RESUMO
Selection and breeding for aluminum tolerance is a useful approach to increase maize (Zea mays L.) grain yield in acid soils. The objective of this work was the comparison between two screening approaches for the development of Al tolerant maize populations. One cycle of divergent selection for aluminum tolerance, using both nutrient solution and pots with acid soil, were completed in the maize population SIKALQ. The four sub-populations selected through both selection procedures were compared with the original population and checks in field trials repeated over locations. Eight environments stratified into four groups varying from non acid to high aluminum saturation were used. Three variables were analyzed for comparisons of methodologies: grain yield, plant height and days to male flowering. The populations performed similarly in the high productivity locations and the differences between tolerant and sensitive ones were more evident for increasing levels of toxic aluminum. In spite of little differences, selection in pots with acid soil was more efficient than nutrient solution in changing the genetic structure of the population toward more tolerant and sensitive levels.
A seleção e o melhoramento visando tolerância ao alumínio é um procedimento valioso para aumentar a produção de milho (Zea mays L.) em solos ácidos. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência de duas metodologias de seleção de plântulas, no desenvolvimento de populações de milho tolerantes ao alumínio. Foi realizado na população SIKALQ, um ciclo de seleção divergente para tolerância ao alumínio, utilizando solução nutritiva e vasos com solo ácido. As quatro sub-populações selecionadas pelas duas metodologias foram comparadas com a população original e testemunhas em experimentos de campo em vários locais. Foram utilizados oito locais, estratificados em quatro grupos começando com solos não ácidos até com alta saturação com alumínio. As comparações foram realizadas utilizando três variáveis: produção de grãos, altura de planta e dias até florescimento. As populações apresentaram um comportamento semelhante entre elas nos locais de alta produtividade, e as diferenças entre as tolerantes e suscetíveis ficaram mais evidentes na medida em que aumentou a toxidez por alumínio. Os resultados sugerem que a seleção em vasos com solo ácido foi mais eficiente em alterar a estrutura genética da população do que a solução nutritiva.
RESUMO
Genetic improvement is a useful approach to increase aluminum tolerance in maize. This experiment was carried out to compare two screening techniques under greenhouse conditions and estimate the association between the results obtained for both bioassays with grain yield. Nutrient solution (NS) and pots with acid soil (AS) were utilized as screening methodologies to perform one cycle of divergent selection for aluminum tolerance in the tropical maize population SIKALQ. The four sub-populations obtained by both approaches were compared with the original and checks in a greenhouse and in multilocation field trials. Evaluation under the conditions of NS and AS showed that the populations with the best performances were those selected for aluminum tolerance under the same condition of evaluation. The variables measured in greenhouse showed good correlation and the most closely related were fresh root weight (FRW) and dry rot weight (DRW) (0.79). All of these variables showed low correlation with yield in non acid conditions ( 0.30). The correlation was more important (~ 0.50) as soil aluminum saturation increased. The best correlation was observed for visual scoring (VS) (0.68), FRW (0.47) and net root growth (NRG) (0.52).
O melhoramento genético tem se mostrado como estratégia eficiente para melhorar a tolerância ao alumínio em milho. O objetivo deste trabalho foi comparar dois metodos de seleção em casa de vegetação e estimar a associação entre os resultados obtidos em cada um desses ensaios com a produção de grãos no campo. Solução nutritiva (NS) e vasos com solo ácido (AS) foram utilizadas nas metodologias de seleção para realizar um ciclo de seleção divergente para tolerância ao alumínio na população de milho tropical SIKALQ. As quatro subpopulações obtidas foram comparadas com a original e as testemunhas em experimentos de casa de vegetação e de campo. A avaliação sob as condições de NS e AS mostraram que as populações com melhor comportamento foram aquelas selecionadas para tolerância ao alumínio nas mesmas condições da avaliação. As variáveis medidas na casa de vegetação apresentaram boa correlação e as mais fortemente relacionadas foram peso fresco da raiz (FRW) e peso seco da raiz (DRW) (0.79). Todas as variáveis apresentaram baixa correlação com a produção de grãos em solos sem acidez ( 0.30). A correlação foi mais importante (~ 0.50) na medida que a saturação com alumínio do solo foi aumentando. Os melhores valores de correlação foram observados para avaliação visual (VS) (0.68), FRW (0.47) e crescimento líquido da raiz (NRG) (0.52).
