Os objetivos deste trabalho foram relacionar as magnitudes das correlações entre os testecrosses com as divergências genéticas dos testadores, a fim de verificar a possibilidade da redução do número de testadores e, também, se a intensidade de seleção que pode ser aplicada é função das divergências genéticas dos testadores. Cinco testadores, previamente avaliados em um dialelo completo, foram cruzados com 50 linhagens de diferentes grupos heteróticos, em um esquema fatorial. Os 250 testecrosses foram avaliados em 13 ambientes no delineamento de látice simples 16x16; sendo que seis híbridos comerciais foram alocados nos experimentos como testemunhas. Os caracteres avaliados foram: produção de grãos corrigida para 15% de umidade (PROD), florescimento masculino (FM) e feminino (FF), altura da planta (AP) e espiga (AE), posição relativa da espiga (PRE), acamamento de plantas (ACMQ), prolificidade (PROL), comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), diâmetro de sabugo (DS), profundidade de grão (PROF), número de fileiras (NFIL), número de grãos por fileira (NGF) e peso de 500 grãos (P500). Os mesmos caracteres avaliados nos testecrosses também foram avaliados nos testadores em quatro ambientes no delineamento blocos completos, com duas repetições por ambiente. Os testadores foram genotipados utilizando marcadores moleculares do tipo AFLP. A divergência genética dos testadores foi mensurada com base nos marcadores AFLP (DG), distância de Mahalanobis (DM) e capacidade específica de combinação (CEC). Os grupos heteróticos foram estabelecidos para estas três medidas de divergência genética. As análises dialélicas mostraram que a capacidade geral de combinação (CGC) foi mais importante do que a capacidade específica de combinação (CEC) para todos os caracteres, exceto para produção de grãos em que a CEC e CGC contribuíram de forma similar. Cada tipo de divergência genética agrupou os testadores de forma diferenciada, não ocorrendo coincidências nos grupos heteróticos. Para produção de grãos, as magnitudes da correlação de Spearman entre as correlações dos testecrosses com as divergências genéticas (DG) e as distâncias de Mahalanobis (DM) foram muito baixas, não apresentando valor preditivo. Entretanto, esta correlação foi negativa e elevada (r=-0,88) com as estimativas das CEC dos testadores, sugerindo que a divergência genética dos testadores poderia predizer a correlação entre os testecrosses; isto é, quanto mais elevada a similaridade genética dos testadores baseada nas CEC, mais elevada a correlação entre seus testecrosses. Para os outros caracteres, as correlações entre os testecrosses foram elevadas, fato esse devido aos efeitos da CGC explicarem uma proporção de magnitude superior da variação entre os testecrosses. Assim, estes resultados sugerem que as estimativas das CEC podem ser usadas para determinar a divergência genética dos testadores com precisão, e que a similaridade genética entre eles poderia ser usada para reduzir o número dos testadores a serem utilizados em um programa de melhoramento quando não se conhece os grupos heteróticos das linhagens avaliadas. Para testadores do mesmo grupo heterótico, a intensidade da seleção deve ser equivalente a 30% para assegurar que o mesmo conjunto de testecrosses superiores seja selecionado, independente do testador utilizado. / The objectives of this study were to relate the magnitudes of the correlation between testcrosses with the genetic divergences of the testers in order to verify if the genetic similarity of the testers could allow the reduction of testers, and if the level of selection intensity that should be applied is also a function of the genetic similarity of the testers. Five elite testers, previously evaluated in a diallel design, were crossed to 50 inbred lines from different heterotic groups following a factorial mating design, giving rise to 250 testcrosses which were evaluated at 13 environments with two replications per environment in 16 x 16 lattice designs; six commercial hybrids were allocated in the experiments. The traits recorded were: grain yield at 15% grain moisture (GY), silking (SD) and anthesis date (AD), plant (PH) and ear height (EH), plant lodging (PL), prolificacy (PRO), ear length (EL), ear diameter (ED), cob diameter (CD), kernel depth (KD), row number per ear (RN), kernel-row number (KRN), and 500 kernel weight (KW). The testers (inbred lines) were evaluated at four environments with two replications per environment for the same traits following a randomized block design, and they were also genotyped with AFLP markers. The genetic divergence of the testers was computed based on AFLP markers (GD), Mahalanobis distance (MD), and on the specific combining ability (SCA); and heterotic groups was established for these three measures of genetic divergence. The analysis of variance of the factorial model (testcrosses) showed that the general combining ability (GCA) was more important than specific combining ability (SCA) for all traits, but for grain yield the contribution of SCA was almost as important as GCA. Each type of genetic divergence grouped the testers differently, which resulted in different heterotic groups. For grain yield, the magnitudes of Spearman correlation between the correlations of testcrosses with GD and with MD were very low, and were not predictive of any relationship between these measures of genetic divergence and correlation of testcrosses. However, this correlation was negative and high (r=-0.88) with the SCA estimates of the testers, suggesting that the genetic divergence of the testers could predict the correlation between testcrosses; i.e. the higher the genetic similarity of the testers based on SCA the higher the correlation between their testcrosses. For the other traits the correlations between the testcrosses were high, probably because the GCA effects explained a higher proportion of the variation among testcrosses. Thus, these results suggested that the SCA estimates should be used to determine the genetic divergence of the testers accurately, and that the genetic similarity of them could be used to reduce the number of testers to be used when the heterotic groups of a set of lines to be evaluated were not known. For testers from the same heterotic group, the selection intensity should be as high as 30% to assure that the same set of superior testcrosses would be selected irrespective of the tester.

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O experimento foi conduzido na área experimental do Centro de Genômica e Fitomelhoramento, da Universidade Federal de Pelotas, localizada no Centro Agropecuário da Palma, no munícipio de Capão do Leão – RS, sob as coordenadas geográficas: latitude 31°45’ S, longitude 52°29’ O, com altitude média de 13 metros. O delineamento experimental utilizado foi de blocos aumentados, com dez grupos de progênies S1, e duas testemunhas comerciais, os híbridos simples Pioneer 30F53 e Agroeste 1590, alocados em quatro repetições. As progênies S1 foram obtidas após a autofecundação de plantas aleatórias nas populações crioulas de milho. Sendo estas: Amarelão, Argentino Branco, Argentino Amarelo, Branco Roxo Índio, Branco Oito Carreiras, Caiano Rajado, Cateto Branco, Criolão e Dente de Ouro, e da variedade de polinização aberta (VPA) BRS Planalto. Em cada progênie S1 foram avaliadas 40 plantas. Os caracteres avaliados foram: Altura de Inserção da espiga (AE): Altura de Planta (AP); Diâmetro do colmo (DC): Comprimento da haste principal do pendão (CHP): Número de ramificações primárias do pendão (NRP): Número de dias para o florescimento (NDF): Comprimento da espiga (CE): Diâmetro da Espiga (DE): Massa da espiga (ME): Profundidade dos grãos (PFG). Realizou-se a análise de correlação fenotípica, genotípica e de ambiente, de parâmetros genéticos e distância genética. O comprimento da espiga possui correlação fenotípica e genética forte e positiva com a massa da espiga, e pode ser utilizado para seleção indireta de progênies S1 com maior massa de espiga, independentemente da origem de formação das progênies. Para as demais associações, as progênies S1 apresentam correlações genéticas e fenotípicas específicas tanto em sentido como em magnitude, dificultando a definição de estratégias abrangentes de seleção indireta baseada na correlação entre caracteres. As progênies S1 Caiano Rajado, Criolão, Branco Roxo Índio, BRS Planalto, Dente de Ouro, Amarelão e Branco Oito Carreiras possuem padrões de herdabilidade semelhantes para os caracteres estudados. Os caracteres profundidade de grão e altura de inserção da espiga expressam as maiores estimativas de herdabilidade no sentido amplo. As progênies S1 provenientes de populações crioulas de milho apresentam variabilidade genética para os caracteres de importância agronômicos estudados. / In maize genetic breeding, early progeny selection is a meticulous step, and it demands rigorous criteria from the breeder. In this sense, the use of biometric techniques assists on evaluating genetic constitutions. Therefore, the aim of this work is to estimate and identify phenotypic, genetic and environmental associations in S1 progenies, as well as to estimate heritability and to quantify the genetic variance through multivariate analyzes of S1 progenies from landrace maize populations grown in southern Rio Grande do Sul. The experiment was conducted at the experimental area of the Center of Genomics and plant breeding of the Federal University of Pelotas, located in the Palma Agricultural Center, city of Capão do Leão-RS, with geographic coordinates: 31°45’ S latitude, 52°29’ O longitude, and average altitude of 13 meters. The experimental design used was augmented blocks with ten S1 progeny groups and two commercial controls, the single cross hybrids Pioneer 30F53 and Agroeste 1590, allocated in four repetitions. The S1 progenies were obtained after self-fertilization of random plants in the landrace maize populations. Being these: Amarelão, Argentino Branco, Argentino Amarelo, Branco Roxo Índio, Branco Oito Carreiras, Caiano Rajado, Cateto Branco, Criolão and Dente de Ouro, and the open pollinated variety (OPV) BRS Planalto. 40 plants were evaluated in each S1 progeny. The evaluated characters were: Spike Insertion Height (SH); Plant Height (PH); Stem Diameter (SD), Main Tassel Stem Length (TSL); Number of Primary Ramifications of the Tassel (NPR); Number of Days for Flowering (NDF); Spike Length (SL); Spike Diameter (SD); Spike Mass (SM); Grains Depth (GD). The analysis of phenotypic, genotypic and environmental correlation of genetic parameters and genetic distance was performed. Spike length presented a strong and positive genetic and phenotypic correlation with spike mass, and may be used for indirect selection of greater spike mass S1 progenies, regardless the progeny origin. For the other associations, S1 progenies present specific genetic and phenotypic correlations in both sense and magnitude, making it difficult to define indirect selection strategies based on correlation between characters. The S1 progenies Caiano Rajado, Criolão, Branco Roxo Índio, BRS Planalto, Dente de Ouro, Amarelão and Branco Oito Carreiras present similar heritability patterns for the characters in study. The characters grain depth and spike insertion height express the largest estimates of heritability in the broad sense. The S1 progenies from landrace maize populations present genetic variability for the agronomic traits studied.

A demanda por óleos vegetais tem sido crescente, principalmente para utilização como fonte de energia renovável na forma de biodiesel. Somando-se a isso, a podridão vermelha das raízes da soja (PVR), ou síndrome da morte súbita, causada pelo fungo Fusarium solani f.sp. glycines, tornou-se uma doença preocupante para os sojicultores, técnicos e pesquisadores, sendo uma estratégia recomendada a adoção de um sistema de controle integrado em que a utilização de cultivares tolerantes é um componente indispensável. Assim, este trabalho teve por objetivo verificar a possibilidade de se reunir em uma mesma planta de soja genes para alta produtividade de óleo e para tolerância a PVR. O sistema genético compreendeu um dialelo parcial 7x7, envolvendo sete genitores com alta produtividade de óleo e sete genitores tolerantes a PVR. A maioria dos genitores compreendeu linhagens experimentais desenvolvidas no Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas (ESALQ/USP). Os experimentos envolveram as plantas F2, na safra 2008/2009 e progênies F2:3, na safra 2009/2010, para avaliação de caracteres agronômicos, do teor de óleo e produtividade de óleo em campo experimental; já a avaliação da reação a PVR foi realizada em progênies F2:4, em casa de vegetação com inoculação artificial do patógeno, por meio de uma escala de notas para a severidade dos sintomas radiculares. Além disso, por meio de marcadores microssatélites fez-se um estudo de genética de associação entre os marcadores e os caracteres reação a PVR e teor de óleo em três populações. Os resultados evidenciaram a existência de variabilidade nos genitores e nas progênies para todos os caracteres avaliados. O genitor com a maior capacidade geral de combinação e média de teor de óleo foi a cultivar A 7002; por outro lado, os menores valores foram verificados em PI 520733 e IAC 100. Os cruzamentos mais produtivos em óleo foram aqueles que envolveram o genitor A 7002, exceto quando este foi cruzado com IAC 100. Dez cruzamentos (USP 70004 com USP 14-10-38, USP 14-01-20, USP 14-13-16 e M-Soy 8001; USP 14-10-38 com USP 70057 e USP 70080; M-Soy 8001 com USP 70006, USP 70080 e USP 70123; e USP 14-01-20 x USP 70006) destacaram-se por originar a maioria de suas progênies com as melhores características em todos os caracteres, ou seja, apresentaram ciclo precoce ou semi-precoce, altura média, plantas eretas e com valor agronômico bom ou médio, alta produtividade de grãos e de óleo, alto teor de óleo e tolerância a PVR. Nenhum cruzamento originou a maioria de suas progênies com as piores características em todos os caracteres. Teor de óleo apresentou baixa correlação genética com altura da planta na maturidade, acamamento, valor agronômico, produtividade de grãos e reação a PVR. PVR apresentou baixa correlação genética com acamamento, produtividade de grãos, teor de óleo, produtividade de óleo; entretanto, foi possível obter progênies com alta produtividade de grãos e de óleo e tolerantes a PVR. Os marcadores microssatélites mostraram-se polimórficos e, foram associados dois locos SSR ao caráter teor de óleo e outros dois locos ao caráter reação a PVR. / The demand for vegetable oils has increased, mainly because of its use as a renewable energy source like biodiesel. Moreover, the sudden death syndrome (SDS) in soybean, caused by the fungus Fusarium solani f.sp. glycines, has become a worrying disease for soybean producers, technicians and researchers, and the adoption of an integrated control system using tolerant cultivars as an essential component has been a recommended strategy. This work aimed to verify the possibility of gathering genes for high oil yield and tolerance to SDS in the same soybean plant. The genetic system comprised a partial diallel 7x7 involving seven parents with high oil yield and seven parents tolerant to SDS. Most of the parents were experimental lines developed at the Sector of Genetics Applied to Self-Pollinated Species (ESALQ/USP). The 2008/2009 trials involved the F2 plants, and the 2009/2010 trials involved the evaluation of F2:3 progenies traits, such as agronomic characters, oil content and oil yield in the experimental field; whereas the analysis of the SDS reaction was tested in F2:4 progenies, in a greenhouse with artificial inoculation of the pathogen through a rating scale for severity of radicular symptoms. Moreover, a study of genetic association among microsatellite markers and the characters reaction to SDS and oil content in three populations was performed. The results showed the existence of variability in parents and progenies for all characters. The parent who had the highest general combining ability and average oil content was the cultivar A 7002; on the other hand, the lowest values were found in PI 520733 and IAC 100. The crosses that originated the best oil content progenies have involved the parent A 7002, except when it was crossed with IAC 100. Ten crosses (USP 70004 with USP 14-10-38, USP 14-01-20, USP 14-13-16 and M-Soy 8001; USP 14-10-38 with USP 70057 and USP 70080; M-Soy 8001 with USP 70006, USP 70080 and USP 70123; USP 14-01-20 x USP 70006) distinguished from the others by originating the majority of their progenies with the best features in all traits, in other words, showed early and semi-early maturity, medium height, upright plants, good or average agronomic value, high grain and oil yield, high oil content and tolerance to SDS. None of the crosses originated the majority of their progeny with the worst characteristics in all traits. Oil content showed low genetic correlation with plant height at maturity, lodging, agronomic value, yield and reaction to SDS. SDS showed a low genetic correlation with lodging, grain yield, oil content, oil yield. However, it was possible to obtain progenies with high grain and oil yield and tolerance to SDS. The microsatellite markers were polymorphic and, moreover, two SSR loci were associated with the character oil content and other two loci to the character SDS reaction.

As frutíferas nativas do Brasil são subexploradas comercialmente, sendo que os programas de melhoramento genético são bastante incipientes, devido a muitas limitações associadas à fisiologia e biologia dessas espécies, embora apresentem potencial econômico tanto para o consumo in natura como para o processamento industrial. No Brasil, o maracujá-doce (Passiflora alata) está conquistando novos clientes e mercados, e tem atingido preços até três vezes maiores do que os do maracujá-azedo, amplamente cultivado no país. Os frutos do maracujá-doce são muito apreciados, embora apenas a seleção empírica tenha sido praticada. Evidentemente, seria muito vantajoso obter uma variedade geneticamente superior em termos de qualidade e produção de frutos. Nesse sentido, nosso grupo de pesquisa tem focado esforços visando a caracterizar geneticamente uma população segregante de maracujá-doce. Aqui, foram avaliados 30 genótipos desta população, previamente selecionados como superiores. Estes foram plantados sob três condições experimentais: Anhumas (2014/2015 e 2015/2016) e Piracicaba (2015/2016). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, sendo que as análises genético-estatísticas tiveram por base a abordagem de modelos mistos para a predição dos valores genéticos (BLUPS). Foram estimados parâmetros genéticos e fenotípicos, herdabilidade, correlações genéticas e resposta esperada à seleção relativamente a peso (PF), comprimento (CF) diâmetro (DF) do fruto, espessura (EC) e peso (PC) da casca, peso (PP) e rendimento de polpa (RP), teor de sólidos solúveis totais (SST) e Produtividade. Os resultados mostraram haver altas correlações genéticas entre os principais atributos do fruto, assim como valores elevados de herdabilidade (desde 0,45 para PF a 0,94 para EC), valores que favorecem a prática de seleção. Em seguida, foi aplicado índice multiplicativo para fins de seleção e seis genótipos foram indicados como superiores, quais sejam: 49, 21, 107, 125, 140 e 122. Nossos resultados devem auxiliar outros estudos e iniciativas de seleção de genótipos mais produtivos, evidenciando a grande utilidade de ferramentas estatísticas modernas para se obter maior resposta à seleção. Em paralelo, foi estudada a resposta do maracujá-doce à infecção causada por Xanthomonas axonopodis. Dois genes, previamente identificados como superexpressos no maracujá-azedo, e que codificam as enzimas lipoxigenase-2 e (+)-neomentol desidrogenase foram aqui analisados via qPCR. No maracujá-doce observou-se maior expressão da (+)-neomentol desidrogenase, enzima associada à resposta de hipersensibilidade. Os sintomas da doença sugerem que a resposta de hipersensibilidade é particular no maracujá-doce, já que ocorre a queda precoce das folhas, evitando a disseminação sistêmica da bactéria. / Brazilian native fruit species are under-exploited commercially, and