Morphometric analysis on chromosomes of tropical Pinus species.

Foram realizados estudos citogenéticos em Pinus oocarpa Schiede ex Schltdl., Pinus patula Schltdl. & Cham. e nas procedências Jócon Yoro, Las Camelias e San Rafael del Norte do Pinus tecunumanii Eguiluz & J. P. Perry, visando subsidiar a definição da categoria taxonômica do Pinus tecunumanii. A caracterização dos cromossomos mitóticos, utilizando coloração com Giemsa e com o fluorocromo 4', 6-diamidino-2-fenilindoldiidroclorídrico (DAPI), confirmou o padrão cariotípico descrito para a maioria das espécies do gênero, isto é, onze pares de cromossomos metacêntricos, muito semelhantes quanto ao comprimento e morfologia, e um par submetacêntrico, para todos os taxa estudados. A coloração com o fluorocromo forneceu definição clara das constrições secundárias, permitindo a diferenciação das espécies e procedências pelo número e posição das mesmas. As procedências de Pinus tecunumanii também se diferenciaram dos outros dois materiais em relação ao comprimento total do complemento haplóide. Os resultados obtidos suportam o "status" específico para o Pinus tecunumanii, bem como fornecem evidências de que além das mutações de ponto, alterações estruturais contribuíram para a diferenciação intra e interespecífica no gênero Pinus

Ambientes para a produção de mudas e nodulação por rizóbios em Tachigali vulgaris

This study had as objectives to determine the best shading condition and the type of substrate to produce seedlings and the establishment of a spontaneous symbiosis by rhizobia in taxi-branco (Tachigali vulgaris). A randomized block design with four replications and treatments arranged in a split-plot scheme was installed. The plot consisted of two shading levels (50% and 75%) and subplots of four types of substrates: soil; soil + sand (1:1); soil + sand + sawdust (2:1:1); and soil + vermiculite (1:1). Each experimental plot consisted of fve seedlings. The seedlings were evaluated for a set of shoot and root morphological and physiological traits. At the end of the experiment, the isolation and the phenotypic characterization of bacteria from nodules collected in the seedlings were also carried out. The characterization was performed by the morphological evaluation of the colonies. The shading of 50% is indicated for seedling productions, while in relation to the substrate, that one composed by soil + sand is what produces seedlings of better quality. Although the number of isolates was not influenced by the substrate type and the shading level, taxi-branco seedlings establish symbiosis with a great diversity of rhizobia. Most of the isolates have very fast growth rate and acid pH of the culture medium.O presente estudo teve como objetivos determinar a melhor condição de sombreamento e o tipo de substrato para a produção de mudas e estabelecimento da simbiose espontânea por rizóbios em taxi-branco (Tachigali vulgaris). O experimento foi instalado no delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições e os tratamentos arranjados em esquema de parcela subdividida, no qual a parcela consistiu de dois níveis de sombreamento (50% e 75%) e a subparcela de quatro tipos de substrato: solo; solo + areia (1:1); solo + areia + serragem (2:1:1); e solo + vermiculita (1:1). Cada parcela experimental foi constituída por cinco mudas. As mudas foram avaliadas quanto a um conjunto de variáveis morfológicas e fisiológicas, da parte aérea e da raiz. No final do experimento foi também realizado o isolamento e a caracterização fenotípica de bactérias oriundas de nódulos coletados nas mudas. A caracterização foi realizada pela avaliação morfológica das colônias. O sombreamento de 50% é o indicado na produção de mudas de taxi-branco, enquanto que, em relação ao substrato, aquele composto por solo + areia é o que proporciona mudas de melhor qualidade. A espécie apresentou simbiose com grande diversidade de rizóbios, apesar de o número de isolados não ter sido influenciado pelo tipo de substrato e nível de sombreamento. A maioria dos isolados obtidos apresentam tempo de crescimento muito rápido e pH ácido do meio de cultura

