The cv. Viçosa performed similarly to cv. Rosa-claro. Optimization of GxE was obtained for cv. CMS 42 for a favorable mega-environment, and for cv. CMS 43 for an unfavorable environment. Multivariate analysis supported the results from the method of Eberhart & Russell. The graphic analysis of the Additive Main effects and Multiplicative Interaction (AMMI) model was simple, allowing conclusions to be made about stability, genotypic performance, genetic divergence between cultivars, and the environments that optimize cultivar performance. The graphic analysis of the Genotype main effects and Genotype x Environment interaction (GGE) method added to AMMI information on environmental stratification, defining mega-environments and the cultivars that optimized performance in those mega-environments. Both methods are adequate to explain the genotype x environment interactions

Potencial de melhoramento e divergência genética de cultivares de milho-pipoca

The objective of this paper was to evaluate the potential of breeding and genetic divergence in nine tropical popcorn cultivars. The genetic divergence was estimated using multivariate analysis techniques and the cultivars were grouped based in Mahalanobis' generalized distance (MGD), using Tocher's optimization and graphic dispersion. The best cultivars concerning the yield grain above 3 ton/ha were CMS 43, IAC 112, Viçosa, CMS 42 and Branco, and to popping expansion above 24 (v/v) were IAC 112, RS 20 and Zélia. The estimates of MGD indicated the pairs genetically more distant (RS 20, Beija-flor) and (Rosa-claro, RS 20) as well as pairs genetically more similar (IAC 112, Viçosa) and (Branco, CMS 42). Tree or four genetic divergences groups were formed depending on the method. To popcorn breeding, cultivars with best potential are RS 20, Zélia, IAC 112, and Beija-flor. The cultivars show genetic divergence.O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de melhoramento e a divergência genética de nove cultivares tropicais de milho-pipoca. A divergência genética foi estimada por meio da técnica de análise multivariada e as cultivares foram agrupadas com base na distância generalizada de Mahalanobis (DGM), utilizando o método de otimização de Tocher e a dispersão gráfica. Com produtividade de grãos acima de 3 t/ha, destacaram-se as cultivares CMS 43, IAC 112, Viçosa, CMS 42 e Branco, e com índices de capacidade de expansão acima de 24 (v/v), as cultivares IAC 112, RS 20 e Zélia. As estimativas da DGM indicaram (RS 20 e Beija-flor) e (Rosa-claro e RS 20) os pares de cultivares mais distantes geneticamente, e (IAC 112 e Viçosa) e (Branco e CMS 42), os pares mais similares. Foram identificados três ou quatro grupos divergentes dependendo do método de agrupamento. Para o melhoramento de milho-pipoca, as cultivares com maiores potenciais são RS 20, Zélia, IAC 112 e Beija-flor. As cultivares apresentam divergência genética

Controle genético da produção de grão e da eficiência de uso do nitrogênio em milho tropical

The objectives of this work were to study the genetic control of grain yield (GY) and nitrogen (N) use efficiency (NUE, grain yield/N applied) and its primary components, N uptake efficiency (NUpE, N uptake/N applied) and N utilization efficiency (NUtE, grain yield/N uptake), in maize grown in environments with high and low N availability. Experiments with 31 maize genotypes (28 hybrid crosses and three controls) were carried out in soils with high and low N rates, in the southeast of the state of Minas Gerais, Brazil. There was a reduction of 23.2% in average GY for maize grown in soil with low N, in comparison to that obtained with high N. There were 26.5, 199 and 400% increases in NUtE, NUpE, and NUE, respectively, for maize grown with low N. The general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) were significant for GY, NUE and NUpE for maize grown in high N soil. Only GCA was significant for NUpE for maize grown in low N soil. The GCA and SCA for NUtE were not significant in either environment. Additive and non-additive genetic effects are responsible for the genetic control of NUE and GY for maize grown in soils with high N availability, although additive effects are more important.O objetivo deste trabalho foi estudar o controle genético da produtividade de grãos (PG) e da eficiência no uso de nitrogênio (EUN, produção de grãos/N aplicado) e seus componentes primários – eficiência de absorção (EAbN, N absorvido/N aplicado) e utilização (EUtN, produção de grãos/N absorvido) –, em milho cultivado em ambientes com alta e baixa disponibilidade de nitrogênio. Trinta e um genótipos de milho (28 cruzamentos entre híbridos comerciais e três testemunhas) foram avaliados em solos com alta e baixa doses de aplicação de N. Houve redução de 23,2% na média de PG em milho cultivado em solo com baixo teor de N, em relação à obtida com alto N. Com baixo teor de N no solo, observaram-se aumentos de 26,5, 199 e 400% em EUtN, EAbN, e EUN, respectivamente. Em milho cultivado em solo com alto teor de N, as capacidades geral (CGC) e específica (CEC) de combinação foram significativas em PG, EUN e EAbN. Em milho de solos com baixo teor de N, apenas a CGC, na EAbN, foi significativa. A CGC e a CEC não foram significativas, em nenhum dos ambientes, na EUtN. Efeitos genéticos aditivos e não aditivos são responsáveis pelo controle genético da EUN e PG, em milho cultivado em solos com elevada disponibilidade de N, mas os efeitos aditivos são mais importantes

