Screening and agronomic benefits of the stay-green trait in common bean genotypes / Screening e contribuições agronômicas do caráter stay-green em genótipos de feijão

Selecting a trait linked to metabolic pathways that enhance resistance and tolerance to biotic and abiotic stresses may be an excellent alternative. A practical approach to increase the productivity of annual crops is to maximize the photosynthetic efficiency in plant breeding. The purpose of this study was to discriminate common bean genotypes during physiological senescence with regard to the stay-green trait and analyze its effects on other traits of agronomic interest. Ten common bean genotypes were analyzed in a randomized complete block design with three replications. The stay-green trait was assessed by visual scores at harvest. The chlorophyll a content, chlorophyll b and green pod color were also evaluated during senescence (75, 80, 85, 90, and 95 days after sowing). Pod maturation of all evaluated genotypes was standard when they reached 95 days after sowing. The stay - green feature was detected only in the genotypes BRS Expedito, FT - Tarumã and BAF071. Genetic variability in the mechanisms related to late senescence is indicated by: i) a high initial chlorophyll a content; and ii) reduced chlorophyll degradation throughout senescence. Plants with stay-green properties were significantly correlated with a lower incidence and severity of plant pathology, greater stem diameter, and higher grain yield.

Selecionar uma característica relacionada às vias metabólicas responsáveis pelo aumento da resistência e/ou tolerância a estresses bióticos e abióticos pode ser uma excelente alternativa no melhoramento de plantas. Uma abordagem prática para aumentar a produtividade das culturas anuais é maximizar a eficiência fotossintética. O objetivo do trabalho foi discriminar genótipos de feijão durante a senescência fisiológica quanto ao caráter stay-green e correlacionar os efeitos sobre outros caracteres de interesse agronômico. Foram avaliados dez genótipos de feijão submetidos ao delineamento de blocos casualizados com três repetições. O caráter stay-green foi mensurado por escores de notas visuais na colheita. Também foram avaliados o teor de clorofila a, teor de clorofila b e coloração verde do legume no decorrer da senescência (75, 80, 85, 90, 95 dias após semeadura). A maturação dos legumes foi padrão para todos osgenótipos avaliados. Os genótipos BRS Expedito, FT - Tarumã e BAF071 apresentaram stay-green, diferentemente dos demais. A variabilidade genética nos mecanismos relacionados a senescência tardia, são detectadas pela: i) elevado teor de clorofila a inicial; e ii) reduzida degradação de clorofila ao longo da senescência. As plantas com stay-green apresentaram correlações significativas com menor incidência e severidade de fitopatologias, maior diâmetro do caule e rendimento de grãos.

Application of multivariate techniques in the evaluation of pure lines of beans / Aplicação de técnicas multivariadas na avaliação de linhas puras de feijão

ABSTRACT: The objective of this study was to apply multivariate techniques, canonical discriminant analysis, and multivariate contrasts, indicating the most favorable inferences in the evaluation of pure lines of beans. The study was conducted at the experimental field of the Institute for Breeding and Molecular Genetics, in Lages, SC, Brazil. The experiment was composed of 24 pure lines of beans from the Santa Catarina test of cultivars. Plant height, numbers of pods and grains per plant, and stem diameter were the variables measured. The complete randomized block design was used with four replications. The data were subjected to multivariate analysis of variance, canonical discriminant analysis, multivariate contrasts and univariate contrasts. The first canonical discriminant function has captured 81% of the total variation in the data. The Scott-Knott test showed two groups of inbred lines at the average -of scores of the first canonical discriminant function. It was considered that testing hypotheses with the canonical scores may result in loss of information obtained from the original data. Multivariate contrasts indicated differences within the group formed by the Scott-Knott test. The canonical discriminant analysis and multivariate contrasts are excellent techniques to be combined in the multivariate assessment, being used to explore and test hypotheses, respectively.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi aplicar técnicas multivariadas (análise discriminante canônica e contrastes multivariados) indicando as inferências mais vantajosas na avaliação de linhas puras de feijão. O estudo foi conduzido na área experimental do Instituto de Melhoramento e Genética Molecular em Lages, SC. O experimento foi composto por 24 linhas puras de feijão provenientes do ensaio catarinense de cultivares. Os caracteres mensurados foram: estatura da planta, números de legumes e grãos por planta e diâmetro do caule. Foi usado o delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância multivariada, análise discriminante canônica, contrastes multivariados e univariados. A primeira função linear discriminante canônica captou 81% da variação total contida nos dados. O teste de Scott-Knott formou dois grupos de linhas puras na média dos escores da primeira função linear discriminante canônica. Considera-se que testar as hipóteses com os escores canônicos pode causar perda de informações valiosas obtidas pelos dados originais. Os contrastes multivariados evidenciaram diferenças dentro do grupo formado pelo teste de Scott-Knott. A análise discriminante canônica e os contrastes multivariados são técnicas excelentes para serem combinadas na avaliação multivariada, sendo efetuadas para explorar e testar hipóteses, respectivamente.

