Identification of SNP Markers and Candidate Genes Associated with Major Agronomic Traits in Coffea arabica.

Genome-wide association studies (GWASs) allow for inferences about the relationships between genomic variants and phenotypic traits in natural or breeding populations. However, few have used this methodology in Coffea arabica. We aimed to identify chromosomal regions with significant associations between SNP markers and agronomic traits in C. arabica. We used a coffee panel consisting of 195 plants derived from 13 families in F2 generations and backcrosses of crosses between leaf rust-susceptible and -resistant genotypes. The plants were phenotyped for 18 agronomic markers and genotyped for 21,211 SNP markers. A GWAS enabled the identification of 110 SNPs with significant associations (p < 0.05) for several agronomic traits in C. arabica: plant height, plagiotropic branch length, number of vegetative nodes, canopy diameter, fruit size, cercosporiosis incidence, and rust incidence. The effects of each SNP marker associated with the traits were analyzed, such that they can be used for molecular marker-assisted selection. For the first time, a GWAS was used for these important agronomic traits in C. arabica, enabling applications in accelerated coffee breeding through marker-assisted selection and ensuring greater efficiency and time reduction. Furthermore, our findings provide preliminary knowledge to further confirm the genomic loci and potential candidate genes contributing to various structural and disease-related traits of C. arabica.

Morphological characteristics and grain yield of simple corn hybrids in different environments / Caracteres morfológicos e rendimento de grãos de híbridos simples de milho em diferentes ambienteso em diferentes ambientes

The aim of this study was to assess the behavior of morphological components and yield of simple hybrid corn grains cultivated in different environments. Three field trials were conducted in the state of Rio Grande do Sul under an experimental randomized block design with factorial treatment: seven (simple hybrids) x three (cultivation environments) arranged in three replications. The analysis of variance showed significant interaction between genotype and environment for the traits ear diameter, number of kernels per row, cob diameter, grain mass per ear and grain yield. The number of grains per rows and thousand-grain weights were not influenced by environments, being intrinsic characteristics of each genotype. The length of the cob presents similar among the hybrids, being influenced only by the cultivation environment. The plant height and prolificacy were higher in Vista Gaúcha, RS, however, Tenente Portela, RS, had a higher ear insertion height, grain number per row, ear mass, grain mass per ear and grain yield. Hybrids DKB 290 PRO 3® and DKB 315 PRO 3® presented the highest yields in the average of the environments studied.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento dos caracteres morfológicos e o rendimento de grãos de híbridos simples de milho cultivados em diferentes ambientes. Foram conduzidos três ensaios no Rio Grande do Sul, utilizando o delineamento experimental de blocos casualizados em esquema fatorial, sendo sete (híbridos simples) x três (ambientes de cultivo), dispostos em três repetições. Na análise de variância conjunta observou-se interação genótipos x ambientes para os caracteres diâmetro da espiga, número de grãos por fileira, diâmetro do sabugo, massa de grãos por espiga e rendimento de grãos. O número de fileiras por espiga e a massa de mil grãos não sofreram influência dos ambientes de cultivo sendo características intrínsecas de cada genótipo. O comprimento da espiga foi similar entre os híbridos, sendo influenciado apenas pelo ambiente de cultivo. A altura de planta e prolificidade foram maiores em Vista Gaúcha, RS, já em Tenente Portela foi observado maior altura de inserção de espiga, número de grãos por fileira, massa de espiga, massa de grãos por espiga e rendimento de grãos. Os híbridos DKB 290 PRO 3® e DKB 315 PRO 3® apresentaram as maiores produtividades na média dos ambientes estudados.(AU)

Morphological characteristics and grain yield of simple corn hybrids in different environments / Caracteres morfológicos e rendimento de grãos de híbridos simples de milho em diferentes ambienteso em diferentes ambientes

