GGE Biplot projection in discriminating the efficiency of popcorn lines to use nitrogen / Projeção GGE Biplot na discriminação da eficiência de linhagens de milho-pipoca ao uso do nitrogênio

ABSTRACT Nitrogen is essential for sustaining life on the planet, and it is the most important nutrient for obtaining high agricultural production. However, their use leads to the release of nitrous oxide with a global warming potential 296 times higher than the CO2 molecule, making it a challenge to reduce their use in agriculture. The objective of this research was to identify efficient popcorn inbred lines and responsive nitrogen use and exhibit a good expansion volume. For this, 29 inbred lines from the Germplasm Collection of Darcy Ribeiro North Fluminense State University (UENF) were evaluated at two contrasting levels of nitrogen availability (low and ideal) at two representative locations in the north and northwest of the state of Rio de Janeiro, Brazil, arranged in a randomized block design with three replicates. These inbred lines were discriminated against efficient use of nitrogen by multivariate GGE Biplot. Selective accuracy was close to 1, showing that the genotypes were enough to provide contrasting success in selection procedures. The first two main components (PC) retained 93.82% of the total variation, and PC1 furnished an information ratio (IR) that was unaffected by noise. L77 was the most unstable line, while P7, P2, P6, P3, P5, P4, P9, P10, P8, P9, L70, L74, and L55 were efficient and responsive. The GGE biplot method is recommended for the reliable identification of popcorn lines that are efficient and responsive to the use of nitrogen.

RESUMO O nitrogênio é indispensável à manutenção da vida no planeta, sendo o mais importante nutriente para a obtenção de elevadas produções agrícolas. No entanto, a sua utilização ocasiona a liberação de óxido nitroso, com potencial de aquecimento global 296 vezes maior que a molécula de CO2, tornando-se um grande desafio a redução de seu uso na agricultura. O objetivo desta pesquisa foi identificar linhagens de milho-pipoca eficientes e responsivas no uso de nitrogênio e que apresentem um elevada capacidade de expansão. Para isto, avaliaram-se 29 linhagens da Coleção de Germoplasma da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) em dois níveis contrastantes de nitrogênio (baixo e ideal) em dois locais representativos do Norte e Noroeste do Estado do Rio de Janeiro, Brasil, arranjadas no delineamento em blocos casualizados com três repetições. Estas linhagens foram discriminadas em relação a eficiência no uso do nitrogênio pela técnica multivariada GGE Biplot. A acurácia seletiva foi próxima de 1, revelando que os genótipos foram suficientes contrastantes para proporcionar sucesso em procedimentos seletivos. Os dois primeiros componentes principais (CP) retiveram 93,82% da variação total, sendo que o CP1 expressou relação de informação (IR) não impactada por ruídos. L77 foi a linhagem mais instável, enquanto P7, P2, P6, P3, P5, P4, P9, P10, P8, P9, L70, L74 e L55 foram eficientes e responsivas. Recomenda-se o método GGE Biplot na identificação fidedigna de linhagens de milho-pipoca eficientes e responsivas ao uso do nitrogênio.

Relação entre tolerância do milho a baixo teor de fosforo no solo e responsividade a adubação fosfatada / Relationship between maize tolerance to low phosphorus content in the soil and the phosphorus responsiveness

Para atender à crescente demanda mundial por alimentos, haverá aumento significativo na fração dos cultivos agrícolas realizados em solos de baixa fertilidade. Com isto, diversos programas direcionaram o melhoramento de plantas para condições de estresse por baixa disponibilidade de fósforo (P). Neste contexto, duas estratégias podem ser consideradas: tolerância à baixa disponibilidade de P no solo e responsividade a sua disponibilidade. Assim, o objetivo dessa pesquisa foi identificar a relação entre tolerância a baixos níveis de P no solo e responsividade à adubação fosfatada em cultivares de milho tropical. Foram conduzidos dois experimentos no complexo de Ciências Agrárias da UNITINS (48°21"47'W; 10°24"09'S), Palmas, TO, no ano agrícola de 2004/2005. Nestes, foram avaliados 36 cultivares comerciais em duas condições contrastantes de disponibilidade de P no solo. O delineamento experimental utilizado foi látice simples (6 x 6), sendo a parcela experimental constituída de duas linhas de 5,0 m, espaçadas por 1,0 m, com densidade de semeadura de 50.000 plantas.ha-1. Foi avaliada a produtividade de grãos e os índices a) resposta à disponibilidade do nutriente, b) eficiência no uso de P em baixa disponilibilidade deste (considerado como tolerância). As cultivares mais responsivas foram NB 7361, BALU 551, SHS 4070 e SHS 4080. Por outro lado, as cultivares mais tolerantes foram XB 7253, AG 7040, CD 308, CD 307 e XB 2271. Foi observada relação negativa entre tolerância e responsividade (-0,58**) em cultivares de milho tropical.