EFICIÊNCIA DE ÍNDICES DE SELEÇÃO UTILIZANDO A METODOLOGIA REML/BLUP NO MELHORAMENTO DA CANA-DE-AÇÚCAR

This study aimed to compare the efficiency of three selection indexes constructed from the estimated variance components and predicted genotypic values by the REML/BLUP procedure, on three first clonal populations in sugarcane. The populations were evaluated at the experimental area of the Sugarcane Research and Breeding Center – CECA of the Federal University of Viçosa, using the augmented block design. The traits number of stems per meter (NSM), average stem mass (ASW), total soluble solids content (BRIX) and  production of BRIX per hectare (TBH) were evaluated in the cane plant and sugar cane ratoon-cycle in the A and B populations and the cane plant in the C population. The first three traits were used to construct the following selection indexes: classic index, multiplicative index and the index based on sum of ranks. The genetic-statistics analyses were carried by the GENES and Selegen - REM/BLUP programs. The multiplicative index showed higher selection efficiency as it presented larger coefficient of coincidence of genotypes selected with the selection strategy for TBH, larger direct gains from selection and larger indirect gains for TBH. However, the rate of selection efficiency of a certain index should be considered as an intrinsic characteristic of the studied population.Neste estudo objetivou-se comparar a eficiência de três índices de seleção construídos a partir de componentes de variância estimados e valores genotípicos preditos pela metodologia REML/BLUP, em três populações (A, B e C) de primeira geração clonal de cana-de-açúcar. As populações foram avaliadas na área experimental do Centro de Pesquisa e Melhoramento da Cana-de-açúcar – CECA da Universidade Federal de Viçosa, utilizando o delineamento experimental em blocos aumentados. Os caracteres número de colmos por metro (NCM), massa média do colmo (MMC), teor de sólidos solúveis totais (BRIX) e produção de BRIX por hectare (TBH) foram avaliados nos ciclos de cana-planta e de cana-soca nas populações A e B e apenas no ciclo de cana-planta na população C. Os três primeiros caracteres foram utilizados para construir os seguintes índices de seleção: clássico, multiplicativo e com base na soma de postos.  As análises genético-estatísticas foram realizadas pelos programas GENES e Selegen - REM/BLUP. O índice multiplicativo foi o que mostrou maior eficiência de seleção, uma vez que, apresentou maior coeficiente de coincidência de genótipos selecionados com a estratégia de seleção para o caráter TBH, maiores ganhos diretos de seleção e maiores ganhos indiretos para TBH. No entanto, a eficiência de seleção de determinado índice deve ser considerada como característica inerente à população estudada

Respostas morfo-fisiológicas e moleculares de genótipos de cana-de-açúcar submetidos ao estresse hídrico