The aim of this study was to assess the behavior of morphological components and yield of simple hybrid corn grains cultivated in different environments. Three field trials were conducted in the state of Rio Grande do Sul under an experimental randomized block design with factorial treatment: seven (simple hybrids) x three (cultivation environments) arranged in three replications. The analysis of variance showed significant interaction between genotype and environment for the traits ear diameter, number of kernels per row, cob diameter, grain mass per ear and grain yield. The number of grains per rows and thousand-grain weights were not influenced by environments, being intrinsic characteristics of each genotype. The length of the cob presents similar among the hybrids, being influenced only by the cultivation environment. The plant height and prolificacy were higher in Vista Gaúcha, RS, however, Tenente Portela, RS, had a higher ear insertion height, grain number per row, ear mass, grain mass per ear and grain yield. Hybrids DKB 290 PRO 3® and DKB 315 PRO 3® presented the highest yields in the average of the environments studied.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento dos caracteres morfológicos e o rendimento de grãos de híbridos simples de milho cultivados em diferentes ambientes. Foram conduzidos três ensaios no Rio Grande do Sul, utilizando o delineamento experimental de blocos casualizados em esquema fatorial, sendo sete (híbridos simples) x três (ambientes de cultivo), dispostos em três repetições. Na análise de variância conjunta observou-se interação genótipos x ambientes para os caracteres diâmetro da espiga, número de grãos por fileira, diâmetro do sabugo, massa de grãos por espiga e rendimento de grãos. O número de fileiras por espiga e a massa de mil grãos não sofreram influência dos ambientes de cultivo sendo características intrínsecas de cada genótipo. O comprimento da espiga foi similar entre os híbridos, sendo influenciado apenas pelo ambiente de cultivo. A altura de planta e prolificidade foram maiores em Vista Gaúcha, RS, já em Tenente Portela foi observado maior altura de inserção de espiga, número de grãos por fileira, massa de espiga, massa de grãos por espiga e rendimento de grãos. Os híbridos DKB 290 PRO 3® e DKB 315 PRO 3® apresentaram as maiores produtividades na média dos ambientes estudados.

Caracterização morfológica e agronômica de acessos de jambu (Spilanthes oleracea L. ) nas condições do Norte de Minas Gerais / Morphological and agronomic characterization of Jambu (Spilanthes oleracea L. ) accessions under the conditions of North Minas Gerais State, Brazil

O objetivo do presente trabalho foi caracterizar os aspectos morfológicos e agronômicos de três acessos de jambu (Spilanthes oleracea L.) nas condições do Norte de Minas Gerais. O estudo foi desenvolvido em casa de vegetação, no período de abril a junho de 2009, no Instituto de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Minas Gerais (ICA/UFMG), localizado na cidade de Montes Claros, Minas Gerais, Brasil. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com três tratamentos e oito repetições. Os tratamentos foram os acessos de jambu (1- Montes Claros/MG; 2- Pará, Norte do Brasil; 3- Cristália/MG). Dois meses após o transplantio, foram avaliados o comprimento da inflorescência (cm), o comprimento e a largura das folhas do terceiro nó de cada planta (cm) e a matéria fresca e seca da parte aérea e das inflorescências (g). Foram também caracterizadas a coloração dos caules e os tipos de inflorescências. A cor dos caules foi distinguida visualmente, variando de roxo intenso, acessos de Cristália e Montes Claros, a verde claro, acesso do estado do Pará. Os subtipos de inflorescência foram caracterizadas como simples ou geminadas e alongadas ou globóides. Observou-se que o acesso de Jambu, proveniente do estado do Pará, apresentou os melhores resultados para a maioria das características avaliadas. Esse acesso apresentou inflorescências dos tipos simples alongada,e, ocasionalmente, geminadas, tanto globóides como alongadas, enquanto os acessos de Cristália e Montes Claros apresentaram inflorescências simples globóides. Pode-se concluir que os três acessos são equivalentes comercialmente. Entretanto, para produção de sementes, recomenda-se o cultivo do acesso de jambu proveniente do estado do Pará.