Looking for meet the growing worldwide demand for food a significant fraction of crops can be performed on infertile soils. Thus, several programs directed the plant breeding for stress conditions due to low availability of phosphorus (P). In this context, two strategies can be considered: tolerance to low soil P availability, and responsiveness to their availability. So, the aims of this research were to identify the relationship between tolerance to low soil P levels and responsiveness to phosphorus fertilization in tropical maize cultivars. Two experiments were conducted in the Agricultural Sciences Complex of UNITINS (48°21"47'W, 10°24"09'S), Palmas, TO, in the 2004/2005 growing season. Thirty six commercial cultivars were evaluated in two contrasting P availability in soil (in each trial). The experimental design was simple lattice (6 x 6), where the plots consisted of two rows of 5.0 m, spaced by 1.0 m, with a density of 50,000 plants ha-1. The traits evaluated were grain yield and the indexes a) response to the nutrient availability; b) phosphorus use efficiency (considered as tolerance). The most responsive cultivars were NB 7361, 551 BALU, SHS 4070 and SHS 4080. On the other hand, the cultivars XB 7253, AG 7040, CD 308, CD 307 and XB 2271 were more tolerant. In addition, negative significant correlation between tolerance and responsiveness (-0.58**) in tropical maize cultivars was observed.

Relationship between heterosis and genetic divergence for phosphorus use efficiency and its components in tropical maize / Relação entre heterose e divergência genética para a eficiência no uso do fósforo e seus componentes em milho tropical

The objective of this study was to determine the relationship between heterosis and genetic divergence for phosphorus use efficiency (PUE) in tropical maize. It was used two groups of genitors, each consisting of seven lines, contrasting with each other in the nitrogen and phosphorus use efficiency. It was obtained 41 hybrid combinations between these groups, which were evaluated in low phosphorus. Randomized complete block design with two replications was used. For obtaining the components of variance and the breeding values were used REML/BLUP method. In the genotyping of the parental lines were used 80 microsatellite markers. Through the correlation between genetic distance obtained by the markers and specific combining ability it was not possible to determine with accuracy by molecular markers, the crosses that produced hybrids with the highest heterosis for PUE. Thus, is possible to conclude that there is no relationship between genetic divergence and heterosis for phosphorus use efficiency and its components in tropical maize.

O objetivo deste estudo foi determinar a relação entre divergência genética e heterose para a eficiência no uso de fósforo (EUP) em milho tropical. Utilizaram-se dois grupos de genitores, compostos de sete linhagens cada, contrastantes entre si para as eficiências no uso de nitrogênio e fósforo. Foram obtidas 41 combinações híbridas entre esses grupos, as quais foram avaliadas em baixo fósforo. Usou-se o delineamento em blocos ao acaso com duas repetições. A obtenção dos componentes de variância e valores genéticos foi realizada via REML/BLUP e, para genotipagem das linhagens genitoras, foram utilizados 80 marcadores microssatélites. Através da correlação entre a distância genética obtida pelos marcadores e a capacidade específica de combinação, observou-se não ser possível a determinação com acurácia, via marcadores moleculares, dos cruzamentos que produziram os híbridos com as maiores heteroses para EUP. Com isso, é possível concluir que não há relação entre divergência genética e heterose para eficiência no uso de fósforo e seus componentes em milho tropical.

Factor analysis and SREG GGE biplot for the genotype × environment interaction stratification in maize / Análise de fatores e SREG GGE biplot para a estratificação da interação genótipos × ambientes em milho

The objective of this study was to evaluate the use of SREG GGE biplot methodology and factor analysis to stratify the genotype×environment interaction in maize. Forty-nine early maize hybrids were evaluated in nine environments. The experimental design used was a 7×7 square lattice with two replicates. Each plot consisted of two 5m long rows spaced 0.90m apart. Grain yield data were used to perform the analysis. The results indicated the existence of two mega-environments in the State of Minas Gerais, Brazil, for early maize hybrids. The stratification of the environment by factor analysis was more selective to join the similarity the according with cultivar performance. However, this approach did not identify specific genotype x environment interactions, which is possible through SREG GGE biplot analysis.

O objetivo deste estudo foi avaliar a metodologia SREG GGE biplot e a análise de fatores na estratificação da interação genótipos×ambientes em milho. Foram avaliados 49 híbridos comerciais de milho de ciclo precoce em nove ambientes. Foi utilizado o delineamento látice quadrado 7×7, com duas repetições. Cada parcela consistiu de duas linhas de 5m espaçadas por 0,90m. Para a realização das análises, foram utilizados dados de produtividade de grãos. Os resultados indicaram a existência de dois mega-ambientes no Estado de Minas Gerais para híbridos de milho de ciclo precoce. A estratificação de ambientes pela análise de fatores mostrou-se mais seletiva em reunir ambientes pela similaridade de desempenho dos cultivares, mas não evidenciou as interações genótipos x ambientes específicas, o que foi possível pela análise SREG GGE biplot.

Enraizamento de estacas herbáceas de mirtilo: influência da lesão na base e do ácido indolbutírico / Rooting of herbaceous blueberry cuttings: influence of the base incision and indolbutiric acid

O mirtilo (Vaccinium sp.) é uma espécie de clima temperado que, por ocasião do período vegetativo, produz abundante quantidade de material vegetal que pode ser utilizado na propagação. Objetivou-se verificar o potencial de enraizamento de estacas herbáceas de diferentes cultivares de mirtilo, tratadas ou não com ácido indolbutírico e com e sem lesão na base. O trabalho foi realizado em dois experimentos, testando a capacidade de enraizamento das cultivares Florida, Woodard, Bluegem, Bluebele, Clímax e Briteblue. No primeiro experimento, as estacas das cultivares foram tratadas com AIB (0, 2500, 5000 e 7500mgL-1). No segundo experimento utilizou-se 2000mgL-1 de AIB, em estacas com e sem lesão na base. O delineamento utilizado foi completamente casualizado com repetições e unidades experimentais adequadas para cada experimento. O uso do ácido indolbutírico e a lesão nas estacas, não proporcionaram estímulo na emissão de raízes adventícias; as cultivares apresentam potencial genético de enraizamento diferenciado, sendo que, a Bluebelle apresentou maiores porcentuais de estacas enraizadas, e a Clímax, os menores porcentuais.

Blueberries (Vaccinium sp.) are species of temperate climate that, for occasion of the vegetative period, produce large amount of vegetal material that can be used in the propagation. This way, with the aim of verifying the rooting potential of different herbaceous cuttings of blueberry cultivars, with the use or not of indolbutíric acid and base injury. The work was carried out in two experiments, having tested the capacity of rooting of the following cultivars Florida, Woodard, Bluegem, Bluebele, Clímax and Briteblue. In the first experiment, cuttings of cultivars were treated with IBA (0, 2500, 5000 and 7500mg.L-1). On the second experiment one used 2000mg.L-1 of AIB, in cuttings with and without injury in the base. The experimental design was the completely randomized with adjusted repetitions and experimental units for each experiment. After 90 days, it was evaluated rooting percentage for each cultivar submitted to IBA treatment with different doses. The use of the indolbutíric acid and the cutting injury, did not stimulated the emission of adventitious root; the cultivars present genetic potential of differentiated rooting, so that, the Bluebelle presented higher percentage rooting cutting, and the Climax, the lowest percentage.