O objetivo deste trabalho foi estudar respostas morfo-fisiológicas e moleculares de dois genótipos de cana-de-açúcar (tolerante à seca: TSP05-4 ou sensível à seca: TCP02-4589) ao estresse hídrico. Características morfo-fisiológicas foram avaliadas em cinco diferentes tempos [dois dias antes do início do estresse hídrico (T0), dois (T1), doze (T2) e vinte dias (T3) após início do estresse hídrico de moderada intensidade, e oito dias após re-irrigação (T4)]. Características de desenvolvimento foram avaliadas no final do experimento (após T4). A técnica cDNA-AFLP foi utilizada para identificar genes diferencialmente expressos em T1, T2 e T4. Tanto sob condições controle (plantas bem irrigadas) quanto sob condições de estresse hídrico o genótipo tolerante mostrou os maiores valores de indíce de esverdeamento da folha (SPAD), eficiência quântica máxima do PSII (Fv/Fm) e relação biomassa da raíz/planta inteira. Além disso, sob condições de estresse hídrico, as taxas de fotossíntese, transpiração e condutância estomática foram significativamente maiores no genótipo tolerante. O genótipo susceptível apresentou colmos mais altos e mais pesados. No entanto, a condição de estresse hídrico causou significativa redução na altura deste genótipo, enquanto que nenhuma alteração foi observada no genótipo tolerante. Um total de 15 fragmentos derivados de transcritos (TDF) diferencialmente expressos foram caracterizados e 8 desses foram validados por RT-PCR em tempo real. Três TDFs, os quais mostraram similaridade a um pentatricopeptideo putativo, à subunidade regulatória CK2β3 da proteina kinase CK2 e ao transportador glicose-6-fosfato/fosfato 2, foram diferencialmente expressos no genótipo susceptível. Um TDF similar ao mRNA de uma proteína induzida pela seca foi também induzido no genótipo tolerante em T2. Tanto as características fisiológicas quanto o padrão de expressão gênica que foram alterados pelo estresse hídrico foram completamente revertidos após o período de re-irrigação, demonstrando a plasticidade dos genótipos de cana-de-açúcar em responder a mudanças nas condições hídricas. Os resultados encontrados neste estudo demonstram a robustez do genótipo tolerante em responder a condições estresse hídrico e enfatiza diferenças fisiológicas e moleculares entre os dois genótipos que podem auxiliar em programas de melhoramento que visam tolerância à seca. Termos de indexação: estresses abióticos, Saccharum spp, mecanismos fisiológicos, cDNAAFLP.The objective of this work was to study morphophysiological and molecular responses of two sugarcane genotypes (drought-tolerant: TSP05-4 or drought-susceptible: TCP02-4589) to water stress. Morphophysiological traits were evaluated at five different times [two days before water stress initiation (T0), two (T1), twelve (T2) and twenty (T3) days after moderate water stress initiation, and at eight days after re-watering (T4)]. Growth traits were evaluated at the end of the experiment (after T4). The cDNA-AFLP technique was used to identify differentially-expressed genes at T1, T2 and T4. Under control (wellwatered) and water stress conditions, the tolerant genotype showed the highest values of leaf greenness index (SPAD), maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm), and root:shoot ratio. Besides, under water stress conditions, photosynthesis, transpiration and stomatal conductance were significantly higher in that genotype than in the susceptible genotype. The susceptible genotype had taller and heavier stalks. However, water stress caused a significant reduction in stalk length in this genotype, while no differences were observed for the tolerant genotype. A total of 15 differentially- expressed transcript-derived fragments (TDF) were characterized and 8 of them were validated by real-time RT-PCR. Three TDFs showing significant sequence similarities to genes encoding a putative expressed pentatricopeptide, a protein kinase CK2 regulatory subunity CK2β3, and a glucose-6-phosphate/phosphate translocator 2 were differentially expressed in the susceptible genotype. One TDF similar to a drought-inducible protein mRNA was also up-regulated in the tolerant genotype at T2. The physiological traits and gene expression which were altered by water stress were completely reversed after re-watering, demonstrating the plasticity of sugarcane genotypes in being able to respond to changing water conditions. The results found in this study demonstrate the robustness of the tolerant genotype in response to water stress and highlights physiological and molecular differences between the two genotypes that could help in sugarcane improvement programs for stress tolerance. Indexation terms: abiotic stress, Saccharum spp, physiological mechanisms, cDNA-AFLP

