Morpho-agronomic and leaf anatomical traits in Coffeacanephora genotypes / Caracteres morfoagronômicos e anatômicos foliares em genótipos de Coffea canephora

ABSTRACT: Genetic variability is the basis for coffee genetic breeding. This study evaluated the potential of leaf anatomy and morpho-agronomic traits in studies of genetic variability in C. canephoracultivars. Ten genotypes were distributed in randomized block designs with three replicates. Significant differences among genotypes were detected by F-test (P < 0.05) for 13 of 15 evaluated traits. These results evidenced the heterogeneity of the studied cultivars, which is essential in composition of genetic basis in breeding programs. The Scott-Knott test detected variability among genotypes, grouped into up to four mean groups. Leaf anatomy traits presented the largest variations. Five out of seven leaf anatomy traits presented heritability higher than 80%, with emphasis on stomatal density (95.69%) and stomatal pore length (92.72%). Positive correlations were observed among morpho-agronomic and anatomic traits. Cluster analysis used the Mahalanobis general distance (D2) as a measure of genetic dissimilarity and divided the genotypes into two distinct groups. The inclusion of leaf anatomic traits to characterize C. canephoragenotypes may assist plant breeders with better genetic discrimination and with greater security in plant selection when composing cultivars.

RESUMO: A variabilidade genética é a base para o progresso genético em café. Este estudo teve como objetivo, avaliar o potencial de caracteres morfoagronômicos e anatômicos foliares em estudos de variabilidade genética entre cultivares de Coffea canephora. Dez genótipos foram distribuídos em um experimento seguindo delineamento em blocos ao acaso com três repetições. Foram detectadas diferenças significativas entre os genótipos pelo teste F (P < 0,05) para 13 dos 15 caracteres avaliados. Esses resultados evidenciaram a heterogeneidade entre as cultivares estudadas, o que é essencial para a composição da base genética e avanço dos programas de melhoramento. O teste de Scott e Knott detectou as diferenças entre os genótipos, separando-os em quatro grupos. Os caracteres anatômicos foliares apresentaram as maiores variações. Cinco, dentre os sete caracteres anatômicos foliares, apresentaram estimativas de herdabilidade superiores a 80% com destaque para a densidade estomática (95,69%) e comprimento do poro estomático (92,72%). Correlações positivas foram observadas entre caracteres morfoagronômicos e anatômicos foliares. A análise de agrupamento, considerando a distância de Mahalanobis como medida de dissimilaridade (D²), apontou a distinção de dois grupos de genótipos. A inclusão de caracteres anatômicos foliares na caracterização de genótipos de C. canephora pode auxiliar os melhoristas de plantas na melhor discriminação entre genótipos e maior segurança na seleção de clones para geração de novas cultivares.

Análise multivariada aplicada na discriminação de genótipos em caracteres do tempo de cozimento em feijão (Phaseolus vulgaris L) / Multivariate analysis applied to the discrimination of genotypes in cooking timetraitsin commonbean (Phaseolus vulgaris L)

As avaliações rotineiras do caráter tempo de cozimento em feijão (Phaseolus vulgarisL.) podem ser efetuadas de distintas maneiras resultando em diferentes variáveis. Por vez, a análise estatística univariada não considera as interdependêcias entre as variáveis, podendo omitir importantes informações a respeito dos genótipos. Com isso, o objetivo do trabalhofoi dispor uma proposta alternativa para análise do tempo de cozimento em feijão, permitindo a discriminação entre genótipos. O experimento utilizado para esta abordagem foi conduzido em condições de campo na safra agrícola do ano 2017/18em Lages, Santa Catarina, Brasil. Ostratamentos foram compostos por doze genótipos, sendo quatro genitores, estruturados em dois cruzamentos BAF50 x BAF07 e BAF09 x IPR 88 Uirapuru, com suas gerações F2, F3, F8e F9. O delineamento utilizado foi blocos casualizados, com dois blocos e duas observações em cada unidade experimental. Posteriormente a colheita, a variável resposta tempo de cocção dos grãos de feijão foi mensurada com o cozedor Mattson, sendo considerado o tempo de cocção das 13 hastes iniciais. Na análise multivariada, as variáveis tempo de cocção da segunda (TCH2), décima segunda (TCH12) e décima terceira haste (TCH13) foram utilizadas com base em sua significância pelo método de seleção de variáveis passo a passo (stepwise). A análise de variância multivariada demonstrou diferença entre os genótipos (P<0,05). A partir da matriz de dissimilaridade com as distâncias de Mahalanobis e o dendrograma de agrupamento, foi possível verificaras distâncias dos genótipos derivados dos cruzamentos BAF50 x BAF07 e BAF09 x IPR 88 Uirapuru. Comisso, a análise multivariada possibilitou a discriminação dos genótipos, adicionalmente o cruzamento BAF50 x BAF07 demonstrou maiores estimativas de dissimilaridade nas progênies.(AU)

