Selection of superior cowpea lines derived from local cultivars for the Brazilian semiarid region

O objetivo deste trabalho foi selecionar linhagens superiores de feijão-caupi derivadas de cultivares locais para a região semiárida do sudeste do Piauí, Brasil. Foram avaliados 38 genótipos (36 linhagens e duas cultivares comercias) em um ensaio conduzido em delineamento de blocos ao acaso, com duas repetições, no município de Ipiranga do Piauí, no estado do Piauí. Foram avaliados os seguintes caracteres: número de dias para o início do florescimento, comprimento de vagem, número de grãos por vagem, peso de 100 grãos, qualidade comercial do grão e produtividade de grãos. Análises de deviance foram realizadas pela abordagem da máxima verossimilhança restrita e do melhor preditor não viesado, os parâmetros e os valores genéticos foram estimados, e a seleção simultânea foi realizada via índice de soma de postos. O teste da razão de verossimilhança mostrou diferença significativa entre os genótipos avaliados. As linhagens 36, 5, 24, 8, 2, 23, 29, 28, 34, 6, 19, 11, 7 e 20 são superiores para o conjunto de caracteres avaliados e, portanto, são as mais promissoras para compor o ensaio avançado do programa de melhoramento genético de feijão-caupi e gerar cultivares para os agricultores familiares da região semiárida do sudeste piauiense.The objective of this work was to select superior cowpea lines derived from local cultivars for the semiarid region of southeastern Piauí, Brazil. A total of 38 genotypes (36 lines and two commercial cultivars) were evaluated in a randomized complete block design, with two replicates, in the municipality of Ipiranga do Piauí, in the state of Piauí. The following traits were evaluated: number of days to the onset of flowering, pod length, number of grains per pod, weight of 100 grains, commercial grain quality, and grain yield. Deviance analyzes were performed using the restricted maximum likelihood and best unbiased predictor approach, the parameters and genetic values were estimated, and simultaneous selection was carried out via the sum of ranks index. The likelihood ratio test showed a significant difference between the evaluated genotypes. Lines 36, 5, 24, 8, 2, 23, 29, 28, 34, 6, 19, 11, 7, and 20 are superior for the set of evaluated traits and, therefore, are the most promising to compose the advanced trial of the cowpea breeding program and to generate cultivars for family farmers in the semiarid region of southeastern Piauí

Adaptability and stability of grain yield in climbing and brown coat cowpea genotypes

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e a estabilidade da produtividade de grãos de 16 genótipos de feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) utilizando o modelo de efeitos aditivos principais e interação multiplicativa. Os ensaios foram realizados em nove ambientes, locais e anos, da região Meio-Norte do Brasil, Estados do Piauí (PI) e Maranhão (MA), no período de 1999 a 2001. Os efeitos de ambientes e interação genótipos x ambientes, e os dois primeiros eixos da análise de componentes principais da interação foram significativos (P < 0,01). A análise de componentes principais explicou 61,25% da soma de quadrados da interação genótipos x ambientes. Os genótipos TE93-244-23F e TE93-213-12F-1 reuniram genes para adaptabilidade e estabilidade, os quais podem ser cultivados em todos os ambientes. Os genótipos BR 17-Gurguéia, Canapuzinho e EPACE-10 apresentaram as maiores médias de produtividade, mas foram instáveis e com adaptação específica a am-bientes de alta qualidade. Os ambientes mais favoráveis para a produtividade de grãos foram Bom Jesus, PI, 2000; Palmeira do Piauí, PI, 2001 e Sambaíba, MA, 2000. Não houve tendência de agrupamento de locais por Estado e a distribuição foi equilibrada em termos de qualidade ambiental.The objective of this work was to evaluate the adaptability and the grain yield stability of 16 cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) genotypes using the additive main effects and multiplicative interaction model. The trials were carried out at nine environments, locations and years, of the Middle-North region of Brazil, states of Piauí (PI) and Maranhão (MA), in the period from 1999 to 2001. Environments and genotype x environment interaction effects, and the first two axes of the analysis of principal component of the interaction were significant (P < 0.01). The analysis of principal components explained 61.25% of the sum of squares of the genotype x environment interaction. TE93-244-23F and TE93-210-12F-1 genotypes gathered genes for adaptability and stability, and can be cultivated in all environments. BR 17-Gurguéia, Canapuzinho and EPACE-10 genotypes presented the highest yield averages, but were unstable and with specific adaptation to environments of high quality. The environments more favorable were Bom Jesus, PI, 2000; Palmeira do Piauí, PI, 2001, and Sambaíba, MA, 2000. There was no tendency of locations grouping by State and the distribution was balanced in terms of environmental quality

