SELEÇÃO DE PROGÊNIES DE IRMÃOS GERMANOS DESTINADAS À PRODUÇÃO DE MILHO-VERDE

Com o objetivo de selecionar genótipos superiores de milho-verde, foram avaliadas 369 progênies de irmãos germanos, na safra de 2005/2006 na Fazenda Escola Capão da Onça da Universidade Estadual de Ponta Grossa. As parcelas foram constituídas de linhas de 4 m de comprimento, espaçadas 0,8 m entre si, com uma população de 50.000 plantas ha-1. Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados com 3 repetições para as progênies derivadas das 190 maiores espigas secas e 2 repetições para as 179 espigas intermediárias. Foram avaliadas 5 espigas de cada progênie quanto a massa, comprimento e diâmetro com e sem palha. As espigas também foram avaliadas visualmente e calculada a correlação entre as características. Foi estimada a herdabilidade para todas as características avaliadas nas espigas colhidas no ponto de milho-verde. Houve diferenças significativas entre as progênies para todas as características avaliadas, ocorrendo grande número de progênies com performance similar aos híbridos. Observou-se correlação de média a alta para a maioria dos caracteres avaliados nas espigas de milho-verde. A herdabilidade estimada variou de 0,46 para diâmetro de espiga sem palha a 0,60 para o comprimento de espigas com palha. O ensaio com 190 progênies gerou 17,37 % de progênies contendo espigas de milho-verde excelentes, enquanto que o ensaio com 179 progênies resultou em 3,91% de espigas excelentes pelo aspecto visual. A proporção de progênies excelentes aumentou de 2,85% para 27,56% com um ciclo de seleção de irmãos germanos.Progeny tests were conducted at the Agricultural Experiment Station of the State University of Ponta Grossa throughout the 2005-2006 growing seasons, aiming at evaluating 369 full-sib families. The plots of the trials consisted of rows with a 4 m-length, spaced of 0.8 m between rows, with a population density of 50.000 plants ha-1. A completely randomized block design was used for progenies derived from 190 large and dry ears with 3 replicates, and for 179 intermediate ears with two replicates. The following characteristics of five ears of each progeny were assessed: mass, length and diameter of the ears with and without straw. A visual observation on the ears as to its general aspect has also been adopted herein. The correlations between these characteristics and the heritability for all characteristics evaluated on the harvested ears were estimated. There were significant differences among progenies for all response variables analyzed, with a great number of progenies showing a performance similar to the hybrids. The correlation between the characteristics of the ears at fresh market stage was found to be variable from medium to high. The estimated heritability varied from 0.46 for diameter of the ears without straw treatment to 0.60 for length of the ears with straw. The trial carried out with 190 progenies generated 17.37% of excellent ears, whereas that one comprised by 179 progenies resulted in 3.91% of excellent progenies ears as to its visual appearance. The proportion of excellent ears increased from 2.85% to 27.56% within a single selection cycle of full-sib progenies

Métodos de inoculação de Colletotrichum graminicola em folhas de milho / Inoculation methods of Colletotrichum graminicola on maize leaves

A antracnose foliar do milho (Zea mays) (Colletotrichum graminicola) é considerada uma das principais doenças foliares da cultura. Dentre as estratégias de controle, a utilização de materiais genéticos resistentes é uma das mais eficientes, contudo, para a identificação de novas fontes de resistência, torna-se necessário o desenvolvimento e a padronização de metodologias que permitam a determinação precisa da reação dos genótipos que são avaliados. Considerando a inexistência de métodos padronizados para a reprodução dos sintomas de antracnose foliar, este trabalho teve como objetivo determinar o método mais eficiente e prático para a inoculação de C. graminicola em folhas de milho. Para tanto, foi conduzido um experimento em câmara de crescimento, utilizando a linhagem endogâmica (L95-1), considerada suscetível à antracnose foliar e pertencente ao Programa de Melhoramento Genético de milho da Universidade Estadual de Ponta Grossa. As plantas foram cultivadas em vasos individuais, os quais foram dispostos em delineamento inteiramente casualizado, composto por três repetições. A inoculação foi realizada no estádio vegetativo V7, com suspensão de esporos na concentração de 3,2 x 106 conídios mL-1. Os métodos de inoculação testados foram: pulverização da suspensão de conídios sobre as folhas do cartucho até o ponto de escorrimento; pulverização da suspensão de conídios até o ponto de escorrimento, sobre as folhas do cartucho feridas com lâmina; deposição de 5 mL da suspensão de conídios no cartucho, e plantas sem inoculação (testemunha). A avaliação da severidade da doença foi realizada no estádio vegetativo V13, a partir da comparação dos sintomas com escala de notas de 0 (lesões necróticas de até 1 mm) a 5 (lesões necróticas de 60 a 150 mm). A partir dos dados de severidade, foi determinado os índices de doença (ID), os quais foram submetidos a análise de variância, e as médias comparadas pelo teste de Tukey (p < 0,05). Os resultados mostraram que houve diferença significativa entre os métodos de inoculação testados. A pulverização da suspensão de conídios sobre as folhas do cartucho até o ponto de escorrimento não diferiu significativamente da pulverização da suspensão de conídios até o ponto de escorrimento, sobre as folhas do cartucho feridas com lâmina, com ID de 29,99 e 28,89%, respectivamente. Conclui-se que o melhor método de inoculação de C. graminicola em folhas de milho foi através da deposição da suspensão de conídios no cartucho (ID de 42,22%), pois além de ter culminado numa maior severidade da doença, apresentou maior facilidade, praticidade e rapidez na execução da inoculaçã