Maize breeding for nitrogen efficiency use

Os objetivos foram determinar o controle genético da eficiência no uso de nitrogênio em ambientes com e sem estresses de nitrogênio; avaliar os efeitos do estresse de nitrogênio nas estimativas de capacidade geral e específica de combinação; identificar o controle genético de características agronômicas de cultivares de milho em ambientes contrastantes quanto à aplicação de nitrogênio e fósforo; predizer os ganhos esperados com um ciclo de seleção entre famílias de meio irmãos da população de milho UFV 8 em ambientes com e sem estresse de nitrogênio. Para isso, foram avaliados, nas safras de 2003/04 e 2004/05, combinações híbridas entre oito cultivares de milho e um ciclo de seleção entre famílias de meio irmãos da população de milho UFV 8, respectivamente. Os ensaios foram conduzidos na Estação Experimental de Coimbra, MG. Na safra de 2003/04, foram instalados dois ensaios, o primeiro com alto ou baixo nitrogênio e o segundo com combinações de altos e baixos nitrogênio e fósforo. Em 2004/05, o ciclo de seleção foi realizado com e sem estresse de nitrogênio. No primeiro ensaio de 2003/04, para a produtividade de grãos, (PG) na ausência de estresse, foram verificadas significâncias para capacidade geral de combinação (CGC) e capacidade especifica de combinação (CEC). Em estresse, não houve efeito significativo. Quanto à eficiência de absorção de nitrogênio (EAbN), no ambiente sem estresse verificou-se efeitos significativos tanto para CGC quanto para a CEC e em estresse apenas para a CGC. Para a eficiência de utilização de nitrogênio (EUtN), em ambos ambientes, a CGC e CEC não apresentaram significância. Para eficiência no uso de nitrogênio (EUN), verificou significância para CGC e CEC apenas na ausência de estresse. No segundo ensaio 2003/04, verificou-se que o sinal da correlação genética das características secundárias com a PG, não diferiu entre os ambientes de alto e baixo N considerando baixo P. No entanto, as correlações tiveram alteração no sinal entre os ambientes de alto e baixo P. Em alto P, a CGC foi significativa para PG apenas em alto N, mostrando que para essa característica os efeitos genéticos aditivos foram diferenciados entre os ambientes com e sem estresse de nitrogênio, comportamento distinto do ocorrido em baixo P, onde a CGC apresentou significância tanto em alto quanto em baixo N. Na safra de 2004/05, verificou-se que as correlações genéticas das características estande final, prolificidade e peso volumétrico com a produtividade de grãos tiveram sinais opostos entre os ambientes. As herdabilidades para produtividade de grãos, estande final, alturas de planta e espiga sofreram reduções em baixo N. A variabilidade genética entre as famílias de meio-irmãos da população UFV 8 foi menor no ambiente em estresse. Os ganhos preditos com a seleção de 10% das melhores famílias de meio-irmãos foram diferenciados entre os ambientes. O efeito do estresse de nitrogênio nas famílias selecionadas em alto N foi maior em relação ao efeito do estresse nas famílias selecionadas em baixo N. Conclui-se que o controle genético da eficiência no uso de nitrogênio varia com a disponibilidade de nitrogênio; as inter-relações entre nitrogênio e fósforo influenciam no controle genético da produtividade de grãos e as correlações genéticas das características secundárias com a PG; as estimativas de ganhos preditos, parâmetros genéticos e a variabilidade genotípica são influenciados pelo estresse de nitrogênio e o ganho esperado é menor em ambientes com estresse de nitrogênio.The objectives were to determine the genetic control of nitrogen use efficiency (NUE) in environments with and without stress of nitrogen; evaluate the effects of the stress of nitrogen in the estimates of general ability (GCA) and specific ability (SCA) combining; identify the genetic control of agronomic characteristics of cultivars of maize in contrasting environments as to the application of nitrogen and phosphorus; predict the expected gains with a cycle of selection half-sib families of the population of maize UFV 8 in environments with and without stress of nitrogen. For that, were evaluated, in 2003/04 and 2004/05, hybrid combinations between eight cultivars of maize in a cycle of selection among half-sib families of the population of maize UFV 8, respectively. The tests were conducted in the Experimental Station of Coimbra, MG. In the 2003/04 season, were installed two tests, the first with high or low nitrogen and second with combinations of high and low nitrogen and phosphorus. In 2004/05, the cycle of selection was performed with and without stress of nitrogen. In the first test of 2003/04, for yield, (PG) in the absence of stress, were verified significances to GCA and (SCA). In stress, there was no significant effect. As for the efficiency of absorption of nitrogen (EAbN), the environment without stress there has been significant effects both for CGC and for the SCA and stress only for GCA. For the efficiency of the utilization of nitrogen (EUtN), in both environments, the CGC and SCA showed no significance. For (NUE) was significance to CGC and SCA only in the absence of stress. In the second test 2003/04, it was found that the sign of the genetic correlation of the secondary characteristics with PG, did not differ between the environments of high and low N recital low P. However, the correlations were change in the signal between the environments of high and low P. In high P, the GCA was significant only for PG at high N, showing that for this feature the additive genetic effects were differentiated between environments with and without stress of nitrogen, separate from the behavior occurred in low P, where GCA presented significance both In high as below N. In the 2004/05 harvest, it was found that the genetic correlations of the characteristics final stand, prolificacy and volumetric weight to the productivity of grain had signs opposing between environments. The heritability for grain yield, stand, plant height and spike suffered cuts below N. The genetic variability between households, half-sib families of the population UFV 8 was less stress on the environment. Gains predicted with the selection of 10% of the best families of half-sib families were differentiated between environments. The effect of nitrogen stress in families selected in the high N was higher in relation to the effect of stress on families selected in the low N. It is concluded that the genetic control of efficiency in the use of nitrogen varies with the availability of nitrogen, and the inter- relationship between nitrogen and phosphorus influence the genetic control of yield and the genetic correlations of secondary characteristics with PG; estimates of earned predicted, genetic parameters and genotypic variability are influenced by the stress of nitrogen and the expected gain is less stress in environments with nitrogen.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic