Genotype by environment interactions for body weight in Mediterranean buffaloes using reaction norm models / Interacción genotipo × ambiente para peso corporal de búfalos Mediterráneos utilizando modelos de norma de reacción / Interação genótipo × ambiente para peso corporal de búfalos Mediterrâneos utilizando modelos de norma de reação

Abstract Background: Buffalo breeding has significantly increased in Brazil over recent years. However, few genetic evaluations have been conducted. Objective: To assess Genotype x Environment Interactions in the Mediterranean Water Buffalo in Brazil, for weight at 205 days of age, using reaction norm models via random regression. Methods: Data for buffaloes born between 1990 and 2014 were collected from five farms ascribed to the Brazilian Buffaloe Improvement Program, located in the North (1), Northeast (1), South (2) and Southeast (1) regions of Brazil. The initial database consisted of 5,280 observations at 205 days of age (W205). We assessed fit using two hierarchical reaction norm models: a two-step (HRNM2s) and a one-step (HRNM1s). Model fit was estimated using the Deviance Information Criterion, Deviance Based on Bayes Factors and Deviance based on Conditional Predictive Ordinate. The environmental descriptors were created to group individuals into common production environments based on year, season, herd and sex. Results: The best fit was obtained for the hierarchical reaction norm model with one-step (HRNM1s). Direct heritability estimates for this model ranged from 0.17 to 0.67 and the maternal heritability from 0.02 to 0.11 with increasing environmental gradient. Lower correlations among the sire classifications were obtained in comparison with HRNM1s in environments with low and high management, confirming the presence of genotype x environment interactions. Conclusion: We recommend a wider application of genetic evaluation in buffalo aimed at identifying optimal genotypes within specific environments.

Resumen Antecedentes: La cría de búfalos ha aumentado significativamente en Brasil en los últimos años. Sin embargo, se han realizado escasas evaluaciones genéticas. Objetivo: Evaluar las interacciones genotipo x ambiente en búfalos de agua Mediterráneos criados en Brasil, para peso a los 205 días de edad, utilizando modelos de reacción mediante regresión aleatoria. Métodos: Los datos de búfalos nacidos entre 1990 y 2014 se obtuvieron de cinco granjas situadas en el Norte (1), Nordeste (1), Sur (2) y del Sureste (1) de Brasil. Todas estas haciendas participan en el Programa Brasileño de Mejoramiento de Búfalos. Nuestra base de datos inicial consistió de 5.280 observaciones a los 205 días de edad (P205). Evaluamos el ajuste utilizando dos modelos de norma de reacción jerárquica: de dos pasos (HRNM2s) y un paso (HRNM1s). El ajuste del modelo se estimó usando el Criterio de información de la desviación, desviación basado en los factores de bayes y desviación basado en la ordenación predictiva condicional. Los descriptores ambientales fueron creados para agrupar individuos en ambientes de producción comunes basados en año, estación, rebaño y sexo. Resultados: El mejor ajuste se obtuvo para el modelo de norma de reacción jerárquica con un paso (HRNM1s). Las estimaciones de heredabilidad directa para este modelo variaron de 0,17 a 0,67 y la heredabilidad materna de 0,02 a 0,11 con gradiente ambiental creciente. Las correlaciones más bajas entre las clasificaciones de los reproductores se obtuvieron en comparación con las HRNM1s, en ambientes con bajo y alto manejo, confirmando la presencia de interacciones genotipo x ambiente. Conclusiones: Recomendamos la aplicación amplia de la evaluación genética en búfalos para identificar genotipos óptimos en ambientes específicos.