Routine evaluations of cooking time traitin common bean (Phaseolus vulgarisL.) can be performed in different ways resulting in different variables. At the same time, the univariate statistical analysis does not consider the interdependencies between the variables, and may omit important information regarding the genotypes. With this,the objective of this work was to present an alternative proposal foranalysis of the cooking time in common bean, allowing the discrimination between genotypes. The experiment used for this approach was conducted under field conditions in the 2017/18 agricultural season in Lages, Santa Catarina, Brazil. The treatments consisted of twelve genotypes, (fourparents, structured in two crossings BAF50 x BAF07and BAF09 x IPR 88 Uirapuru, with their generations F2, F3, F8and F9). The design used was randomized blocks, with two blocks and two observations in each experimental unit. After the harvest, the response variable cooking time of thegrains was measuredwith a Mattson cooker, considering the cooking time of the 13 initial stems. In the multivariate analysis, the variables cooking time of the second (TCH2), twelfth (TCH12) and thirteenth stem (TCH13) were used based on their significance by the stepwise variable selection method. Multivariate analysis of variance showed differences between genotypes (P<0.05). From the dissimilarity matrix with the Mahalanobis distances and the clustering dendrogram, itwas possible to verify the distances of the genotypes derived from crosses BAF50 x BAF07 and BAF09 x IPR 88 Uirapuru. With that, the multivariate analysis enabled thegenotypes, additionally the crossing BAF50 x BAF07 showed higher estimates of dissimilarity in the progenies.(AU)

Genetic evaluation and selection of cocoa tree clones / Avaliação genética e seleção de clones de cacaueiro

The cultivation of cocoa is of great socio-economic importance worldwide. Cocoa beans are the essential raw material for chocolate production. The variability of cacao studied presents only a small fraction of the existing genetic diversity, mainly in the Amazon region. Furthermore, just a small part of this variability has been exploited in cocoa breeding. Thus, the present study processed the genetic evaluation and selection of cocoa clones, based on morpho-agronomical traits. For this, we evaluated 145 clones, during 37 harvests from, four consecutive years. The following traits were evaluated: total number of fruits collected (TNFC), total number of healthy fruits (TNHF), weight of wet seeds from healthy fruits (WWSHF), average weight of wet seeds per healthy fruit (AWWSHF), weight of dry seeds from healthy fruit (WDSHF), average weight of dry seeds per healthy fruit (AWDSHF), percentage of fruits with witches' broom disease (PFWB), percentage of fruits with borer (PFBR), percentage of fruits with germinated seeds (PFGS), number of branches with witches' broom disease (NBWB), and number of inflorescence with witches' broom disease (NIWB). Significant differences (P < 0.05) among the clones were observed for all traits, which reveal an expressive variability and possibility of gains with selection. The highest significant correlations (P < 0.05) occurred between traits TNFC and TNHF (0.94), TNHF and AWWSHF (0.86), and TNHF and AWDSHF (0.86). Based on the selection index, the clones POUND 12 and CAB 12, 228, 253, 257, 258, and 422 were the most suitable for selection.

O cultivo do cacau tem grande importância socioeconômica mundial. Os amêndoas de cacau são a matéria-prima essencial para a produção de chocolate. A variabilidade do cacaueiro avaliada representa apenas uma pequena fração da diversidade genética existente, principalmente na região amazônica. Além disso, apenas uma pequena parte dessa variabilidade foi explorada no melhoramento de cacau. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo realizar a avaliação genética e seleção de clones de cacau, com base em características morfo-agronômicas. Para isso, foram avaliados 145 clones, durante 37 colheitas, em quatro anos consecutivos. As seguintes características de frutos e sementes foram avaliadas: número total de frutos colhidos (NTFC), número total de frutos sadios (NTFS), peso de sementes úmidas dos frutos sadios (PSUFS), peso médio de sementes úmidas dos frutos sadios (PMSUFS), peso de sementes secas dos frutos sadios (PSSFS), peso médio de sementes secas dos frutos sadios (PMSSFS), porcentagem de frutos com vassoura-de-bruxa (PFVB), porcentagem de frutos com broca (PFBR), porcentagem de frutos com sementes germinadas (PFSG), número de ramos com vassoura-de-bruxa (NRVB) e número de almofadas florais com vassoura-de-bruxa (NAFVB). Diferenças significativas (P < 0,05) entre os clones foram observadas para todas as características, o que revela uma expressiva variabilidade e possibilidade de ganhos com a seleção. As maiores correlações significativas (P < 0,05) ocorreram entre os caracteres NTFC e NTFS (0,94), NTFS e PMSUFS (0,86) e, NTFS e PMSSFS (0,86). Com base no índice de seleção, os clones POUND 12 e CAB 12, 228, 253, 257, 258 e 422 foram considerados os mais adequados para a seleção.

Biochemical characterization for determination of genetic distances among different indigenous chickpea (Cicer arietinum L. ) varieties of north-west Pakistan / Caracterização bioquímica para determinação de distâncias genéticas entre diferentes variedades indígenas de grão-de-bico (Cicer arietinum L. ) do noroeste do Paquistão

Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.(AU)

As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.(AU)

Biochemical characterization for determination of genetic distances among different indigenous chickpea (Cicer arietinum L. ) varieties of North-West Pakistan / Caracterização bioquímica para determinação de distâncias genéticas entre diferentes variedades indígenas de grão-de-bico (Cicer arietinum L. ) do noroeste do Paquistão

Abstract Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.

Resumo As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.

