Coffea canephora breeding: estimated and achieved gains from selection in the Western Amazon, Brazil / Melhoramento do Coffea canephora: ganhos de seleção estimados e realizados na Amazônia Ocidental

ABSTRACT: Gain from selection is an important criterion in quantifying the efficiency of breeding programs. This study quantified the selection gain estimated under experimental conditions and realized gain achieved in the field, seeking to interpret the efficiency of the Coffea canephora selection. For that purpose, we considered experiments that began in 2004 with directed hybridizations to obtain new hybrid progenies. From a breeding population composed of 288 hybrid individuals, 12 genotypes were selected in experimental conditions from 2005 to 2012, with amplitude in the estimated gains from 127.70 to−19.19%. Those genotypes were evaluated from 2012 to 2018 in clonal tests in four environments of the Western Amazon. The environment that exhibited the greatest correlation between the predicted genetic values and the realized genetic gain observed in the field was the environment of Ouro Preto do Oeste, RO (0.67), the location in which the plants were selected, followed by the environments of Alta FlorestaD´Oeste, RO (0.44), Rio Branco, AC (0.43), and Porto Velho, RO (0.37).Experimental conditions showed that the effect due to dominance deviations was approximately three times greater than the additive effect. Nine clones exhibited higher genetic gains in the experimental conditions and at field, and two clones exhibited lower estimated gains and lower field performance.The clone G17-P7 exhibited high genetic gain under experimental conditions and low field performance. The selection in experimental conditions was positively correlated with plant performance in the field (r=0.55), which allows reduction of the original breeding population to a set of more promising clones to be grown in multiple environments, optimizing time and resources.

RESUMO: O ganho com a seleção é um dos critérios mais importantes para avaliar a eficiência de programas de melhoramento de plantas. O objetivo desse trabalho é quantificar a associação entre o ganho de seleção estimado em condições experimentais e o ganho de seleção realizado em campo, buscando quantificar a eficiência do melhoramento do Coffea canephora. Para isso, foram considerados experimentos iniciados com a hibridação direcionada para obtenção de progênies no ano de 2004, a avaliação de testes de progênies em condições experimentais no período de 2005 a 2012, e avaliações em diferentes ambientes da Amazônia Ocidental no período de 2012 a 2018. De uma população composta por 288 indivíduos estruturados em nove progênies de irmãos completos foram selecionados 12 genótipos com amplitude de 127,70 a -19,19% em suas estimativas de ganho com a seleção, para serem avaliados em quatro ambientes da Amazônia Ocidental. O ambiente que apresentou maior correlação entre os valores genéticos preditos e o ganho realizado foi Ouro Preto do Oeste - RO (0,67), local em que as plantas foram selecionadas, seguido pelos ambientes de Alta Floresta D´Oeste - RO (0,44), Rio Branco - AC (0,43) e Porto Velho - RO (0,37). Avaliações em condições experimentais mostraram que os efeitos devido aos desvios de dominância foram aproximadamente três vezes maiores do que os efeitos aditivos. Nove clones apresentaram maiores estimativas de ganho em condições experimentais e nos ensaios de campo, e dois clones apresentaram menores estimativas em ambas condições. O clone G17-P7 apresentou altas estimativas de ganho em condições experimentais e baixo desempenho em campo. A seleção em único ambiente esteve positivamente correlacionada com o desempenho dos cafeeiros em campo (r=0,55), permitindo reduzir a população de melhoramento original em um conjunto de clones de maior potencial agronômico.

Selection of Coffea canephora parents from the botanical varieties Conilon and Robusta for the production of intervarietal hybrids / Seleção de genitores de Coffea canephora das variedades botânicas Conilon e Robusta visando à produção de híbridos intervarietais