Resumo Antecedentes: A criação de búfalos aumentou significativamente no Brasil nos últimos anos. No entanto, eles raramente foram objeto de avaliações genéticas. Objetivo: Avaliar as interações genótipo x ambiente em búfalo Mediterrâneo criados no Brasil, para peso aos 205 dias de idade, utilizando modelos de reação por meio de regressão aleatória. Métodos: Os dados para búfalos de água do Mediterrâneo nascidos entre 1990 e 2014 foram coletados de cinco fazendas localizadas nas regiões Norte (1), Nordeste (1), Sul (2) e Sudeste (1) do Brasil. Todas essas fazendas participam do Programa Brasileiro de Melhoramento dos Búfalos. Nosso banco de dados inicial consistiu de 5.280 observações aos 205 dias de idade (P205). Nós avaliamos o ajuste usando dois modelos de norma de reação hierárquica: um de dois passos (HRNM2s) e um passo (HRNM1s). O ajuste do modelo foi estimado usando o Critério de informações do desvio, desvio baseado nos fatores de bayes e desvio baseado na ordenação preditiva condicional. Os descritores ambientais foram criados para agrupar indivíduos em ambientes de produção comuns baseados em ano, estação, rebanho e sexo. Resultados: O melhor ajuste foi obtido para o modelo de norma de reação hierárquica com um passo (HRNM1s). As estimativas de herdabilidade direta para este modelo variaram de 0,17 a 0,67 e a herdabilidade materna de 0,02 a 0,11 com gradiente ambiental crescente. As correlações mais baixas entre as classificações dos reprodutores foram obtidas em comparação com as HRNM1s, em ambientes com baixo e alto manejo, confirmando a presença de interações genótipo x ambiente. Conclusões: Recomendamos a aplicação mais ampla da avaliação genética em búfalos visando identificar genótipos ótimos em ambientes específicos.

Desempenho agronômico de linhas endogâmicas recombinadas de pimenta em dois sistemas de cultivo / Agronomic performance of recombinant chili pepper inbred lines in two cultivation systems

As diversidades de clima e de manejo interferem no desenvolvimento e na produtividade vegetal, uma vez que essas características estão diretamente correlacionadas ao genótipo e ao ambiente de cultivo. Neste estudo, o objetivo foi estimar os efeitos do tipo de manejo sob o desempenho agronômico de 12 linhas endogâmicas recombinadas (F7) de pimenta (Capsicum annuum L.), originadas do cruzamento entre um acesso de pimentão suscetível à mancha-bacteriana (UENF 1421) e um acesso de pimenta resistente (UENF 1381). Dois experimentos foram conduzidos, sendo um deles em condições de campo, em Campos dos Goytacazes, RJ e o outro em sistema orgânico e cultivo protegido, em Seropédica, RJ. Foram avaliados o número total de frutos (NTF), peso total de frutos (PTF), peso médio dos frutos (PMF), comprimento dos frutos (CF), diâmetro dos frutos (DF), relação comprimento/diâmetro do fruto (CF/DF) e a presença de capsaicina (CAPS). Foram realizadas a análise conjunta e o estudo da decomposição da interação genótipo x ambiente (G x A). Estimaram-se os componentes quadráticos genotípico e da interação G x A, o coeficiente de determinação genotípico e de variação genético e do índice de variação. A interação G x A foi significativa para o número, o peso total e médio de frutos, além do diâmetro do fruto e da relação comprimento/diâmetro. Com exceção do comprimento do fruto, o cultivo protegido e orgânico propiciou melhores médias para todas as características estudadas. Os parâmetros estudados mostraram que as causas de variação foram devidas às diferenças genéticas existentes entre as linhas e que o peso total de frutos foi a característica mais influenciada pelo manejo empregado. Entre as linhas pungentes, no cultivo em campo, a linha 2 mostrou alta capacidade produtiva e, para o cultivo protegido, a linha 8 obteve o maior número de frutos. Entre as não-pungentes, a linha 1 foi superior em ambos os ambientes.