Adaptabilidade e estabilidade da produtividade de grãos de genótipos de caupi enramador de tegumento mulato

The objective of this work was to evaluate the adaptability and the grain yield stability of 16 cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) genotypes using the additive main effects and multiplicative interaction model. The trials were carried out at nine environments, locations and years, of the Middle-North region of Brazil, states of Piauí (PI) and Maranhão (MA), in the period from 1999 to 2001. Environments and genotype x environment interaction effects, and the first two axes of the analysis of principal component of the interaction were significant (P < 0.01). The analysis of principal components explained 61.25% of the sum of squares of the genotype x environment interaction. TE93-244-23F and TE93-210-12F-1 genotypes gathered genes for adaptability and stability, and can be cultivated in all environments. BR 17-Gurguéia, Canapuzinho and EPACE-10 genotypes presented the highest yield averages, but were unstable and with specific adaptation to environments of high quality. The environments more favorable were Bom Jesus, PI, 2000; Palmeira do Piauí, PI, 2001, and Sambaíba, MA, 2000. There was no tendency of locations grouping by State and the distribution was balanced in terms of environmental quality.O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e a estabilidade da produtividade de grãos de 16 genótipos de feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) utilizando o modelo de efeitos aditivos principais e interação multiplicativa. Os ensaios foram realizados em nove ambientes, locais e anos, da região Meio-Norte do Brasil, Estados do Piauí (PI) e Maranhão (MA), no período de 1999 a 2001. Os efeitos de ambientes e interação genótipos x ambientes, e os dois primeiros eixos da análise de componentes principais da interação foram significativos (P < 0,01). A análise de componentes principais explicou 61,25% da soma de quadrados da interação genótipos x ambientes. Os genótipos TE93-244-23F e TE93-213-12F-1 reuniram genes para adaptabilidade e estabilidade, os quais podem ser cultivados em todos os ambientes. Os genótipos BR 17-Gurguéia, Canapuzinho e EPACE-10 apresentaram as maiores médias de produtividade, mas foram instáveis e com adaptação específica a am-bientes de alta qualidade. Os ambientes mais favoráveis para a produtividade de grãos foram Bom Jesus, PI, 2000; Palmeira do Piauí, PI, 2001 e Sambaíba, MA, 2000. Não houve tendência de agrupamento de locais por Estado e a distribuição foi equilibrada em termos de qualidade ambiental

Seleção simultânea para produtividade, adaptabilidade e estabilidade genotípica em feijão-caupi imaturo via REML/BLUP

