Genotypes and environments interaction and its implication in gain with wheat selection

O objetivo deste trabalho foi quantificar o componente da interação genótipos x ambientes e avaliar seus reflexos no progresso genético com diferentes critérios de seleção de linhagens de trigo adaptadas às condições do Brasil Central. Foram avaliadas 240 famílias F2:4 oriundas de oito populações segregantes de trigo. Os experimentos foram conduzidos em campo, com semeaduras realizadas no verão e no inverno, em 2004. Foi utilizado o delineamento em látice com duas repetições. Avaliaram-se os caracteres espigamento, altura de planta, massa do grão e produtividade de grãos. Realizou-se a decomposição da interação genótipos x ambientes e foram estimados os ganhos com a seleção nos dois ambientes. O grau de tolerância ao calor foi determinado com base em dois índices. A porcentagem da interação de natureza complexa foi maior do que a simples, e ganhos com seleção indireta, em um ambiente, não foram eficientes, principalmente quanto à produtividade de grãos. Apesar da interação genótipos x ambientes, o uso do índice de tolerância ao calor com base na regressão permite detectar genótipos produtivos sob condição de estresse de calor, pela melhoria da adaptabilidade dos genótipos a esse ambiente, sem alterar o comportamento desses genótipos em condições favoráveis.The objective of this work was to quantify the component of the genotypes x environments interaction, as well as to evaluate its reflexes on the genetic progress with different selection criteria for those wheat lines adapted to the Brazilian midland conditions. Two hundred and forty F2:4 families descending from eight segregant populations of wheat were evaluated. Experiments were conducted under field conditions, and sowings were accomplished in the summer and winter, 2004. The lattice design was used with two replicates. The following characters were evaluated: earing, plant height, grain weight, and grain yield. Decomposition of the genotypes x environments interaction was performed, and the gains with selection in both environments were estimated. The determination of the tolerance level to the heat was based on two indexes. The percentage of the complex-nature interaction was higher than the simple one, whereas the gains with indirect selection in an environment were not efficient, mainly for grain yield. Although the genotypes x environments interaction, use of the tolerance index to the heat based on regression allows detecting the productive genotypes under heat stress by the improvement of the genotype adaptability to this environment, without changing these genotypes' behavior under favorable conditions

Potential of characters for evaluating common bean plant architecture

O objetivo deste trabalho foi identificar indicadores efetivos da arquitetura de plantas em feijoeiro, para subsidiar, ou substituir, a avaliação por notas. Trinta e seis linhagens de feijão foram avaliadas quanto aos principais caracteres relacionados à arquitetura de plantas e a caracteres agronômicos, em duas safras. Os experimentos foram realizados em blocos ao acaso, com três repetições, em Coimbra, MG. A análise de trilha indicou que o ângulo de inserção dos ramos, a altura das plantas na colheita e o diâmetro do hipocótilo foram os principais caracteres determinantes da arquitetura de plantas do feijoeiro. O diâmetro do hipocótilo esteve fortemente associado com a nota de arquitetura e possibilitou elevada acurácia e precisão de mensuração. Essa característica é facilmente mensurada e é indicador efetivo da arquitetura de plantas do feijoeiro.The objective of this work was to identify effective indicators of plant architecture in common bean, to subsidize or replace the evaluation by scores. Thirty‑six common bean lines were evaluated regarding the main characters related to plant architecture and agronomic traits, in two harvest seasons. The experiments were carried out in a randomized complete block design with three replicates in Coimbra, MG, Brazil. Path analysis showed that the insertion angle of branches, plant height at harvest, and hypocotyl diameter were the main determinants of plant architecture of common bean. Hypocotyl diameter was strongly related to the architecture score, and allowed high accuracy and precision in measurement. This trait is easily measured and is an effective indicator of bean plant architecture