Climate and management diversity play an important role in crop production, since these characteristics are related to genotype and cultivation environment. The aim of this study was to evaluate the effects of genotype, environment and genotype-environmental interaction (GE) in 12 recombinant inbred lines of C. annuum. These lines were originated from crosses between the following accessions: a sweet pepper cultivar (susceptible to bacterial spot) and a chili pepper (resistant to bacterial spot). Two tests were conducted, the first in a conventional agriculture system, under field conditions and the second in ecological or organic system, under greenhouse conditions. The field experiment was carried out in Campos dos Goytacazes, RJ. The greenhouse experiment was conducted in Seropédica, RJ. Both experiments were performed using a randomized block design with three replications. The measured variables were total fruit number (TFN); total fruit weight (TFW); mean fruit weight (MFW); fruit length (FL); fruit diameter (FD); length/diameter fruit ratio (FL/FD) and capsaicin presence (CAPS). Data obtained for each experimental condition were submitted to variance analysis, joint variance analysis, and partitioning of genotype environment interaction. Genotype and GE quadratic components, genotypic determination coefficient, genetic variation coefficient and variation index were determined. The GE interaction was significant for TFN, TFW, MFN, FD, and FL/FD. Cultivation under greenhouse conditions was responsible for the highest mean performance for every trait studied but FL. Values observed for genetic variation were greater than values obtained for environmental variation. For field conditions, the high yield ability observed for line 2 (pungent) is suggestive of a potential to be used as a commercial genotype. For greenhouse conditions, line 8 (pungent), had higher fruit number yield. Line 1 (non-pungent) also seems promising for commercial...

Desempenho agronômico de linhas endogâmicas recombinadas de pimenta em dois sistemas de cultivo

Climate and management diversity play an important role in crop production, since these characteristics are related to genotype and cultivation environment. The aim of this study was to evaluate the effects of genotype, environment and genotype-environmental interaction (GE) in 12 recombinant inbred lines of C. annuum. These lines were originated from crosses between the following accessions: a sweet pepper cultivar (susceptible to bacterial spot) and a chili pepper (resistant to bacterial spot). Two tests were conducted, the first in a conventional agriculture system, under field conditions and the second in ecological or organic system, under greenhouse conditions. The field experiment was carried out in Campos dos Goytacazes, RJ. The greenhouse experiment was conducted in Seropédica, RJ. Both experiments were performed using a randomized block design with three replications. The measured variables were total fruit number (TFN); total fruit weight (TFW); mean fruit weight (MFW); fruit length (FL); fruit diameter (FD); length/diameter fruit ratio (FL/FD) and capsaicin presence (CAPS). Data obtained for each experimental condition were submitted to variance analysis, joint variance analysis, and partitioning of genotype environment interaction. Genotype and GE quadratic components, genotypic determination coefficient, genetic variation coefficient and variation index were determined. The GE interaction was significant for TFN, TFW, MFN, FD, and FL/FD. Cultivation under greenhouse conditions was responsible for the highest mean performance for every trait studied but FL. Values observed for genetic variation were greater than values obtained for environmental variation. For field conditions, the high yield ability observed for line 2 (pungent) is suggestive of a potential to be used as a commercial genotype. For greenhouse conditions, line 8 (pungent), had higher fruit number yield. Line 1 (non-pungent) also seems promising for commercial cultivation under both conditions.

As diversidades de clima e de manejo interferem no desenvolvimento e na produtividade vegetal, uma vez que essas características estão diretamente correlacionadas ao genótipo e ao ambiente de cultivo. Neste estudo, o objetivo foi estimar os efeitos do tipo de manejo sob o desempenho agronômico de 12 linhas endogâmicas recombinadas (F7) de pimenta (Capsicum annuum L.), originadas do cruzamento entre um acesso de pimentão suscetível à mancha-bacteriana (UENF 1421) e um acesso de pimenta resistente (UENF 1381). Dois experimentos foram conduzidos, sendo um deles em condições de campo, em Campos dos Goytacazes, RJ e o outro em sistema orgânico e cultivo protegido, em Seropédica, RJ. Foram avaliados o número total de frutos (NTF), peso total de frutos (PTF), peso médio dos frutos (PMF), comprimento dos frutos (CF), diâmetro dos frutos (DF), relação comprimento/diâmetro do fruto (CF/DF) e a presença de capsaicina (CAPS). Foram realizadas a análise conjunta e o estudo da decomposição da interação genótipo x ambiente (G x A). Estimaram-se os componentes quadráticos genotípico e da interação G x A, o coeficiente de determinação genotípico e de variação genético e do índice de variação. A interação G x A foi significativa para o número, o peso total e médio de frutos, além do diâmetro do fruto e da relação comprimento/diâmetro. Com exceção do comprimento do fruto, o cultivo protegido e orgânico propiciou melhores médias para todas as características estudadas. Os parâmetros estudados mostraram que as causas de variação foram devidas às diferenças genéticas existentes entre as linhas e que o peso total de frutos foi a característica mais influenciada pelo manejo empregado. Entre as linhas pungentes, no cultivo em campo, a linha 2 mostrou alta capacidade produtiva e, para o cultivo protegido, a linha 8 obteve o maior número de frutos. Entre as não-pungentes, a linha 1 foi superior em ambos os ambientes.