Reflexo da interação genótipo x ambiente sobre o melhoramento genético de feijão / Reflex of genotype x environment interaction on the genetic improvement of bean

RESUMO: O objetivo foi avaliar os componentes da variância fenotípica e estimar a influência da interação genótipo*ambiente no rendimento de grãos em feijão. Os componentes da variância fenotípica foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita e do melhor preditor linear não viesado (REML/BLUP), juntamente com o espaço de inferência específico. As avaliações foram realizadas nas safras agrícolas de 2006/07 a 2011/12 no município de Lages/SC. Durante o período, 104 genótipos foram avaliados. Os dados são desbalanceados, sendo que 13 genótipos permaneceram nos ensaios em todos os anos. Observando os resultados, foi possível visualizar que a grande variação (59,0%) no comportamento dos genótipos ao longo dos anos é atribuída principalmente à variância do ambiente (σ2a=436.245). Houve diferença significativa entre genótipos para todos os ambientes. Porém, a diferença entre eles foi constante, ou seja, os genótipos não responderam de modo diferenciado frente aos ambientes. A interação genótipo*ambiente (σ2ga=1.368) responde preponderantemente por uma ínfima alteração (0,2%) na variação fenotípica, não discriminando de genótipos de feijão quanto ao rendimento de grãos em Lages/SC. Este fato favorece programas de melhoramento vegetal, onde a interação genótipo*ambiente poderia dificultar a distinção, seleção e recomendação de constituições genotípicas superiores. Nessa situação, processos de recomendação de cultivares (ensaio de valor de cultivo e uso - VCU) que mantenham os mesmos genótipos dispensam avaliações sucessivas, pois o ranqueamento é paralelo no decorrer dos anos.

ABSTRACT: The objective of this research was to evaluate the phenotypic variance components and estimate the influence of interaction genotype*environment in grain yield of beans. The variance components were estimated by the method restricted maximum likelihood and best linear unbiased prediction (REML / BLUP), along with the specific space of inference. Data were collected during the crop seasons 2006/07 to 2011/12 in Lages, SC - Brazil. During this period, 104 genotypes were evaluated. The data are unbalanced and 13 genotypes remained presents in all the assays years. Observing the results it was possible to see that the large variation (59.0%) in the performance of genotypes over the years is primarily attributable to the variance of the environment (σ2a=436245). There were significant differences among genotypes for all environments, but the difference between them were constant, ie, the genotypes did not respond differently in environments. Genotype*environment responds primarily by very small changes (0.2%) in the phenotypic variation (σ2ga=1368), with no parameters to discriminate the grain yield of genotypes in Lages, SC - Brazil. This fact makes easier the selection in plant breeding programs, where interaction genotype*environment could hinder distinction and selection of superior genotypic constitutions. In this situation, the processes of recommendation from improved lines (assay value for cultivation and use - VCU) that maintain the same genotypes dispense successive evaluations, since the ranking is parallel over the years.