Predominant trait inheritance in wheat with multivariate approach / Herança predominante de caracteres em trigo com enfoque multivariado

ABSTRACT: The objective of this study was to analize the inheritance of characters in wheat using multivariate analysis of variance. Sixteen genetic constitutions were evaluated between commercial cultivars and progenies F1 and F2. Treatments were arranged in completely randomized blocks, with three replicates. Five characters were evaluated. Multivariate analysis of variance and multivariate contrasts were then performed to test the hypotheses. The significant differences, obtained for comparison between parents and progenies F1, may be evidence of heterosis occurrence. However, only comparisons between progenies P1_P3 (F1) vs. P1_P3 (F2) and P4_P2 (F1) vs. P4_P2 (F2) showed significant differences. Multivariate analysis of variance revealed that inheritance of the characters studied is predominantly of the additive type. It is possible that, this occurred due to the degree of relationship between parents who reunited identical alleles at the same locus, by ancestry, as a result of inbreeding effects. The knowledge of additive inheritance may represent a faster incorporation of resistance or quality characteristics in new cultivars.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi estudar a herança de caracteres em trigo utilizando análise de variância multivariada. Foram avaliadas dezesseis constituições genéticas, entre cultivares comerciais e progênies F1 e F2. Os tratamentos foram dispostos em blocos completos casualizados, com três repetições. Cinco caracteres foram mensurados. Para testar as hipóteses foi realizada análise de variância multivariada, e posteriormente contrastes multivariados. As diferenças significativas obtidas para as comparações entre os genitores e as progênies F1, podem ser indícios da ocorrência de heterose. No entanto, somente as comparações entre as progênies P1_P3 (F1) vs. P1_P3 (F2) e P4_P2 (F1) vs. P4_P2 (F2) apresentaram diferenças significativas. A análise de variância multivariada revelou que a herança dos caracteres estudados é predominantemente do tipo aditiva. Isto ocorreu, possivelmente pelo grau de parentesco entre os genitores que reuniram alelos idênticos no mesmo loco por ascendência, como resultado dos efeitos da endogamia. O conhecimento da herança aditiva pode representar a incorporação mais rápida de resistência ou de características de qualidade em novas cultivares.

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.