Yield and combining ability stability in different oat populations / Estabilidade da produção e da capacidade de combinação de diferentes populações de aveia

The association of stability indexes and diallel analyses can provide a strong tool for the predictability of  selecting  quantitative  traits. Therefore,  the  present work  had  as  objective  to  test  the  stability  of different oat populations, originating from  the combination of fve parental genotypes (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 and URPel 15) as assessed by their general and specifc combining abilities. The  experimental design  consisted of  random blocks with  three  replications. The  experiments were performed in the Centro Agropecuário da Palma, in the experimental feld belonging to the Centro de Genômica e Fitomelhoramento,  in Capão do Leão county, Rio Grande do Sul state. The essays were performed in 2002 and 2003, as one and two experiments, respectively, adding up to three environments. The evaluation in different generations and years was essential to discriminate well the genotypes for the stability of their specifc combining ability effects. The crosses UPF 16 x UPF 18, UPF 16 x UFRGS 7 and UPF 16 x UFRGS 17 were found to be promising regarding the increase grain yield by indirect selecting number of panicles per plant, number of grains per panicle and panicle weight, respectively.

O uso da estabilidade em associação à análise dialélica pode representar uma forte ferramenta para a previsibilidade de seleção de caracteres quantitativos. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo testar  a  estabilidade  de  diferentes  populações  de  aveia,  oriundas  de  combinações  envolvendo  cinco genitores (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 e URPel 15), com base nas estimativas da capacidade geral e específca de combinação destes genótipos. O delineamento adotado foi o de blocos casualizados com  três  repetições. Os  experimentos  foram  conduzidos no Centro Agropecuário da Palma, na  área experimental do Centro de Genômica e Fitomelhoramento, localizado no município de Capão do Leão/RS, nos anos de 2002 (um experimento) e 2003 (dois experimentos), formando três ambientes. Para a discriminação das melhores constituições genéticas com base na estabilidade do efeito de capacidade específca de combinação, foi determinante o uso de avaliações em diferentes gerações e anos de cultivo. Os  cruzamentos entre UPF 16 x UPF 18, UPF 16 x UFRGS 7  e UPF 16 x UFRGS 17,  se  revelam promissores no incremento do rendimento de grãos via seleção indireta através do número de panículas por planta, número de grãos por panícula e peso de panícula, respectivamente.

Yield and combining ability stability in different oat populations / Estabilidade da produção e da capacidade de combinação de diferentes populações de aveia

The association of stability indexes and diallel analyses can provide a strong tool for the predictability of  selecting  quantitative  traits. Therefore,  the  present work  had  as  objective  to  test  the  stability  of different oat populations, originating from  the combination of fve parental genotypes (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 and URPel 15) as assessed by their general and specifc combining abilities. The  experimental design  consisted of  random blocks with  three  replications. The  experiments were performed in the Centro Agropecuário da Palma, in the experimental feld belonging to the Centro de Genômica e Fitomelhoramento,  in Capão do Leão county, Rio Grande do Sul state. The essays were performed in 2002 and 2003, as one and two experiments, respectively, adding up to three environments. The evaluation in different generations and years was essential to discriminate well the genotypes for the stability of their specifc combining ability effects. The crosses UPF 16 x UPF 18, UPF 16 x UFRGS 7 and UPF 16 x UFRGS 17 were found to be promising regarding the increase grain yield by indirect selecting number of panicles per plant, number of grains per panicle and panicle weight, respectively.

O uso da estabilidade em associação à análise dialélica pode representar uma forte ferramenta para a previsibilidade de seleção de caracteres quantitativos. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo testar  a  estabilidade  de  diferentes  populações  de  aveia,  oriundas  de  combinações  envolvendo  cinco genitores (UPF 16, UPF 18, UFRGS 7, UFRGS 17 e URPel 15), com base nas estimativas da capacidade geral e específca de combinação destes genótipos. O delineamento adotado foi o de blocos casualizados com  três  repetições. Os  experimentos  foram  conduzidos no Centro Agropecuário da Palma, na  área experimental do Centro de Genômica e Fitomelhoramento, localizado no município de Capão do Leão/RS, nos anos de 2002 (um experimento) e 2003 (dois experimentos), formando três ambientes. Para a discriminação das melhores constituições genéticas com base na estabilidade do efeito de capacidade específca de combinação, foi determinante o uso de avaliações em diferentes gerações e anos de cultivo. Os  cruzamentos entre UPF 16 x UPF 18, UPF 16 x UFRGS 7  e UPF 16 x UFRGS 17,  se  revelam promissores no incremento do rendimento de grãos via seleção indireta através do número de panículas por planta, número de grãos por panícula e peso de panícula, respectivamente.

