Amylose content and micromorphology of popcorn progenies with different popping expansion volumes / Teores de amilose e micromorfologia de progênies de milho-pipoca com diferentes volumes de expansão

ABSTRACT: Popcorn (Zea mays var. everta) has a higher commercial value than common maize, in addition to being a popular food among consumers. Today, there is a constant search for cultivars with superior performance for several traits of interest in the case of popcorn, yield and popping expansion. On this basis, this project proposes to characterize progenies of popcorn with different values ​​of expansion capacity regarding chemical composition and micromorphology. Kernels from the fifth cycle (C5) of intrapopulation recurrent selection were evaluated. The progenies were selected based on the popping expansion volume of their kernels. The kernels were quantified for amylose and analyzed for starch granule arrangement and pericarp thickness by scanning electron microscopy. Progenies with low popping expansion volume (0 and 7 mL g-1) showed amylose contents of 21.24 and 20.18%, respectively; a less compact endosperm, with individual starch granules interspaced with empty spaces; and pericarp thickness between 40.94 and 38.99 µm, respectively. By contrast, progenies with high popping expansion volume (30 and 35 mL g-1) showed amylose contents of 23.92 and 26.10%; a vitreous endosperm; more-compact starch granules without empty spaces in between; and pericarp thickness between 107.66 and 107.84 µm. Progenies with higher popping expansion volume exhibited a thicker pericarp, a high amylose percentage and a more-compact endosperm, whereas those with the lower expansion volumes showed a thinner pericarp, a lower amylose percentage and individual starch granules.

RESUMO: O milho-pipoca (Zea mays var. everta) tem um valor comercial mais elevado do que o milho comum e é um alimento popular entre os consumidores. Hoje, existe uma constante busca por cultivares com desempenho superior para os diversos caracteres de interesse, no caso da pipoca, produtividade e capacidade de expansão. O trabalho propõe caracterizar progênies de milho-pipoca com diferentes valores de capacidade de expansão quanto à composição química e micromorfologia. Foram estudados grãos do quinto ciclo (C5) de seleção recorrente intrapopulacional. As progênies foram selecionadas com base nos valores de capacidade de expansão de seus grãos. Os grãos foram quantificados para amilose e analisados quanto ao arranjo dos grânulos de amido e espessura do pericarpo por microscopia eletrônica de varredura. Progênies com baixa capacidade de expansão (0 e 7 mL g-1) apresentaram teor de amilose de 21,24 e 20,18% respectivamente; endosperma menos compacto, com grânulos de amido individualizados e intercalados com espaços vazios; e espessura do pericarpo medindo entre 40,94 e 38,99 µm, respectivamente. Por outro lado, progênies com alta capacidade de expansão (30 e 35 mL g-1) apresentaram teor de amilose de 23,92 e 26,10%, endosperma vítreo, sendo os grânulos de amido mais compactos e sem espaços vazios entre eles; e espessura do pericarpo medindo entre 107,66 e 107,84 µm. Progênies com altos valores de capacidade de expansão apresentam maior espessura de pericarpo, alta porcentagem de amilose e endosperma mais compactado, enquanto as com menores valores de expansão, apresentam menor espessura do pericarpo, menor porcentagem de amilose e grânulos de amido individualizados.

Evaluation of maize top crosses under two nitrogen levels / Avaliação de top crosses de milho em duas doses de nitrogênio

Maize crops in Brazil have a wide diversity of management systems. There is a large contingent of family agriculture, which uses little or no agricultural inputs, compared to the rural enterprise which uses the most modern production systems. This difference in the management systems is particularly noticeable in relation to consumption of fertilizers, especially nitrogenous ones. Therefore it is necessary to obtain plants with efficient nitrogen (N) use that also respond to applied nitrogen. Thus, the aim of the study was to evaluate the performance of S0:1 progenies, in top crosses, under two nitrogen levels and select the best ones based on responsiveness and efficiency. Sixty seven S0:1 progenies from populations of single cross hybrids were crossed with two testers (T1 - single cross hybrid; T2 - population per se). A hundred and thirty four hybrid progenies plus ten controls were evaluated in two field trials with different levels of nitrogen (one with average levels - 50 kg ha-1 of N - and the other with low levels of nitrogen - 25 kg ha-1 of N) in a 12 x 12 triple lattice design. It is possible to identify and to select progenies from commercial single cross hybrids that are efficient and responsive to nitrogen application. The non-additive effect was as important as the additive effect for grain yield under different nitrogen levels.