Genome editing: propelling the next generation of crop improvement / Edição genômica: impulsionando a nova geração do melhoramento de plantas

Climate change and population size records threaten food security. Therefore, the call for a more sustainable and efficient crop production has never been more urgent. Traditional plant breeding was one of the first successful approaches to expand cultivation areas and crop yield. Later, biotechnological tools and their products, such as genetically modified organisms containing exogenous DNA, further broadened the limits of agricultural results, yet bringing huge financial, bureaucratic, and public rejection hurdles. In the 90s, scientific advances brought the opportunity to drive mutations using engineered nucleases, and since 2013 CRISPR-Cas has emerged as the most practical toolkit to edit genomes. One of the most striking possibilities is to generate edited and non-transgenic plants. In this review, we present the working mechanism behind CRISPR-induced mutations and pinpoint the latest techniques developed, as well as its myriad of applications in agriculture. The enhancing scope of CRISPR ranges from introducing traits of agronomic interest such as herbicide resistance, resistance/tolerance to biotic and abiotic stresses, and quality and durability of products to accelerating plant breeding processes, including haploid induction, generating male-sterile lines, fixating hybrid vigor, and overcoming self-incompatibility. We also discuss regulatory issues surrounding edited plants and derived products around the world, challenges that must be overcome, and future prospects to harness all the potential of this amazing tool to guarantee the new crop production revolution.(AU)

As mudanças climáticas e números recordes de população ameaçam a segurança alimentar. Portanto, o apelo por uma produção agrícola mais sustentável e eficiente nunca foi tão urgente. O melhoramento genético tradicional foi uma das primeiras abordagens bem-sucedidas para expandir as áreas de cultivo e o rendimento das safras. Posteriormente, ferramentas biotecnológicas e seus produtos, como organismos geneticamente modificados contendo DNA exógeno, ampliaram ainda mais os limites dos resultados agrícolas, apesar de ainda carregarem enormes obstáculos financeiros, burocráticos e de rejeição pública. Na década de 90, os avanços científicos trouxeram a oportunidade de conduzir mutações usando nucleases projetadas e, desde 2013, CRISPR-Cas surgiu como o kit de ferramentas mais prático para editar genomas. Uma das possibilidades mais marcantes é gerar plantas editadas e não transgênicas. Nesta revisão, apresentamos o mecanismo de ação por trás das mutações induzidas por CRISPR, identificando as últimas técnicas desenvolvidas, bem como sua miríade de aplicações na agricultura. O escopo de aprimoramento do CRISPR varia desde introduzir características de interesse agronômico como resistência a herbicidas, resistência/tolerância a estresses bióticos e abióticos e qualidade e durabilidade de produtos até acelerar processos de melhoramento genético de plantas, incluindo indução de haploidia, geração de linhagens macho-estéreis, fixação de vigor híbrido e superação da autoincompatibilidade. Também discutimos questões regulatórias em torno de plantas editadas e produtos derivados mundialmente, desafios que devem ser superados e perspectivas futuras para aproveitar todo o potencial desta ferramenta incrível para garantir a nova revolução na produção de culturas agrícolas.(AU)

Genome editing: propelling the next generation of crop improvement / Edição genômica: impulsionando a nova geração do melhoramento de plantas

Climate change and population size records threaten food security. Therefore, the call for a more sustainable and efficient crop production has never been more urgent. Traditional plant breeding was one of the first successful approaches to expand cultivation areas and crop yield. Later, biotechnological tools and their products, such as genetically modified organisms containing exogenous DNA, further broadened the limits of agricultural results, yet bringing huge financial, bureaucratic, and public rejection hurdles. In the 90s, scientific advances brought the opportunity to drive mutations using engineered nucleases, and since 2013 CRISPR-Cas has emerged as the most practical toolkit to edit genomes. One of the most striking possibilities is to generate edited and non-transgenic plants. In this review, we present the working mechanism behind CRISPR-induced mutations and pinpoint the latest techniques developed, as well as its myriad of applications in agriculture. The enhancing scope of CRISPR ranges from introducing traits of agronomic interest – such as herbicide resistance, resistance/tolerance to biotic and abiotic stresses, and quality and durability of products – to accelerating plant breeding processes, including haploid induction, generating male-sterile lines, fixating hybrid vigor, and overcoming self-incompatibility. We also discuss regulatory issues surrounding edited plants and derived products around the world, challenges that must be overcome, and future prospects to harness all the potential of this amazing tool to guarantee the new crop production revolution.

As mudanças climáticas e números recordes de população ameaçam a segurança alimentar. Portanto, o apelo por uma produção agrícola mais sustentável e eficiente nunca foi tão urgente. O melhoramento genético tradicional foi uma das primeiras abordagens bem-sucedidas para expandir as áreas de cultivo e o rendimento das safras. Posteriormente, ferramentas biotecnológicas e seus produtos, como organismos geneticamente modificados contendo DNA exógeno, ampliaram ainda mais os limites dos resultados agrícolas, apesar de ainda carregarem enormes obstáculos financeiros, burocráticos e de rejeição pública. Na década de 90, os avanços científicos trouxeram a oportunidade de conduzir mutações usando nucleases projetadas e, desde 2013, CRISPR-Cas surgiu como o kit de ferramentas mais prático para editar genomas. Uma das possibilidades mais marcantes é gerar plantas editadas e não transgênicas. Nesta revisão, apresentamos o mecanismo de ação por trás das mutações induzidas por CRISPR, identificando as últimas técnicas desenvolvidas, bem como sua miríade de aplicações na agricultura. O escopo de aprimoramento do CRISPR varia desde introduzir características de interesse agronômico – como resistência a herbicidas, resistência/tolerância a estresses bióticos e abióticos e qualidade e durabilidade de produtos – até acelerar processos de melhoramento genético de plantas, incluindo indução de haploidia, geração de linhagens macho-estéreis, fixação de vigor híbrido e superação da autoincompatibilidade. Também discutimos questões regulatórias em torno de plantas editadas e produtos derivados mundialmente, desafios que devem ser superados e perspectivas futuras para aproveitar todo o potencial desta ferramenta incrível para garantir a nova revolução na produção de culturas agrícolas.

