Quantitative variation for grain quality in Brazilian maize populations

Development of maize (Zea mays L.) cultivars with high grain protein and oil concentrations and an appropriate amino acid composition, without losses in grain yield, represents a challenge in breeding programs. The objective of this work was to study the nutritional quality of ten Brazilian maize populations evaluated in three environments. A randomized block design with six replications was used. Ear yield and the concentrations of protein, oil, serine, glutamic acid, alanine, leucine, tyrosine and phenylalanine were evaluated. Individual and combined analyses of variance were performed. Populations diverged for most of the traits. Environmental effects influenced variation for most of the traits, unlike genotype-environment interaction, allowing the selection on the average of environments. Positive association exists among protein and most of the amino acids, when considered on a dry matter basis and there is no association between nutritional quality and yield; therefore, the development of cultivars that are superior for both traits is expected to be feasible.

O desenvolvimento de variedades de milho (Zea mays L.) com maiores teores de proteína e óleo nos grãos e um balanço adequado de aminoácidos, sem prejuízo do rendimento de grãos, representa um desafio para o melhoramento. Estudou-se a qualidade nutricional em dez populações brasileiras de milho. As populações foram avaliadas em três ambientes. Os experimentos foram realizados em delineamento de blocos casualizados com seis repetições. Foram avaliados o rendimento de espigas e as concentrações de proteína, óleo, serina, ácido glutâmico, alanina, leucina, tirosina e fenilalanina. Análises de variância por experimento e conjunta foram realizadas. Há variação entre populações para a maioria dos caracteres estudados. Há efeito de ambiente para a maioria dos caracteres, mas não da interação genótipo-ambiente, permitindo a seleção para a média dos ambientes. Existe uma associação positiva entre o teor de proteína e o da maioria dos aminoácidos quando considerados com base na matéria seca e não há associação entre a qualidade nutricional e o rendimento. Portanto, é possível o desenvolvimento de cultivares superiores para ambos os caracteres.

Quantitative variation for grain quality in Brazilian maize populations

Development of maize (Zea mays L.) cultivars with high grain protein and oil concentrations and an appropriate amino acid composition, without losses in grain yield, represents a challenge in breeding programs. The objective of this work was to study the nutritional quality of ten Brazilian maize populations evaluated in three environments. A randomized block design with six replications was used. Ear yield and the concentrations of protein, oil, serine, glutamic acid, alanine, leucine, tyrosine and phenylalanine were evaluated. Individual and combined analyses of variance were performed. Populations diverged for most of the traits. Environmental effects influenced variation for most of the traits, unlike genotype-environment interaction, allowing the selection on the average of environments. Positive association exists among protein and most of the amino acids, when considered on a dry matter basis and there is no association between nutritional quality and yield; therefore, the development of cultivars that are superior for both traits is expected to be feasible.

O desenvolvimento de variedades de milho (Zea mays L.) com maiores teores de proteína e óleo nos grãos e um balanço adequado de aminoácidos, sem prejuízo do rendimento de grãos, representa um desafio para o melhoramento. Estudou-se a qualidade nutricional em dez populações brasileiras de milho. As populações foram avaliadas em três ambientes. Os experimentos foram realizados em delineamento de blocos casualizados com seis repetições. Foram avaliados o rendimento de espigas e as concentrações de proteína, óleo, serina, ácido glutâmico, alanina, leucina, tirosina e fenilalanina. Análises de variância por experimento e conjunta foram realizadas. Há variação entre populações para a maioria dos caracteres estudados. Há efeito de ambiente para a maioria dos caracteres, mas não da interação genótipo-ambiente, permitindo a seleção para a média dos ambientes. Existe uma associação positiva entre o teor de proteína e o da maioria dos aminoácidos quando considerados com base na matéria seca e não há associação entre a qualidade nutricional e o rendimento. Portanto, é possível o desenvolvimento de cultivares superiores para ambos os caracteres.

Potential of the ESA23B maize population for protein and oil content improvement

Among the traits that may add commercial value to maize (Zea mays L.), those related to nutritional quality, specially protein and oil content, are of great interest to the feed industry. The objective of this work was studying the variability of protein and oil content, as well as yield, in a group of maize testcrosses. One hundred and twenty S1 families of the ESA23B maize population were crossed with two testers, an open-pollinated population (BR108) and an exotic line (CML269). Testcrosses were evaluated at two locations under a completely randomized block design with three replications. Ear and grain yield, protein and oil content were evaluated. The three-way interaction location x tester x progeny was significant for all traits, except for oil content. Differences among progenies were detected for all traits. Testcross means varied from 8.40% to 11.82% for protein content and from 3.77% to 5.10% for oil content. Hybrids with similar or superior means to the best check were identified for protein content, ear yield, and grain yield. Estimates of the interpopulation additive variance ranged from 0.553 to 1.124 for protein content; 0.034 to 0.057 for oil content (percent data); 132.13 to 521.74 for ear yield and 116.33 to 381.73 for grain yield (data in grams per plant). The population ESA23B can potentially be improved for all the traits studied. Associations among traits were weak, thus concomitant selection of quality and yield can be feasible.