The objective of this work was to select cowpea genotypes simultaneously for high yield of immature grains, adaptability, and genotypic stability, taking into account genotype x environment interactions. The mixed models restricted maximum likelihood (REML)/best linear unbiased prediction (BLUP) were used. Sixteen cowpea genotypes were evaluated in nine environments, consisting of a combination of location (Pentecoste in the state of Ceará, Acaraú in Ceará, Teresina in Piauí, and Mossoró in Rio Grande do Norte, Brazil) and year (2012, 2013, 2014, 2015, and 2017). In all trials, a randomized complete block design with four replicates was used. Significant differences were observed for effects of genotypes and the genotype x environment interaction. Environmental variance was the largest component of phenotypic variance, followed by the genotype x environment interaction and genotypic variances. The immature grain yield of the evaluated cowpea genotypes interacts strongly with the studied environments, resulting in a low genotypic correlation between environments. The MNC00-595F-27, MNC05-847B-123, and BRS Tumucumaque cowpea genotypes present high yield of immature grains, adaptability, and genotypic stability, being the most suitable for cultivation in the states of Ceará, Piauí, and Rio Grande do Norte or in other environments with similar soil and climatic conditions.O objetivo deste trabalho foi selecionar genótipos de feijão-caupi simultaneamente para alta produção de grãos imaturos, adaptabilidade e estabilidade genotípica, ao se considerar interações genótipos x ambientes. Foram utilizados os modelos mistos máxima verossimilhança restrita (REML)/melhor predição linear não viciada (BLUP). Avaliaram-se 16 genótipos de feijão-caupi em nove ambientes, que consistiram de combinação de local (Pentecoste no Ceará, Acaraú no Ceará, Teresina no Piauí e Mossoró no Rio Grande do Norte) e ano (2012, 2013, 2014, 2015 e 2017). Em todos os ensaios, utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. Foram observadas diferenças significativas para os efeitos de genótipos e interação genótipo x ambiente. A variância ambiental foi o maior componente da variância fenotípica, seguido das variâncias da interação genótipo x ambiente e genotípica. A produtividade de grãos imaturos dos genótipos de feijão-caupi avaliados interage fortemente com os ambientes estudados, o que resulta em baixa correlação genotípica entre os ambientes. Os genótipos de feijão-caupi MNC00-595F-27, MNC05-847B-123 e BRS Tumucumaque apresentam alta produtividade de grãos imaturos, adaptabilidade e estabilidade genotípica, sendo os mais recomendáveis para cultivo nos estados do Ceará, Piauí e Rio Grande do Norte ou em outros ambientes com condições climáticas e de solo similares

Influência do tratamento térmico frente aos compostos antinutricionais em feijão-caupi

The cowpea is a legume of economic and nutritional importance, being a cheap source of protein for people in developing countries. However, the presence of antinutritional factors influences the bioavailability of nutrients. Thermal processing leads to a reduction of these factors. The objective of this study was to verify the influence of heat treatments on the antinutritional levels present in cowpea beans. This is an integrative review with search of scientific data in indexed databases, Web of Science, Scopus, Scielo, and Portal de Periódicos da Capes, with the combined descriptors: "heat treatment" and "antinutritional factors" and "cowpea". Of the 245 articles found, 11 were selected to compose the results, where 10 evaluated the trypsin inhibitors, 8 the tannin content, 8 the phytic acid, 3 the oligosaccharides, 3 the hydrogen cyanide, 2 the polyphenols and 2 the hemagglutinins. Cooking was the most used process, followed by autoclaving, steaming, roasting, pressure cooking, frying and extrusion. In 9 studies there was a significant reduction of the antinutritionals and in 2 the complete elimination, being the wet heat treatment the most effective. The effects of heat treatments on these compounds may vary according to the cultivar, antinutrient content, type of processing and exposure time.O feijão-caupi é uma leguminosa de importância econômica e nutricional, sendo uma fonte barata de proteína para população nos países em desenvolvimento. No entanto, a presença de fatores antinutricionais influência na biodisponibilidade dos nutrientes. O processamento térmico leva a redução desses fatores. O objetivo deste trabalho foi verificar a influência dos tratamentos térmicos nos teores antinutricionais presentes no feijão-caupi. Trata-se de uma revisão integrativa com busca de dados científicos em bases indexadas, Web of Science, Scopus, Scielo, e Portal de Periódicos da Capes, com os descritores combinados: “heat treatment” and “antinutritional factors” and “cowpea”. Dos 245 artigos encontrados, 11 foram selecionados para compor os resultados, onde 10 avaliaram os inibidores de tripsina, 8 o teor de taninos, 8 o ácido fítico, 3 os oligossacarídeos, 3 o cianeto de hidrogênio, 2 os polifenóis e 2 as hemaglutininas. O cozimento foi o processo mais utilizado, seguido da autoclavagem, vapor de água, torração, cozimento sobre pressão, fritura e extrusão. Em 9 trabalhos houve redução significativa dos antinutricionais e em 2 a eliminação completa, sendo o tratamento térmico úmido o mais eficaz. Os efeitos dos tratamentos térmicos sobre estes compostos podem variar conforme a cultivar, teor de antinutrientes, tipo de processamento e tempo de exposição