Soybean productivity, stability, and adaptability through mixed model methodology / Produtividade, estabilidade e adaptabilidade da soja por meio de metodologia de modelo misto

The genotype × environment (G×E) interaction plays an essential role in phenotypic expression and can lead to difficulties in genetic selection. Thus, the present study aimed to estimate genetic parameters and to compare different selection strategies in the context of mixed models for soybean breeding. For this, data referring to the evaluation of 30 genotypes in 10 environments, regarding the grain yield trait, were used. The variance components were estimated through restricted maximum likelihood (REML) and genotypic values were predicted through best linear unbiased prediction (BLUP). Significant effects of genotypes and G×E interaction were detected by the likelihood ratio test (LRT). Low genotypic correlation was obtained across environments, indicating complex G×E interaction. The selective accuracy was very high, indicating high reliability. Our results showed that the most productive soybean genotypes have high adaptability and stability.(AU)

A interação genótipo × ambiente (G × E) desempenha um papel essencial na expressão fenotípica e pode provocar dificuldades na seleção genética. Assim, o presente estudo teve como objetivo estimar parâmetros genéticos e comparar diferentes estratégias de seleção no contexto de modelos mistos para melhoramento da soja. Para isso, foram utilizados dados referentes à avaliação de 30 genótipos em dez ambientes, referentes à característica produtividade de grãos. Os componentes de variância foram estimados pela máxima verossimilhança restrita (REML) e os valores genotípicos foram preditos pela melhor previsão imparcial linear (BLUP). Efeitos significativos dos genótipos e interação G × E foram detectados pelo teste da razão de verossimilhança (LRT). Correlação genotípica baixa foi obtida entre os ambientes indicando interação G × E do tipo complexa. A acurácia seletiva foi muito alta, indicando alta confiabilidade. Os resultados mostraram que os genótipos de soja mais produtivos apresentam alta adaptabilidade e estabilidade.(AU)

Soybean productivity, stability, and adaptability through mixed model methodology / Produtividade, estabilidade e adaptabilidade da soja por meio de metodologia de modelo misto

ABSTRACT: The genotype × environment (G×E) interaction plays an essential role in phenotypic expression and can lead to difficulties in genetic selection. Thus, the present study aimed to estimate genetic parameters and to compare different selection strategies in the context of mixed models for soybean breeding. For this, data referring to the evaluation of 30 genotypes in 10 environments, regarding the grain yield trait, were used. The variance components were estimated through restricted maximum likelihood (REML) and genotypic values were predicted through best linear unbiased prediction (BLUP). Significant effects of genotypes and G×E interaction were detected by the likelihood ratio test (LRT). Low genotypic correlation was obtained across environments, indicating complex G×E interaction. The selective accuracy was very high, indicating high reliability. Our results showed that the most productive soybean genotypes have high adaptability and stability.

RESUMO: A interação genótipo × ambiente (G × E) desempenha um papel essencial na expressão fenotípica e pode provocar dificuldades na seleção genética. Assim, o presente estudo teve como objetivo estimar parâmetros genéticos e comparar diferentes estratégias de seleção no contexto de modelos mistos para melhoramento da soja. Para isso, foram utilizados dados referentes à avaliação de 30 genótipos em dez ambientes, referentes à característica produtividade de grãos. Os componentes de variância foram estimados pela máxima verossimilhança restrita (REML) e os valores genotípicos foram preditos pela melhor previsão imparcial linear (BLUP). Efeitos significativos dos genótipos e interação G × E foram detectados pelo teste da razão de verossimilhança (LRT). Correlação genotípica baixa foi obtida entre os ambientes indicando interação G × E do tipo complexa. A acurácia seletiva foi muito alta, indicando alta confiabilidade. Os resultados mostraram que os genótipos de soja mais produtivos apresentam alta adaptabilidade e estabilidade.

Phenotypic adaptability of cotton genotypes to the brazilian cerrado for yield and fiber quality / Adaptabilidade fenotípica de genótipos de algodão ao cerrado brasileiro para produtividade e qualidade de fibras

Studies on the adaptability and stability are fundamental for plant breeding as they are an alternative to reduce the effects of genotypes x environments interaction (GxE). Moreover, they help identify cultivars with predictable behavior, which are responsive to environmental improvements, subsidizing cultivar recommendation. This study aimed to evaluate the genotypes x environments interaction in cotton genotypes grown in the Brazilian Cerrado and identify genotypes for favorable and unfavorable environments. During the 2013/2014 and 2014/2015 seasons, 19 competition trials were carried out with cotton in a randomized block design, with 12 treatments, and four replications. The traits cotton seed yield, fiber percentage, fiber length, and fiber strength were evaluated. Results revealed significant GxE interaction for all the fiber traits evaluated. Genotype BRS 369 RF revealed general adaptability and high predictability for the fiber traits evaluated.

Estudos sobre a adaptabilidade e estabilidade são fundamentais para o melhoramento de plantas, pois são considerados uma alternativa para reduzir os efeitos da interação genótipos x ambientes (GxE) e identificar cultivares com comportamento previsível e responsivo a melhorias ambientais, subsidiando a recomendação de cultivares. Este trabalho teve como objetivo investigar a interação genótipos x ambientes em genótipos de algodoeiro cultivados no Cerrado brasileiro e identificar genótipos para ambientes favoráveis e desfavoráveis. Durante as safras 2013/2014 e 2014/2015, foram realizados 19 ensaios de competição com algodão em delineamento de blocos ao acaso, com 12 tratamentos e quatro repetições. As características produtividade de sementes de algodão, porcentagem de fibras, comprimento de fibra e resistência das fibras foram avaliadas. Os resultados revelaram interação significativa da GxE para todas as características da fibra avaliada. O genótipo BRS 369 RF revelou adaptabilidade geral e alta previsibilidade para as características da fibra avaliada.