Adaptability and stability of common bean in Minas Gerais State, Brazil

O objetivo deste trabalho foi investigar a eficiência de diferentes métodos, para a obtenção de estimativas dos parâmetros de adaptabilidade e estabilidade de 20 linhagens de feijão, em dois ensaios de valor de cultivo e uso, um com linhagens de feijão do grupo preto e outro do grupo carioca, conduzidos nas três safras tradicionais, em seis municípios do Estado de Minas Gerais, perfazendo 14 ambientes, nos anos de 2002 e 2003. Na recomendação dessas linhagens destacou-se o método de Carneiro, em razão da unicidade da medida de adaptabilidade e estabilidade de comportamento, que englobou os conceitos de adaptação, adaptabilidade e estabilidade, indicando as linhagens Ouro Negro e Vi 5700 (grupo preto) e OP-NS-331, Vi 4899 e Vi 0669 (grupo carioca) como de adaptabilidade geral. As linhagens Valente e VP1, do grupo preto, e OP-S-82, VC2 e OP-S-16, do grupo carioca, apresentaram adaptabilidade específica às condições favoráveis. Nas condições desfavoráveis, destacaram-se as linhagens Vi 5500 e VP5, do grupo preto, e VC4, VC5 e Vi 4599, do grupo carioca.The objective of this work was to investigate the efficiency of different methods, to estimate adaptability and stability parameters of 20 lines of common beans, in two studies of cultivation value and use. Each study, using common bean lines of preto and carioca groups, was carried out in the three traditional harvests, in six cities of Minas Gerais State, during 2002 and 2003. Methodology of Carneiro was more suitable due to the measure of behavioral adaptability and stability, which combined adaptation, adaptability and stability concepts in just one index. The lines Ouro Negro and Vi 5700, of preto group, and OP-NS-331, Vi 4899 and Vi 0669 of carioca group, presented general adaptability. The lines Valente and VP1, of preto group, and OP-S-82, VC2 and OP-S-16, of carioca group, presented specific adaptability to favorable conditions. The lines Vi 5500 and VP5, of preto group, and VC4, VC5 and VI 4599, of carioca group, presented better performance in unfavorable conditions

Lógica difusa aplicada a diferentes métodos de adaptabilidade e estabilidade no feijoeiro-comum

The objective of this work was to evaluate the efficiency of the methods of Eberhart & Russell and Lin & Binns, modified for the automation of decision-making by fuzzy logic, in assessing the adaptability and stability of common bean (Phaseolus vulgaris) cultivars. Eighteen cultivars of the “carioca” commercial group were evaluated in 11 environments, in Brazil. All results were obtained by programming in the R software. The developed controllers were based on the fuzzy inference system developed by Mamdani. This system was modeled to enable interpretations of the method of Eberhart & Russell alone or together with the modified method of Lin & Binns. The controller based on Eberhart & Russell and the one based on Eberhart & Russell and Lin & Binns identified the same cultivars as having general adaptability, but differed as to the classification of cultivars adapted to unfavorable environments. The BRSMG Pioneiro, BRS Pontal, IAC-Carioca Tybatã, and IPR Juriti cultivars presented general adaptability, whereas Campeão, Pérola, and BRS Estilo showed specific adaptability to favorable environments. The fuzzy logic methods used are efficient and allow the classification of all evaluated cultivars.O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos métodos de Eberhart & Russell e Lin & Binns, modificados para automação da tomada de decisão pela lógica difusa, na avaliação da adaptabilidade e da estabilidade de cultivares de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris). Foram avaliadas 18 cultivares do grupo comercial carioca em 11 ambientes, no Brasil. Todos os resultados foram obtidos por programação no programa R. Os controladores desenvolvidos foram fundamentados no sistema de inferência difusa desenvolvido por Mamdani. Este sistema foi modelado para possibilitar interpretações do método de Eberhart & Russell isoladamente ou em conjunto com o método de Lin & Binns modificado. O controlador baseado em Eberhart & Russell e o baseado em Eberhart & Russell e Lin & Binns identificaram as mesmas cultivares como tendo adaptabilidade geral, mas diferiram quanto à classificação das cultivares adaptadas a ambientes desfavoráveis. As cultivares BRSMG Pioneiro, BRS Pontal, IAC-Carioca Tybatã e IPR Juriti apresentaram adaptabilidade geral, enquanto Campeão, Pérola e BRS Estilo mostraram adaptabilidade específica a ambientes favoráveis. Os métodos de lógica difusa utilizados mostram eficiência e possibilitam a classificação de todas as cultivares avaliadas