Selection of superior cowpea lines derived from local cultivars for the Brazilian semiarid region

Abstract The objective of this work was to select superior cowpea lines derived from local cultivars for the semiarid region of southeastern Piauí, Brazil. A total of 38 genotypes (36 lines and two commercial cultivars) were evaluated in a randomized complete block design, with two replicates, in the municipality of Ipiranga do Piauí, in the state of Piauí. The following traits were evaluated: number of days to the onset of flowering, pod length, number of grains per pod, weight of 100 grains, commercial grain quality, and grain yield. Deviance analyzes were performed using the restricted maximum likelihood and best unbiased predictor approach, the parameters and genetic values were estimated, and simultaneous selection was carried out via the sum of ranks index. The likelihood ratio test showed a significant difference between the evaluated genotypes. Lines 36, 5, 24, 8, 2, 23, 29, 28, 34, 6, 19, 11, 7, and 20 are superior for the set of evaluated traits and, therefore, are the most promising to compose the advanced trial of the cowpea breeding program and to generate cultivars for family farmers in the semiarid region of southeastern Piauí

Variability and correlations among traits in soybean crosses

The estimation of parameters in initial inbreeding generations is important to direct the breeding program, mainly for the selection of the most promising genotypes. This research evaluated twenty-one soybean genotypes (six parents and their 15 diallel crosses in F2), in two locations (ESALQ and Anhembi) of Piracicaba, SP, Brazil. A randomized complete block design was adopted, with six replications in each location. The experimental plots were represented by 12 hills of individual plants spaced 0.80 m x 0.80 m. The evaluated traits were: number of days and plant height at flowering and maturity; agronomic value; seed yield; seed oil content; and oil yield. All parameter estimates were based on the components of the variance and covariance from individual and combined analyses. Parents and F2 presented variability for all the traits. In terms of favorable environmental quality, the two locations were good for the expression of the genetic potential of the genotypes, however Anhembi was the most favorable for the expression of seed yield. The genotype x location interaction was an important component of the phenotypic variation, except for seed oil content. The genotypic correlations were usually larger than the phenotypic and environmental, for the two locations. The magnitude of the phenotypic and genotypic correlations, showed that the phenotypes reflected the genotypes satisfactory. The traits related to flowering and to maturity were important for the improvement of seed yield, with prominence for agronomic value. There was an evidence of difficulties to develop new soybean genotypes with high seed yield and earliness.A estimação de parâmetros em gerações iniciais de endogamia tem importância para direcionar o programa de melhoramento, principalmente em relação ao processo de seleção dos genótipos mais promissores. Este trabalho avaliou 21 genótipos de soja (seis parentais e 15 combinações dialélicas em F2), em dois locais (ESALQ e Anhembi) de Piracicaba, SP. O delineamento usado foi em blocos ao acaso, com seis repetições por local. A parcela experimental foi de 12 covas de plantas individuais espaçadas de 0,80 m x 0,80 m. Os caracteres avaliados foram número de dias e altura da planta no florescimento e maturidade; valor agronômico; produtividade de grãos; teor de óleo na semente e produtividade de óleo. Todas as estimativas de parâmetros basearam-se nos componentes das análises de variância e covariância individuais e conjuntas. Parentais e F2 apresentaram variabilidade para todos os caracteres. Em termos de qualidade ambiental favorável, os dois locais foram bons para a expressão do potencial genético dos genótipos, no entanto, o local Anhembi foi mais favorável para produtividade de grãos. A interação genótipos x locais mostrou-se um importante componente da variação fenotípica, com exceção do caráter teor de óleo. As correlações genotípicas foram geralmente maiores que as fenotípicas e de ambiente nos dois locais. A magnitude das correlações fenotípicas e genotípicas mostrou que o fenótipo refletiu satisfatoriamente o genótipo. Os caracteres relacionados ao florescimento e à maturidade mostraram-se importantes para o melhoramento da produtividade, com destaque para o valor agronômico. Existe evidência de dificuldades em obter novos genótipos produtivos e precoces