Efficiency of selection in initial phases of sugar-cane breeding

O presente estudo teve por objetivos: a) Avaliar o efeito da seleção para o número de colmos na fase T1 (primeira fase de seleção); b) Estimar coeficientes de correlação genotípica dentro da fase T2 (segunda fase de seleção) e entre as fases T1 e T2; c) Estimar parâmetros genéticos e predizer valores genotípicos para a seleção de clones de cana-de-açúcar. Um total de 5298 genótipos obtidos do cruzamento entre as cultivares RB72454 e RB83102, o qual se realizou em 1998, em Murici AL constituiu a fase de seleção T1. Em 2000, deste número total de genótipos, 130 foram amostrados quanto ao número de colmos presentes na touceira, constituindo 5 tratamentos que definiram o experimento referente à fase T2, quais sejam: Tratamento 1- genótipos que apresentaram 2, 3 ou 4 colmos na touceira; Tratamento 2 5, 6 ou 7 colmos; Tratamento 3 8, 9 ou 10 colmos; Tratamento 4 11, 12 ou 13 colmos e Tratamento 5 14 ou mais colmos. Os experimentos referentes às duas fases de seleção foram conduzidos no Centro de Pesquisa e Melhoramento da Cana-de-açúcar CECA, da Universidade Federal de Viçosa. A comparação entre as médias dos tratamentos foi feita pelo teste Tukey (α = 0,05) utilizando-se o delineamento em blocos casualizados com 5 repetições. Os resultados indicaram que genótipos que não apresentarem na fase T1 pelo menos cinco colmos na touceira deverão ser descartados, mesmo que apresentem outros caracteres favoráveis. Além do registro do número de colmos avaliaram-se também na fase T1, para os 130 genótipos o Brix, altura e diâmetro de colmos. Na fase T2 avaliaram-se os seguintes caracteres: Brix, altura, diâmetro e número de colmos, peso médio de colmos, produção estimada de colmos, toneladas de colmos por hectare e toneladas de Brix por hectare. As estimativas dos parâmetros genéticos e a predição dos valores genotípicos, foram obtidas por meio do programa computacional Selegen REM/BLUP (Resende, 2002a; Resende, 2002b). De posse dos valores genotípicos foram obtidos os coeficientes de correlação genotípica entre caracteres avaliados na fase T1 e T2, coeficientes de correlação entre caracteres avaliados na fase T2, taxas de avanço genético, proporções mínimas de seleção e porcentagens de coincidência de genótipos selecionados na fase T1 que se mostraram superiores na fase T2. Os resultados obtidos permitiram concluir que, dentre os caracteres avaliados na fase T1, a altura do colmo foi o que se mostrou mais promissor a ser considerado na seleção de genótipos a serem incluídos na fase T2, uma vez que apresentou as maiores estimativas de parâmetros genéticos (herdabilidade, acurácia de seleção e relação CVg/CVe), maiores coeficientes de correlação genotípica entre as fases T1 e T2 e maiores taxas de avanço genético. Na fase T2, a produção estimada de colmos apresentou alta correlação genotípica com a produtividade de colmos, constituindo-se assim em uma alternativa de seleção indireta para este segundo caráter. Dentre os clones avaliados na fase T2, RB987620, RB987572 e RB987561 foram os que apresentaram os maiores valores genotípicos preditos quanto ao caráter TBH.The objectives of the present study were: a) evaluate the effect of the selection for stem number in phase T1 (preliminary phase of selection); b) estimate coefficients of genotypic correlation within phase T2 (second phase of selection) and between phases T1 and T2; c) estimate genetic parameters and predict genotypic values for clone selection. A total of 5298 genotypes obtained from the crossing between cultivars RB72454 and RB83102, which were carried out in 1998, in Murici AL, constituted selection phase T1. In the year 2000, of this total 130 genotypes were sampled in relation to the number of stems present in the clump, comprising 5 treatments that defined the experiment of phase T2, as follows: Treatment 1 - genotypes with 2, 3 or 4 stems per clump; Treatment 2 - 5, 6 or 7 stems; Treatment 3 - 8, 9 or 10 stems; Treatment 4 - 11, 12 or 13 stems and Treatment 5 - 14 or more stems. The experiments referring to the two selection phases were carried out at the Sugar-cane Improvement Center - CECA, of the Federal University of Viçosa. The Tukey s test (α = 0.05) was used to compare treatment means, using a randomized block design with 5 repetitions. The results indicated that genotypes not presenting at least five stems per clump in phase T1 should be discarded, even if they show other favorable characteristics. Besides recording stem number, Brix, height and stem diameter were also evaluated in phase T1, for the 130 genotypes. In phase T2 the following traits were evaluated: Brix, height, diameter and stem number, mean stem weight, estimated stem production, tons of stems per hectare and tons of Brix per hectare. The genetic parameter estimates and the prediction of genotypic values were obtained by the Selegen - REM/BLUP software (Resende, 2002a; Resende, 2002b). Genotypic values were used to obtain the coefficients of genotypic correlation between the traits evaluated in the phases T1 and T2, correlation coefficients between the traits evaluated in phase T2, rates of genetic progress, minimal selection proportions and percentage of coincidence of genotypes selected in phase T1 that were shown superior in phase T2. The results allowed the conclusion that, among the traits evaluated in phase T1, stem height had more potential for being considered in the selection of genotypes to be included in phase T2, since it gave the highest estimates of genetic parameters (heritability, selection accuracy and CVg/CVe ratio), highest coefficients of genotypic correlation between phases T1 and T2 and highest rates of genetic progress. In phase T2, the estimated stem production gave high genotypic correlation with stem productivity, constituting therefore an alternative to indirect selection for this second trait. Among the clones evaluated in phase T2, RB987620, RB987572 and RB987561 had the highest predicted genotypic values for trait TBH