Métodos de avaliação de pólen e influência do ácido giberélico em cruzamentos de batata / Methods for pollen evaluation and influence of gibberellic acid on potato crossing

Objetivou-se neste trabalho comparar métodos de avaliação da qualidade de pólen e avaliar a influência do ácido giberélico (GA3), na eficiência de cruzamento de genótipos de batata (Solanum tuberosum L.). Ambos os estudos foram conduzidos na sede da Embrapa Clima Temperado, Pelotas-RS. O primeiro estudo foi conduzido no Laboratório de Melhoramento Genético, na primavera de 2003 e outono-inverno de 2004. Foram avaliados os métodos do carmin propiônico e da fertilidade do pólen, com dois meios de ágar, açúcar e boro (meio 1 e meio 2), utilizando cinco genótipos de batata. O segundo estudo foi realizado em casa-de-vegetação, no outono-inverno de 2004. Uma solução de 25mg.L-1 de GA3 foi pulverizada em 15 genótipos de batata, que são utilizados como genitores no programa de melhoramento. Conclui-se que ambos os meios de cultura podem ser utilizados na avaliação da qualidade do pólen de batata, e a influência do GA3 na eficiência de cruzamento é dependente do genótipo.

The aims of this work were to compare evaluation methods of pollen quality and to evaluate the influence of giberellic acid (GA3) on the efficiency of crossing potato (Solanum tuberosum L.) genotypes. Both studies were carried out at Embrapa Clima Temperado headquarters, Pelotas-RS. The first study was accomplished in the Plant Breeding Laboratory, in the spring of 2003 and autumn-winter of 2004. The carmin propionic and the pollen fertility of two agar, sugar and boro media (culture medium 1 and culture medium 2) were evaluated, using five potato genotypes. The second study was carried out at greenhouse, in the autumn-winter of 2004. A GA3 solution of 25mg.L-1 was sprayed on 15 potato genotypes that are used as genitors in the breeding program. One concluded that both growing media can be used for potato pollen quality evaluation, and the influences of GA3 on the crossing efficiency is dependent of the genotype.

Consistency of two stability analysis methods in potatoes

The objective of this research was to compare the consistency of the bi-segmented and AMMI (additive main effects and multiplicative interaction analysis) methods for estimating yield stability in potatoes. Data of ten genotypes evaluated in 34 environments (local, growing season and year combinations) of the Rio Grande do Sul state, Brazil, in 1994 and 1995 were used. Three data sets were analyzed: 34-environment data set and two 17-environment data subsets, which were chosen by randomly dividing the total data set. For the 34-environment data set, the models gave similar results in relation to the stable genotypes, but they differed with regard to the unstable genotypes. For the 17-environment data sets, the bi-segmented model showed more consistent results, either between subsets or between these and the total data set. For the AMMI model, only the Santo Amor genotype showed consistency between one of the subsets and the total data set. In this work, the bi-segmented method was shown to be more consistent than the AMMI model.

O objetivo deste trabalho foi comparar a consistência dos métodos bi-segmentado e AMMI (additive main effects and multiplicative interaction analysis) em análise de estabilidade de ensaios de rendimento de batata. Foram utilizados dados de dez genótipos avaliados em 34 ambientes (combinações de local, período de cultivo e ano) do Rio Grande do Sul, Brasil, em 1994 e 1995. Três conjuntos de dados foram analisados: o conjunto de dados dos 34 ambientes e dois sub-conjuntos de dados de 17 ambientes, que foram escolhidos pela divisão aleatória do conjunto total de dados. Para o conjunto de dados dos 34 ambientes, os modelos deram resultados semelhantes quanto aos genótipos estáveis, mas divergiram quanto aos instáveis. Para os subconjuntos de dados de 17 ambientes, o modelo bi-segmentado revelou resultados mais consistentes, tanto entre os subconjuntos quanto entre estes e o conjunto total. Para o modelo AMMI, apenas o genótipo Santo Amor mostrou consistência entre um dos subconjuntos e o conjunto total. Neste trabalho, o método bi-segmentado mostrou-se mais consistente do que o modelo AMMI.