Agronomic and commercial potential of compound-inflorescence cowpea lines

O objetivo deste trabalho foi selecionar linhagens de feijão-caupi de inflorescência composta que apresentam alto potencial para gerar a primeira cultivar comercial com esta característica no Brasil. Trinta e sete linhagens foram avaliadas em delineamento de blocos ao acaso, com duas repetições, em 2021, no município de Teresina, no estado do Piauí. Foram avaliados os seguintes caracteres: número de dias para o início do florescimento, porte da planta, qualidade comercial do grão, número de grãos por vagem, peso de 100 grãos e rendimento de grãos. Foram realizadas análises de deviance pela metodologia da máxima verossimilhança restrita/melhor preditor linear não viesado, e estimados os valores e os parâmetros genéticos necessários para realização da seleção simultânea com base no índice de soma de postos. Foi detectada diferença estatística entre as linhagens avaliadas por meio do teste de razão de verossimilhança. Em geral, a variância genética foi o maior componente da variância fenotípica para os caracteres avaliados. As dez linhagens de feijão-caupi de inflorescência composta mais promissoras são: MNC15-33E-123, MNC15-33E-178, MNC15-33E-222, MNC15-33E-171, MNC15-33E-232, MNC15-33E-223, MNC15-33E-219, MNC15-33E-183, MNC15-33E-91 e MNC15-33E-165. Essas linhagens foram selecionadas para as próximas etapas de seleção e apresentam grande potencial para gerar a primeira cultivar comercial de feijão-caupi de inflorescência composta no Brasil.The objective of this work was to select cowpea lines with compound inflorescences that show a high potential to generate the first commercial cultivar with this characteristic in Brazil. Thirty-seven lines were evaluated in a randomized complete block design, with two replicates, in 2021, in the municipality of Teresina, in the state of Piauí. The following traits were evaluated: number of days to the onset of flowering, plant size, commercial grain quality, number of grains per pod, weight of 100 grains, and grain yield. Deviance analyzes were performed by the restricted maximum likelihood/best unbiased linear predictor methodology, and the values and genetic parameters necessary to carry out simultaneous selection were estimated based on the rank sum index. A statistical difference was detected between the lines evaluated by the likelihood ratio test (LRT). In general, genetic variance was the largest component of phenotypic variance for the evaluated traits. The ten most promising cowpea lines with compound inflorescences are: MNC15-33E-123, MNC15-33E-178, MNC15-33E-222, MNC15-33E-171, MNC15-33E-232, MNC15-33E-223, MNC15-33E-219, MNC15-33E-183, MNC15-33E-91, and MNC15-33E-165. These lines were selected for the next selection stages and show a high potential to generate the first commercial cowpea cultivar with compound inflorescences in Brazil

Genetic variability and correlations of agronomic characters in cowpea (Vigna unguiculata)

O caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp) é um alimento básico das populações do Nordeste brasileiro, devendo merecer atenção com vistas a melhoria da qualidade de grãos, resistência a doenças e pragas e aumento de produtividade. Este trabalho teve por objetivo estudar a variabilidade e o potencial genético de 28 linhagens, escolhidas após uma seleção para cor, tamanho de grãos e resistência a viroses. A produtividade apresentou coeficiente de variação genético de 23,90%, e o valor agronômico, de 3,56%. O número de vagens por pedúnculo apresentou a menor estimativa do coeficiente de determinação genético (4,51%), e o peso de 100 grãos, a maior (81,74%). O coeficiente de determinação genético da produtividade foi de 34,15%. As maiores estimativas de ganho genético foram as do peso de 100 grãos (21,73%) e da produtividade (19,77%). As correlações genotípicas foram superiores às fenotípicas e às de ambiente, destacando-se as correlações entre número de ramos secundários e produtividade (68,13%), e valor agronômico e produtividade (100%). Estes resultados mostram amplas possibilidades de seleção entre as linhagens com relação à maioria dos caracteres estudados.Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp) is an important food crop for human population in northeastern Brazil. Studies aiming to increase its yield as well as to improve the grain quality and the insect and diseases resistance are needed. This work aimed to accomplish genetic studies in twenty-eight cowpea advanced lines. The studied lines were chosen after selection for seed color and size and plant viruses resistance. The degree of genetic determination ranged from 4.51% (in pods/peduncle) to 81.74% (in 100-seed weight). The seed yield degree of genetic determination was 34.15%. The highest estimates of genetic gain were 21.73% to 100-seed weight and 19.77% to seed yield. The genotypical correlations were higher than phenotypical and environmental ones. High correlations were found between fruiting branches/plant and seed yield (68.13%) and between agronomic value and seed yield (100%). This result indicates the selection feasibility for most of the studied traits

Yield adaptability and stability of semi‑prostrate cowpea genotypes

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adaptabilidade e a estabilidade produtiva de genótipos de feijão‑caupi (Vigna unguiculata) de porte semiprostrado. Foram avaliados 20 genótipos de feijão‑caupi com uso do modelo de efeitos aditivos principais e interação multiplicativa (AMMI) com genótipo e ambiente suplementares. Os ensaios foram conduzidos em nove ambientes (Balsas, MA, 2010; Balsas, MA, 2011; Bom Jesus, PI, 2010; Bom Jesus, PI, 2011; São Raimundo das Mangabeiras, MA, 2010; São Raimundo das Mangabeiras, MA, 2011; São João do Piauí, PI, 2011; Campo Grande do Piauí, PI, 2011; Buriti, MA, 2011), da região Meio‑Norte do Brasil, em delineamento de blocos ao acaso, com 20 tratamentos e quatro repetições. Os efeitos de genótipos, ambientes e da interação genótipo x ambiente foram significativos. Os genótipos diferiram quanto à adaptabilidade e à estabilidade da produtividade. A linhagem MNC03‑736F‑2 apresentou genes para adaptabilidade e estabilidade produtiva. Entre as cultivares avaliadas, BR 17‑Gurguéia e Pingo‑de‑Ouro‑1‑2 são as mais previsíveis, e a BRS Xiquexique é a mais adaptada. Entre os locais de teste, Balsas, MA, é o mais adequado para a seleção de genótipos superiores em adaptabilidade e estabilidade produtiva.The objective of this work was to evaluate the yield adaptability and stability of semi‑prostrate cowpea (Vigna unguiculata) genotypes. Twenty cowpea genotypes were evaluated using the additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) model with supplementary genotype and environment. The trials were carried out in nine environments (Balsas, MA, 2010; Balsas, MA, 2011; Bom Jesus, PI, 2010; Bom Jesus, PI, 2011; São Raimundo das Mangabeiras, MA, 2010; São Raimundo das Mangabeiras, MA, 2011; São João do Piauí, PI, 2011; Campo Grande do Piauí, PI, 2011; Buriti, MA, 2011) of the Mid‑North region of Brazil in a randomized complete block design with 20 treatments and four replicates. The effects of genotypes, environments, and genotype x environment interaction were significant. Genotypes differed as to yield adaptability and stability. The line MNC03‑736F‑2 presented genes for yield adaptability and stability. Among the evaluated genotypes, BR 17‑Gurguéia and Pingo‑de‑Ouro‑1‑2 are the most predictable, and BRS Xiquexique is the most adapted. Among the test sites, Balsas, MA is the most appropriate for selection of genotypes superior for yield adaptability and stability