The aim of this study was to characterize morphological and agronomic aspects of three Jambu (Spilanthes oleracea L.) accessions under the conditions of North Minas Gerais State, Brazil. The study was carried out in a greenhouse from April to June 2009 in the Institute for Agrarian Sciences of Federal University of Minas Gerais (ICA/UFMG), located in the city of Montes Claros, Minas Gerais, Brazil. The experimental design was completely randomized, with three treatments and eight replicates. Treatments were Jambu accessions (1- from Montes Claros City, Minas Gerais; 2- from Pará State, North of Brazil; 3- from Cristália City, Minas Gerais). Two months after transplanting, the inflorescence length (cm), the length and width of leaves of the third node of each plant (cm) and the fresh and dry matter of shoot and inflorescences (g) were assessed. The color of stems and the type of inflorescences were also characterized. Stem color was visually distinguished, varying from intense purple, Cristália and Montes Claros accessions, to light green, Pará State accession. Inflorescence subtypes were characterized as simple or geminated and elongated or globoid. Jambu accession from Pará State presented the best results for most assessed characteristics. This accession presented elongated simple and, occasionally, both globoid and elongated geminated inflorescences, while Cristália and Montes Claros accessions presented globoid simple inflorescences. It can be concluded that all three accessions are commercially equivalent. However, for seed production, cultivation of Jambu accession from Pará State is recommended.

Divergência genética em cultivares tradicionais de feijão do Estado de Mato Grosso do Sul / Genetic divergence in common bean landrace cultivars from Mato Grosso do Sul State

O presente estudo teve como objetivo avaliar a divergência genética entre 35 cultivares tradicionais de feijão. O delineamento experimental foi realizado em blocos casualizados com 4 repetições. A análise de variância revelou diferença significativa ao nível de 1 e 5% de probabilidade para as características avaliadas. A análise de agrupamento baseada nas características morfo-agronômicas apresentou diferença entre as cultivares crioulas Andina e Mesoamericana, o qual alocou as cultivares crioulas em grupos diferentes. Os métodos de Tocher e Vizinho Mais Próximo demonstraram que as cultivares mais dissimilares foram a Carioca sem Cipó e Jalo, enquanto que Roxinho Mineiro e Carioca sem Cipó foram as mais similares. As duas primeiras variáveis canônicas foram suficientes para explicar cerca de 81,90% da variação total observada neste estudo. Os resultados revelaram uma ampla diversidade genética entre as cultivares tradicionais do estado do Mato Grosso do Sul.

The present study had as objective to evaluate of the genetic divergence among 35 landraces of common bean. The experimental design was carried out in a randomized block with four repetitions. The variance analysis revealed significant difference at 1 and 5% levels of probability for the evaluated characteristics. The Cluster analysis based in the morpho-agronomic traits presented difference among Andean and Mesoamerican landrace cultivars, which it allocated the landrace cultivars in different groups. The Tocher and the Nearest Neighbor methods demonstrated that the most dissimilars cultivars were Carioca sem Cipó and Jalo, whereas Roxinho Mineiro and Carioca sem Cipó cultivars were the more similars. The first two canonic variables were sufficient to explain about 81.90% of the total variation showed in this study. These results reveal large genetic diversity among the landraces from Mato Grosso do Sul state.

Divergência genética em cultivares tradicionais de feijão do Estado de Mato Grosso do Sul / Genetic divergence in common bean landrace cultivars from Mato Grosso do Sul State

O presente estudo teve como objetivo avaliar a divergência genética entre 35 cultivares tradicionais de feijão. O delineamento experimental foi realizado em blocos casualizados com 4 repetições. A análise de variância revelou diferença significativa ao nível de 1 e 5% de probabilidade para as características avaliadas. A análise de agrupamento baseada nas características morfo-agronômicas apresentou diferença entre as cultivares crioulas Andina e Mesoamericana, o qual alocou as cultivares crioulas em grupos diferentes. Os métodos de Tocher e Vizinho Mais Próximo demonstraram que as cultivares mais dissimilares foram a Carioca sem Cipó e Jalo, enquanto que Roxinho Mineiro e Carioca sem Cipó foram as mais similares. As duas primeiras variáveis canônicas foram suficientes para explicar cerca de 81,90% da variação total observada neste estudo. Os resultados revelaram uma ampla diversidade genética entre as cultivares tradicionais do estado do Mato Grosso do Sul.

