O objetivo deste estudo foi avaliar progênies da população CNA9|3|1 de arroz de terras altas da Embrapa, em melhoramento por meio de SR, quanto à eficiência no uso do P no solo através do caráter produção de grãos (PG, em kg ha-1)

BRESEGHELLO, F.

CARVALHO, M. da C. S.

CASTRO, A. P. de

COLOMBARI FILHO, J. M.

CONDÉ, A. B. T.

MORAIS JÚNIOR, O. P. de

MORAIS, O. P. de

VIDOTTI, M. S.

VILLAR, M. L. P.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

7º Congresso Brasileiro de Melhoramento de Plantas1935Avaliação para Tolerância à Deficiência de Fósforo no Solo em Seleção Recorrentede Arroz de Terras AltasJosé Manoel Colombari Filho1, Maria da Conceição Santana Carvalho2, Maria Luiza Perez Villar3, Aurinelza Batista Teixeira Condé4, Orlando Peixoto de Morais5, Adriano Pereira Castro6, Flávio Breseghello7, Miriam Suzane Vidotti8 e Odilon Peixoto de Morais Júnior9ResumoO arroz de terras altas possui um elevado potencial de expansão na região do cerrado brasileiro, onde os solos possuem baixa disponibilidade de fósforo (P). A tolerância à deficiência de P no solo é um caráter quantitativo e, com isso, a seleção recorrente (SR) é uma alternativa que permite concentrar gradualmente os alelos favoráveis. O objetivo deste estudo foi avaliar progênies da população CNA9|3|1 de arroz de terras altas da Embrapa, em melhoramento por meio de SR, quanto à eficiência no uso do P no solo através do caráter produção de grãos (PG, em kg ha-1). Em uma área com baixo teor de P no solo, foram conduzidos dois ensaios contrastantes para P: teor baixo (2,5 mg kg-1 de solo) e teor alto (12 mg kg-1 de solo) de P para 63% de argila, conforme análises de solo, sendo os demais nutrientes fornecidos sem discriminação. Foi adotado o delineamento em látice quadrado simples 14 x 14, composto por 189 progênies S0:2 e 7 testemunhas, em parcelas de 4 linhas de 3 m de comprimento. As precisões experimentais foram satisfatórias para PG em todas as análises de variância com CV% entre 18,94 e 22,61%. Notou-se uma quebra de cerca de 27% na média geral da população e uma redução de cerca de 57% da estimativa da variância genética entre progênies S0:2 (), devido a deficiência de P no solo. Observou-se interação entre tratamentos e níveis de P no solo, além de uma baixa correlação fenotípica entre os níveis de P de 0,47, o que ressaltou a necessidade de ter avaliado os genótipos nos dois níveis de P. Por fim, foi possível selecionar 25 progênies S0:2 com maior eficiência no uso do P quando em baixa disponibilidade no solo e mais responsivos sob condições adequadas de P no solo.IntroduçãoNo Brasil, o arroz de terras altas ocupa uma importante área de produção agrícola, sendo essa condição de cultivo a que possui maior potencial de expansão, haja vista a ampla disponibilidade de área para o cultivo de grãos, principalmente na região do cerrado brasileiro, com área potencial de 200 milhões de hectares (Pinheiro et al. 2006). Essa região caracteriza-se por possuir solos com baixa disponibilidade de fósforo (P), sendo a deficiência de P um dos principais fatores que limitam a produtividade do arroz, tanto devido ao baixo teor do elemento, como devido à sua intensa adsorsão pelas partículas de solo. Diante desse cenário, que ganha cada vez mais importância pela projetada escassez mundial de recursos naturais, é fundamental o desenvolvimento de cultivares tolerantes a esse estresse abiótico restritivo a expansão da orizicultura.Para caracteres quantitativos, existe a dificuldade de concentrar em curto prazo todos os alelos favoráveis em uma população ou indivíduo. Assim, uma alternativa é concentrá-los gradualmente por meio de seleção recorrente, buscando manter a variabilidade genética em níveis adequados e aumentar a média da população, para proporcionar ganhos factíveis em ciclos subsequentes (Geraldi 1997). O método de seleção recorrente é uma técnica amplamente utiliza-da em espécies alógamas, porém limitada em autógamas devido à dificuldade de realização dos cruzamentos para recombinação. Contudo, a descoberta da macho esterilidade genética em arroz, viabilizou o uso da seleção recorrente nessa espécie (Fujimaki 1979).O objetivo deste trabalho foi avaliar progênies S0:2 da população CNA9|3|1 de arroz de terras 1 Pesquisador da Embrapa Arroz e Feijão - CNPAF - EMBRAPA/Santo Antônio de Goiás. e-mail: jose.colombari@embrapa.br2 Pesquisadora da Embrapa Arroz e Feijão - CNPAF - EMBRAPA/Santo Antônio de Goiás. e-mail: maria.carvalho@embrapa.br3 Pesquisadora da Empresa Matogrossense de Pesquisa Assistência e Extensão Rural - EMPAER/MT. e-mail: maluvillar@yahoo.com.br4 Pesquisadora da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais - EPAMIG. e-mail: aurinelza@gmail.com5 Pesquisador da Embrapa Arroz e Feijão - CNPAF - EMBRAPA/Santo Antônio de Goiás. e-mail: orlando.morais@embrapa.br6  Pesquisador da Embrapa Arroz e Feijão - CNPAF - EMBRAPA/Santo Antônio de Goiás. e-mail: adriano.castro@embrapa.br7 Pesquisador da Embrapa Arroz e Feijão - CNPAF - EMBRAPA/Santo Antônio de Goiás. e-mail: flavio.breseghello@embrapa.br8 Mestranda em Genética e Melhoramento de Plantas, Universidade Federal de Goiás - UFG. e-mail: miriamvidotti@hotmail.com9 Doutorando em Genética e Melhoramento de Plantas, Universidade Federal de Goiás - UFG. e-mail: odilonpmoras@gmail.com.br7º Congresso Brasileiro de Melhoramento de Plantas1936altas da Embrapa, em terceiro ciclo de seleção recorrente, para eficiência no uso do P disponível no solo através do caráter produção de grãos.Material e MétodosO material genético foi composto por progênies da população CNA9|3|1 de arroz de terra altas, sintetizada pela Embrapa em 1992/93, pela incorporação na população CNA-IRAT 5|2|1 de 22 genitores anteriormente caracterizados como tolerantes à deficiência hídrica e à deficiência de P no solo, além de maior resistência à brusone (Magnaporthe grisea) (Morais et al. 1997). Um QTL de efeito maior, responsável pelo aumento na eficiência de absorção de P e na produção de grãos sob deficiência de P, localizado no cromossomo 12 de arroz, Pup1 (Phosphorus uptake1) (Wissuwa et al. 2002), foi identificado em dois importantes genitores dessa população, IAC 25 e IAC 47 (Chin et al. 2010).Na safra de 2011/12, progênies S0:2 da CNA9|3|1 foram avaliadas em campo quanto à eficiência no uso do P, em Santo Antônio de Goiás/GO. Inicialmente foi prospectada uma área com histórico conhecido sem adubação fosfatada e realizada análise química para P disponível e granulométrica de 81 amostras coletadas em grid (10 m x 10 m) para a camada 0-20 cm de profundidade. Foram conduzidos dois ensaios em ambientes contrastantes de P no solo: teor baixo (2,5 mg kg-1 de solo) e teor alto (12 mg kg-1 de solo) de P para 63% de argila. A fonte de P foi o superfostato triplo e os demais nutrientes (N, K, S e Zn) foram fornecidos em níveis adequados conforme as recomendações técnicas para o arroz de terras altas.Foi adotado o delineamento látice quadrado 14 x 14, com 2 repetições, composto por 189 progênies S0:2 e 7 testemunhas (BRS Esmeralda, BRS Bonança, BRS Monarca, BRS Pepita, BRS Primavera, BRS Sertaneja e BRSGO Serra Dourada). As parcelas foram constituídas por 4 linhas de 3 m de comprimento, com espaçamento entre linhas de 0,30 m e densidade de 60 sementes por metro.Os dados de produção de grãos (PG, em kg ha-1) foram submetidos às análises estatísticas, via proc glm do aplicativo estatístico SAS® (SAS Institute 2012), adotando o seguinte modelo aleatório para análise conjunta (Cochran and Cox 1966): , em que  é a observação do genótipo , na repetição , no bloco , no ambiente , pertencente ao tipo ;  é a média geral;  é o efeito aleatório de ambiente  (níveis de P no solo com  = 2; sendo um nível baixo e outro alto);  é o efeito aleatório de tipo  ( = 2; sendo um grupo de progênies e outro de testemunhas);  é o efeito aleatório do tratamento  (progênies e testemunhas) dentro do tipo  ( = 1, 2,..., , , ,..., ; sendo  o número de progênies e  o número de testemunhas), assumindo ;  é o efeito aleatório de repetição ( = 1, 2,..., ), dentro do ambiente ;  é o efeito aleatório de bloco  ( = 1, 2,..., ), dentro da repetição  e dentro do ambiente ;  é o efeito aleatório da interação tratamento x ambiente (níveis de P no solo), assumindo ; e  é o erro experimental associado à -ésima parcela, assumindo independente e idênticamente distribuído, sob .Com as médias, foi estimada a performance relativa () de cada genótipo nos ambientes de baixo e alto nível de P no solo, pela expressão , em que  é a média do tratamento  no ambiente ; e  corresponde a média do ambiente . Em seguida, foi estimada a média harmônica da performance relativa () para classificar os genótipos quanto à eficiência e resposta ao P, pela expressão . Para facilitar a identificação de genótipos eficientes e responsivos, as médias dos tratamentos em cada ambiente foram plotados em gráfico de dispersão, onde no eixo das abcissas foram plotados os resultados do ambiente de alto nível de P no solo e no eixo das ordenadas os resultados do ambiente de baixo nível de P no solo, com o plano cartesiano dividido em quatro quadrantes pelas médias de cada ambiente.Resultados e DiscussãoAs precisões experimentais dos ensaios foram satisfatórias considerando o delineamento e o tipo de parcela adotada para PG em arroz de terras altas, com valores de CV% classificados como médios (Tabela 1) (Costa et al. 2002). A deficiência de P no solo afetou expressivamente a média geral da população e a estimativa da variância genética entre progênies S0:2 () para PG. Houve uma quebra de cerca de 27% na média geral devido a deficiência de P no solo e uma redução de cerca de 57% da , sendo a esperança do quadrado médio do efeito de progênies igual a , em que  é a variância do erro e  é o número de repetições (Tabela 1). Assim, esse estresse abiótico estreitou a  por restringir a expressão do caráter PG, provocando uma menor amplitude da variação fenotípica das médias.Em ambos os ambientes e na análise conjunta, as progênies S0:2 tiveram médias significativamente inferiores as de testemunhas (efeito de Tipo), provavelmente devido ao reduzido número de ciclos de seleção (dois) já 7º Congresso Brasileiro de Melhoramento de Plantas1937realizados com nessa população, bem como, pela presença do gene de macho esterilidade genética dentro das progênies S0:2 ( das plantas dentro de progênie são macho estéreis), afetando a produtividade.O desdobramento do efeito de tratamentos (análises individuais e conjunta) revelou diferença altamente significativa (p≤0,01) entre progênies S0:2, evidenciando a presença de variabilidade genética nessa população para obtenção de progresso genético para PG sob as duas condições de P no solo. Verificou-se que o efeito da interação tratamento x ambiente (GxE) não foi significativo a 5% pelo teste F, no entanto, foi significativo com nível de probabilidade muito próximo, igual a 6,53%. Por isso, não se pode desprezar completamente a presença da interação GxE.Tabela 1. Análises de variância individual para os dois ambientes com diferente níveis de fósforo (P) no solo (baixo e alto nível de P) e a conjunta, coeficiente de variação experimental (CV%), média geral, média das progênies S0:2 () e média das testemunhas (), para o caráter produção de grãos (PG, em kg ha-1).Análise individual  Análise conjuntaFV GLQM FV GL QMBaixo P Alto P       Ambientes (E) 1 182.584.439 nsRepetições (R) 1 38.135.556 ** 21.379.572 **  Repetições (R)/E 2 29.757.564 **Blocos/R 26 1.400.030 ** 1.252.502 **  Blocos/R/E 52 1.326.266 **Tipo 1 23.416.693 ** 14.925.940 **  Tipo 1 37.866.667 **Tratamentos (G) 195 706.576 ** 1.132.768 **  Tratamentos (G) 195 1.351.184 **   Progênies S0:2188 585.929 ** 1.012.262 **     Progênies S0:2188 1.136.840 **   Testemunhas 6 233.835 ns 2.376.996 **     Testemunhas 6 1.442.498 **       Interação G x E 195 488.160 ns†Resíduo 169 348.721  459.063   Resíduo 338 403.892  Média Geral  2.611  3.577   Média Geral  3.094  CV%  22,61  18,94   CV%  20,54   2.563  3.538    3.050   3.928  4.627    4.278  ns, * e **: não significativo, significativo 5% e 1%, respectivamente; e † nível de probabilidade de significância (Pr>F) igual a 0,0653.Figura 1. Médias dos tratamentos sob ambientes de baixo e alto nível de fósforo (P) no solo, para o caráter produção de grãos (PG, em kg ha-1), em que: ( ) são as médias gerais dos ensaios sob condição de baixo e alto nível de P no solo ( ); são as progênies descartadas; ( ) são as progênies selecionadas; ( ) são as testemunhas; ( ) é a regressão 7º Congresso Brasileiro de Melhoramento de Plantas1938linear (y = x) para avaliação da estabilidade; e ( ) é a regressão linear para correlação da PG entre os dois ambientes.Com base na dispersão gráfica das médias de PG dos 196 tratamentos, sob condições de baixo e alto nível de P no solo, os tratamentos puderam ser classificados em: ineficientes e não responsivos (produziram abaixo da média nos dois níveis); eficientes e não responsivos (produziram acima da média no baixo nível de P e abaixo da média no alto nível de P); ineficientes e responsivos (abaixo da média no baixo nível e acima da média no alto nível de P); e eficientes e responsivos (acima da média nas duas condições de P), conforme Figura 1.Observou-se uma baixa correlação fenotípica () entre os níveis de P de 0,47 (Figura 1). Assim, os tratamentos que apresentaram bom desempenho em um nível de P pode não ter mantido o mesmo comportamento em outro nível de P, ou seja, houve a presença de interação tratamento x nível de P no solo (GxE), corroborando com o observado na Tabela 1. A presença de interação GxE, associada com baixa correlação fenotípica entre níveis de P ressaltou a necessidade de ter avaliado os genótipos nos dois níveis de P.Quanto à estabilidade, pode ser observado que os tratamentos localizados próximo à linha pontilhada (y = x) são os mais estáveis, ou seja, expressaram comportamento produtivo equivalente entre os dois níveis de P. A maioria dos tratamentos apresentou maior produção com alto nível de P, como esperado, uma vez que a resposta da cultura do arroz à aplicação de P é expressiva. Assim, foi possível identificar 65 tratamentos (58 progênies S0:2 e 7 testemunhas) com bom desempenho nos dois níveis de P, ou seja, eficientes e responsivos (Figura 1).A análise gráfica de dispersão auxilia na seleção do grupo de tratamentos eficientes e responsivos, porém, não permite que a seleção seja feita dentro desse grupo. Nesse sentido, a utilização dos valores de , como um índice engloba as informações de eficiência e resposta ao uso do P em uma única medida, fornece suporte para a tomada de decisão. Ou seja, esse índice permite selecionar as progênies S0:2 que apresentam melhor performance relativa considerando os dois níveis de P, penalizada pelo maior desvio de comportamento entre os níveis de P, pela média harmônica.Assim, com base na  do caráter PG, foi possível classificar quais foram as 25 melhores progênies S0:2 dentre aquelas que apresentaram desempenho produtivo acima da média nos dois níveis simultaneamente, ou seja, que se encontravam no quadrante direito superior do gráfico de dispersão (Figura 1). Desse modo, infere-se que o método  foi adequado para seleção das melhores progênies de arroz para os atributos de eficiência e resposta ao P, simultaneamente, as quais farão parte da recombinação dessa população para o início do próximo ciclo de seleção recorrente.Tabela 2. Média e Performance Relativa (), para produção de grãos (PG, em kg ha-1), nos ambientes de baixo e alto nível de P no solo, e a Média Harmônica da Performance Relativa () considerando os dois ambientes simultaneamente. As 25 melhores progênies S0:2 selecionadas e melhores testemunhas segundo .Class. ProgêniesBaixo P* Alto P*Class. ProgêniesBaixo P Alto PMédia Média Média Média1 BRS Pepita 4.333 1,66 5.432 1,52 1,59 16 CNA9/3/1-11-1 2.896 1,11 5.183 1,45 1,262 BRS Esmeralda 4.037 1,55 5.707 1,60 1,57 17 CNA9/3/1-88-22.799 1,07 5.420 1,52 1,263 CNA9/3/1-94-4 4.347 1,66 4.987 1,39 1,52 18 CNA9/3/1-1-4 3.175 1,22 4.568 1,28 1,254 BRS Monarca 3.849 1,47 5.455 1,53 1,50 19 CNA9/3/1-91-3 3.000 1,15 4.861 1,36 1,255 BRS Sertaneja 3.433 1,31 5.394 1,51 1,40 20 CNA9/3/1-62-5 3.292 1,26 4.343 1,21 1,246 BRSGO Serra Dourada4.178 1,60 4.312 1,21 1,38 21 CNA9/3/1-132-5 3.181 1,22 4.449 1,24 1,237 CNA9/3/1-162-4 3.550 1,36 4.731 1,32 1,34 22CNA9/3/1-90-2 4.329 1,66 3.496 0,98 1,238 CNA9/3/1-32-5 3.690 1,41 4.540 1,27 1,34 23 CNA9/3/1-125-2 3.170 1,21 4.419 1,24 1,227º Congresso Brasileiro de Melhoramento de Plantas19399 CNA9/3/1-149-3 3.280 1,26 4.914 1,37 1,31 24CNA9/3/1-128-23.001 1,15 4.599 1,29 1,2110 CNA9/3/1-58-3 3.784 1,45 4.084 1,14 1,28 25 CNA9/3/1-54-5 3.236 1,24 4.242 1,19 1,2111 CNA9/3/1-149-5 3.320 1,27 4.554 1,27 1,27 26CNA9/3/1-91-5 3.527 1,35 3.898 1,09 1,2112 CNA9/3/1-62-3 2.994 1,15 5.066 1,42 1,27 27 CNA9/3/1-136-1 2.964 1,14 4.487 1,25 1,1913 CNA9/3/1-32-1 3.463 1,33 4.322 1,21 1,26 28 CNA9/3/1-117-5 3.598 1,38 3.747 1,05 1,1914 CNA9/3/1-126-3 3.439 1,32 4.340 1,21 1,26 29CNA9/3/1-62-4 3.160 1,21 4.170 1,17 1,1915 CNA9/3/1-40-3 3.768 1,44 4.015 1,12 1,26 30 CNA9/3/1-82-43.339 1,28 3.948 1,10 1,18* Médias gerais dos ambientes com baixo e alto nível de P no solo iguais a 2.611 kg ha-1 e 3.577 kg ha-1, respectivamente.AgradecimentosOs autores agradecem ao CNPq e a FAPEG pelo apoio financeiro ao projeto.ReferênciasChin JH, Lu X, Haefele SM, Gamuyao R, Ismail, A, Wissuwa, M and Heuer, S (2010) Development and application of gene-based markers for the major rice QTL Phosphorus uptake 1. 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Avaliação para tolerância à deficiência de fósforo no solo em seleção recorrente de arroz de terras altas.

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/978602/1/avaliacao.pdf

Avaliação para tolerância à deficiência de fósforo no solo em seleção recorrente de arroz de terras altas.

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