A cultura do milho no Brasil tem uma ampla diversidade no sistema de manejo. Há um grande contingente de agricultura tipicamente familiar que usa pouco insumo agrícola, e também empresas rurais que utilizam o que há de mais moderno em sistema de produção. Essa diferença no sistema de manejo fica bem evidenciada no que refere ao consumo de fertilizantes, especialmente os nitrogenados. Por isso, é necessário obter plantas eficientes no uso de nitrogênio (N) e, ao mesmo tempo, que sejam responsivas ao N aplicado. Desse modo, neste trabalho, objetivou-se avaliar a resposta, a diferentes níveis de N, de progênies S0:1 de milho e sua capacidade de combinação, utilizando dois testadores diferentes. Foram utilizadas 67 progênies S0:1, oriundas de híbridos comerciais, em topcross com dois testadores (T1 - híbrido simples; T2 - população per ser das progênies S0:1). Os top crosses foram avaliados, juntamente com 10 testemunhas, em dois experimentos com diferentes níveis de nitrogênio (nível médio - 50 kg ha-1 de N - e outro com nível baixo - 25 kg ha-1 de N), no delineamento experimental látice triplo 12 x 12. Os resultados obtidos permitiram verificar que não ocorreu alteração no comportamento dos top crosses em diferentes doses de nitrogênio, para produtividade de grãos. É possível identificar e selecionar progênies parcialmente endogâmicas responsivas e eficientes na utilização de N, provenientes de híbridos comerciais. Os efeitos não-aditivos foram tão importantes quanto os efeitos aditivos para produtividade de grão sob diferentes níveis de nitrogênios.

Predição de médias de linhagens obtidas de híbridos simples de milho (Zea mays L. ) / Prediction of maize (Zea mays L. ) inbred lines means from single-crosses

A utilização de milho híbrido foi o principal fator responsável pelo aumento na produtividade de grãos. Para a obtenção de híbridos é necessária a identificação da população mais promissora para a extração de linhagens. Entre os procedimentos que auxiliam os melhoristas nessa escolha, destaca-se a estimativa de m+a', que corresponde à média de todas as linhagens na geração S".O presente trabalho foi conduzido com os objetivos de estimar a contribuição dos locos em heterozigose (d) e a contribuição dos locos em homozigose (m+a') de caracteres morfofisiológicos para verificar o potencial de híbridos comerciais. Foram utilizadas as gerações F1 e F2 de dez híbridos simples comerciais. Os experimentos foram conduzidos em Lavras, na Fazenda Experimental Vitorinha e em Ijaci, no ano agrícola de 2005/06. Os tratamentos foram avaliados utilizando-se o delineamento em blocos casualizados, com três repetições, sendo os dados tomados em cinco plantas/repetição. Os caracteres avaliados foram: altura de plantas, altura de espiga, número de folhas acima da espiga, diâmetro do colmo, comprimento da espiga, diâmetro da espiga, diâmetro do sabugo, peso da espiga e peso de grãos. Maiores estimativas de m+a' para o caráter peso de grãos foram obtidas para os híbridos A2555 e AG7000, evidenciando o maior potencial para extração de linhagens. A heterose foi responsável, em média, por 69,36 por cento da produção da geração F1. As correlações entre o desempenho da geração F1 e m+a' e F1 e d foram não significativas indicando não haver possibilidade de selecionar populações com base na média da geração F1.

The use of hybrid corn was the main factor in grain yield increase. In order to obtain hybrids, the identification of the best population for inbred lines extraction is needed. The m+a'estimation is an outstanding procedure for such a choice. It stands for the means of all inbred lines in the generation S". This work was carried out with the aim of estimating the contribution of both locus in heterozigosis (d) and locus in homozigosis (m+a') of morphophisiological characters in order to find out the potential of commercial hybrids. Both F1 and F2 generations of ten commercial ordinary hybrids were used. The experiments were carried out in Lavras, at Fazenda Experimental Vitorinha and in Ijaci in the agricultural year of 2005/06. The treatments were evaluated by using a randomized complete block design with three replications. Data were taken from five plants. The evaluated characteristics were as it follows: plant height, ear height, number of leaves over the ear, colm diameter, ear length, ear diameter, corncob length , ear weight, and grain yield. Higher m+a' estimates for grain yield were reached for both A2555 and AG7000 hybrids, thus showing the best potential for inbred lines extractions. The heterosis was found to account for 69,36 percent of the F1 generation production. The correlations between the F1 generation performance and m+a', and between F1 and d were not significant showing that the population selection of F1 generation means may not be taken as a ground for selecting populations.