Strategies for the selection of common bean lines for yield and commercial grain quality

O objetivo deste trabalho foi avaliar linhagens de feijão-comum quanto à produtividade e à qualidade comercial de grãos em multiambientes, e maximizar a eficiência da seleção por meio de métodos complementares. Ao longo de três anos agrícolas, 79 ensaios com linhagens de feijão-comum do tipo carioca foram conduzidos nas safras da seca, do inverno e do verão, nas regiões Sul, Sudeste, Centro-Oeste e Nordeste do Brasil. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com três repetições e 17 genótipos. Os caracteres avaliados foram: produtividade de grãos (GY), aparência de grãos (GA), rendimento de peneira (SY) e massa de 100 grãos (100SW). As análises de adaptabilidade e estabilidade foram realizadas por meio de modelos que consideram o efeito de genótipo como fixo ou aleatório, em uma perspectiva de modelo misto. Observou-se interação significativa entre genótipos e ambientes para todos os caracteres avaliados. A linhagem CNFC 15086 apresentou as maiores GY e 100SW, além de alta adaptabilidade e estabilidade. A linhagem de maior destaque quanto à GA foi a CNFC 15038. A linhagem CNFC 15097 é a recomendada como cultivar (BRS FC406), por apresentar, simultaneamente, desempenhos favoráveis para GY, GA, SY e 100SW, bem como para adaptabilidade e estabilidade.The objective of this work was to evaluate common bean lines for yield and commercial grain quality in multi-environments, and to maximize the efficiency of selection using complementary methods. Over three crop years, 79 trials using carioca common bean lines were carried out in the dry, winter, and rainy crop seasons, in the Southern, Southeastern, Midwestern, and Northeastern regions of Brazil. The experimental design was a randomized complete block with three replicates and 17 genotypes. The evaluated traits were: grain yield (GY), grain appearance (GA), sieve yield (SY), and 100-seed weight (100SW). Adaptability and stability analyses were carried out using models that consider the genotype effect as fixed or as random, in a mixed-model perspective. A significant interaction between genotypes and environments was observed for all traits evaluated. The CNFC 15086 line presented the highest GY and 100SW, besides a high adaptability and stability. The most prominent line for GA was CNFC 15038. The CNFC 15097 line is recommended as a cultivar (BRS FC406) because it shows, simultaneously, favorable performances for GY, GA, SY, and 100SW, as well as for adaptability and stability

Genetic parameters and selection of carioca common bean lines resistant to fusarium wilt

O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos e selecionar linhagens de grupo de feijão comercial carioca com alta produtividade, grande massa de 100 grãos, bom aspecto visual dos grãos e boa resistentência à murcha-de-fusário, doença causada pelo fungo Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli que habita o solo. Um total de 114 linhagens obtidas de duas populações foram avaliadas juntamente com sete genótipos controles na safra de inverno nos anos/gerações de 2015/F5:7 e 2016/F5:8. Há variabilidade genética entre as linhagens de feijão carioca (Phaseolus vulgaris) para todos os caracteres avaliados, e as estimativas de parâmetros genéticos mostram uma possível seleção bem-sucedida para reação à murcha-de-fusário, produtividade, aparência dos grãos e massa de 100 grãos. Vinte e quatro linhagens de feijão carioca que foram selecionadas combinam alta resistência à murcha-de-fusário, produtividade, massa de 100 grãos e boa aparência. CNFC 19126, CNFC 19205 e CNFC 19131 destacaram-se porque eles apresentam um melhor desempenho que os genótipos de controle com o maior nível de resistência, portanto sua avaliação em vários ambientes é recomendada, visando a novas cultivares resistentes a Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli.The objective of this work was to estimate genetic parameters and to select lines of carioca commercial bean group with high yield, great 100-seed weight, good grain appearance, and good resistance to fusarium wilt, disease caused by the fungus Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli that inhabits the soil. A total of 114 lines coming from two populations were evaluated together with seven control genotypes in the winter crop season in the years/generations of 2015/F5:7 and 2016/F5:8. There is a genetic variability among the carioca common bean (Phaseolus vulgaris) lines for all the traits evaluated, and the estimates of the genetic parameters show a possible successful selection for reaction to fusarium wilt, yield, grain appearance, and 100-seed weight. Twenty-four lines of carioca common bean that were selected combine high resistance to fusarium wilt, yield, 100-seed weight, and good grain appearance. CNFC 19126, CNFC 19205, and CNFC 19131 show a better performance than the control genotypes with the highest level of resistance, so their evaluation in multiple environments is recommended, aiming at new resistant cultivars to Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli

Complex interaction between genotypes and growing seasons of carioca common bean in Goiás/Distrito Federal

The objectives of this study were to assess the importance of the complex interaction between common beangenotypes and growing seasons in the state of Goiás and the Distrito Federal and verify the need for evaluation and indication ofcultivars for each season. Yield data of 16 genotypes in 16 trials conducted in two growing seasons (winter and rainy) were used. Thecoefficient of determination was estimated in the analyses of variance with decomposition of the genotype x environment interaction.The complex percentage of the interaction was estimated and the Spearman correlation between seasons. Differences were detectedbetween seasons and presence of genotype - season (GS) interaction, with greater significance than the other double interactionswith genotypes. The correlations indicated a predominantly complex GS interaction. This predominantly complex nature of the GSinteraction calls for an assessment of the genotypes in both seasons, which may however identify cultivars with general adaptation

Common bean lines with resistance to anthracnose selected to desirable agronomical traits

O objetivo deste trabalho foi identificar entre as linhagens de feijoeiro resistentes à antracnose, aquelas com alta produtividade, tipo de grãos Carioca, resistência à mancha-angular (Phaeoisariopsis griseola) e porte arbustivo. Foram avaliadas 256 linhagens oriundas de um programa de melhoramento genético por retrocruzamentos. Quatro experimentos foram conduzidos em três locais no Estado de Minas Gerais, em que foram avaliadas a produção e o tipo de grãos, o porte e a reação à mancha-angular. Observaram-se acentuadas diferenças genéticas entre as linhagens e, conseqüentemente, as herdabilidades foram também elevadas e propiciaram acentuados ganhos com a seleção. A maioria das correlações fenotípicas estimadas entre os caracteres não foi significativa, indicando a possibilidade de seleção de linhagens superiores em todos os fenótipos de interesse. Foram selecionadas cinco linhagens com alto potencial produtivo, grãos do tipo Carioca, porte arbustivo e maior nível de resistência à mancha-angular, sendo que duas delas possuem uma pirâmide de alelos de resistência à antracnose.Besides the anthracnose resistance, the objective of this research was to identify lines with Carioca grain type, high grain yield, angular leaf spot resistance (Phaeoisariopsis griseola), and upright plant architecture. Two hundred and fifty six lines from a backcross breeding program aiming to get anthracnose resistance lines were evaluated. Four field trials were set up in three places of the Minas Gerais State, and grain type and yield, reaction to angular leaf spot and plant architecture were measured. Great genetic differences were observed among the lines and therefore, the heritabilities estimates were also of great magnitude and assure considerable selection progress. The majority of the phenotypic correlation among the evaluated traits were not significant, suggesting the possibility to select improved lines for all traits. Five superior lines were selected, with high grain yield, Carioca grain type, angular leaf spot resistance and upright plant architecture which could become new cultivars. Two of them have a pyramid of anthracnose resistance alleles

Seleção fenotípica e assistida por marcadores moleculares de famílias de feijoeiro-comum com alta produtividade