Caracterização fenotípica de linhagens de trigo quanto à tolerância ao alumínio em solução mínima / Phenotypic characterization of wheat inbred lines to aluminum tolerance in minimal solution

A maior parte dos solos brasileiros apresentam limitação à produção agrícola devido aos efeitos da acidez e à presença de alumínio (Al). A cultura do trigo é uma das mais sensíveis à toxidez causada pelo Al. O elemento causa danos ao sistema radicular, limitando a absorção de água e nutrientes. O uso de genótipos tolerantes ao Al é uma alternativa para o cultivo em solos ácidos. Neste sentido, os objetivos deste estudo foram avaliar a tolerância ao Al de 43 linhagens de trigo pertencentes ao Programa de Melhoramento da Universidade Estadual de Ponta Grossa, além de 2 cultivares comerciais (Quartzo® e Safira®) em solução mínima. Os 45 genótipos de trigo foram submetidos à solução mínima (4 mg L-1 de Al e 40 mg L-1 de Ca), no delineamento de blocos aleatorizados com três repetições, sendo avaliadas 12 plântulas de cada genótipo por repetição. A avaliação da tolerância ao Al foi realizada pela diferença de crescimento radicular (DIF) e do Índice de Tolerância Relativa ao Al (ITRAl). Adicionalmente, foram estimados os parâmetros genéticos associados a tolerância ao Al para esse conjunto de linhagens de trigo. Os resultados da avaliação de tolerância ao Al demonstraram elevada variabilidade genética entre os 45 genótipos de trigo. As linhagens L01, L03 e L38 destacaram-se apresentando maior tolerância ao Al, com ITRAl de 5,0, 4,2 e 4,1, respectivamente. Por outro lado, as linhagens L11, L12, L13, L14, L24 e L25, apresentaram maior sensibilidade ao Al, com ITRAl < 2,0. Os parâmetros genéticos indicaram grande contribuição da variância genética, pequeno efeito ambiental e elevada estimativa do coeficiente de herdabilidade no sentido amplo para tolerância ao Al, indicando a possibilidade de ganho com a seleção artificial de genótipos com maior crescimento radicular na presença do Al em solução mínima. A avaliação realizada em solução mínima foi eficiente na caracterização dos genótipos de trigo, indicando a possibilidade de utilização desta metodologia para a seleção de linhagens tolerantes ao Al

Expressão diferencial do gene de resistência ZmPR1 à antracnose foliar em linhagens endogâmicas de milho / Differential expression of the ZmPR1 resistance gene to leaf anthracnose in maize inbred lines