RESUMO
Genetic improvement is a useful approach to increase aluminum tolerance in maize. This experiment was carried out to compare two screening techniques under greenhouse conditions and estimate the association between the results obtained for both bioassays with grain yield. Nutrient solution (NS) and pots with acid soil (AS) were utilized as screening methodologies to perform one cycle of divergent selection for aluminum tolerance in the tropical maize population SIKALQ. The four sub-populations obtained by both approaches were compared with the original and checks in a greenhouse and in multilocation field trials. Evaluation under the conditions of NS and AS showed that the populations with the best performances were those selected for aluminum tolerance under the same condition of evaluation. The variables measured in greenhouse showed good correlation and the most closely related were fresh root weight (FRW) and dry rot weight (DRW) (0.79). All of these variables showed low correlation with yield in non acid conditions ( 0.30). The correlation was more important (~ 0.50) as soil aluminum saturation increased. The best correlation was observed for visual scoring (VS) (0.68), FRW (0.47) and net root growth (NRG) (0.52).
O melhoramento genético tem se mostrado como estratégia eficiente para melhorar a tolerância ao alumínio em milho. O objetivo deste trabalho foi comparar dois metodos de seleção em casa de vegetação e estimar a associação entre os resultados obtidos em cada um desses ensaios com a produção de grãos no campo. Solução nutritiva (NS) e vasos com solo ácido (AS) foram utilizadas nas metodologias de seleção para realizar um ciclo de seleção divergente para tolerância ao alumínio na população de milho tropical SIKALQ. As quatro subpopulações obtidas foram comparadas com a original e as testemunhas em experimentos de casa de vegetação e de campo. A avaliação sob as condições de NS e AS mostraram que as populações com melhor comportamento foram aquelas selecionadas para tolerância ao alumínio nas mesmas condições da avaliação. As variáveis medidas na casa de vegetação apresentaram boa correlação e as mais fortemente relacionadas foram peso fresco da raiz (FRW) e peso seco da raiz (DRW) (0.79). Todas as variáveis apresentaram baixa correlação com a produção de grãos em solos sem acidez ( 0.30). A correlação foi mais importante (~ 0.50) na medida que a saturação com alumínio do solo foi aumentando. Os melhores valores de correlação foram observados para avaliação visual (VS) (0.68), FRW (0.47) e crescimento líquido da raiz (NRG) (0.52).
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Selection and breeding for aluminum tolerance is a useful approach to increase maize (Zea mays L.) grain yield in acid soils. The objective of this work was the comparison between two screening approaches for the development of Al tolerant maize populations. One cycle of divergent selection for aluminum tolerance, using both nutrient solution and pots with acid soil, were completed in the maize population SIKALQ. The four sub-populations selected through both selection procedures were compared with the original population and checks in field trials repeated over locations. Eight environments stratified into four groups varying from non acid to high aluminum saturation were used. Three variables were analyzed for comparisons of methodologies: grain yield, plant height and days to male flowering. The populations performed similarly in the high productivity locations and the differences between tolerant and sensitive ones were more evident for increasing levels of toxic aluminum. In spite of little differences, selection in pots with acid soil was more efficient than nutrient solution in changing the genetic structure of the population toward more tolerant and sensitive levels.
A seleção e o melhoramento visando tolerância ao alumínio é um procedimento valioso para aumentar a produção de milho (Zea mays L.) em solos ácidos. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficiência de duas metodologias de seleção de plântulas, no desenvolvimento de populações de milho tolerantes ao alumínio. Foi realizado na população SIKALQ, um ciclo de seleção divergente para tolerância ao alumínio, utilizando solução nutritiva e vasos com solo ácido. As quatro sub-populações selecionadas pelas duas metodologias foram comparadas com a população original e testemunhas em experimentos de campo em vários locais. Foram utilizados oito locais, estratificados em quatro grupos começando com solos não ácidos até com alta saturação com alumínio. As comparações foram realizadas utilizando três variáveis: produção de grãos, altura de planta e dias até florescimento. As populações apresentaram um comportamento semelhante entre elas nos locais de alta produtividade, e as diferenças entre as tolerantes e suscetíveis ficaram mais evidentes na medida em que aumentou a toxidez por alumínio. Os resultados sugerem que a seleção em vasos com solo ácido foi mais eficiente em alterar a estrutura genética da população do que a solução nutritiva.