The objective of this work was to select common bean families with high grain yield, using phenotypic and marker-assisted selections (MAS). Evaluations were made for 394 families of four populations and their six parents, in Lavras county, Minas Gerais, Brazil. Two field experiments were conducted: one in the F3:4 generation, in the rainy season of 2005/2006, using a 20x20 simple lattice design; and other in the F3:5 generation, in the dry season of 2006, using a 20x20 triple lattice design. Genetic and phenotypic parameters were estimated, and the families were genotyped with microsatellite markers for grain yield quantitative trait loci (QTL), that had been identified previously. Simple marker association analysis was performed between markers and grain yield, and an index was estimated for MAS. The high variability between families and the heritability estimates made high genetic gains possible through phenotypic selection. The markers explained a small percentage of phenotypic variation, and presented high QTL x environment and QTL x population interactions. The MAS achieved small gains, with low coincidence of families selected by both methodologies, showing, in this case, that the MAS inefficiency was mainly due to the low number of available markers.O objetivo deste trabalho foi selecionar famílias de feijoeiro-comum, com alta produtividade de grãos, por meio de seleção fenotípica e de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). Foram avaliadas 394 famílias, de quatro populações, e seus seis genitores, no Município de Lavras, em dois experimentos: um na geração F3:4, na safra das águas de 2005/2006, em látice simples 20x20; e outro na geração F3:5, na safra da seca de 2006, em látice triplo 20x20. Foram estimados parâmetros genéticos e fenotípicos, e foi realizada a genotipagem das famílias, com marcadores microssatélites associados a QTL controladores da produção de grãos, previamente identificados. Também foram realizadas análises de associação por marcas simples, entre os marcadores e a produção de grãos, e foi obtido um índice para a SAM. A ampla variabilidade entre famílias e as altas estimativas de herdabilidade possibilitaram obter elevados ganhos com a seleção fenotípica. Os marcadores explicaram pequena percentagem da variação fenotípica e apresentaram alta interação QTL x ambiente e QTL x população. A SAM gerou baixos ganhos e a coincidência de famílias selecionadas pelas duas metodologias foi baixa, o que evidencia, neste caso, a ineficiência da SAM, principalmente pela pouca disponibilidade de marcadores ligados a QTL

Genetic parameters and validation of microsatellite markers associated with iron and zinc in common bean

O objetivo deste trabalho foi estimar os parâmetros genéticos, avaliar o desempenho agronômico e validar os marcadores moleculares microssatélites (SSRs) ligados a loci de caracteres quantitativos (QTLs) para concentrações de Fe e Zn em grãos de feijão comum, para a seleção de linhagens superiores. Cento e dezesseis linhagens oriundas de duas populações ('BRS Requinte' × 'Porto Real' e 'BRS Requinte' × G2358) e cinco genótipos testemunhas foram avaliadas em três ambientes. Os genitores e as linhagens foram genotipados com 20 SSRs. Na seleção simultânea das linhagens para os quatro caracteres avaliados, os ganhos com a seleção foram de 4,7% para concentração de Fe, 2,8% para concentração de Zn, 3,9% para produtividade e 0,9% para massa de 100 grãos. Desta forma, há possibilidade de seleção de linhagens que reúnam fenótipos desejáveis para os caracteres de interesse. O único marcador polimórfico é o BM 154 na população 'BRS Requinte' x 'Porto Real', o que indica que os QTLs ligados aos marcadores já podem estar fixados ou que os marcadores não estão associados nas populações utilizadas. A análise de mapeamento de QTL por marca simples mostra associação entre BM 154 e concentração de Fe em apenas um ambiente, a qual explica 14,5% da variação fenotípica, o que indica a presença de interação de QTLs com ambientes.The objective of this work was to estimate the genetic parameters, evaluate the agronomic performance, and validate the microsatellite molecular markers (SSRs) linked with quantitative trait loci (QTLs) for Fe and Zn concentrations in grains of common bean, in order to select superior lines. One hundred and sixteen lines from two populations ('BRS Requinte' × 'Porto Real' and 'BRS Requinte' × G2358) and five check genotypes were evaluated in three environments. The parents and lines were genotyped with 20 SSRs. In the simultaneous selection of the lines for the four evaluated traits, the gains from selection were 4.7% for Fe concentration, 2.8% for Zn concentration, 3.9% for yield, and 0.9% for 100-seed weight. Therefore, there is the possibility of selection of lines that combine desirable phenotypes for the traits of interest. The only polymorphic marker is BM 154 in the 'BRS Requinte' × 'Porto Real' population, indicating that the QTLs linked with the markers may already be fixed or that the markers are not associated in the used populations. The single-marker analysis of QTL mapping shows an association between BM 154 and Fe concentration in only one environment, explaining 14.5% of phenotypic variation, which indicates the occurrence of the interaction of QTLs with environments

Choice of common bean segregant populations using phenotypic information and QTL microsatellite markers