Genotype-environment interaction on baby corn production / Interação entre genótipos e ambientes na produção de minimilho

The phase of genotype evaluation for recommendation in different environments is seen as the key stage of breeding programs, in view of the importance of the genotype environment interaction on the main traits. The objective of this study was to evaluate different field corn, popcorn, white corn, and sweet corn genotypes for their capacity of baby corn production and the genotype - environment interaction. Twenty-nine genotypes were evaluated, in a randomized complete block design with three replications. The experiments were performed in the main and second season in Rio Verde - GO and in the second season in Maringá - PR. Significant (p < 0.05) differences between the genotypes were observed for all evaluated traits. The genotype - environment interaction was only significant for mean ear diameter, prolificacy and ear yield, indicating a differentiated performance between genotypes in response to environmental variations. The predominance of the complex part of interaction on prolificacy and yield is emphasized. Although the baby corn harvest is performed even before ear fertilization, the results suggests that the variations in the traits related with babycorn production and quality are mainly influenced by genetic-environmental factors. The genotypes P30K64, HD 332, IPR 119, and IAC 125 obtained the highest means for the evaluated traits. The groups of white and field corn genotypes stood out for with a significantly better performance than the others, principally for ear yield.(AU)

A etapa de avaliação dos genótipos para a recomendação de cultivo em diferentes ambientes é uma das etapas mais importantes em programas de melhoramento, devido à importância da interação entre genótipos e ambientes que influenciam as características de interesse. O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes genótipos de milho, milho pipoca, milho branco e milho doce com relação a capacidade de produção de minimilho e a interação genótipos por ambientes. Foram avaliados 29 genótipos, no delineamento em blocos ao acaso com três repetições. Os experimentos foram conduzidos na safra verão e safrinha de Rio Verde - GO e na safrinha de Maringá - PR. Foram observadas diferenças significativas (p < 0,05) entre genótipos em todas as características avaliadas e interação genótipos x ambientes apenas para diâmetro médio de espiguetas, prolificidade e produtividade de espiguetas, evidenciando ocorrer resposta distinta dos genótipos em função das variações ambientais. Ressalta-se a predominância da parte complexa da interação na prolificidade e produtividade de espiguetas. Embora a colheita de minimilho seja realizada antes mesmo da fecundação, os resultados sugerem que as características relacionadas a produção e qualidade de minimilho são afetadas pela interação genótipo-ambiente. Os genótipos P30K64, HD 332, IPR 119 e IAC 125 obtiveram as maiores médias entre as características avaliadas. Destacam-se os grupos de genótipos de milho branco e milho comum, com significativa superioridade em relação aos demais, principalmente para a produtividade de espiguetas.(AU)

Selection of sugarcane families and clones under cold stress / Seleção de famílias e clones de cana-de-açúcar sob estresse pelo frio

The purpose of this study was to select cold-tolerant sugarcane families and clones. Evaluations were carried out during three selection phases in the municipality of Pelotas, state of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiments were arranged in an incomplete block design, with initially 4,452 seedlings of 53 full-sib families. Aside from the traits soluble solids content (BRX), tons of stalks per hectare (TSH) and tons of brixper hectare (TBH), the survival of the apical bud (ABS) was evaluated in the first selection stage (T1) of the breeding program. At the end of three selection phases, 15 clones of 14 of the 53 families evaluated in the first phase (T1) were selected for the experimental phase. Of these, the clones RS/PR126066, RS/PR126044, RS/PR126052, RS/PR126007 and RS/PR126033, had a good performance for apical bud survival in the first selection phase.(AU)

O objetivo desse trabalho foi selecionar famílias e clones de cana-de-açúcar tolerantes ao estresse por frio. As avaliações ocorreram durante três fases de seleção no município de Pelotas, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Os experimentos foram conduzidos no delineamento de blocos incompletos, sendo inicialmente composto por 4.452 seedlings oriundos de 53 famílias de irmãos completos. Além dos caracteres teor de sólidos solúveis (BRIX), tonelada de colmos por hectare (TCH) e tonelada de brix por hectare (TBH), foi avaliada a sobrevivência do meristema apical (GEM) na primeira fase de seleção (T1) do programa de melhoramento genético. Ao final de três fases de seleção, 15 clones pertencentes a 14 das 53 famílias avaliadas na primeira fase (T1) foram selecionados para a fase de experimentação, destes, destacam-se: RS/PR126066, RS/PR126044, RS/PR126052, RS/PR126007 e RS/PR126033, pois além de apresentar desempenho satisfatório para os caracteres TCH e TBH, foram avaliados com notas máximas (N4 e N5) para sobrevivência de gema apical no primeiro ciclo de seleção.(AU)

Biochemical characterization for determination of genetic distances among different indigenous chickpea (Cicer arietinum L.) varieties of North-West Pakistan

Abstract Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.

Resumo As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.

Genotype-environment interaction on baby corn production / Interação entre genótipos e ambientes na produção de minimilho

The phase of genotype evaluation for recommendation in different environments is seen as the key stage of breeding programs, in view of the importance of the genotype environment interaction on the main traits. The objective of this study was to evaluate different field corn, popcorn, white corn, and sweet corn genotypes for their capacity of baby corn production and the genotype - environment interaction. Twenty-nine genotypes were evaluated, in a randomized complete block design with three replications. The experiments were performed in the main and second season in Rio Verde - GO and in the second season in Maringá - PR. Significant (p < 0.05) differences between the genotypes were observed for all evaluated traits. The genotype - environment interaction was only significant for mean ear diameter, prolificacy and ear yield, indicating a differentiated performance between genotypes in response to environmental variations. The predominance of the complex part of interaction on prolificacy and yield is emphasized. Although the baby corn harvest is performed even before ear fertilization, the results suggests that the variations in the traits related with babycorn production and quality are mainly influenced by genetic-environmental factors. The genotypes P30K64, HD 332, IPR 119, and IAC 125 obtained the highest means for the evaluated traits. The groups of white and field corn genotypes stood out for with a significantly better performance than the others, principally for ear yield.

