Selection strategies of segregant soybean populations for resistance to Asian rust

O objetivo deste estudo foi identificar as estratégias mais eficientes para selecionar as combinações parentais mais promissoras e obter linhas com bom grau de resistência à ferrugem-asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi). Dois experimentos foram realizados em campo nos anos agrícolas 2006/2007 e 2007/2008, para avaliar a percentagem da área foliar infectada em plantas individuais de cinco parentais e das suas populações segregantes F2 e F3. Os dados obtidos indicam que a variância genética aditiva predomina no controle da resistência da soja à ferrugem-asiática e que os anos e as épocas de avaliação não influenciaram significativamente as estimativas dos parâmetros genéticos obtidos. A herdabilidade no sentido restrito (h2r) variou de 23,12 a 55,83%, o que indica a possibilidade de sucesso com a seleção de indivíduos resistentes em gerações precoces nos programas de melhoramento. Todos os procedimentos usados para selecionar as populações mais promissoras na geração de linhagens superiores quanto à resistência a P. pachyrhizi apresentaram resultados similares e identificaram a população BR01-18437 x BRS 232 como a melhor para a seleção de linhagens.The objective of this work was to identify the for the more promising parental combinations to obtain lines with good resistance to soybean Asian rust (Phakopsora pachyrhizi). Two experiments were carried out in the field during the 2006/2007 and 2007/2008 growing seasons, to determine the percentage of infected leaf area of individual plants of five parents and their segregant F2 and F3 populations. The data obtained indicates that additive genetic variance predominates in the control of soybean resistance to Asian rust, and that the year and time of assessment do not significantly influence the estimates of the genetic parameters obtained. The narrow-sense heritability (h2r) ranged from 23.12 to 55.83%, and indicates the possibility of successful selection of resistant individuals in the early generations of the breeding program. All the procedures used to select the most promising populations to generate superior inbred lines for resistance to P. pachyrhizi presented similar results and identified the BR01-18437 x BRS 232 population as the best for inbred line selection

Diallel analysis of the genetic model in control of the characteristics days to flowering and number of trifoliolate leaves in soybean under short day conditions

Dados de dias para floração e numero de folhas trifolioladas em soja (Glycine max (L.) Merrill) foram obtidos num experimento de cruzamentos dialélicos com cinco pais, em condições de dias curtos. As linhagens e cultivares Hill, Bragg, UFV-1, IAC 73-2736 e PI 159925 constituíram os cinco pais. Foram realizadas análises de correlação e do modelo genético em controle de ambas as características. As análises indicaram a existência de forte associação positiva entre número de dias para floração e número de folhas trifolioladas. Indicaram também que no material estudado apenas um gene está envolvido no controle de cada característica e que, provavelmente, apenas um gene está em controle de ambas as características.Data of days to flower and number of trifoliolate leaves of soybean (Glycine max (L.) Merrill)  were obtained in a five parent diallel experiment, under short day conditions. Hill, Bragg, UFV-1, IAC 73-2736 and PI 159925 were the parental lines or cultivar included in this study. Correlation and genetical analysis of the two characteristics were performed. A strong genetical correlation was obtained between days to flower and number of trifoliolate leaves and the analysis showed that in the studied material one major gene was involved in each case. Probably, only a single gene is in control of both  characteristics

Interference of genotypes x environments interaction in the genetic control of resistance to Asian rust soybean