<b>Viabilidade do grão de pólen de acessos de capim-elefante, milheto</b> - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v28i1.1052 <b>Pollen viability in elephantgrass, pearl millet and interspecific hybrids</b> - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v28i1.1052

O objetivo deste trabalho foi estimar a viabilidade do pólen em acessos de capim-elefante, milheto e híbridos interespecíficos por meio de germinação <em>in vitro</em> e coloração com carmim propiônico, orceína acética e corante de Alexander. Os testes de germinação foram realizados com grãos de pólen frescos e armazenados por 30 dias. Os acessos de capim-elefante e de milheto apresentaram alta viabilidade de pólen. Apenas um deles, quando avaliado com o corante de Alexander, mostrou baixa fertilidade. Para os híbridos, observou-se alta taxa de pólens funcionais com os corantes nucleares. Entretanto, o corante de Alexander confirmou a completa esterilidade desses acessos. Os acessos de capim-elefante e milheto apresentaram baixa porcentagem de pólens viáveis quando induzidos à germinação em meio de cultura. Nos híbridos foi constatada completa esterilidade do grão de pólen, condizente com as anormalidades meióticas relatadas na literatura. Quanto ao armazenamento, os grãos de pólen de todos os acessos perderam completamente o poder germinativo<br>The aim of this work was to estimate the pollen viability in elephantgrass, pearl millet and interspecific hybrids accessions through <em>in vitro</em> germination and staining with propionic carmine, acetic orcein and Alexander’s stain. The germination tests were accomplished with fresh pollen grains and stored for 30 days. The elephantgrass and peare millet accessions presented a high pollen viability. Just one of the accessions, when evaluated with Alexander's stain, showed low fertility. For the hybrid, a high rate of functional pollen was observed with the nuclear stain. However, Alexander's stain confirmed the complete sterility of those accessions. Elephantgrass and pearl millet accessions presented a low percentage of viable pollen grain, when induced to germination in culture medium. Complete sterility of the pollen grain was verified in the hybrid, agreeing with the meiotic abnormalities already described in the literature. After storage, the pollen grains of all accessions lost entirely their germinative powe

