Selection of corn cultivars for yield, stability, and adaptability in the state of Amazonas, Brazil

O objetivo deste trabalho foi avaliar cultivares de milho, cultivadas no Estado do Amazonas, que reúnam simultaneamente alta produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade. Os ensaios foram conduzidos em sete ambientes do Amazonas, em delineamento de blocos ao acaso, com duas repetições. A produtividade de grãos de 30 cultivares de milho foi avaliada em quatro safras agrícolas, de 2011/2012 a 2014/2015. Os parâmetros genéticos foram estimados pela metodologia REML/Blup. A seleção quanto à adaptabilidade e à estabilidade baseou-se no valor genético predito e na média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos. Apesar da existência de interação genótipo x ambiente, identificaram-se cultivares com elevadas adaptabilidade e estabilidade. Os ambientes Iranduba – várzea, em 2011/2012 e 2014/2015 – e Rio Preto da Eva – terra firme, em 2012/2013 – destacaram-se como favoráveis, enquanto os ambientes Iranduba – terra firme, em 2011/2012 e 2012/2013 – e Manaus – terra firme, em 2012/2013 e 2013/2014 – foram classificados como desfavoráveis. O híbrido simples BRS 1055 apresentou superioridade produtiva e alta estabilidade nessa região. As variedades sintéticas Sint 10771, Sint 10781 e Sint 10699 apresentaram elevada adaptabilidade. BRS Caimbé apresenta adaptabilidade específica para cultivo em ambientes de terra firme do Estado do Amazonas.The objective of this work was to evaluate corn cultivars grown in the state of Amazonas, Brazil, which simultaneously show high grain yield, adaptability, and stability. The trials were carried out in seven environments in the state of Amazonas, in a randomized complete block design, with two replicates. The grain yield of 30 corn cultivars was evaluated in four growing seasons, from 2011/2012 to 2014/2015. The genetic parameters were estimated by the REML/Blup methodology. The selection for adaptability and stability was based on the predicted genetic value and on the harmonic mean of the relative performance of the genetic values. Despite the existence of genotype x environment interaction, cultivars with high adaptability and stability were identified. Iranduba – lowland, in 2011/2012 and 2014/2015 – and Rio Preto da Eva – upland, in 2012/2013 – stood out as favorable environments, while Iranduba – upland, in 2011/2012 and 2012/2013 – and Manaus – upland, in 2012/2013 and 2013/2014 – were classified as unfavorable environments. The single-cross hybrid BRS 1055 showed productive superiority and high stability in this region. The Sint 10771, Sint 10781, and Sint 10699 synthetic varieties showed high adaptability. BRS Caimbé shows specific adaptability to cropping in upland environments of the state of Amazonas, Brazil

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

In silico Strategies to Support Fragment-to-Lead Optimization in Drug Discovery.

Fragment-based drug (or lead) discovery (FBDD or FBLD) has developed in the last two decades to become a successful key technology in the pharmaceutical industry for early stage drug discovery and development. The FBDD strategy consists of screening low molecular weight compounds against macromolecular targets (usually proteins) of clinical relevance. These small molecular fragments can bind at one or more sites on the target and act as starting points for the development of lead compounds. In developing the fragments attractive features that can translate into compounds with favorable physical, pharmacokinetics and toxicity (ADMET-absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity) properties can be integrated. Structure-enabled fragment screening campaigns use a combination of screening by a range of biophysical techniques, such as differential scanning fluorimetry, surface plasmon resonance, and thermophoresis, followed by structural characterization of fragment binding using NMR or X-ray crystallography. Structural characterization is also used in subsequent analysis for growing fragments of selected screening hits. The latest iteration of the FBDD workflow employs a high-throughput methodology of massively parallel screening by X-ray crystallography of individually soaked fragments. In this review we will outline the FBDD strategies and explore a variety of in silico approaches to support the follow-up fragment-to-lead optimization of either: growing, linking, and merging. These fragment expansion strategies include hot spot analysis, druggability prediction, SAR (structure-activity relationships) by catalog methods, application of machine learning/deep learning models for virtual screening and several de novo design methods for proposing synthesizable new compounds. Finally, we will highlight recent case studies in fragment-based drug discovery where in silico methods have successfully contributed to the development of lead compounds

Characterization of maize genotypes developed under nitrogen stress and the inheritance of the efficiency in using this nutrient