Os objetivos deste trabalho foram identificar genitores resistentes à ferrugem asiática da soja por meio de cruzamentos dialélicos, obter informações sobre o controle genético da resistência ao patógeno e verificar se as estimativas da capacidade combinatória interagem com o ambiente (ano ou época de avaliação). A geração F1 foi obtida por meio de cruzamentos entre cinco genitores contrastantes para a característica resistência à ferrugem da soja, em um dialelo completo, sem os recíprocos, em casa de vegetação. Foram realizadas duas avaliações quanto à severidade da ferrugem asiática da soja em plantas individuais de 25 tratamentos (genitores e populações F2 e F3) em 2006/2007 e 2007/2008, no campo experimental da Embrapa Soja, em Londrina, PR. Houve predominância de efeitos aditivos no controle genético da resistência à ferrugem asiática da soja, e a interação das populações segregantes com os ambientes, embora significativa, não alterou as estimativas dos parâmetros genéticos da capacidade geral de combinação (CGC) e da capacidade específica de combinação, indicando que as estimativas obtidas em um ano e uma avaliação podem ser extrapoladas para outros. A linhagem endogâmica BR01-18437 é resistente à ferrugem asiática e apresenta alta estimativa de CGC, e deve ser utilizada como genitora quando o objetivo é a resistência a Phakopsora pachyrhizi.The objectives of this work were to identify parents resistant to Asian soybean rust using diallel crosses, obtain information on the genetic control of soybean resistance to the pathogen and verify whether the combining ability estimates interact with the environment (year or time of assessment). The F1 generation was obtained in a greenhouse from crosses between five contrasting parents for the trait resistance to soybean rust, in a complete diallel without reciprocals. Two rust-severity assessments were carried out on individual soybean plants of 25 treatments (parents and F2 and F3 populations) in 2006/2007 and 2007/2008, in an experimental field at Embrapa Soja, Londrina, PR, Brazil. Additive effects predominated in the genetic control of soybean resistance to Asian rust, and the interaction of the segregant populations with the environment, although significant, did not alter the genetic parameter's general combining ability (GCA) and specific combining ability estimates, indicating that estimates obtained in one year and one assessment can be extrapolated to others. BR01-18437 inbred line is resistant to Asian rust and showed high GCA effects. This line should be used as parent if the objective is the resistance to Phakopsora pachyrhizi

Interferência da interação genótipos x ambientes no controle genético da resistência à ferrugem asiática da soja

The objectives of this work were to identify parents resistant to Asian soybean rust using diallel crosses, obtain information on the genetic control of soybean resistance to the pathogen and verify whether the combining ability estimates interact with the environment (year or time of assessment). The F1 generation was obtained in a greenhouse from crosses between five contrasting parents for the trait resistance to soybean rust, in a complete diallel without reciprocals. Two rust-severity assessments were carried out on individual soybean plants of 25 treatments (parents and F2 and F3 populations) in 2006/2007 and 2007/2008, in an experimental field at Embrapa Soja, Londrina, PR, Brazil. Additive effects predominated in the genetic control of soybean resistance to Asian rust, and the interaction of the segregant populations with the environment, although significant, did not alter the genetic parameter's general combining ability (GCA) and specific combining ability estimates, indicating that estimates obtained in one year and one assessment can be extrapolated to others. BR01-18437 inbred line is resistant to Asian rust and showed high GCA effects. This line should be used as parent if the objective is the resistance to Phakopsora pachyrhizi.Os objetivos deste trabalho foram identificar genitores resistentes à ferrugem asiática da soja por meio de cruzamentos dialélicos, obter informações sobre o controle genético da resistência ao patógeno e verificar se as estimativas da capacidade combinatória interagem com o ambiente (ano ou época de avaliação). A geração F1 foi obtida por meio de cruzamentos entre cinco genitores contrastantes para a característica resistência à ferrugem da soja, em um dialelo completo, sem os recíprocos, em casa de vegetação. Foram realizadas duas avaliações quanto à severidade da ferrugem asiática da soja em plantas individuais de 25 tratamentos (genitores e populações F2 e F3) em 2006/2007 e 2007/2008, no campo experimental da Embrapa Soja, em Londrina, PR. Houve predominância de efeitos aditivos no controle genético da resistência à ferrugem asiática da soja, e a interação das populações segregantes com os ambientes, embora significativa, não alterou as estimativas dos parâmetros genéticos da capacidade geral de combinação (CGC) e da capacidade específica de combinação, indicando que as estimativas obtidas em um ano e uma avaliação podem ser extrapoladas para outros. A linhagem endogâmica BR01-18437 é resistente à ferrugem asiática e apresenta alta estimativa de CGC, e deve ser utilizada como genitora quando o objetivo é a resistência a Phakopsora pachyrhizi