Associated mechanisms of aluminum tolerance in plants / Mecanismos associados à tolerância ao alumínio em plantas

Aluminum toxicity is one of the major limiting factor regarding plant development in acid soils. The use of liming for correcting soil pH is not viable for some of acid soil areas (technique or economic reasons), making the development of Al tolerant genotypes the best alternative. Thus, the tolerance mechanisms as well as the genetic basis of Al tolerance has deserved special attention in the scientific community. In the last years, a significant progress has been achieved towards these goals, as well as in developing cultivars adapted to acid soils. The Al tolerance mechanisms are divided basically in two classes: the exclusion mechanisms that act after absorption or blocking its entry in the root system and those involved in detoxification, complexing the Al in specific organelles, mainly in the vacuoles. In many species, physiological mechanisms have been reported as responsible for the activation of organic acids (mainly citrate and malate) that act as Al quelating agents, however many process are not yet understood and cleared. Currently, the basis for the internal detoxification is becoming clear through organic acid complexes and there sequestering by the vacuoles. Other potential mechanisms are the target for discussions.

A toxicidade do alumínio é um dos principais fatores limitantes do desenvolvimento das plantas em solos ácidos. Pelo fato da utilização de corretivos da acidez do solo não ser a estratégia mais viável em muitas situações com solos ácidos (por razões técnicas e econômicas), o desenvolvimento de genótipos tolerantes ao Al tem sido o caminho mais focado, assim a investigação dos mecanismos de tolerância bem como as bases genéticas da tolerância ao Al têm merecido atenção especial pela pesquisa científica. Nos últimos anos, foi gerado um significativo progresso no entendimento das bases dos mecanismos de tolerância ao Al, assim como no desenvolvimento de cultivares mais adaptados as condições de solos ácidos. Os mecanismos de tolerância ao Al conhecidos se resumem basicamente em duas classes: os que agem no sentido de expulsar o Al depois de absorvido ou de impedir sua entrada pela raiz e os mecanismos de desintoxicação, complexando o Al em organelas específicas da planta, principalmente nos vacúolos. Em inúmeras espécies, mecanismos fisiológicos tem sido reportados como responsáveis pela ativação de ácidos orgânicos (principalmente citrato e malato) que atuam como agentes quelantes do Al, porém muitos processos ainda não são bem entendidos e esclarecidos. Atualmente, se começa a entender melhor um segundo mecanismo de tolerância ao Al que envolve a desintoxicação interna do Al atr

Aplicability of phenotypic and canonic correlations and path coefficients in the selection of oat genotypes

Indirect selection through traits of higher heritability and of case measurements can result in larger genetic progress compared to using direct selection. This work was performed with the following objectives: (1) to estimative the phenotypic correlations between individual plant grain yield and agronomic traits of importance in the selection of white oat (Avena sativa L.) genotypes; (2) to identify traits that have the higher direct and indirect effects on grain yield; (3) to determine the intensity of association between primary and secondary components of grain yield; and, (4) to evaluate the consistency of these estimates using five oat genotypes crossed in a diallel format. The number of panicles per plant (NPP) showed to be the trait highest correlated with individual plant grain yield (GY) both through single correlations and through direct effects on grain yields. For weight of a thousand grains (WTG) FONT FACE=Symbol>´ /FONT> GY, in most crosses there was no detected association, leading to possible troubles for breeders, since larger grains were not associated to higher yield, except for the crosses UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17 and UFRGS17 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015. The trait number of grains per plant (NGP) was directly correlated with GY in all crosses, although the direct effects estimates on GY were negative for the crosses UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF18, UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015, UPF18 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17 and UFRGS7 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015, indicating that correlations are not the main causes altering GY, which could be explained, in the present work, by indirect effects via NPP and mainly via panicle weight (PW).