REPEATABILITY OF FRUITS AND SEEDS PRODUCTION AND SELECTION OF BRAZIL NUT GENOTYPES IN NATIVE POPULATIONS IN RORAIMA1

ABSTRACT This study estimates the repeatability coefficients of two production traits in two native populations of Brazil nut trees. It determines the number of years of suitable evaluations for an efficient selection process, determines the permanent phenotypic correlation between production traits and also the selection of promising trees in these populations. Populations, located in the Itã region (ITA) and in the in the Cujubim region (CUJ), are both belonging to the municipality of Caracaraí, state of Roraima - Brazil, and consist of 85 and 51 adult trees, respectively. Each tree was evaluated regarding the number of fruits per plant (NFP) and fresh seed weight per plant (SWP), for eight (ITA) and five consecutive years (CUJ). Statistical analyses were performed according to the mixed model methodology, using Software Selegen-REML/BLUP (RESENDE, 2007). The repeatability coefficients were low for NFP (0.3145 and 0.3269 for ITA and CUJ, respectively) and also for SWP (0.2957 and 0.3436 for ITA and CUJ, respectively). It on average takes nine evaluation years to reach coefficients of determination higher than 80%. Permanent phenotypic correlation values higher than 0.95 were obtained for NFP and SWP in both populations. Although trees with a high number of fruits and seed weight were identified, more evaluation years are needed to perform the selection process more efficiently

Repeatability of full-sib sugarcane families across harvests and the efficiency of early selection

This study was designed to estimate the repeatability coefficient of traits of the plant-cane and first rattoon in a large number of full-sib sugarcane families and to select the superior families based on their predicted genotypic values. The population used in this study consisted of 190 families, and crossing was performed at the Federal University of Alagoas, in Murici, Alagoas, Brazil, in 2007. Five experiments, each with 22 families, took place at the Centro de Pesquisa e Melhoramento da Cana-de-Açúcar (CECA), in Oratórios, Minas Gerais, while four experiments, each with 20 families, took place at the Volta Grande mill (VGM), in Conceição das Alagoas, Minas Gerais. Each experiment took the form of a randomized complete block design with six replications. The following traits were determined from the plant-cane and first rattoon: percentage of soluble solids w/w in the juice (Brix), tons of stalks per hectare (TSH) and tons of brix per hectare (TBH). Statistical analyses were performed using the mixed model methodology. Variance components were estimated by restricted maximum likelihood (REML) and the genotypic values of families were predicted by best linear unbiased prediction (BLUP). The moderately high estimates of repeatability for TSH and TBH and the high rates of coincidences of the families selected in both plant-cane and first rattoon indicate that selection of families using repeated measures across the first two harvests combined with individual clone selection at the rattoon stage may be efficient in sugarcane breeding programs, increasing the efficiency of obtaining new cultivars

Repeatability of full-sib sugarcane families across harvests and the efficiency of early selection

This study was designed to estimate the repeatability coefficient of traits of the plant-cane and first rattoon in a large number of full-sib sugarcane families and to select the superior families based on their predicted genotypic values. The population used in this study consisted of 190 families, and crossing was performed at the Federal University of Alagoas, in Murici, Alagoas, Brazil, in 2007. Five experiments, each with 22 families, took place at the Centro de Pesquisa e Melhoramento da Cana-de-Açúcar (CECA), in Oratórios, Minas Gerais, while four experiments, each with 20 families, took place at the Volta Grande mill (VGM), in Conceição das Alagoas, Minas Gerais. Each experiment took the form of a randomized complete block design with six replications. The following traits were determined from the plant-cane and first rattoon: percentage of soluble solids w/w in the juice (Brix), tons of stalks per hectare (TSH) and tons of brix per hectare (TBH). Statistical analyses were performed using the mixed model methodology. Variance components were estimated by restricted maximum likelihood (REML) and the genotypic values of families were predicted by best linear unbiased prediction (BLUP). The moderately high estimates of repeatability for TSH and TBH and the high rates of coincidences of the families selected in both plant-cane and first rattoon indicate that selection of families using repeated measures across the first two harvests combined with individual clone selection at the rattoon stage may be efficient in sugarcane breeding programs, increasing the efficiency of obtaining new cultivars