O estudo de doenças que causam redução da produtividade de grãos da cultura do milho é de extrema importância, uma vez que, conhecendo-se os mecanismos envolvidos na resistência à patógenos possam ser desenvolvidas estratégias de seleção para minimizar a incidência destas doenças nas lavouras. Nos últimos anos, a antracnose foliar, causada pelo fungo Colletotrichum graminicola (Ces.) G. W. Wils., tem se destacado neste cenário, podendo ocasionar perdas significativas na produção do milho em condições favoráveis ao desenvolvimento do patógeno. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram quantificar a expressão diferencial do gene ZmPR1 à antracnose foliar nas linhagens endogâmicas L04-2 (resistente) e L70-2 (suscetível) do programa de melhoramento genético da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), assim como verificar o período após a inoculação do patógeno no qual ocorre a máxima expressão deste gene. As linhagens endogâmicas foram cultivadas em vasos plásticos de 3 L contendo substrato até o estádio de desenvolvimento V4 (RITCHIE; HANWAY, 1989), quando foram inoculadas com suspensão de esporos de C. graminicola na concentração 6,2 x 105 conídios mL-1. Após a inoculação das linhagens de milho, foram coletadas uma folha por planta em seis tempos (0, 12, 24, 48, 72 e 96 horas) e armazenadas em freezer (-20ºC) até o momento da extração do RNA. Após a extração, procedeu-se o tratamento das amostras com DNase e a síntese do cDNA, utilizado no experimento de RT-qPCR para quantificação da expressão do gene. O gene FPGS (folilpoliglutamato) foi utilizado como normalizador. Como controle experimental utilizou-se o tempo 0 horas após inoculação para correção na expressão relativa. Para análise dos dados foi utilizado o programa GenEx Enterprise (v6.1). Os resultados obtidos evidenciaram que o pico de expressão diferencial do gene ZmPR1 nas linhagens L04-2 e L70-2 foi às 96 horas após a inoculação e que a linhagem resistente apresentou expressão mais acentuada deste gene relacionado a resistência. Os resultados demonstraram forte regulação da expressão pela presença do patógeno (inoculação), sendo que a partir das 12 horas após a inoculação já se observou aumento na expressão diferencial

Locos Microssatélites associados a qualidade da farinha em genótipos de trigo / Microsatellite loci associated with flour quality in wheat genotypes

A qualidade de panificação é determinada pela força de glúten, estabilidade e número de queda da massa. Para aumentar a eficiência na seleção de genótipos com maior qualidade de panificação, buscou-se associar a presença de alelos responsáveis pela qualidade de panificação da farinha, com os dados da fenotipagem da qualidade industrial de diferentes genótipos de trigo. Sete loci microssatélites (SSR), associados à qualidade de panificação, foram amplificados em trinta e dois genótipos, duas cultivares comerciais e trinta linhagens de trigo. Os dados da genotipagem e fenotipagem foram utilizados para realizar a análise de correlação canônica. A partir da genotipagem com o marcador microssatélite, foram amplificados doze fragmentos de DNA, com tamanho variando de 281 a 552 pb. As duas primeiras correlações canônicas explicaram 75,3% da variação fenotípica total do conjunto de variáveis analisadas. O marcador SSR PPO33 apresentou correlação com a coloração da farinha, enquanto que o UMN25 relacionou-se com o índice de glúten. Os resultados deste trabalho evidenciam o potencial de utilização do marcador microssatélite para aumentar a assertividade e a agilidade dos programas de melhoramento genético, na seleção de linhagens melhoradas de trigo, visando uma maior qualidade industrial da farinha

Inheritance of resistance to anthracnose stalk rot (Colletotrichum graminicola) in tropical maize inbred lines

Generation means was used to study the mode of inheritance of resistance to anthracnose stalk rot in tropical maize. Each population was comprised of six generations in two trials under a randomized block design. Inoculations were performed using a suspension of 105 conidia mL(-1) applied into the stalk. Internal lesion length was directly measured by opening the stalk thirty days after inoculation. Results indicated contrasting modes of inheritance. In one population, dominant gene effects predominated. Besides, additive x dominant and additive x additive interactions were also found. Intermediate values of heritability indicated a complex resistance inheritance probably conditioned by several genes of small effects. An additive-dominant genetic model sufficed to explain the variation in the second population, where additive gene effects predominated. Few genes of major effects control disease resistance in this cross. Heterosis widely differed between populations, which can be attributed to the genetic background of the parental resistant lines.Comissao de Aperfeicoamento de Pessoal de Ensino Superior (CAPESPICDT)Comissao de Aperfeicoamento de Pessoal de Ensino Superior (CAPES-PICDT)FAPESP [01/02793-0]FAPES

Maize X Colletotrichum graminicola pathosystem: study on inheritance, resistance gene mapping and yield reduction estimates.