O objetivo deste trabalho foi selecionar populações segregantes de feijoeiro promissoras para a produtividade de grãos e com polimorfismo para marcadores microssatélites ligados a QTL relacionados previamente à produtividade de grãos. Foram utilizadas 49 linhagens, avaliadas em dois experimentos em látice triplo. Sete linhagens foram selecionadas e intercruzadas no esquema dialélico e também genotipadas com 24 marcadores microssatélites ligados a QTL previamente identificados. As populações foram avaliadas em blocos completos casualizados, com três repetições. Foram observadas diferenças significativas entre as capacidades gerais (CGC) e específicas de combinação (CEC) e os efeitos não-aditivos foram mais pronunciados. As linhagens RC1-10 e Z-9 se destacaram em razão das elevadas estimativas de gi. Entre os microssatélites, 25% foram polimórficos. Foram selecionadas quatro populações para a seleção de famílias com base na avaliação das linhagens, na análise dialélica e no polimorfismo entre os marcadores microssatélites. Destacou-se a população RC1-10 x Z-9, formada por genitores de alta CGC, com alta média e CEC e ainda grãos do tipo Carioca. Considerando o baixo número de microssatélites polimórficos obtidos nas populações, pode-se concluir haver necessidade de utilização de maior número de microssatélites ligados a QTL da produção de grãos.The objective of this work was to select promising common bean segregant populations for grain yield and polymorphic to microsatellite markers for grain yield QTL previously identified. Fourty nine lines were utilized and evaluated in two field trials in a triple lattice. Seven lines were selected and intercrossed in a diallel scheme and genotyped with 24 single sequence repeat (SSR) markers associated to grain yield QTL previously identified. Populations were evaluated in a randomized block design with three replications. Significant differences in the general and specific combining ability were observed, and the non-additive effects were highest. The outstanding lines were RC1-10 and Z-9 due to the highest gi values. Twenty five percent of the markers were polymorphic. Four populations were chosen for selecting families based on the line evaluations, the diallel analysis and the polymorphism of SSR markers. Among the segregant populations, RC1-10 x Z-9 is remarkable for having high CEC, high grain yield of the Carioca type, and their parents expressed high CGC. Considering the low number of polymorphic microsatellite markers in each population, it is necessary to use higher number of microsatellite markers associated to grain yield QTL

Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de feijoeiro‑comum em sistema de agricultura familiar

The objective of this work was to evaluate the interaction between genotypes and environments for grain yield of common bean (Phaseolus vulgaris) lines and cultivars with potential for use in family farming systems. Data from value for cultivation and use tests, carried out in 20 environments in the state of Goiás, Brazil, were analyzed in two cycles (2007/2008 and 2009/2010) in the dry, rainy, and winter crop seasons. Each test consisted of 15 genotypes from the carioca, purple, and rosinha common bean commercial groups. The experimental design was randomized complete block, with three replicates. The methodologies used to test the stability and adaptability of the genotypes were the one of Lin & Binns, of Cruz, the additive main effects and multiplicative interaction model (AMMI) to calculate the weighted average of absolute scores and productivity (WAASP), and the GGE biplot graphical analysis. The productive performance of the common bean lines and cultivars is affected by genotype x environment interaction. The methodologies adopted allow the selection of cultivars for cropping, and of cultivars and lines for use as parents in order to obtain segregating populations for selection in a family farming system.O objetivo deste trabalho foi avaliar a interação de genótipos com ambientes para produtividade de grãos de linhagens e cultivares de feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris) com potencial de uso em sistema de agricultura familiar. Foram analisados os dados dos ensaios de valor de cultivo e uso conduzidos em 20 ambientes do Estado de Goiás, em dois ciclos (2007/2008 e 2009/2010), nas safras da seca, das águas e de inverno. Cada ensaio foi constituído por 15 genótipos de feijoeiro-comum dos grupos comerciais carioca, roxo e rosinha. Utilizou-se o delineamento em blocos completos ao acaso com três repetições. As metodologias utilizadas para o estudo de estabilidade e adaptabilidade foram a de Lin & Binns, a de Cruz, o modelo de efeitos aditivos principais com interação multiplicativa (AMMI) para cálculo da média ponderada de escores absolutos e produtividade (MPEAP), e a análise gráfica GGE biplot. O desempenho produtivo das linhagens e das cultivares de feijoeiro-comum é influenciado pela interação de genótipos com ambientes. As metodologias empregadas permitem selecionar cultivares para cultivo, e cultivares e linhagens como genitores com o objetivo de obter populações segregantes para seleção em sistema de agricultura familiar