The present study had as objective to evaluate of the genetic divergence among 35 landraces of common bean. The experimental design was carried out in a randomized block with four repetitions. The variance analysis revealed significant difference at 1 and 5% levels of probability for the evaluated characteristics. The Cluster analysis based in the morpho-agronomic traits presented difference among Andean and Mesoamerican landrace cultivars, which it allocated the landrace cultivars in different groups. The Tocher and the Nearest Neighbor methods demonstrated that the most dissimilars cultivars were Carioca sem Cipó and Jalo, whereas Roxinho Mineiro and Carioca sem Cipó cultivars were the more similars. The first two canonic variables were sufficient to explain about 81.90% of the total variation showed in this study. These results reveal large genetic diversity among the landraces from Mato Grosso do Sul state.

Divergência genética entre genótipos de feijoeiro a partir de técnicas multivariadas

Multivariate techniques were used to evaluate the genetic divergence among genotypes of common bean, aiming to identify segregating populations with large genetic variability. The multivariate techniques used were: the average Euclidean distance based on standardized variables (d e), on scores of the three first canonical variables (d vc), on scores of the first three principal components (d cp), on the first three factor loads (d ft), and the Mahalanobis generalized distance (D²). Twelve common bean genotypes were used (Aporé, H-4-7, PF-9029975, CI-128, Carioca MG, CI-21, Carioca 300V, Ouro Negro, A-285 Rudá, ESAL 693, Pérola e IAC Carioca Aruã), and evaluated in four seasons (Jul-Nov/97, Nov/97-Feb/98, Feb-Jun/98 and Jul-Nov/98), based on ten morpho-agronomic traits. A randomized block design with three replications was utilized. The multivariate techniques showed similar results mainly for identifing the more divergent genotypes. Among them, ESAL 693 and Ouro Negro were genetically different between themselves and among the other genotypes. PF-9029975 and Carioca MG were genetically similar, although different of other genotypes according to average Euclidean procedures. It should be pointed out that Aporé genotype was divergent of Pérola genotype, although the last one is a selected line in the Aporé. Therefore, all of those genetically divergent genotypes are promissing to cross for obtaining higher segregating populations, specially ESAL 693 with the others that have a carioca grain type. A resonable correspondence was found in the identification of traits with smallest contribution to genetic diversity.

Foram avaliadas as técnicas multivariadas para se estimar a divergência genética entre genótipos de feijoeiro, visando a obtenção de populações com ampla variabilidade genética. Utilizaram-se as seguintes técnicas de análise multivariada: distância Euclidiana média, a partir dos dados padronizados (d e); distância Euclidiana média, obtida com os escores das três primeiras variáveis canônicas (d vc); distância Euclidiana média, a partir dos escores dos três primeiros componentes principais (d cp); distância Euclidiana média usando as três primeiras cargas fatoriais (d ft), e distância generalizada de Mahalanobis (D²). Foram utilizados doze genótipos de feijoeiro (Aporé, H-4-7, PF-9029975, CI-128, Carioca MG, CI-21, Carioca 300V, Ouro Negro, A-285-Rudá, ESAL 693, Pérola e IAC Carioca Aruã) avaliados em quatro épocas (inverno/97, águas/97/98, seca/98 e inverno/98) por meio de dez características agromorfológicas. O delineamento utilizado foi blocos completos casualizados com três repetições. As técnicas multivariadas foram concordantes para identificar os genótipos geneticamente mais divergentes. Os genótipos, ESAL 693 e Ouro Negro diferiram entre si e entre os demais. O PF-9029975 e Carioca MG foram similares e diferiram das demais de acordo com as distâncias Euclidianas médias. Salienta-se também a divergência da cultivar Aporé em relação à Pérola, embora esta cultivar seja uma linhagem selecionada dentro da Aporé. Assim, todos esses genótipos geneticamente mais divergentes são promissoros para serem cruzados e fornecerem populações com maior segregação em vários caracteres agronômicos, especialmente o ESAL 693 com os demais que possuem grãos tipo carioca. Foi também constatada razoável concordância na identificação dos caracteres que menos contribuíram para a diversidade genética.