A seleção indireta através de caracteres com maior herdabilidade e de fácil mensuração, poderá resultar num elevado progresso genético em relação ao uso de seleção direta. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de: (1) estimar as correlações fenotípicas entre rendimento de grãos de plantas individuais e caracteres agronômicos de interesse na seleção de genótipos de aveia branca; (2) identificar os caracteres que evidenciam os maiores efeitos diretos e indiretos sobre o rendimento de grãos; (3) determinar a intensidade de associação entre componentes primários e secundários do rendimento de grãos; e, (4) avaliar a consistência dessas estimativas utilizando cinco genótipos de aveia utilizando-se o esquema de cruzamentos dialélicos. O número de panículas por planta (NPP) evidencia ser o caráter mais correlacionado com o rendimento de grãos (RG) de plantas individuais, tanto por meio das correlações simples como via efeitos diretos sobre o rendimento de grãos; Para peso médio de grãos (PMG) FONT FACE=Symbol>´ /FONT> RG, na maioria dos cruzamentos à ausência de associação, podendo revelar dificuldades aos melhoristas, à medida que grãos maiores não estão associados a rendimento superior, exceto para os cruzamentos UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17 e UFRGS17 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015. O caráter número de grãos por panícula (NGP) está diretamente correlacionado com RG em todos os cruzamentos, porém, as estimativas dos efeitos diretos sobre RG foram negativas para os cruzamentos UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF18, UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015, UPF18 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17, indicando que as correlações não são as principais causas de alteração no RG, o que pode ser explicado, no presente trabalho, pelos efeitos indiretos via NPP e principalmente via peso de panícula (PP).

Aplicability of phenotypic and canonic correlations and path coefficients in the selection of oat genotypes

Indirect selection through traits of higher heritability and of case measurements can result in larger genetic progress compared to using direct selection. This work was performed with the following objectives: (1) to estimative the phenotypic correlations between individual plant grain yield and agronomic traits of importance in the selection of white oat (Avena sativa L.) genotypes; (2) to identify traits that have the higher direct and indirect effects on grain yield; (3) to determine the intensity of association between primary and secondary components of grain yield; and, (4) to evaluate the consistency of these estimates using five oat genotypes crossed in a diallel format. The number of panicles per plant (NPP) showed to be the trait highest correlated with individual plant grain yield (GY) both through single correlations and through direct effects on grain yields. For weight of a thousand grains (WTG) FONT FACE=Symbol>´ /FONT> GY, in most crosses there was no detected association, leading to possible troubles for breeders, since larger grains were not associated to higher yield, except for the crosses UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17 and UFRGS17 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015. The trait number of grains per plant (NGP) was directly correlated with GY in all crosses, although the direct effects estimates on GY were negative for the crosses UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF18, UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015, UPF18 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17 and UFRGS7 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015, indicating that correlations are not the main causes altering GY, which could be explained, in the present work, by indirect effects via NPP and mainly via panicle weight (PW).

A seleção indireta através de caracteres com maior herdabilidade e de fácil mensuração, poderá resultar num elevado progresso genético em relação ao uso de seleção direta. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de: (1) estimar as correlações fenotípicas entre rendimento de grãos de plantas individuais e caracteres agronômicos de interesse na seleção de genótipos de aveia branca; (2) identificar os caracteres que evidenciam os maiores efeitos diretos e indiretos sobre o rendimento de grãos; (3) determinar a intensidade de associação entre componentes primários e secundários do rendimento de grãos; e, (4) avaliar a consistência dessas estimativas utilizando cinco genótipos de aveia utilizando-se o esquema de cruzamentos dialélicos. O número de panículas por planta (NPP) evidencia ser o caráter mais correlacionado com o rendimento de grãos (RG) de plantas individuais, tanto por meio das correlações simples como via efeitos diretos sobre o rendimento de grãos; Para peso médio de grãos (PMG) FONT FACE=Symbol>´ /FONT> RG, na maioria dos cruzamentos à ausência de associação, podendo revelar dificuldades aos melhoristas, à medida que grãos maiores não estão associados a rendimento superior, exceto para os cruzamentos UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17 e UFRGS17 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015. O caráter número de grãos por panícula (NGP) está diretamente correlacionado com RG em todos os cruzamentos, porém, as estimativas dos efeitos diretos sobre RG foram negativas para os cruzamentos UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF18, UPF16 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> URPel95/015, UPF18 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UFRGS17, indicando que as correlações não são as principais causas de alteração no RG, o que pode ser explicado, no presente trabalho, pelos efeitos indiretos via NPP e principalmente via peso de panícula (PP).