Genetic parameters and selection of black bean lines for resistance to fusarium wilt and yield

O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos e fenotípicos em linhagens de feijão-preto (Phaseolus vulgaris) para reação à murcha-de-fusário (RMF), produtividade e massa de 100 grãos (M100), em condições de campo naturalmente infestado por Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, bem como selecionar linhagens que combinem os fenótipos desejáveis para as três características simultaneamente. Para tanto, 116 linhagens obtidas de duas populações segregantes e cinco cultivares-testemunha foram avaliadas em delineamento experimental látice triplo 11×11, nas safras de inverno de 2015 e 2016, com semeadura em maio. As estimativas de herdabilidade obtidas foram altas: 91, 75 e 92% para RMF, produtividade e M100, respectivamente. Correlações genéticas significativas de -0,93 foram detectadas entre RMF e produtividade e de -0,28 entre RMF e M100, o que indica que linhagens mais resistentes apresentam maior produtividade e maior tamanho de grão. A seleção direta para cada uma das características levou a aumentos de 34% na resistência à MF, 11% na produtividade e 9,0% na M100. A seleção simultânea para as três características também levou a altos ganhos de 22,1% para RMF, 6,6% para produtividade e 7,7% para M100. Assim, há variabilidade genética e alta possibilidade de sucesso com a seleção. Cinco linhagens – CNFP 19237, CNFP 19346, CNFP 19320, CNFP 19291, and CNFP 19306 – apresentam maior potencial genético.The objective of this work was to estimate genetic and phenotypic parameters of black bean (Phaseolus vulgaris) lines for reaction to fusarium wilt (RFW), yield, and 100-seed weight (100SW) under conditions of a field naturally infested by Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, as well as to select lines that combine the desirable phenotypes for the three traits simultaneously. For this, 116 lines obtained from two segregating populations and five check cultivars were evaluated using an 11×11 triple lattice experimental design, in the winter crop seasons of 2015 and 2016, with sowing in May. The obtained heritability estimates were high: 91, 75, and 92% for RFW, yield, and 100SW, respectively. Significant genetic correlations of -0.93 were detected between RFW and yield and of -0.28 between RFW and 100SW, indicating that more resistant lines have a higher yield and a larger grain size. Direct selection for each trait led to increases of 34% in resistance to FW, 11% in yield, and 9.0% in 100SW. Simultaneous selection for the three traits led to high gains of 22.1% for RFW, 6.6% for yield, and 7.7% for 100SW. Therefore, there is genetic variability and a high possibility of success from selection. Five lines – CNFP 19237, CNFP 19346, CNFP 19320, CNFP 19291, and CNFP 19306 – show a higher genetic potential

Strategies for the selection of common bean lines for yield and commercial grain quality

Abstract The objective of this work was to evaluate common bean lines for yield and commercial grain quality in multi-environments, and to maximize the efficiency of selection using complementary methods. Over three crop years, 79 trials using carioca common bean lines were carried out in the dry, winter, and rainy crop seasons, in the Southern, Southeastern, Midwestern, and Northeastern regions of Brazil. The experimental design was a randomized complete block with three replicates and 17 genotypes. The evaluated traits were: grain yield (GY), grain appearance (GA), sieve yield (SY), and 100-seed weight (100SW). Adaptability and stability analyses were carried out using models that consider the genotype effect as fixed or as random, in a mixed-model perspective. A significant interaction between genotypes and environments was observed for all traits evaluated. The CNFC 15086 line presented the highest GY and 100SW, besides a high adaptability and stability. The most prominent line for GA was CNFC 15038. The CNFC 15097 line is recommended as a cultivar (BRS FC406) because it shows, simultaneously, favorable performances for GY, GA, SY, and 100SW, as well as for adaptability and stability