Stability of soybean yield through different sowing periods

A produtividade da soja é muito influenciada pela época de semeadura, ocorrendo perdas significativas na produtividade quando as semeaduras são realizadas fora de um período relativamente restrito em muitas regiões do Brasil. A criação de cultivares menos sensíveis à variação do fotoperíodo e da temperatura, além de possibilitar a ampliação do período de semeadura, permite o cultivo dessas cultivares numa faixa mais ampla de latitude e a viabilização do cultivo de soja irrigada, durante o outono-inverno, em regiões isentas de geadas. Para estudar a possibilidade de selecionar linhagens produtivas e estáveis às épocas de semeadura, 100 linhagens (F9 e F10) não-selecionadas, derivadas de cada um dos possíveis cruzamentos entre os genótipos BR85-29009, OCEPAR-8, FT-2 e BR-13, foram semeadas em experimentos irrigados instalados segundo esquema em covas, sob um delineamento inteiramente casualizado. As datas de semeadura no campo foram 27/09, 20/10, 17/11 e 17/12, em 1993/94 e 20/09, 20/10 17/11 e 14/12, em 1994/95, em Londrina, PR. Métodos de análise de regressão e de variância mínima entre médias de épocas de semeadura foram eficientes para selecionar linhagens estáveis às épocas de semeadura. Foi possível selecionar genótipos estáveis às quatro épocas de semeadura, em todos os cruzamentos, e não foi observada superioridade de um cruzamento específico.Soybean yield is highly affected by sowing period and there are significant productivity losses when sowings are done outward a relatively restricted period in many regions of Brazil. Breeding cultivars less sensitive to photoperiod and to temperature variations is desirable for adaptation to wider sowing period and wider latitude range and also make irrigated soybean cultivation possible during the fall-winter seasons in frost free regions. The possibility of selecting high yielding and stable lines for yield during various sowing periods was studied by analyzing the behavior of 100 non-selected advanced lines (F9 and F10), from each one of all possible biparental crosses involving the genotypes BR85-29009, OCEPAR 8, FT-2, and BR-13. Experiments were set up in a completely randomized design with single-plant hill plots and received supplementary irrigation. Sowing was on Sept 27, Oct 20, Nov 17, and Dec 17 in 1993/94 and Sept 20, Oct 20, Nov 17, and Dec 14 in 1994/95 at Londrina, PR, Brazil. Procedures of regression analysis and minimum variance among planting date means were efficient for selecting stable lines during the four sowing seasons. It was possible to select stable and high yielding genotypes through the four sowing periods in all the crosses. No specific cross was clearly better to produce a greater number of stable genotypes

Análise genética e ambiental da produtividade da soja em seis cruzamentos biparentais

The yearly genetic progress obtained by breeding for increased soybean yield has been considered acceptable worldwide. It is common sense, however, that this progress can be improved further if refined breeding techniques, developed from the knowledge of the genetic mechanisms controlling soybean yield, are used. In this paper, data from four cultivars and/or lines and their derived sets of F2, F3, F7, F8, F9 and F10 generations assayed in 17 environments were analyzed to allow an insight of the genetic control of soybean yield under different environmental conditions. The general picture was of a complex polygene system controlling yield in soybeans. Additive genetic effects predominated although dominance was often found to be significant. Complications such as epistasis, linkage and macro and micro genotype x environment (G x E) interactions were also commonly detected. The overall heritability was 0.29. The relative magnitude of the additive effects and the complicating factors allowed the inference that the latter are not a serious problem to the breeder. The low heritability values and the considerable magnitude of G x E interactions for yield, however, indicated that careful evaluation through experiments designed to allow for the presence of these effects is necessary for successful selection.O progresso genético obtido para produtividade em soja é mundialmente considerado razoável. Entretanto, acredita-se que esse progresso possa ser significativamente aumentado se forem usadas técnicas refinadas de melhoramento, desenvolvidas a partir do melhor conhecimento do controle genético e do ambiente sobre a produtividade. Foram analisados, neste trabalho, os dados referentes a quatro linhagens ou cultivares e as populações descendentes F2, F3, F7, F8, F9 e F10, obtidos em ensaios realizados em 17 ambientes, para permitir uma avaliação dos efeitos genéticos controladores da produtividade na soja. Os efeitos genéticos aditivos predominaram, e foram detectados níveis significativos de dominância, em várias oportunidades. Também foram freqüentemente detectados efeitos genéticos, como: epistasia, ligação gênica e interações entre genótipo e ambiente. A herdabilidade no sentido restrito foi de 0,29. As análises mostraram que, em geral, o controle genético da produtividade da soja é realizado por poligenes com efeitos aditivos. A magnitude dos fatores complicadores comparativamente à dos efeitos aditivos permite prever que eles não representarão problema num programa de melhoramento. Entretanto, a baixa herdabilidade do carácter e os consideráveis níveis de interação entre genótipo e ambiente exigem que a avaliação da produtividade seja criteriosamente realizada para haver progresso genético por seleção