A incidência de Colletotrichum graminicola (Ces.) Wils como agente causal da antracnose do colmo aumentou significativamente nos últimos anos no Brasil devido ao incremento da área cultivada de milho aliado a mudanças nas práticas culturais. Os objetivos do presente trabalho foram determinar a herança da resistência à antracnose do colmo, identificar locos de resistência quantitativa (QRL) por meio de marcadores moleculares e estimar os danos potenciais na produção de grãos. A análise de média de gerações foi usada para determinar o modo de herança da resistência em duas famílias derivadas do cruzamento entre duas linhagens resistentes (Das21 e Das64) com uma suscetível (Das86). As inoculações foram realizadas no estádio de florescimento pleno com uma suspensão de 1,8 x 105 conídios/mL. O comprimento de lesão foi medido após abertura dos colmos. Os resultados indicaram modos de herança distintos entre as famílias. Em Das86 x Das21, houve predomínio de efeitos genéticos de dominância e interações epistáticas. Por outro lado, em Das86 x Das64, houve predomínio de efeitos aditivos. As estimativas de heterose diferiram entre as famílias, o que pode ser atribuídos à constituição genética dos genitores. O mapeamento de QRLs foi realizado com base na análise de 118 progênies F2:3, provenientes do cruzamento Das86 x Das21, avaliadas em três ensaios. As avaliações consistiram da medida do comprimento de lesão trinta dias após a inoculação. As análises de ligação entre marcadores e QRLs foram efetuadas por meio da regressão linear múltipla. A proporção da variação fenotípica em resistência devida a associação de QRLs com marcadores para os três ensaios e análise conjunta, variou de 44% a 63%. Nove marcadores foram identificados associados a QRLs no primeiro ensaio, 9 no segundo, 7 no terceiro e 13 analisando-se conjuntamente os experimentos. De maneira geral, foram identificados sete marcadores ligados a alelos de resistência nestes QRLs a C. graminicola, com coeficientes de regressão variando de 2,1% até 14,7%. Para estimar os danos na produção dois ensaios foram instalados em esquema fatorial 2 x 5. Os tratamentos consistiram da combinação de híbridos, suscetível e resistente, e três épocas de inoculação (20, 40, 60 DAE) além de duas testemunhas. Diferenças significativas na produção e peso de espiga ocorreram apenas para o híbrido suscetível quando inoculado aos 20 DAE. Neste caso, as reduções em produção foram de 16,1 e 20,2% para cada ensaio. Não foram verificadas diferenças significativas em comprimento de lesão em ambos os híbridos em função da data de inoculação. Conclui-se, portanto, que as perdas advindas da infecção no início do plantio não são devidas a maior severidade de ataque do patógeno. Este é o primeiro relato de mapeamento de vários QRLs a C. graminicola e de estimativas de danos deste patógeno em milho tropical.The incidence of Colletotrichum graminicola (Ces.) Wils as the causal agent of stalk rot has increased significantly in recent years in Brazil due to an increase in the area cultivated with maize, in addition to implemented changes in cultural practices. The objectives of this work were to determine the mode of inheritance of resistance to stalk anthracnose, identify quantitative resistance loci (QRL) by means of molecular markers, and estimate potential grain yield reduction. Generation means analysis was used for two families derived from a cross between two resistant (Das21 and Das64) and one susceptible (Das86) line. Inoculations were performed at the flowering stage with a suspension containing 1.8 × 105 conidia/mL. Lesion length was measured after opening the stalks. The results indicated distinct inheritance modes between families. In Das86 × Das21, dominance genetic effects and epistatic interactions were predominant. On the other hand, in Das86 × Das64 there was a predominance of additive effects. Heterosis estimates differed between families, which could be attributed to the genetic background of the inbred parents. QRL mapping was performed based on the analysis of 118 F2:3 progenies from the Das86 × Das21 cross, evaluated in three trials. Evaluations consisted in measuring lesion lengths thirty days after inoculation. The linkage analysis between markers and QRLs were made by means of multiple linear regressions. The proportion of the phenotypic variation in resistance due to an association of QRLs with markers for the three trials and in the joint analysis ranged from 44% to 63%. Nine markers associated with QRLs were identified in the first trial, 9 in the second, 7 in the third, and 13 when the experiments were analyzed jointly. In general, seven markers linked to resistance alleles were identified in these QRLs, with coefficients of regression ranging from 2.1% to 14.7%. Two trials were installed to estimate yield reduction, in a 2 × 5 factorial design. Treatments consisted of a combination of hybrids, susceptible and resistant, and three inoculation times (20, 40, 60 DAE), in addition to two controls. Significant differences in yield and ear weight occurred only for the susceptible hybrid when inoculated at 20 DAE. In this case, yield reductions were 16.1 and 20.2% for each trial compared to the non-inoculated control. No significant differences were observed for lesion length in any of the two hybrids as a function of inoculation date. It can therefore be concluded that losses caused by infection at the beginning of planting are not due to a greater severity of attack by the pathogen. This is the first report on the mapping of several QRLs to C. graminicola and on yield estimates for this pathogen in tropical maize