A etapa de avaliação dos genótipos para a recomendação de cultivo em diferentes ambientes é uma das etapas mais importantes em programas de melhoramento, devido à importância da interação entre genótipos e ambientes que influenciam as características de interesse. O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes genótipos de milho, milho pipoca, milho branco e milho doce com relação a capacidade de produção de minimilho e a interação genótipos por ambientes. Foram avaliados 29 genótipos, no delineamento em blocos ao acaso com três repetições. Os experimentos foram conduzidos na safra verão e safrinha de Rio Verde - GO e na safrinha de Maringá - PR. Foram observadas diferenças significativas (p < 0,05) entre genótipos em todas as características avaliadas e interação genótipos x ambientes apenas para diâmetro médio de espiguetas, prolificidade e produtividade de espiguetas, evidenciando ocorrer resposta distinta dos genótipos em função das variações ambientais. Ressalta-se a predominância da parte complexa da interação na prolificidade e produtividade de espiguetas. Embora a colheita de minimilho seja realizada antes mesmo da fecundação, os resultados sugerem que as características relacionadas a produção e qualidade de minimilho são afetadas pela interação genótipo-ambiente. Os genótipos P30K64, HD 332, IPR 119 e IAC 125 obtiveram as maiores médias entre as características avaliadas. Destacam-se os grupos de genótipos de milho branco e milho comum, com significativa superioridade em relação aos demais, principalmente para a produtividade de espiguetas.

Selection of sugarcane families and clones under cold stress / Seleção de famílias e clones de cana-de-açúcar sob estresse pelo frio

ABSTRACT: The purpose of this study was to select cold-tolerant sugarcane families and clones. Evaluations were carried out during three selection phases in the municipality of Pelotas, state of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiments were arranged in an incomplete block design, with initially 4,452 seedlings of 53 full-sib families. Aside from the traits soluble solids content (BRX), tons of stalks per hectare (TSH) and tons of brixper hectare (TBH), the survival of the apical bud (ABS) was evaluated in the first selection stage (T1) of the breeding program. At the end of three selection phases, 15 clones of 14 of the 53 families evaluated in the first phase (T1) were selected for the experimental phase. Of these, the clones RS/PR126066, RS/PR126044, RS/PR126052, RS/PR126007 and RS/PR126033, had a good performance for apical bud survival in the first selection phase.

RESUMO: O objetivo desse trabalho foi selecionar famílias e clones de cana-de-açúcar tolerantes ao estresse por frio. As avaliações ocorreram durante três fases de seleção no município de Pelotas, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Os experimentos foram conduzidos no delineamento de blocos incompletos, sendo inicialmente composto por 4.452 seedlings oriundos de 53 famílias de irmãos completos. Além dos caracteres teor de sólidos solúveis (BRIX), tonelada de colmos por hectare (TCH) e tonelada de brix por hectare (TBH), foi avaliada a sobrevivência do meristema apical (GEM) na primeira fase de seleção (T1) do programa de melhoramento genético. Ao final de três fases de seleção, 15 clones pertencentes a 14 das 53 famílias avaliadas na primeira fase (T1) foram selecionados para a fase de experimentação, destes, destacam-se: RS/PR126066, RS/PR126044, RS/PR126052, RS/PR126007 e RS/PR126033, pois além de apresentar desempenho satisfatório para os caracteres TCH e TBH, foram avaliados com notas máximas (N4 e N5) para sobrevivência de gema apical no primeiro ciclo de seleção.

Performance agronômica de híbridos de sorgo granífero estimada pelo método GGE biplot / Agronomic performance of granifero sorghum hybrids estimated by GGE Biplot method

Uma grande vantagem do sorgo é sua característica xerófita, o que lhe atribui um potencial, como sucessão às culturas de verão, na produção de grãos, sendo fundamental a utilização de híbridos adaptados aos diferentes ambientes de cultivo. Assim, o objetivo deste trabalho foi gerar parâmetros a respeito da capacidade adaptativa de híbridos de sorgo granífero pelo método GGE biplot. Os ensaios foram conduzidos, na safrinha de 2017, em sistema de plantio direto, em quatro ambientes, Rio Verde, Sete Lagoas, Teresina e Sinop. Todos os ensaios foram conduzidos, no delineamento em blocos casualizados, com três repetições e trinta e seis híbridos. Foram avaliadas as características: florescimento, altura de plantas e produtividade de grãos. Os dados foram submetidos às análises de variância individuais e conjunta, aplicado posteriormente o critério de agrupamento de Scott-Knott e estimados os parâmetros de adaptabilidade e estabilidade. Os híbridos promissores quanto às características avaliadas e em função dos parâmetros de adaptabilidade e estabilidade foram 1610001, 1610006, 1610051 e o 1G100.(AU)