O nitrogênio é um dos elementos mais exigidos pela cultura do milho, sendo o nutriente que mais onera a produção agrícola, pois em grande parte dos solos agricultáveis, este elemento não está disponível em quantidades necessárias para altas produtividades, exigindo aplicações suplementares. Além disso, os cultivares comerciais de milho são altamente dependentes de adubações nitrogenadas, pois foram desenvolvidos para cultivo em ambientes otimizados, não sendo adaptados a condições de baixa disponibilidade de N. Assim, os objetivos deste trabalho foram promover uma melhor caracterização de linhagens de milho desenvolvidas em solos com baixo nitrogênio, determinar os padrões de herança da eficiência de uso de N e da resposta à aplicação deste nutriente quanto às capacidades gerais e específicas de combinação e investigar o comportamento dos genótipos quanto à adaptabilidade e estabilidade em ambientes contrastantes na disponibilidade de nitrogênio. Os resultados demonstraram que linhagens eficientes tendem a produzir híbridos eficientes e responsivos, de adaptabilidade geral e com boa estabilidade. Os efeitos genéticos aditivos e não aditivos para produtividade de grãos foram importantes em ambientes com baixo ou alto N. Entretanto, o controle genético da produtividade foi diferente para ambientes contrastantes na disponibilidade de N e a tendência da importância dos efeitos aditivos, em relação aos efeitos de complementação gênica, variou entre os conjuntos de genótipos avaliados. A decomposição dos parâmetros de adaptabilidade de Eberhart e Russell (1966) em efeitos de CGC e CEC proporcionaram melhor entendimento da herança da adaptação a ambientes com baixo N, e da resposta dos cultivares à aplicação deste nutriente. O uso da estatística Pi (Lin e Binns, 1988) permitiu a identificação de genótipos superiores quanto à eficiência e resposta ao N, e, ao mesmo tempo, de adaptabilidade ampla e boa estabilidade de produção. A população CMS 59 mostrou-se como a mais promissora para extração de linhagens eficientes no uso de N e com altas freqüências de alelos favoráveis para produção de grãos em ambientes com baixo N, entretanto, linhagens com altas estimativas de CGC e que apresentem boas capacidades específicas de combinação com linhagens da CMS 59 foram encontradas em todas as populações avaliadas. Desta forma, para desenvolvimento de cultivares eficientes no uso de N propõe-se a avaliação de genótipos em ambientes com baixo N, e, posteriormente, a obtenção de progênies híbridas apenas das linhagens mais adaptadas ao estresse por deficiência de N, em dialelos ou top-crosses, para avaliações mais detalhadas. Este esquema proporcionaria economia de recursos pela diminuição do número de progênies testadas.Nitrogen is one of the elements most demanded by maize crop, as well as the nutrient that most burdens the agricultural production, since in a wide part of the arable soils it is not available at the amounts necessary to high productivity, therefore requiring supplemental applications. In addition, the commercial maize cultivars are highly dependent from nitrogen fertilization, because they were developed for cropping under optimized environments, so they are not well adapted to the conditions with low N availability. So, the objectives of this study were: to promote a better characterization of the maize lines developed in nitrogen-poor soils; to determine the inheritance patterns of either the efficiency in using N and the response to this nutrient application, concerning to both general and specific combination abilities; and to investigate the behavior of the genotypes, relative to the adaptability and stability in contrasting environments for availability of nitrogen. According to the results, the conclusions were drawn as follows. The efficient lines tend to produce efficient and responsive hybrids provided with general adaptability and satisfactory stability. Both addictive an nonaddictive genetic effects for productivity of grains were important under nitrogen-poor and rich environments. However, the genetic productivity control differed in the contrasting environments concerning to the availability of N, whereas the tendency of the importance of the addictive effects relative to the effects of the genetic complementation varied among the groups of the genotypes under evaluation. The decomposition of the adaptability parameters by Eberhart and Russell (1966) into effects of CGC and CEC rather provided a better understanding of the inheritance for either adaptation to N-poor environments and the response by cultivars to the application of this nutrient. The use of the Pi statistics (Lin & Binns, 1988) made possible the identification of the superior genotypes for both efficiency and response to N, as well as the wide adaptability and satisfactory production stability. The population CMS 59 showed to be the most promising for extraction of efficient lines in using N and provided with high frequencies of alleles favorable to the production of grains under N-poor environments. However, some lines with high CGC estimates and showing good specific combination abilities with lines of CMS 59 were found in all populations under evaluation. Thus, for the development of cultivars that would efficiently use the nitrogen, it is proposed to evaluate the genotypes under N-poor environments, and later the obtainment of hybrid progenies only from the lines more adapted to N-deficiency stress in dialleles or top-crosses for more detailed evaluations. This scheme would provide resource economy due to the decreased number of progenies under test.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Evaluating the testers and selecting the maize lines