Correlation and path analyses in soybean lines sowed at different sowing dates

A associação entre a produtividade e outras características da planta identifica caracteres para uso na seleção indireta para produtividade. A produtividade da soja é muito influenciada pelo fotoperíodo e pela temperatura, e a semeadura fora de época acarreta redução na produtividade. Os programas de melhoramento procuram desenvolver cultivares adaptadas a um período mais amplo de semeadura. No Brasil, entretanto, não há estudos sobre as inter-relações entre a produtividade e algumas características de importância agronômica da soja (dias para maturação, altura da planta no florescimento e número de nós da haste principal), em um período mais amplo de semeadura (setembro a dezembro). Este trabalho procura quantificar essas relações e identificar possíveis critérios de seleção indireta em relação à produtividade, avaliando linhas puras derivadas dos cruzamentos entre BR85-29009, FT-2, BR-13 e OCEPAR-8. O delineamento experimental usado foi o inteiramente casualizado. Os estudos de correlações e análise de trilha revelaram que a influência das características sobre a produtividade dependeu do cruzamento, da época de semeadura, e do ano. As correlações fenotípicas e genotípicas entre as características e a produtividade foram essencialmente positivas. As análises de trilha mostraram que dias para maturação e altura da planta no florescimento, individualmente, ou a combinação dias para maturação, altura da planta no florescimento e número de nós em um índice, podem auxiliar na seleção quanto à produtividade. A contribuição dos dois primeiros caracteres para o aumento na produtividade foi maior em semeaduras realizadas em novembro e outubro, respectivamente.The association between yield and other plant traits can be used for breeding purposes. Soybean yield is highly influenced by photoperiod and temperature and sowing outside the ideal date range usually results in yield loss. In general, plant breeding programs aim to develop cultivars with wide adaptation to planting dates. However, in Brazil, there are no reports on the association between yield and some important agronomic traits (days to maturity, plant height at flowering and number of trifoliolate nodes) related to adaptation to a wider sowing date period (September to December). This work seeks to establish and quantify these relationships aiming to identify an indirect criteria for yield selection in soybean, analyzing random inbred lines derived from the crosses between the FT-2, BR-13 and OCEPAR-8 cultivars and the BR85-29009 advanced line. A completely randomized design was used. The correlation and path analyses showed that the relationships between yield and the other traits varied according to the cross, sowing date and year. The phenotypic and genotypic correlations between them were essentially positive. The path analyses showed that days to maturity and plant height at flowering can, individually, help in the selection of higher yielding materials, specially in November and October. Also, an index combining days to maturity, height at flowering and number of trifoliolate nodes can contribute to yield selection

Genetic characterization of ninety elite soybean cultivars using coefficient of parentage

O objetivo deste trabalho foi estimar o coeficiente de parentesco e conhecer a estrutura genética de 90 cultivares elites de soja adaptadas aos diferentes ambientes brasileiros. Foram obtidos 4.005 coeficientes de parentesco (f), os quais foram utilizados para realizar o agrupamento das cultivares, pelo método UPGMA. O dendrograma formado permitiu observar vários grupos de cultivares que se aproximaram por possuírem ancestrais comuns, e mostra a estrutura genética das principais cultivares indicadas para o Brasil. Foi estimado também o tamanho efetivo populacional (Ne) de cultivares em diferentes gerações. O valor de f calculado (f = 0,2124) comparado com as médias ponderada e aritmética das cultivares organizadas segundo os períodos de lançamento durante quatro décadas revela que o Ne para a soja é de 11 e 13, para a média aritmética e ponderada, respectivamente. O Ne relativamente pequeno e o alto coeficiente de parentesco sustenta a conclusão de que existe alto grau de similaridade entre as principais cultivares de soja indicadas para o Brasil.The objective of this work was to estimate the coefficient of parentage and to understand the genetic structure of 90 elite soybean cultivars, which are adapted to different Brazilian environments. A total of 4,005 coefficients of parentage (f) were obtained and used to group the cultivars by UPGMA method. The constructed dendrogram showed several related cultivar groups which shared similar ancestors and clearly showed the genetic structure of the main Brazilian cultivars. Effective population sizes (Ne) were also estimated for cultivars in different generations. The average f = 0.2124 value, obtained from cultivars classified into four decades according to the release year, suggested effective soybean population sizes of 11 and 13 calculated using arithmetic and weighted means, respectively. The relatively small Ne and the high parentage coefficient support the conclusion that there is a high similarity degree among the main soybean cultivars in Brazil

Interação de genótipos com ambientes e produtividade da soja no Estado do Mato Grosso, Brasil

The objective of this work was to investigate the genotype-environment interaction in Mato Grosso State, MT. The relative importance of locations, years, sowing dates and cultivars and their interactions was analyzed from data collected in regional yield trials performed in a randomized complete block design with four replications, from 1994–1995 through 1999–2000, in nine locations and two sowing dates. Individual and pooled analyses of variance over years and locations were performed. Complementary analyses of variances partitioned MT State in two main and five smaller regions, respectively: North and South of Cuiabá; and MT-South-A (Pedra Preta area), MT-South-B (Rondonópolis and Itiquira), MT-East (Primavera do Leste and Campo Verde), MT-Central (Nova Mutum, Lucas do Rio Verde and Sorriso) and MT-Parecis (Campo Novo dos Parecis and Sapezal). Locations are relatively more important than years for yield testing soybeans in the MT State, therefore, investment should be made in increasing locations rather than years to improve experimental precision. Partitioning the MT State into regions has little impact on soybean yield testing results and, consequently, on the efficiency of the soybean breeding program in the State. Breeding genotypes with broad adaptation for the MT State is an efficient strategy for cultivar development.O objetivo deste trabalho foi investigar a interação de genótipos com ambientes no Estado do Mato Grosso, MT. Locais, anos, épocas de semeadura, cultivares e respectivas interações foram analisados em relação a dados de produtividade de grãos de ensaios regionais realizados em delineamento de blocos completos casualizados, conduzidos de 1994–1995 a 1999–2000, em nove locais e duas épocas de semeadura. Análises de variâncias individuais e conjuntas de anos e locais foram efetuadas. Análises complementares foram realizadas, dividindo o Estado em duas regiões principais e cinco regiões menores, respectivamente: Norte e Sul de Cuiabá; e MT-Sul-A (área de Pedra Preta), MT-Sul-B (Rondonópolis e Itiquira), MT-Leste (Primavera do Leste e Campo Verde), MT-Central (Nova Mutum, Lucas do Rio Verde e Sorriso) e MT-Parecis (Campo Novo dos Parecis e Sapezal). Locais foram relativamente mais importantes que anos na produtividade da soja, portanto, deverá haver investimento no aumento do número de locais ao invés de anos a fim de melhorar a precisão experimental. A divisão do Estado em regiões tem pequeno impacto nos resultados de produtividade e, conseqüentemente, na eficiência do programa de melhoramento. Desenvolver genótipos com ampla adaptação é uma estratégia eficiente de melhoramento da soja para o Estado

Proposta de classificação dos coeficientes de variação em relação à produtividade e altura da planta de soja

The objective of this work was to define categories for the coefficients of variation obtained in soybean plant height and yield. The experimental data were obtained in intermediary and final (regional) adaptation trials carried out in the States of Paraná and Mato Grosso. Different categories were established for each State and maturity group. Taking the mean and the standard deviation of the coefficients of variation obtained from the analyses of variance of the experiments, the coefficients of variation were classified as low, average, high and very high. An additional classification was made using the median and pseudo-sigma as substitutes for mean and standard deviation, respectively. The classification for the coefficients of variation depended on the trait and the location but did not vary greatly for each maturity group. The adopted criteria (mean and standard deviation or median and pseudo-sigma) were similar (regardless of the coefficient of variation distribution), and satisfactory in determining the experimental accuracy. The maximum acceptable limits for coefficient of variation are 16% and 12% for yield and plant height, respectively.O objetivo deste trabalho foi definir classificações de coeficientes de variação para produtividade e altura da planta de soja. Os dados foram obtidos de ensaios intermediários e finais realizados nos estados do Paraná e do Mato Grosso. Foram realizadas classificações distintas para cada localização e ciclo reprodutivo. Considerando-se a média e o desvio-padrão dos coeficientes de variação obtidos das análises de variância dos ensaios, os coeficientes foram classificados como baixo, médio, alto e muito alto. Uma classificação adicional foi feita utilizando a mediana e o pseudo-sigma, em substituição à média e ao desvio-padrão, respectivamente. A classificação dos coeficientes de variação dependeu do caráter e da localização, mas não variou muito em razão do ciclo reprodutivo. Os critérios adotados (média e desvio-padrão ou mediana e pseudo-sigma) foram semelhantes (independentemente da distribuição dos coeficientes de variação) e satisfatórios para determinar a precisão experimental. O limite máximo de coeficiente de variação aceitável para produtividade é de 16% e para altura da planta é de 12%