A great advantage of sorghum it its xerophytic characteristics, which gives the potential, as a succession to summer crops in grain production. Therefore, it is fundamental to choose cultivars adapted and productive to different growing conditions. The objective of this study was to provide information about adaptive capacity of sorghum hybrids by the GGE biplot method. The trials were conducted, in 2017 as a second crop, no-tillage system, in four environments: Rio Verde, Sete Lagoas, Teresina and Sinop. All trials were conducted in a randomized complete block design with three replicates and thirty-six hybrids. The characteristics of flowering, plant height and grain yield were evaluated. It was realized individual and joint analyses of variance, after applied Scott-Knott grouping criterion and estimated the parameters of adaptability and stability. Promising hybrids for the characteristics evaluated and according to the adaptability and stability parameters were 1610001, 1610006, 1610051 and 1G100.(AU)

Performance agronômica de híbridos de sorgo granífero estimada pelo método GGE biplot / Agronomic performance of granifero sorghum hybrids estimated by GGE Biplot method

Uma grande vantagem do sorgo é sua característica xerófita, o que lhe atribui um potencial, como sucessão às culturas de verão, na produção de grãos, sendo fundamental a utilização de híbridos adaptados aos diferentes ambientes de cultivo. Assim, o objetivo deste trabalho foi gerar parâmetros a respeito da capacidade adaptativa de híbridos de sorgo granífero pelo método GGE biplot. Os ensaios foram conduzidos, na safrinha de 2017, em sistema de plantio direto, em quatro ambientes, Rio Verde, Sete Lagoas, Teresina e Sinop. Todos os ensaios foram conduzidos, no delineamento em blocos casualizados, com três repetições e trinta e seis híbridos. Foram avaliadas as características: florescimento, altura de plantas e produtividade de grãos. Os dados foram submetidos às análises de variância individuais e conjunta, aplicado posteriormente o critério de agrupamento de Scott-Knott e estimados os parâmetros de adaptabilidade e estabilidade. Os híbridos promissores quanto às características avaliadas e em função dos parâmetros de adaptabilidade e estabilidade foram 1610001, 1610006, 1610051 e o 1G100.

A great advantage of sorghum it its xerophytic characteristics, which gives the potential, as a succession to summer crops in grain production. Therefore, it is fundamental to choose cultivars adapted and productive to different growing conditions. The objective of this study was to provide information about adaptive capacity of sorghum hybrids by the GGE biplot method. The trials were conducted, in 2017 as a second crop, no-tillage system, in four environments: Rio Verde, Sete Lagoas, Teresina and Sinop. All trials were conducted in a randomized complete block design with three replicates and thirty-six hybrids. The characteristics of flowering, plant height and grain yield were evaluated. It was realized individual and joint analyses of variance, after applied Scott-Knott grouping criterion and estimated the parameters of adaptability and stability. Promising hybrids for the characteristics evaluated and according to the adaptability and stability parameters were 1610001, 1610006, 1610051 and 1G100.

Indirect response in genome wide selection using selected markers / Resposta indireta na seleção genômica ampla usando seleção de marcadores

The goal of this work was to compare the effect of the accuracy and residual variance in genome wide selection using marker selection as well as using the effect of the indirect selection, using simulated and real data. In simulated data was used one sample with 200 individuals with 1,000 molecular markers in F2 population. The real data was obtained in maize with F2 population with 441 individuals and genotyping with 261 SSR markers. There was 11 traits evaluated (ear length, ear width, row number, kernels per row, 100-kernel weight, ear weight, grain yield, length of branch, number of branch, plant height and ear height). All data was analyzed using rrBLUP method and 10-fold cross-validation. In simulated and maize data the results were similar: the residual variance with few markers is lower than with the 1000 markers and the accuracy with few markers is bigger than with 1000 markers. For maize data multi trait selection, the accuracy increased when the correlation between traits is greater than 0.50 and residual variance decreased when the correlation is greater than 0.70. In this sense, these results showed that marker selection could be used as a first step in genome wide selection, improving the prediction and compute demand.

O objetivo deste trabalho foi comparar o efeito da precisão e da variância residual na seleção genômica ampla utilizando a seleção de marcadores, bem como utilizando o efeito da seleção indireta, utilizando dados simulados e reais. Foram usados simulados de uma amostra com 200 indivíduos com 1.000marcadores moleculares na população F2. Os dados reais foram obtidos em milho com população F2 com 441indivíduos e genotipagem com 261 marcadores SSR. Foram avaliados 11 caracteres (comprimento da espiga,largura da espiga, número da linha, grãos por linha, peso de 100 grãos, peso da espiga, produtividade de grãos, comprimento da espiga, número de espigas, altura da planta e altura da espiga). Todos os dados foram analisados usando o método rrBLUP, sendo realizada 10 vezes a validação cruzada. Em dados simulados e de milho, os resultados foram semelhantes: a variância residual com poucos marcadores é menor do que com os marcadores 1000 e a precisão com poucos marcadores é maior do que com os marcadores 1000. Para a seleção multi-característica dos dados do milho, a precisão aumentou quando a correlação entre as características é maior que 0,50 e a variância residual diminuiu quando a correlação é maior que 0,70. Nesse sentido, esses resultados mostraram que a seleção de marcadores poderia ser usada como um primeiro passo na seleção genômica ampla, melhorando a previsão e a demanda computacional.