Lines of common bean originating from the cross 'Ouro Negro' x 'Pérola' comprising favorable agronomic characteristics

O objetivo desse trabalho foi avaliar e caracterizar, em casa de vegetação e campo, linhagens do cruzamento entre as cultivares Ouro Negro e Pérola, quanto à reação às principais raças de Colletotrichum lindemuthianum e Uromyces appendiculatus. Quatrocentas progênies F7:8, de 40 famílias F3:7 previamente selecionadas na população 'Ouro Negro' x 'Pérola', foram pulverizadas com uma suspensão contendo a raça 89 de C. lindemuthianum. Linhagens resistentes à raça 89 receberam inóculo com as raças 73 e 81 de C. lindemuthianum e com mistura de seis raças de U. appendiculatus. Nas avaliações em campo, realizadas em Viçosa e Coimbra, MG, um látice quadrado triplo 9x9 foi utilizado e foram avaliados produtividade de grãos, severidade de mancha-angular e aspecto do grão. Foram identificadas 42 linhagens resistentes às raças de C. lindemuthianum e U. appendiculatus. Foram selecionadas dez linhagens de grãos tipo 'Carioca', com produtividade igual à da cultivar Pérola e resistentes à antracnose, ferrugem e mancha-angular.The objective of this work was to obtain high yielding common bean lines with "Carioca" type grains, resistant to anthracnose, rust and angular leaf spot. Colletotrichum lindemuthianum race 89 was artificially inoculated in 400 F7:8 progenies originated from 40 F3:7 families previously selected in the population 'Ouro Negro' x 'Pérola'. Lines resistant to race 89 were further inoculated with C. lindemuthianum races 73 and 81 and a mixture of six Uromyces appendiculatus races. Field evaluations were performed in Viçosa and Coimbra, MG, Brazil, using a triple 9x9 lattice design and productivity of grains, severity of angular leaf spot and grain aspect were evaluated. Forty two lines resistant to C. lindemuthianum and U. appendiculatus were identified. Ten lines comprising "Carioca" type grains, as productive as commercial cultivar Pérola and resistant to the anthracnose, rust and angular leaf spot were selected

Selecting common bean breeding populations via mixed models

Choosing breeding populations in a common bean (Phaseolus vulgaris L.) breeding program by recurrent selection is a crucial step, since it maximize the effort to find superior inbred lines. The application of mixed models methodology (REML/BLUP) in predicting breeding values has shown good results in animal and perennial crops breeding programs, while in annual crops its utilization still needs further results. We aimed to use the REML/BLUP methodology in selecting breeding populations in a common bean breeding program by recurrent selection. We evaluated thirty-five F3 populations in which individual plants data were assessed for grain yield and hypocotyl diameter and estimated the genetic potential of the population through mixed models and Jinks and Pooni methodologies. A selection index was used in order to select among and within population considering both characters simultaneously, through the population and individual BLUP means. The REML/BLUP has shown feasible to predict the potential of breeding populations as well as to select those populations, considering more than one characters. Selecting individual plants within population allows positive genetic gain estimates for both characters. BLUP breeding values are of great importance to choose the number of populations and single plants to be conducted in a common bean breeding program by recurrent selection