Early generation selection strategy for yield and yield components in white oat

Several studies have searched for higher efficiency on plant selection in generations bearing high frequency of heterozygotes. This work aims to compare the response of direct selection for grain yield, indirect selection through average grain weight and combined selection for higher yield potential and average grain weight of oat plants (Avena sativa L.), using the honeycomb breeding method. These strategies were applied in the growing seasons of 2001 and 2002 in F3 and F4 populations, respectively, in the crosses UPF 18 CTC 5, OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 7 and OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 18. The ten best genetic combinations obtained for each cross and selection strategy were evaluated in greenhouse yield trials. Selection of plants with higher yield and average grain weight might be performed on early generations with high levels of heterozygosis. The direct selection for grain yield and indirect selection for average grain weight enabled to increase the average of characters under selection. However, genotypes obtained through direct selection presented lower average grain weight and those obtained through the indirect selection presented lower yield potential. Selection strategies must be run simultaneously to combine in only one genotype high yield potential and large grain weight, enabling maximum genetic gain for both characters.

Vários trabalhos têm sido desenvolvidos buscando uma maior eficiência de seleção de plantas em gerações com alta freqüência de heterozigotos. Comparou-se a resposta da seleção direta para rendimento de grãos, seleção indireta baseada no peso médio de grãos e seleção combinada de plantas de plantas em aveia (Avena sativa L.) para superior potencial produtivo e peso médio de grãos, utilizando o método colméia. As estratégias foram aplicadas nas safras agrícolas de 2001 e 2002 em populações F3 e F4, respectivamente, nos cruzamentos UPF 18 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> TC 5, OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 7 e OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 18. As dez melhores combinações genéticas obtidas para cada cruzamento e estratégia de seleção foram avaliadas em ensaios de rendimento de grãos na safra agrícola de 2003. A seleção de plantas de maior rendimento de grãos e peso médio de grãos pode ser feita ainda em gerações com alto nível de heterozigose. A seleção direta para rendimento de grãos e a indireta com base no peso médio de grãos possibilitaram elevar a média dos caracteres sob seleção, entretanto, os genótipos obtidos pela primeira estratégia apresentaram baixo peso médio de grãos enquanto àqueles obtidos pela segunda apresentaram baixo potencial produtivo. A seleção deve ser conduzida de forma simultânea, buscando-se maximizar em um só genótipo elevado potencial de rendimento de grãos e peso de grãos, possibilitando a obtenção de máximo progresso genético para ambos os caracteres.

Early generation selection strategy for yield and yield components in white oat

Several studies have searched for higher efficiency on plant selection in generations bearing high frequency of heterozygotes. This work aims to compare the response of direct selection for grain yield, indirect selection through average grain weight and combined selection for higher yield potential and average grain weight of oat plants (Avena sativa L.), using the honeycomb breeding method. These strategies were applied in the growing seasons of 2001 and 2002 in F3 and F4 populations, respectively, in the crosses UPF 18 CTC 5, OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 7 and OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 18. The ten best genetic combinations obtained for each cross and selection strategy were evaluated in greenhouse yield trials. Selection of plants with higher yield and average grain weight might be performed on early generations with high levels of heterozygosis. The direct selection for grain yield and indirect selection for average grain weight enabled to increase the average of characters under selection. However, genotypes obtained through direct selection presented lower average grain weight and those obtained through the indirect selection presented lower yield potential. Selection strategies must be run simultaneously to combine in only one genotype high yield potential and large grain weight, enabling maximum genetic gain for both characters.

Vários trabalhos têm sido desenvolvidos buscando uma maior eficiência de seleção de plantas em gerações com alta freqüência de heterozigotos. Comparou-se a resposta da seleção direta para rendimento de grãos, seleção indireta baseada no peso médio de grãos e seleção combinada de plantas de plantas em aveia (Avena sativa L.) para superior potencial produtivo e peso médio de grãos, utilizando o método colméia. As estratégias foram aplicadas nas safras agrícolas de 2001 e 2002 em populações F3 e F4, respectivamente, nos cruzamentos UPF 18 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> TC 5, OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 7 e OR 2 FONT FACE=Symbol>´ /FONT> UPF 18. As dez melhores combinações genéticas obtidas para cada cruzamento e estratégia de seleção foram avaliadas em ensaios de rendimento de grãos na safra agrícola de 2003. A seleção de plantas de maior rendimento de grãos e peso médio de grãos pode ser feita ainda em gerações com alto nível de heterozigose. A seleção direta para rendimento de grãos e a indireta com base no peso médio de grãos possibilitaram elevar a média dos caracteres sob seleção, entretanto, os genótipos obtidos pela primeira estratégia apresentaram baixo peso médio de grãos enquanto àqueles obtidos pela segunda apresentaram baixo potencial produtivo. A seleção deve ser conduzida de forma simultânea, buscando-se maximizar em um só genótipo elevado potencial de rendimento de grãos e peso de grãos, possibilitando a obtenção de máximo progresso genético para ambos os caracteres.