Entre as características capazes de adicionar valor comercial ao milho (Zea mays L.), estão aquelas relacionadas à qualidade nutricional, com destaque para os teores de proteína e óleo. O objetivo deste trabalho foi verificar a variabilidade existente para teor de proteína e teor de óleo, além da produtividade, em um conjunto de testcrosses. Foram avaliadas 120 famílias S1 da população de milho ESA23B em cruzamento com dois testadores, sendo uma variedade de polinização aberta (BR108) e uma linhagem exótica (CML269). Os ensaios foram realizados em dois locais, em blocos casualizados com três repetições. Foram avaliados peso de espigas, peso de grãos, teor de proteína e teor de óleo. A interação tripla local x testador x progênie foi significativa, exceto para o teor de óleo. Houve diferença entre progênies para todos os caracteres. As médias dos testcrosses variaram de 8,40% a 11,82% para teor de proteína e de 3,77% a 5,10% para teor de óleo. Testcrosses com média semelhante ou superior à da melhor testemunha foram identificados para teor de proteína, peso de espigas e peso de grãos. As estimativas da variância aditiva interpopulacional foram de 0,553 a 1,124 para teor de proteína; 0,034 a 0,057 para teor de óleo (dados em percentual); 132,13 a 521,74 para peso de espigas e 116,33 a 381,73 para peso de grãos (dados em gramas por planta). A população ESA23B possui potencial para o melhoramento dos caracteres avaliados. As associações entre caracteres foram fracas, indicando a possibilidade de seleção simultânea para qualidade e rendimento.

Potential of the ESA23B maize population for protein and oil content improvement

Among the traits that may add commercial value to maize (Zea mays L.), those related to nutritional quality, specially protein and oil content, are of great interest to the feed industry. The objective of this work was studying the variability of protein and oil content, as well as yield, in a group of maize testcrosses. One hundred and twenty S1 families of the ESA23B maize population were crossed with two testers, an open-pollinated population (BR108) and an exotic line (CML269). Testcrosses were evaluated at two locations under a completely randomized block design with three replications. Ear and grain yield, protein and oil content were evaluated. The three-way interaction location x tester x progeny was significant for all traits, except for oil content. Differences among progenies were detected for all traits. Testcross means varied from 8.40% to 11.82% for protein content and from 3.77% to 5.10% for oil content. Hybrids with similar or superior means to the best check were identified for protein content, ear yield, and grain yield. Estimates of the interpopulation additive variance ranged from 0.553 to 1.124 for protein content; 0.034 to 0.057 for oil content (percent data); 132.13 to 521.74 for ear yield and 116.33 to 381.73 for grain yield (data in grams per plant). The population ESA23B can potentially be improved for all the traits studied. Associations among traits were weak, thus concomitant selection of quality and yield can be feasible.

Entre as características capazes de adicionar valor comercial ao milho (Zea mays L.), estão aquelas relacionadas à qualidade nutricional, com destaque para os teores de proteína e óleo. O objetivo deste trabalho foi verificar a variabilidade existente para teor de proteína e teor de óleo, além da produtividade, em um conjunto de testcrosses. Foram avaliadas 120 famílias S1 da população de milho ESA23B em cruzamento com dois testadores, sendo uma variedade de polinização aberta (BR108) e uma linhagem exótica (CML269). Os ensaios foram realizados em dois locais, em blocos casualizados com três repetições. Foram avaliados peso de espigas, peso de grãos, teor de proteína e teor de óleo. A interação tripla local x testador x progênie foi significativa, exceto para o teor de óleo. Houve diferença entre progênies para todos os caracteres. As médias dos testcrosses variaram de 8,40% a 11,82% para teor de proteína e de 3,77% a 5,10% para teor de óleo. Testcrosses com média semelhante ou superior à da melhor testemunha foram identificados para teor de proteína, peso de espigas e peso de grãos. As estimativas da variância aditiva interpopulacional foram de 0,553 a 1,124 para teor de proteína; 0,034 a 0,057 para teor de óleo (dados em percentual); 132,13 a 521,74 para peso de espigas e 116,33 a 381,73 para peso de grãos (dados em gramas por planta). A população ESA23B possui potencial para o melhoramento dos caracteres avaliados. As associações entre caracteres foram fracas, indicando a possibilidade de seleção simultânea para qualidade e rendimento.