Genetic diversity among soursop genotypes based on fruit production / Diversidade genética entre genótipos de graviola baseada na produtividade de frutos

This study aimed to estimate the genetic diversity among soursop genotypes in terms of fruit yield evaluated in different crop years. Sixteen measurements for fruit yield in 71 soursop genotypes were carried out from 2000 to 2016. Based on ANOVA it was verified the existence of genetic variability among genotypes in the different measurements (harvests). The genotypes were clustered according to their respective fruit yield averages in the 16 years as well as from their means obtained in each measurement year by the Scott-Knott test (p<0.05). To study genetic diversity among genotypes, three methodologies were compared: Tocher hierarchical optimization, UPGMA method and principal components. Five groups were formed for all clustering methods used. It was identified that crossings between genotypes 124 and 145 with genotypes 59 and 170 are potential to generate population with large genetic variability and high fruit yield average. New researches should be developed aiming to exploit the genetic variability among soursop genotypes based on the results found in this study.

O objetivo deste estudo foi estimar a diversidade genética entre genótipos de graviola em termos de produção de frutos avaliados em diferentes safras. Foram realizadas 16 medições de rendimento de frutos em 71 genótipos de graviola no período de 2000 a 2016. Com base na ANOVA, verificou-se a existência de variabilidade genética entre genótipos nas diferentes medidas (colheitas). Os genótipos foram agrupados de acordo com suas respectivas médias de rendimento de frutos nos 16 anos, bem como suas médias obtidas em cada ano de medição pelo agrupamento de médias de Scott-Knott. Para estudar a diversidade genética entre genótipos, foram aplicados a otimização hierárquica Tocher, método UPGMA e componentes principais. Cinco grupos foram formados para todos os métodos de agrupamento utilizados. Foi identificado que os cruzamentos entre os genótipos 124 e 145 com os genótipos 59 e 170 são promissores para gerar população com grande variabilidade genética e alta média de produtividade de frutos. Novas pesquisas devem ser desenvolvidas com o objetivo de explorar a variabilidade genética entre os genótipos de graviola, com base nos resultados encontrados neste estudo.

Genetic divergence of strawberry cultivars under different managements / Divergência genética de cultivares de morango em diferentes manejos

Developing strawberry cultivars that can be grown on a large scale, it is necessary to gather desirable characteristics such as: tolerance to Tetranychus urticae, high fruit yield and wide adaptability to several cropping managements. Therefore, our objective was to study the genetic diversity among 13 strawberry cultivars under different managements and to recommend promising crosses to obtain segreganting populations with high fruit yield and T. urticae tolerance. Trial was performed under field conditions at the Centro Regional de Desenvolvimento Rural Centro Serrano of the Instituto Capixaba for Technical Assistance and Rural Extension (Incaper), Domingos Martins-ES. We evaluated strawberry cultivars Albion, Aleluia, Aromas, Camarosa, Camino Real, Campinas, Diamante, Dover, Festival, Seascape, Toyonoka, Tudla, and Ventana, cultivated in three cropping managements: open field, low tunnel and high tunnel. Experimental design was randomized complete blocks with three replications. Variables evaluated were: number of two-spotted spider mite/cm2 on the leaf (NTSSM), total number of fruits (TNF), number of commercial fruits (NCF) and fruit yield (YIE, t/ha). We applied the generalized Mahalanobis distance and Tocher's optimization method to study the genetic diversity among cultivars in each management, and the relative contribution of traits to genetic diversity was evaluated according to the criterion described by Singh (1981). For the low tunnel and high tunnel environments, the crosses Aleluia x Camarosa, Aleluia x Aromas and Aleluia x Festival are the most promising to generate segregating populations with a higher possibility to appearance transgressive individuals, while for the open field cultivation system, we recommend the cross among Aleluia x Toynoka. The variables that most contributed for genetic dissimilarity were total number of fruits, fruit yield and number of commercial fruits for the environments open field, low tunnel and high tunnel, respectively.

´Para desenvolver cultivares de morango que podem ser cultivados em larga escala é necessário reunir características desejáveis como: tolerância ao Tetranychus urticae, alta produtividade de frutos e ampla adaptabilidade a diversos sistemas de cultivo. Portanto, o objetivo do trabalho foi estuda a diversidade genética entre 13 cultivares de morango sob diferentes manejos e recomendar cruzamentos promissores para obtenção de populações segregantes com alta produtividade de frutos e tolerantes ao T. urticae. O experimento foi conduzido sob condições de campo no Centro Regional de Desenvolvimento Rural Centro Serrano do Instituto Capixaba de Assistência Técnica e Extenção Rural (Incaper), Domingos Martins-ES, no mês de outubro (primavera). Foram avaliadas as cultivares Albion, Aleluia, Aromas, Camarosa, Camino Real, Campinas, Diamante, Dover, Festival, Seascape, Toyonoka, Tudla e Ventana, cultivadas em três sistemas de cultivo: campo aberto, túnel baixo e túnel alto. O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados com três repetições. As variáveis avaliadas foram: número de ácaro/cm² na folha (NTSSM), número total de frutos (TNF), número de frutos comerciais (NCF) e produtividade de frutos (YIE, t/ha). Foram empregadas a distância generalizada de Mahalanobis e o método de otimização de Tocher para o estudo da diversidade genética entre os cultivares em cada manejo, e a contribuição relativa dos caracteres para a diversidade genética foi avaliada segundo o critério de Singh (1981). Para os manejos túnel baixo e túnel alto, os cruzamentos entre os cultivares Aleluia x Camarosa, Aleluia x Aromas e Aleluia x Festival são os mais promissores para gerar populações segregantes com alta possibilidade de aparecimento de indivíduos transgressivos, enquanto que para o campo aberto recomenda-se o cruzamento entre os cultivares Aleluia x Toynoka. As variáveis que mais contribuíram para a dissimilaridade genética foram o número total de frutos, produtividade e número de frutos comerciais para os ambientes campo aberto, túnel baixo e túnel alto, respectivamente.