ABSTRACT: The objective of this research was to quantify the genetic divergence of potential Coffea canephora parents, with the goal of developing progenies that associate the best traits of the Conilon and Robusta botanical varieties for hybrid vigor expression. Thus, 10 morphological and productive characteristics of 130 clones of Conilon and Robusta botanical varieties and their intervarietal hybrids were evaluated over 2 years. The experiment was conducted in a randomized block design with four replicates of four plants per plot. For selection of parents, the main component analysis was used to associate values with reference points obtained from the average of each botanical variety. The first two principal components allowed for the separation of the botanical varieties representing the variability contained in the original data with 76% for the first year and 69% for the second year. Although, the genotype × years interaction had significant effects, there were minor differences in the grouping from one year to the next, which is associated with the higher repeatability estimates observed in this study. It was observed that crosses with the 16-1-81I, 9-1-82L, and 13-1-61I parents of the botanical variety Robusta and the 167I, 890E, and 130I parents of the Conilon botanical variety presented greater potential for obtaining selection gains.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi quantificar a divergência genética entre matrizes de C. canephora visando desenvolver progênies que associem características das variedades botânicas Conilon e Robusta à expressão do vigor do híbrido. Para isso, foram avaliadas dez características morfológicas e produtivas de 130 clones das variedades botânicas Conilon, Robusta e de híbridos intervarietais, ao longo de dois anos, em delineamento de blocos casualizados com quatro repetições de quatro plantas por parcela. Para seleção de genitores foi utilizada a técnica de componentes principais associada a pontos referenciais obtidos a partir da média de cada variedade botânica. Os dois primeiros componentes principais permitiram a separação das variedades botânicas e dos híbridos intervarietais com uma representação da variabilidade contida nos dados originais de 76% no primeiro ano e 69% no segundo ano. Apesar da significância da interação genótipos x anos, observou-se pouca diferença no agrupamento ao longo do tempo, o que está associado às maiores estimativas de repetibilidade observadas nesse estudo. Observou-se que as matrizes 16-1-81I, 9-1-82L e 13-1-61I da variedade botânica Robusta e as matrizes 167I, 890E e 130I da variedade botânica Conilon apresentaram maior potencial para a obtenção de ganhos com a seleção.

Adaptabilidade e estabilidade da produção de café beneficiado em Coffea canephora / Adaptability and stability of Coffea canephora coffee bean yield

O objetivo deste trabalho foi comparar a capacidade discriminatória de métodos para seleção e recomendação de clones de cafeeiros da espécie Coffea canephora, considerando a interação genótipos x anos na distribuição da produtividade de café beneficiado, nos períodos de 2000 a 2004 e de 2007 a 2011. O efeito significativo da interação genótipos x anos indicou que existem clones que apresentaram desempenho não consistente ao longo do tempo. Os métodos de LIN & BINNS (1988) e ANNICCHIARICO (1992) apresentaram resultados similares, de modo que um deles pode ser utilizado em substituição ao outro. O método de EBERHART & RUSSEL (1966) identificou parte dos clones de adaptação específica, enquanto que os métodos, MHPRVG e centroide permitiram caracterizar os clones de maior adaptabilidade e estabilidade, apresentando resultados complementares. A seleção de plantas baseada na distribuição da produtividade de café beneficiado ao longo do tempo permitiu selecionar clones de desempenho superior sem acentuar a bienalidade.

This research aimed to compare methods of selecting Coffea canephoraclones, considering the genotypes x years interaction, based on data of processed coffee yield obtained from 2000 to 2004 and 2007 to 2011. The significant clones x seasons (CS) interaction, indicates that the genotypes showed no consistent performance over the years. The LIN & BINNS (1988) and ANNICCHIARICO (1992) methods showed similar results indicating that one method may be used to replace the other. The EBERHART & RUSSEL (1966) identified some of the specific adaptability clones. The MHPRVG and centroid methods allowed to select clones of higher adaptability and stability. The plant selection based on the distribution of coffee productivity over time allowed the selection of superior clones without accentuate biannuality.

Componentes primários e secundários do rendimento de óleo de pinhão-manso / Primary and secondary yield components of the oil in physic nut (Jatropha curcas L.)

A definição dos critérios para seleção de materiais é especialmente importante para o cultivo do pinhão-manso (Jatropha curcas L.), pois subsidia a caracterização dos ideótipos mais adequados para o plantio e o progresso genético com a prática da seleção. O objetivo deste trabalho foi estimar, por meio de análise de trilha com diagrama em cadeia, os efeitos diretos e indiretos de sete características vegetativas e quatro características de qualidade da matéria-prima sobre o rendimento de óleo de pinhão-manso com 38 meses de cultivo. A produtividade de grãos e o teor de óleo apresentaram efeito direto e positivo sobre o rendimento de óleo, e o volume de copa mostrou-se como um dos principais componentes de efeito indireto e positivo sobre a variável principal. Na população de melhoramento avaliada, as estimativas dos efeitos diretos e indiretos indicaram que a seleção de plantas de maior rendimento de óleo deve considerar genótipos de maior produtividade de grãos e maior volume de copa, mantendo-se a variabilidade para as outras características avaliadas.

The definition of the most suitable plant selection criteria is especially important for Jatropha curcas L. as subsidies the genetic progress estimates and the ideotype characterization, described in terms of the traits that are thought to enhance genetic yield potential. The objective of this study was to estimate the direct and indirect effects of seven vegetative traits and four seed quality traits on J. curcas oil yield. The traits grain yield and the weight of the nuts showed direct and positive effect on the oil yield. The tree volume showed the major indirect and positive effect on the main variable through grain yield. The development of J. curcas with higher oil yield in the evaluated population has to consider the selection of plants with higher yield and tree volume, maintaining the variability of the grain quality traits.