Desempenho agronômico de linhas endogâmicas recombinadas de pimenta em dois sistemas de cultivo

Climate and management diversity play an important role in crop production, since these characteristics are related to genotype and cultivation environment. The aim of this study was to evaluate the effects of genotype, environment and genotype-environmental interaction (GE) in 12 recombinant inbred lines of C. annuum. These lines were originated from crosses between the following accessions: a sweet pepper cultivar (susceptible to bacterial spot) and a chili pepper (resistant to bacterial spot). Two tests were conducted, the first in a conventional agriculture system, under field conditions and the second in ecological or organic system, under greenhouse conditions. The field experiment was carried out in Campos dos Goytacazes, RJ. The greenhouse experiment was conducted in Seropédica, RJ. Both experiments were performed using a randomized block design with three replications. The measured variables were total fruit number (TFN); total fruit weight (TFW); mean fruit weight (MFW); fruit length (FL); fruit diameter (FD); length/diameter fruit ratio (FL/FD) and capsaicin presence (CAPS). Data obtained for each experimental condition were submitted to variance analysis, joint variance analysis, and partitioning of genotype environment interaction. Genotype and GE quadratic components, genotypic determination coefficient, genetic variation coefficient and variation index were determined. The GE interaction was significant for TFN, TFW, MFN, FD, and FL/FD. Cultivation under greenhouse conditions was responsible for the highest mean performance for every trait studied but FL. Values observed for genetic variation were greater than values obtained for environmental variation. For field conditions, the high yield ability observed for line 2 (pungent) is suggestive of a potential to be used as a commercial genotype. For greenhouse conditions, line 8 (pungent), had higher fruit number yield. Line 1 (non-pungent) also seems promising for commercial cultivation under both conditions.

As diversidades de clima e de manejo interferem no desenvolvimento e na produtividade vegetal, uma vez que essas características estão diretamente correlacionadas ao genótipo e ao ambiente de cultivo. Neste estudo, o objetivo foi estimar os efeitos do tipo de manejo sob o desempenho agronômico de 12 linhas endogâmicas recombinadas (F7) de pimenta (Capsicum annuum L.), originadas do cruzamento entre um acesso de pimentão suscetível à mancha-bacteriana (UENF 1421) e um acesso de pimenta resistente (UENF 1381). Dois experimentos foram conduzidos, sendo um deles em condições de campo, em Campos dos Goytacazes, RJ e o outro em sistema orgânico e cultivo protegido, em Seropédica, RJ. Foram avaliados o número total de frutos (NTF), peso total de frutos (PTF), peso médio dos frutos (PMF), comprimento dos frutos (CF), diâmetro dos frutos (DF), relação comprimento/diâmetro do fruto (CF/DF) e a presença de capsaicina (CAPS). Foram realizadas a análise conjunta e o estudo da decomposição da interação genótipo x ambiente (G x A). Estimaram-se os componentes quadráticos genotípico e da interação G x A, o coeficiente de determinação genotípico e de variação genético e do índice de variação. A interação G x A foi significativa para o número, o peso total e médio de frutos, além do diâmetro do fruto e da relação comprimento/diâmetro. Com exceção do comprimento do fruto, o cultivo protegido e orgânico propiciou melhores médias para todas as características estudadas. Os parâmetros estudados mostraram que as causas de variação foram devidas às diferenças genéticas existentes entre as linhas e que o peso total de frutos foi a característica mais influenciada pelo manejo empregado. Entre as linhas pungentes, no cultivo em campo, a linha 2 mostrou alta capacidade produtiva e, para o cultivo protegido, a linha 8 obteve o maior número de frutos. Entre as não-pungentes, a linha 1 foi superior em ambos os ambientes.