Seleção de progênies de irmãos germanos destinadas à produção de milho-verde

Com o objetivo de selecionar genótipos superiores de milho-verde, foram avaliadas 369 progênies de irmãos germanos, na safra de 2005/2006 na Fazenda Escola Capão da Onça da Universidade Estadual de Ponta Grossa. As parcelas foram constituídas de linhas de 4 m de comprimento, espaçadas 0,8 m entre si, com uma população de 50.000 plantas ha-1. Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados com 3 repetições para as progênies derivadas das 190 maiores espigas secas e 2 repetições para as 179 espigas intermediárias. Foram avaliadas 5 espigas de cada progênie quanto a massa, comprimento e diâmetro com e sem palha. As espigas também foram avaliadas visualmente e calculada a correlação entre as características. Foi estimada a herdabilidade para todas as características avaliadas nas espigas colhidas no ponto de milho-verde. Houve diferenças significativas entre as progênies para todas as características avaliadas, ocorrendo grande número de progênies com performance similar aos híbridos. Observou-se correlação de média a alta para a maioria dos caracteres avaliados nas espigas de milho-verde. A herdabilidade estimada variou de 0,46 para diâmetro de espiga sem palha a 0,60 para o comprimento de espigas com palha. O ensaio com 190 progênies gerou 17,37 % de progênies contendo espigas de milho-verde excelentes, enquanto que o ensaio com 179 progênies resultou em 3,91% de espigas excelentes pelo aspecto visual. A proporção de progênies excelentes aumentou de 2,85% para 27,56% com um ciclo de seleção de irmãos germanos.Progeny tests were conducted at the Agricultural Experiment Station of the State University of Ponta Grossa throughout the 2005-2006 growing seasons, aiming at evaluating 369 full-sib families. The plots of the trials consisted of rows with a 4 m-length, spaced of 0.8 m between rows, with a population density of 50.000 plants ha-1. A completely randomized block design was used for progenies derived from 190 large and dry ears with 3 replicates, and for 179 intermediate ears with two replicates. The following characteristics of five ears of each progeny were assessed: mass, length and diameter of the ears with and without straw. A visual observation on the ears as to its general aspect has also been adopted herein. The correlations between these characteristics and the heritability for all characteristics evaluated on the harvested ears were estimated. There were significant differences among progenies for all response variables analyzed, with a great number of progenies showing a performance similar to the hybrids. The correlation between the characteristics of the ears at fresh market stage was found to be variable from medium to high. The estimated heritability varied from 0.46 for diameter of the ears without straw treatment to 0.60 for length of the ears with straw. The trial carried out with 190 progenies generated 17.37% of excellent ears, whereas that one comprised by 179 progenies resulted in 3.91% of excellent progenies ears as to its visual appearance. The proportion of excellent ears increased from 2.85% to 27.56% within a single selection cycle of full-sib progenies

Plant resistance to fungal diseases

As plantas apresentam resistência a moléstias causadas por fungos patogênicos em função da sua constituição genética e de falares do ambiente. Em programas de melhoramento genético, um dos principais objetivos é a obtenção de plantas com alto potencial de rendimento e com resistência às moléstias. Para aumentar a eficiência da seleção, é importante o conhecimento das bases genéticas da resistência. Como a variabilidade dos fungos é bastante ampla, há a necessidade da utilização de estratégias que reduzam a probabilidade de estabelecimento do patógeno nas culturas.Plant resistance to fungic diseases is due to their genetic constitution and environmental factors. In breeding programs, one of the main objectives is to obtain high grainyield potenlial plants with resistance to the prevalent diseases. Knowledge of genetic basis of resistance is importam to increase selection efficiency and due to the v/ide variability offungi there is the necessity ofusingdifferent strategies to reduce the probability ofpathogen estabtishment in crops