In vitro solubility of meat and bone meal protein with different pepsin concentrations

In vitro protein digestibility of protein sources has been correlated with in vivo digestibility values. However, factors like protein origin, enzyme used and its concentration, pH and processing have been related with the significance of the correlation between the estimates. To address only the enzyme concentration factor, this paper had the objective of testing pepsin at 0.2, 0.02, 0.002 and 0.0002% using the standard AOAC (1995) procedure. Two meat and bone meals (MBM) with low and high crude protein (CP) content were used to determine the coefficient of solubility of CP in pepsin and HCl (CSCPPEPH). Centrifugation was used to establish the nitrogen (N) in the soluble phase, instead of filtration and analysis of N in the residue. The variance analysis and a non-linear asymptotic model were adjusted. The CSCPPEPH under different pepsin concentrations for the two MBM showed higher solubility discrimination with low pepsin concentration. The level of 0.0002% pepsin is better to predict the CP soluble in MBM. This finding implies the assumption that 0.2% pepsin found in the AOAC is not correct for the purpose of determining the range of solubility in high and low CP content in MBM.

A digestibilidade in vitro da proteína de fontes protéicas tem sido correlacionada com a digestibilidade in vivo. Entretanto, fatores como a origem protéica, enzima usada e sua concentração, pH e processamento têm sido relacionados com a significância da correlação entre as estimativas. Para atuar somente no fator da concentração enzimática, este trabalho teve por objetivo testar a pepsina nas concentrações de 0,2, 0,02, 0,002 e 0,0002%, utilizando o procedimento padrão do AOAC (1995). Duas farinhas de carne e ossos com baixo ou alto teor de proteína (PB) foram usadas para determinar o coeficiente de solubilidade da PB em pepsina e HCl (CSCPPEPH). Centrifugação foi usada para obter o nitrogênio (N) na fase solúvel, em vez da filtração e análise do N no resíduo não filtrado. Foi conduzida uma análise de variância e o modelo não linear assintótico foi ajustado aos dados. A variável CSCPPEPH em diferentes concentrações de pepsina, para as duas farinhas de carne e ossos, mostrou maior discriminação da solubilidade com baixa concentração de pepsina. O nível de 0,0002% de pepsina é melhor preditor da PB solúvel nas farinhas de carne e ossos. Os resultados obtidos permitem assumir que a concentração de 0,2%, definida pelo AOAC, não é correta para o propósito de determinar o intervalo de solubilidade em farinhas de carne e ossos de alta e baixa PB.

In vitro solubility of meat and bone meal protein with different pepsin concentrations

In vitro protein digestibility of protein sources has been correlated with in vivo digestibility values. However, factors like protein origin, enzyme used and its concentration, pH and processing have been related with the significance of the correlation between the estimates. To address only the enzyme concentration factor, this paper had the objective of testing pepsin at 0.2, 0.02, 0.002 and 0.0002% using the standard AOAC (1995) procedure. Two meat and bone meals (MBM) with low and high crude protein (CP) content were used to determine the coefficient of solubility of CP in pepsin and HCl (CSCPPEPH). Centrifugation was used to establish the nitrogen (N) in the soluble phase, instead of filtration and analysis of N in the residue. The variance analysis and a non-linear asymptotic model were adjusted. The CSCPPEPH under different pepsin concentrations for the two MBM showed higher solubility discrimination with low pepsin concentration. The level of 0.0002% pepsin is better to predict the CP soluble in MBM. This finding implies the assumption that 0.2% pepsin found in the AOAC is not correct for the purpose of determining the range of solubility in high and low CP content in MBM.

A digestibilidade in vitro da proteína de fontes protéicas tem sido correlacionada com a digestibilidade in vivo. Entretanto, fatores como a origem protéica, enzima usada e sua concentração, pH e processamento têm sido relacionados com a significância da correlação entre as estimativas. Para atuar somente no fator da concentração enzimática, este trabalho teve por objetivo testar a pepsina nas concentrações de 0,2, 0,02, 0,002 e 0,0002%, utilizando o procedimento padrão do AOAC (1995). Duas farinhas de carne e ossos com baixo ou alto teor de proteína (PB) foram usadas para determinar o coeficiente de solubilidade da PB em pepsina e HCl (CSCPPEPH). Centrifugação foi usada para obter o nitrogênio (N) na fase solúvel, em vez da filtração e análise do N no resíduo não filtrado. Foi conduzida uma análise de variância e o modelo não linear assintótico foi ajustado aos dados. A variável CSCPPEPH em diferentes concentrações de pepsina, para as duas farinhas de carne e ossos, mostrou maior discriminação da solubilidade com baixa concentração de pepsina. O nível de 0,0002% de pepsina é melhor preditor da PB solúvel nas farinhas de carne e ossos. Os resultados obtidos permitem assumir que a concentração de 0,2%, definida pelo AOAC, não é correta para o propósito de determinar o intervalo de solubilidade em farinhas de carne e ossos de alta e baixa PB.