Comparações entre medidas de dissimilaridade e estatísticas multivariadas como critérios no direcionamento de hibridações em aveia

Genetic dissimilarity measures are commonly used by plant breeders to identify different genotypes to get desired segregant populations. This study was proposed to establish the relationship between different multivariate techniques to estimate divergence. The experiment was performed during the growing season of 2001, where twelve oat cultivars were tested for seven agronomic traits, using the random blocks experimental design with four replications. Euclidian and Mahalanobis distances showed low correlation (0.529) and when used to build dendrograms did not show similar clustering. The graphic techniques analysis through principal components and canonical variables also showed distinct spreading patterns. However, in spite of the observed discrepancies among the methodology analyzed, it was possible to recognize dissimilar genotypes with high average that can be used with large success probability in selected artificial hybridizations in oats.

Medidas de dissimilaridade são artifícios que os melhoristas de plantas dispõem para identificarem genótipos distantes na obtenção de populações segregantes desejadas. Assim, o presente trabalho foi realizado para estabelecer relação entre as diferentes técnicas multivariadas utilizadas em estimativas de divergência genética. O experimento foi desenvolvido no ano agrícola de 2001, quando doze cultivares de aveia foram testados para sete caracteres agronômicos, utilizando-se o delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições. As distâncias Euclidiana e de Mahalanobis evidenciaram baixa correlação (0,529) e, quando utilizadas na confecção de dendrogramas, não possibilitaram a formação de agrupamentos similares. As análises gráficas por componentes principais e variáveis canônicas também apresentaram dispersões distintas. Entretanto, apesar das discrepâncias observadas entre as metodologias analisadas, foi possível a identificação de genótipos dissimilares e com média elevada, que poderão ser utilizados com grande probabilidade de sucesso em hibridações dirigidas em aveia.

Comparações entre medidas de dissimilaridade e estatísticas multivariadas como critérios no direcionamento de hibridações em aveia

Genetic dissimilarity measures are commonly used by plant breeders to identify different genotypes to get desired segregant populations. This study was proposed to establish the relationship between different multivariate techniques to estimate divergence. The experiment was performed during the growing season of 2001, where twelve oat cultivars were tested for seven agronomic traits, using the random blocks experimental design with four replications. Euclidian and Mahalanobis distances showed low correlation (0.529) and when used to build dendrograms did not show similar clustering. The graphic techniques analysis through principal components and canonical variables also showed distinct spreading patterns. However, in spite of the observed discrepancies among the methodology analyzed, it was possible to recognize dissimilar genotypes with high average that can be used with large success probability in selected artificial hybridizations in oats.

Medidas de dissimilaridade são artifícios que os melhoristas de plantas dispõem para identificarem genótipos distantes na obtenção de populações segregantes desejadas. Assim, o presente trabalho foi realizado para estabelecer relação entre as diferentes técnicas multivariadas utilizadas em estimativas de divergência genética. O experimento foi desenvolvido no ano agrícola de 2001, quando doze cultivares de aveia foram testados para sete caracteres agronômicos, utilizando-se o delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições. As distâncias Euclidiana e de Mahalanobis evidenciaram baixa correlação (0,529) e, quando utilizadas na confecção de dendrogramas, não possibilitaram a formação de agrupamentos similares. As análises gráficas por componentes principais e variáveis canônicas também apresentaram dispersões distintas. Entretanto, apesar das discrepâncias observadas entre as metodologias analisadas, foi possível a identificação de genótipos dissimilares e com média elevada, que poderão ser utilizados com grande probabilidade de sucesso em hibridações dirigidas em aveia.