Escolha de genitores quanto à precocidade e produtividade de feijão tipo carioca

The objective of this work was to evaluate promising bean lines for the selection of parents, with carioca grain-type traits, early, and with high productive potential. Thirty‑five common bean lines were evaluated in a randomized complete block design with three replicates. Four of these lines – Goiano Precoce, XAN112, Carioca1070, and Rosinha Precoce – were used to compose the group 1 of a 4×5 partial diallel, and three – RP1, VC15 e VC33, of normal cycle and carioca grain type with high yield potential – were used to compose the group 2 of the diallel, together with the cultivars BRSMG Mandrepérola and BRS Estilo. Twenty hybrids were obtained, which were evaluated with their parents in the dry season of 2013, in Coimbra and Viçosa, in the state of Minas Gerais, Brazil, in a randomized complete block design with three replicates. Goiano Precoce line stood out for earliness with negative and significant values of general combining ability (GCA), in Viçosa (‑3.15) and Coimbra (‑3.44). RP1 line stood out for grain yield with positive and significant GCA values, in Viçosa (115) and Coimbra (260). Based on the GCA, Goiano Precoce is a promising line to be used as a parent for earliness, and RP1 for grain yield increase.O objetivo deste trabalho foi avaliar linhagens de feijoeiro promissoras para a seleção de genitores com características de feijão tipo carioca, precoces e de alto potencial produtivo. Avaliaram-se 35 linhagens de feijoeiro, em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. Quatro destas linhagens – Goiano Precoce, XAN112, Carioca1070 e Rosinha Precoce – foram selecionadas para compor o grupo 1 do dialelo parcial 4×5, e três – RP1, VC15 e VC33, de ciclo normal, grãos tipo carioca e elevado potencial produtivo – foram utilizadas para compor o grupo 2 do dialelo, juntamente com as cultivares BRSMG Madrepérola e BRS Estilo. Obtiveram-se 20 híbridos que, com seus genitores, foram avaliados na safra da seca de 2013, em Coimbra e Viçosa, MG, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. A linhagem Goiano Precoce destacou-se quanto à precocidade, com valores de capacidade geral de combinação (CGC) negativos e significativos em Viçosa (‑3,15) e Coimbra (‑3,44). A linhagem RP1 destacou-se quanto ao rendimento de grãos, com valores positivos e significativos de CGC em Viçosa (115) e Coimbra (260). Com base na CGC, a linhagem Goiano Precoce é promissora para utilização como genitora quanto à precocidade, e a RP1, quanto ao aumento no rendimento de grãos

Repeatability of elephantgrass forage traits

O coeficiente de repetibilidade é amplamente usado pelos geneticistas como medida do limite superior da herdabilidade e da eficiência da predição do valor genotípico a partir de sucessivas medições no indivíduo. Pelo seu conhecimento pode-se avaliar se o número de avaliações realizadas é suficiente para se inferir sobre a superioridade genotípica com determinado grau de certeza. Estimou-se o coeficiente de repetibilidade das características forrageiras proteína bruta do colmo e da folha, em 77 acessos do Banco Ativo de Germoplasma de Capim-Elefante da Embrapa. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com duas repetições. Os cortes foram realizados aos 30, 45, 60 e 75 dias de idade, em 15 perfilhos, tomados ao acaso dentro de cada parcela. Foi realizada análise de variância dos dados obtidos para cada característica, como também estimados os parâmetros genéticos e ambientais. Os coeficientes de repetibilidade foram estimados através dos métodos: análise de variância, componentes principais - matriz de correlação, componentes principais - matriz de covariância e análise estrutural - matriz de correlação. Constatou-se variabilidade genética entre os genótipos para as características avaliadas, possibilitando a identificação de materiais genéticos superiores que podem ser utilizados em programas de melhoramento. Os coeficientes de repetibilidade estimados não apresentaram diferenças discrepantes com relação às características estudadas. Os quatro cortes foram suficientes para obter um coeficiente de determinação de 0,80, para todos os métodos. O acréscimo de três cortes, totalizando sete, torna possível obter predições com uma confiabilidade em torno de 0,90 para as características estudadas, utilizando-se qualquer dos métodos.The repeatability coefficient is widely used by geneticists as a measure of the upper limit of the heritability and as an efficient tool for predicting genotype value from successive measurements on individuals. It also allows to estimate whether the number of evaluations is sufficient to determine genotype superiority within a certain degree of reliability. The purpose of this research was to evaluate the coefficient of repeatability of crude protein concentration on stems and leaves, in 77 accesses of the Embrapa's Elephantgrass Germplasm Active Bank. The experimental design consisted of was randomized blocks, with two replicates. Forage was cut on 30, 45, 60 and 75 days of croping, using 15 sprouts of each experimental unit. ANOVA was performed for each trait data set, and genetic and environmental parameters were determined. The repeatability coefficients were estimated by the methods: Analysis of variance, principal components - correlation matrix, principal components - co-variance matrix and structural analysis - correlation matrix. Genetic variability was found among the genotypes for the appraised traits, which allowed the identification of genetically superior material that can be used in breeding programs. The coefficients of estimated repeatability were not different for the traits studied. Four cuts were enough for a coefficient of determination of 0.80, for all the methods. The use of seven cuts may enable predictions with 0.90 reliability for the studied traits, using any method