Desempenho agronômico de linhas endogâmicas recombinadas de pimenta em dois sistemas de cultivo

Climate and management diversity play an important role in crop production, since these characteristics are related to genotype and cultivation environment. The aim of this study was to evaluate the effects of genotype, environment and genotype-environmental interaction (GE) in 12 recombinant inbred lines of C. annuum. These lines were originated from crosses between the following accessions: a sweet pepper cultivar (susceptible to bacterial spot) and a chili pepper (resistant to bacterial spot). Two tests were conducted, the first in a conventional agriculture system, under field conditions and the second in ecological or organic system, under greenhouse conditions. The field experiment was carried out in Campos dos Goytacazes, RJ. The greenhouse experiment was conducted in Seropédica, RJ. Both experiments were performed using a randomized block design with three replications. The measured variables were total fruit number (TFN); total fruit weight (TFW); mean fruit weight (MFW); fruit length (FL); fruit diameter (FD); length/diameter fruit ratio (FL/FD) and capsaicin presence (CAPS). Data obtained for each experimental condition were submitted to variance analysis, joint variance analysis, and partitioning of genotype environment interaction. Genotype and GE quadratic components, genotypic determination coefficient, genetic variation coefficient and variation index were determined. The GE interaction was significant for TFN, TFW, MFN, FD, and FL/FD. Cultivation under greenhouse conditions was responsible for the highest mean performance for every trait studied but FL. Values observed for genetic variation were greater than values obtained for environmental variation. For field conditions, the high yield ability observed for line 2 (pungent) is suggestive of a potential to be used as a commercial genotype. For greenhouse conditions, line 8 (pungent), had higher fruit number yield. Line 1 (non-pungent) also seems promising for commercial cultivation under both conditions.

As diversidades de clima e de manejo interferem no desenvolvimento e na produtividade vegetal, uma vez que essas características estão diretamente correlacionadas ao genótipo e ao ambiente de cultivo. Neste estudo, o objetivo foi estimar os efeitos do tipo de manejo sob o desempenho agronômico de 12 linhas endogâmicas recombinadas (F7) de pimenta (Capsicum annuum L.), originadas do cruzamento entre um acesso de pimentão suscetível à mancha-bacteriana (UENF 1421) e um acesso de pimenta resistente (UENF 1381). Dois experimentos foram conduzidos, sendo um deles em condições de campo, em Campos dos Goytacazes, RJ e o outro em sistema orgânico e cultivo protegido, em Seropédica, RJ. Foram avaliados o número total de frutos (NTF), peso total de frutos (PTF), peso médio dos frutos (PMF), comprimento dos frutos (CF), diâmetro dos frutos (DF), relação comprimento/diâmetro do fruto (CF/DF) e a presença de capsaicina (CAPS). Foram realizadas a análise conjunta e o estudo da decomposição da interação genótipo x ambiente (G x A). Estimaram-se os componentes quadráticos genotípico e da interação G x A, o coeficiente de determinação genotípico e de variação genético e do índice de variação. A interação G x A foi significativa para o número, o peso total e médio de frutos, além do diâmetro do fruto e da relação comprimento/diâmetro. Com exceção do comprimento do fruto, o cultivo protegido e orgânico propiciou melhores médias para todas as características estudadas. Os parâmetros estudados mostraram que as causas de variação foram devidas às diferenças genéticas existentes entre as linhas e que o peso total de frutos foi a característica mais influenciada pelo manejo empregado. Entre as linhas pungentes, no cultivo em campo, a linha 2 mostrou alta capacidade produtiva e, para o cultivo protegido, a linha 8 obteve o maior número de frutos. Entre as não-pungentes, a linha 1 foi superior em ambos os ambientes.