DIVERGÊNCIA GENÉTICA ENTRE GENÓTIPOS DE FEIJOEIRO A PARTIR DE TÉCNICAS MULTIVARIADAS

Multivariate techniques were used to evaluate the genetic divergence among genotypes of common bean, aiming to identify segregating populations with large genetic variability. The multivariate techniques used were: the average Euclidean distance based on standardized variables (d e), on scores of the three first canonical variables (d vc), on scores of the first three principal components (d cp), on the first three factor loads (d ft), and the Mahalanobis generalized distance (D²). Twelve common bean genotypes were used (Aporé, H-4-7, PF-9029975, CI-128, Carioca MG, CI-21, Carioca 300V, Ouro Negro, A-285 Rudá, ESAL 693, Pérola e IAC Carioca Aruã), and evaluated in four seasons (Jul-Nov/97, Nov/97-Feb/98, Feb-Jun/98 and Jul-Nov/98), based on ten morpho-agronomic traits. A randomized block design with three replications was utilized. The multivariate techniques showed similar results mainly for identifing the more divergent genotypes. Among them, ESAL 693 and Ouro Negro were genetically different between themselves and among the other genotypes. PF-9029975 and Carioca MG were genetically similar, although different of other genotypes according to average Euclidean procedures. It should be pointed out that Aporé genotype was divergent of Pérola genotype, although the last one is a selected line in the Aporé. Therefore, all of those genetically divergent genotypes are promissing to cross for obtaining higher segregating populations, specially ESAL 693 with the others that have a carioca grain type. A resonable correspondence was found in the identification of traits with smallest contribution to genetic diversity.

Foram avaliadas as técnicas multivariadas para se estimar a divergência genética entre genótipos de feijoeiro, visando a obtenção de populações com ampla variabilidade genética. Utilizaram-se as seguintes técnicas de análise multivariada: distância Euclidiana média, a partir dos dados padronizados (d e); distância Euclidiana média, obtida com os escores das três primeiras variáveis canônicas (d vc); distância Euclidiana média, a partir dos escores dos três primeiros componentes principais (d cp); distância Euclidiana média usando as três primeiras cargas fatoriais (d ft), e distância generalizada de Mahalanobis (D²). Foram utilizados doze genótipos de feijoeiro (Aporé, H-4-7, PF-9029975, CI-128, Carioca MG, CI-21, Carioca 300V, Ouro Negro, A-285-Rudá, ESAL 693, Pérola e IAC Carioca Aruã) avaliados em quatro épocas (inverno/97, águas/97/98, seca/98 e inverno/98) por meio de dez características agromorfológicas. O delineamento utilizado foi blocos completos casualizados com três repetições. As técnicas multivariadas foram concordantes para identificar os genótipos geneticamente mais divergentes. Os genótipos, ESAL 693 e Ouro Negro diferiram entre si e entre os demais. O PF-9029975 e Carioca MG foram similares e diferiram das demais de acordo com as distâncias Euclidianas médias. Salienta-se também a divergência da cultivar Aporé em relação à Pérola, embora esta cultivar seja uma linhagem selecionada dentro da Aporé. Assim, todos esses genótipos geneticamente mais divergentes são promissoros para serem cruzados e fornecerem populações com maior segregação em vários caracteres agronômicos, especialmente o ESAL 693 com os demais que possuem grãos tipo carioca. Foi também constatada razoável concordância na identificação dos caracteres que menos contribuíram para a diversidade genética.