Os objetivos deste trabalho foram avaliar cultivares como testadores e selecionar linhagens geneticamente superiores do Programa Milho ® (Programa de melhoramento de milho da Universidade Federal de Viçosa). Foram avaliados híbridos top-crosses, sintetizados a partir do cruzamento de quatro testadores com um conjunto de 162 linhagens . Foram conduzidos nove ensaios em látice 7 x 7, num total de 441 tratamentos, em Coimbra – MG, no ano agrícola de 2002/03. As características avaliadas foram: produtividade de grãos, florescimento masculino e feminino, altura de plantas, estande final e prolificidade. Foram feitas análises dos experimentos individuais e agrupadas, em delineamento com fatores hierárquicos , em que os efeitos de tratamentos foram decompostos em efeitos de híbridos top-crosses , testadores, linhagens dentro de testadores, testemunhas, bem como o contraste híbridos top-crosses vs testemunhas e análises dialélicas parciais , para verificação da existência de diferenças genéticas entre os grupos de genótipos e o tipo de ação gênica predominante. Foram estimados os efeitos de capacidade geral de combinação para as linhagens, em cada experimento, com informação de um único testador e no conjunto de linhagens que participaram em cruzamentos com os quatro testadores. Os testadores mais adequados para seleção de linhagens-elite do Programa Milho ® foram o SynD, que é um cultivar sintético de polinização aberta com grãos dentados e o HS1 que é um híbrido simples de grãos duros . A população de híbridos top-crosses apresentou média de produtividade de grãos de 9.524 kg.ha -1 e foi verificada variabilidade genética para todas as características . Os efeitos genéticos aditivos, para a produtividade de grãos, foram importantes em todas as análises dialélicas, bem como os efeitos genéticos não aditivos, que refletem o potencial heterótico na produtividade de híbridos deste grupo de linhagens . Portanto, é possível a síntese de híbridos de alto potencial produtivo com a seleção e recombinação das melhores linhagens . Para a seleção de linhagens -elite, quanto maior o número de cruzamentos com testadores, em top-crosses , mais precisas serão as estimativas de capacidades de combinação e as estimativas do potencial produtivo de híbridos não sintetizados. Estimativas discrepantes de capacidade geral de combinação, para os testadores , permitem a discriminação de grupos de linhagens com grupos gênicos diferenciados e a utilização de informações sobre a divergência genética entre as linhagens-elite possibilitam a escolha de cruzamentos mais promissores.The objectives of this study were to evaluate four cultivars of maize as testers and to select the genetically superior lines of the Programa Milho ® (UFV maize improvement program). Some top-cross hybrids synthesized from the crossing of four testers with a group of 162 lines were evaluated. Nine assays on a lattice design 7 x 7, as so totaling 441 treatments, were carried out in the agricultural year 2002/03, in Coimbra county-MG. The following traits were evaluated: kernel productivity, masculine and feminine flowerings, plant heights, final stand, and prolificacy. The individual, grouped and on a hierarchical factor design analyses of the experiments were performed, where the effects of the treatments were decomposed into effects from the top-cross hybrids, testers, lines within testers, controls, the top-cross hybrids vs control contrast, and partial diallelic analyses in order to verify the existence of genetic differences between the genotype groups and the kind of predominant gene action. In each experiment, the effects of the general combination ability were estimated for the lines, with a single tester's information and in the line groups participating into crossings with those four testers. The most appropriate testers for selection of the elite lines from the Programa Milho ® were SynD, that is a synthetic open- pollinated cultivar with dent kernels, and HS1 that is a simple flint kernel hybrid. The top-cross hybrid population showed an average kernel productivity of 9,524 kg.ha -1 , and genetic variability was found for all the characteristics under study. The addictive genetic effects for the productivity of kernels were important in all diallelic analyses, as well as the non-addictive genetic effects reflecting the heterotic potential into the productivity of hybrids of this line group. Therefore, the synthesis of hybrids provided with high productive potential is possible by the selection and recombination of the best lines. For selection of the elite lines, as higher is the number of crossings with testers in top-cross , as more accurate will be the estimates of the combination abilities, and the estimates of the productive potential of no-synthesized hybrids as well. The discrepant estimates of the general combination ability for the testers allow for discrimination of the line groups with differentiated gene groups, whereas the use of information on the genetic divergence among the elite lines make possible the choice for more promising crossings.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic