O objetivo do trabalho foi caracterizar a parecença entre 72 acessos de linhagens e cultivares introduzidas (LCI) de sistema de cultivo irrigado da CNAE, por meio da técnica de Ward de agrupamento. Os dados foram obtidos a partir de onze experimentos para caracterização agronômica da CNAE

ASSUNÇÃO, A.

BRONDANI, C.

BUENO, L. G.

OLIVEIRA, J. P. de

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Parecença entre linhagens e cultivares introduzidas de arroz irrigado utilizando o método de Ward.

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PARECENÇA ENTRE LINHAGENS E CULTIVARES INTRODUZIDAS DE ARROZ IRRIGADO UTILIZANDO O MÉTODO DE WARD  Luíce Gomes Bueno1, Aracelle Assunção2, Jaison Pereira de Oliveira 3 e Claudio Brondani 4  Resumo  As técnicas de análise multivariada podem ser utilizadas para avaliar a divergência entre indivíduos e detectar possíveis parecenças e as análises de agrupamento podem ser destacadas dentre essas técnicas. O objetivo do trabalho foi caracterizar a parecença entre 72 acessos de linhagens e cultivares introduzidas (LCI) de sistema de cultivo irrigado da CNAE, por meio da técnica de Ward de agrupamento. Os dados foram obtidos a partir de onze experimentos para caracterização agronômica da CNAE. Foram obtidas 71 etapas de agrupamento com diferentes valores do coeficiente de aglomeração, o que pode evidenciar a não redundância ou a existência de variabilidade entre os acessos, mesmo que pequena, havendo a formação de cinco grandes grupos para os acessos LCI. A aplicação da análise de agrupamento e produção de dendrogramas mostrou-se muito satisfatória, possibilitando, através das variáveis estabelecidas, a separação ou agrupamento de genótipos com diferentes níveis de similaridade.     Introdução   Grande parte de variabilidade genética da cultura do arroz, pode ser encontrada nos bancos de germoplasma e a caracterização genética de plantas é uma prática comum de interesse na conservação desses recursos genéticos vegetais. Há com isso, favorecimento da manipulação e utilização dos acessos disponíveis desse cereal em programas de melhoramento genético que busquem, entre outros objetivos, a ampliação da base genética da cultura. Descritores morfológicos, caracteres ecogeográficos, agronômicos e moleculares podem ser utilizados para caracterização e estudos de diversidade genética em coleções de germoplasma, sendo ferramentas complementares de extrema importância e aplicabilidade para a maioria das espécies vegetais. Neste contexto, as técnicas de análise multivariada podem ser utilizadas para avaliar a divergência entre indivíduos e detectar possíveis parecenças, e os métodos de agrupamento podem ser destacados dentre essas técnicas. Oliveira et al. (2008) salientam que a análise de agrupamento tem por finalidade reunir, por meio de critério de classificação, os acessos em grupos, de tal forma que exista homogeneidade dentro do grupo e heterogeneidade entre elas, dividindo assim, um grupo original de observações em vários grupos, segundo o critério de parecença. Adotou-se o método de Ward, que é um método de variância, derivado de um processo hierárquico e aglomerativo, para fazer o agrupamento dos acessos. Este método forma agrupamentos de maneira a atingir sempre o menor erro interno entre os vetores que compõe cada grupo e o vetor médio, buscando o mínimo desvio padrão entre os dados de cada grupo (Vieira, 2007). Oliveira et al. (2008) acrescentam ainda sobre o potencial desse método para minimizar as diferenças internas de grupos e para evitar problemas com “encadeamento” das observações encontrados no método de ligação individual. Diante do exposto, o objetivo do trabalho foi caracterizar a parecença entre 72 acessos de linhagens e cultivares introduzidas (LCI) de sistema de cultivo irrigado da CNAE, reunindo-os em grupos por meio da técnica de agrupamento de Ward aplicada a caracteres agronômicos.                                                           1 Doutoranda em Genética e Melhoramento de Plantas – Escola de Agronomia / Universidade Federal de Goiás, Campus Samambaia – Rod. Goiânia / Nova Veneza, Km 0 – Goiânia, GO, Caixa Postal 131, CEP 74001-970. E-mail: lugobueno@bol.com.br 2 Doutoranda em Genética e Melhoramento de Plantas – Escola de Agronomia / Universidade Federal de Goiás, Campus Samambaia – Rod. Goiânia / Nova Veneza, Km 0 – Goiânia, GO, Caixa Postal 131, CEP 74001-970. E-mail: aracelleassuncao@gmail.com 3  Pesquisador Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, GO, Caixa Postal 179, CEP 75375-000. E-mail: jaison@cnpaf.embrapa.br  4  Pesquisador Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, GO, Caixa Postal 179, CEP 75375-000. E-mail: brondani@cnpaf.embrapa.br   Apoio financeiro: CNPq. Material e Métodos  Foram avaliados acessos pertencentes ao estrato LCI (linhagens e cultivares introduzidas) de sistema de cultivo irrigado da coleção nuclear de arroz da Embrapa (CNAE), estruturada a partir do Banco Ativo de Germoplasma (BAG) dessa instituição. O conjunto de dados foi obtido a partir de ensaios para caracterização agronômica da CNAE, instalados em onze locais distribuídos em sete unidades federativas (Goiás, Roraima, Tocantins, Rio Grande do Sul, Mato Grosso, Piauí e Rondônia) por três anos (2004/05 a 2006/07) e dois sistemas de cultivo, irrigado e sequeiro. Os experimentos foram instalados seguindo o delineamento de blocos aumentados de Federer, (Federer, 1956). As parcelas experimentais foram constituídas de quatro metros quadrados, com densidade de plantio de 100 sementes/m. Foram utilizadas as variáveis morfo-agronômicas e de qualidade de grãos, como florescimento (Flo), altura de plantas (Alt), acamamento (Aca), Brusone nas folhas (BF), escaldadura (Esc), mancha parda (MP), brusone na panícula (BP), mancha de grãos (MG), número de perfilhos (Perf), número de panículas/m (Panic), produção de grãos (Prod), porcentagem de grãos inteiros (Int), teor de amilose (TA), comprimento e largura de grãos (Com e Larg) e centro branco (CB).  Para a análise dos dados adotou-se o método de Ward (Ward, 1963) em que os indivíduos são classificados em grupos. Este método consiste em um procedimento de agrupamento hierárquico no qual a medida de similaridade usada para juntar grupos é calculada como a soma de quadrados entre os dois agrupamentos feita sobre todas as variáveis (Hair et al., 2005). Em cada estágio, combinam-se os dois agrupamentos que apresentarem menor aumento na soma global de quadrados, atingindo sempre o menor erro interno entre os vetores que compõe cada grupo e o vetor médio do grupo. Isto equivale a buscar o mínimo desvio padrão entre os dados de cada grupo. A análise foi processada através do programa computacional SAS (SAS Institute, 2002).  Resultados e Discussão  A partir da exploração das combinações dos dados de forma hierárquica aglomerativa foi possível verificar que os agrupamentos ocorrem da maneira esperada durante o desenvolvimento das interações. A Figura 1 apresenta o dendrograma com a representação das distâncias dos agrupamentos formados entre indivíduos e grupos. Foram obtidas 71 etapas de agrupamento, e em grande parte com diferentes valores do coeficiente de aglomeração (Tabela 1).  Essa diferença pode evidenciar a não redundância ou a existência de variabilidade entre os acessos, mesmo que pequena.  Tendo como referência um coeficiente de aglomeração de 0,05 foram observados cinco grandes grupos para os acessos de arroz irrigado do estrato LCI. O grupo A é composto por dezenove genótipos, sendo doze deles originados de programas de melhoramento de países da Ásia, e cinco da América do Sul. É observado um sub-grupo em A, que é constituído em grande parte, por estes acessos de origem americana. Esse agrupamento apresentou maior divergência entre os genótipos, com maiores índices de aglomeração a cada etapa da análise (Tabela 1). O grupo B apresentou maior quantidade de acessos (28) havendo predominância de materiais originários de programa de melhoramento genético do CIAT (Centro Internacional de Agricultura Tropical) na Colômbia. A presença de linhagens retiradas de um mesmo conjunto de cruzamentos entre acessos pode ter contribuído para a formação desse agrupamento. A proximidade da composição genética entre genótipos de arroz irrigado cultivado no Brasil, com presença de ancestrais comuns foi relatada por Rangel et al. (1996).  O terceiro grupo formado (C) é composto por dezesseis acessos com maioria procedente da China e Japão. Neste, três acessos são agrupados separadamente e estes são pertencentes à programas de melhoramento europeus, sendo eles LCII54, LCII57 e  LCII58. Pode ser observada a influência da origem do germoplasma, na divergência do material genético avaliado. Os grupos D e E apresentaram a menor quantidade de indivíduos agrupados, o primeiro com oito acessos e o segundo, apresentando apenas um representante (LCII52). Foi possível uma separação dos dados em grupos bem definidos de modo a minimizar as diferenças internas de grupo pelo método de agrupamento de Ward. Tal método pode ser utilizado, quando se deseja compreender o padrão de composição de uma massa de dados contida em bancos de germoplasma (Oliveira et al., 2008). A distribuição dos acessos em diferentes grupos pode orientar a utilização de genótipos mais divergentes entre si, como estratégia em programas de melhoramento que busquem a ampliação da base genética do arroz irrigado, além de favorecer o aproveitamento do poder heterótico.  Conclusões  A aplicação da análise de agrupamento e produção de dendrogramas mostrou-se muito satisfatória, possibilitando, através das variáveis estabelecidas, a separação ou agrupamento de genótipos com diferentes níveis de similaridade. A divergência entre genótipos de diferentes programas de melhoramento para o arroz irrigado pode favorecer a formação de novas populações e cultivares com base genética mais ampla.  Referências  HAIR, J.F.; ANDERSON, R.E.; TATHAM, R.L. & BLACK, W.C. Análise multivariada de dados. Trad. Adonai S. Sant’Anna e Anselmo C. Neto. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2005, 600 p.  OLIVEIRA, J. P.; DEL PELOSO, M.J. ; MORAIS, O.P. ; MELO, L. C. ; SILVA, H.T. ; FONSECA, J.R. ; SILVA, S.C. Parecença entre acessos tradicionais de feijão carioca utilizando o método de Ward. In: CONGRESSO NACIONAL DE PESQUISA DE FEIJÃO, 2008, Campinas - SP. CONGRESSO NACIONAL DE PESQUISA DE FEIJÃO. Ciência e tecnologia na cadeia produtiva do feijão: Anais... Campinas - SP : Instituto Agronômico, 2008. v. 9. p. 402-405.  RANGEL, P.H.N.; GUIMARÃES, E.P. & NEVES, P.C.F. Base genética das cultivares de arroz (Oryza sativa L.) irrigado do Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 31, n.5, p. 349-347. 1996.   WARD, J.H. Hierarchical grouping to optimize an objective function. Journal of the American Statistical Association, Washington, n.58, p. 236, 1963.   Figura 1 - Agrupamento de 72 acessos linhagens e cultivares introduzidas (LCI) de arroz irrigado da CNAE, pelo método de Ward. Tabela 1. Esquema de aglomeração de análise hierárquica do agrupamento de 72 acessos LCI-I de arroz (linhagens e cultivares brasileiras - Irrigado), pelo método de Ward. Agrup. Combinado Agrup. Combinado Agrup. Combinado Est. Acesso Agrup. Aglom. Est. Acesso Agrup. Est. Acesso Agrup. Aglom. 1 LCII11 LCII34 0,0015   26 LCII23 LCII24 0,0047   51 CL29 CL51 0,0126 2 LCII06 LCII09 0,0016 27 CL65 CL68 0,0048 52 CL38 LCII62 0,0132 3 LCII40 LCII56 0,0017 28 CL61 LCII59 0,0052 53 CL47 CL43 0,0137 4 LCII10 LCII63 0,0020 29 CL52 CL58 0,0053 54 CL25 LCII53 0,0138 5 LCII46 LCII65 0,0020 30 LCII33 LCII70 0,0054 55 CL37 LCII68 0,0139 6 LCII12 LCII31 0,0021 31 LCII35 LCII43 0,0054 56 CL23 CL33 0,0152 7 LCII08 CL69 0,0024 32 CL54 CL44 0,0055 57 CL24 CL46 0,0166 8 LCII64 LCII67 0,0026 33 CL45 LCII18 0,0055 58 CL21 CL16 0,0177 9 LCII03 LCII32 0,0026 34 LCII01 LCII45 0,0056 59 CL20 CL27 0,0200 10 CL63 LCII69 0,0027 35 CL50 LCII72 0,0057 60 CL15 LCII15 0,0202 11 CL71 LCII60 0,0027 36 LCII07 LCII16 0,0058 61 CL31 CL28 0,0204 12 LCII27 LCII28 0,0029 37 LCII04 LCII44 0,0061 62 CL17 CL19 0,0208 13 LCII02 LCII05 0,0030 38 CL59 CL67 0,0063 63 CL12 CL48 0,0277 14 LCII50 LCII51 0,0031 39 CL35 LCII41 0,0065 64 CL18 CL11 0,0363 15 LCII26 LCII71 0,0031 40 CL49 LCII20 0,0067 65 CL13 LCII47 0,0377 16 CL70 LCII55 0,0033 41 LCII14 LCII17 0,0077 66 CL10 CL22 0,0424 17 CL66 LCII38 0,0036 42 LCII57 LCII58 0,0081 67 CL7 CL9 0,0461 18 CL62 LCII61 0,0039 43 CL34 CL42 0,0082 68 CL8 LCII52 0,0707 19 CL64 LCII66 0,0039 44 LCII25 CL41 0,0085 69 CL14 CL6 0,0828 20 LCII37 LCII48 0,0043 45 CL36 LCII21 0,0086 70 CL5 CL3 0,0942 21 CL55 LCII39 0,0043 46 CL40 LCII36 0,0092 71 CL2 CL4 0,1105 22 CL57 CL53 0,0045 47 LCII13 LCII22 0,0093 - - - - 23 CL56 CL60 0,0046 48 CL32 LCII19 0,0096 - - - - 24 LCII29 LCII42 0,0046 49 CL26 CL39 0,0100 - - - - 25 LCII30 LCII49 0,0047   50 LCII54 CL30 0,0121   - - - -   Est.: Estágio Agrup.: Agrupamento Aglom.: Coeficiente de Aglomeração   

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