Genetic insights into elephantgrass persistence for bioenergy purpose.

Abstract Persistence may be defined as high sustained yield over multi-harvest. Genetic insights about persistence are essential to ensure the success of breeding programs and any biomass-based project. This paper focuses on assessing the biomass yield persistence for bioenergy purpose of 100 elephantgrass clones measured in six growth seasons in Brazil. To assess the clones' persistence, an index based on random regression models and genotype-ideotype distance was proposed. Results suggested the existence of wide genetic variability between elephantgrass clones, and that the yield trajectories along the harvests generate genetic insights into elephantgrass clones' persistence and G x E interaction. A gene pool that acts over the biomass yield (regardless of the harvest) was detected, as well as other gene pools, which show differences on genes expression (these genes are the major responsible for clones' persistence). The lower and higher clones' persistence was discussed based on genome dosage effect and natural biological nitrogen fixation ability applied to bioenergy industry. The huge potential of energy crops necessarily is associated with genetic insights into persistence, so just this way, breeding programs could breed a new cultivar that fulfills the bioenergy industries

Análise dialélica parcial em gerações avançadas para seleção de populações segregantes de trigo

The objective of this work was to estimate the effects of general and specific combining ability of wheat parental lines in advanced generations, and to select superior segregating populations. Twelve parental lines and their 36 populations in F2 and F3 generations, obtained in a partial diallel arrangement, were evaluated for grain yield. The experimental design used was a 7x7 simple lattice with two replicates, plus a treatment to complete the lattice. The effect of general combining ability was significant in both generations. There was high correlation (0.83) of the effects of general combining ability between generations, but inexpressive influence of the effects of generations and years were observed on the classification of crossings. The populations derived from the crossings between the parental lines BRS 254, BRS 264, and IAC 364 (Tucuruí III) and the parental lines MGS 1 Aliança, VI 98053, and UFVT 1 Pioneiro show the greatest potential for obtaining superior lines for grain yield. The use of the partial diallel analysis in advanced generations is promising for wheat breeding programs through hybridization.O objetivo deste trabalho foi estimar, em gerações avançadas, os efeitos da capacidade geral e específica de combinação de genitores de trigo, bem como selecionar populações segregantes superiores. Doze genitores e suas 36 populações nas gerações F2 e F3, obtidas em arranjo de dialelo parcial, foram avaliados quanto à produtividade de grãos. Utilizou-se o delineamento em látice 7x7, com duas repetições, mais um tratamento para completar o látice. O efeito de capacidade geral de combinação foi significativo, nas duas gerações. Observou-se alta correlação (0,83) dos efeitos de capacidade geral de combinação entre gerações, mas inexpressiva influência dos efeitos de gerações e de anos na classificação dos cruzamentos. As populações provenientes do cruzamento entre os genitores BRS 254, BRS 264 e IAC 364 (Tucuruí III) e os genitores MGS 1 Aliança, VI 98053 e UFVT 1 Pioneiro apresentam maior potencial para obtenção de linhagens superiores, quanto à produtividade de grãos. O uso da análise dialélica parcial em gerações avançadas é promissor para programas de melhoramento de trigo por hibridação