breeding programs are quite incipient due to many limitations associated with the physiology and biology of these species, although having economic potential both for in natura consumption as well as for industrial processing. In Brazil, the sweet passion fruit (Passiflora alata) is conquering new customers and markets, and has riched up to triple the sour passion fruit prices, widely grown in the country. The fruits of the sweet passion fruit are much appreciated, although only empirical selections have been practiced. Evidently, it would be very beneficial to obtain a genetically superior variety in terms of fruit quality and production. In this scenario, our research group has focused efforts to genetically characterize a segregating population of sweet passion fruit. Here, we evaluated 30 genotypes previously selected from this population by field-cultivating them under three experimental conditions: Anhumas (2014/2015 and 2015/2016) and Piracicaba (2015/2016). A randomized block design was used, and the genetic-statistical analyzes were based on a mixed-effects model approach in order to predict the genetic values (BLUPS). We estimated genetic and phenotypic parameters, as heritability, genetic correlations and expected response to selection for weight (WF), length (LF) diameter (DF) of the fruit, thickness (TS) and weight (WS) of the shell, weight (WP) and pulp yield (PY), total soluble solids (SS) and fruit yield. We found high genetic correlations between the main fruit attributes, as well as high values of heritability (from 0.45 for WF up to 0.94 for TS), values that may favor selection practices. Then, we applied a multiplicative selection index and six superior genotypes were selected, which are: 49, 21, 107, 125, 140 and 122. Our results may assist other studies and initiatives of selection of more productive genotypes, showing the great usefulness of modern statistical tools to obtain greater responses to selection. In parallel, we studied the response of sweet passion fruit to infection caused by Xanthomonas axonopodis. Two genes, previously identified as overexpressed in sour passion fruit, and that encode the enzymes lipoxygenase-2 and (+)-neomentol dehydrogenase were herein analyzed via qPCR. In the sweet passion fruit an increased expression of (+)- neomentol dehydrogenase, an enzyme associated with hypersensitivity response, was observed. The disease symptoms suggest that the response of hypersensitivity is particular in sweet passion fruit, since it provokes the premature fall of the leaves, thereby preventing the systemic bacterial dissemination.

Dados coletados de experimentos de melhoramento geralmente contêm observações fenotípicas para vários caracteres avaliados em múltiplos ambientes. Especificamente para cana-de-açúcar, medidas repetidas são obtidas para cana-planta e uma ou mais socas. Tal cenário presta-se naturalmente ao uso de modelos mistos para modelagem de variâncias genéticas heterogêneas e correlações entre caracteres, locais e cortes. Essa abordagem também nos permite incluir informações de marcadores moleculares, auxiliando no entendimento da arquitetura genética dos caracteres quantitativos através do mapeamento de QTLs. Este trabalho teve como objetivo detectar QTLs e interação QTL por ambiente pelo método do Mapeamento de Múltiplos Intervalos, o qual também permite a inclusão de epistasia no processo de busca. Nossa população de mapeamento foi composta por 100 indivíduos oriundos de um cruzamento biparental entre os cultivares brasileiros pré-comerciais SP80-180 e SP80-4966, avaliados em duas localidades (Piracicaba e Jaú, SP, Brasil) e três anos (2004 a 2006) para percentual de fibra, conteúdo de sacarose (POL) e toneladas de cana por hectare (TCH). Um mapa genético com 96 grupos de ligação cobrindo 2468,14 cM já estava disponível para esse cruzamento. O modelo fenotípico selecionado conteve matrizes de covariância separadas para caracteres e ambientes, o que resultou em um modelo mais parcimonioso com bom ajuste aos dados. Foram detectados 13 QTLs com efeitos principais e 8 interações epistáticas, cada um deles exibindo interação QTL por local, QTL por corte ou a interação tripla. Assim, nenhum QTL apresentou efeitos estáveis ao longo de todas as combinações de ambientes. No total, 13 dos 21 efeitos apresentaram algum grau de pleiotropia, afetando pelo menos dois dos três caracteres. Além disso, esses QTLs sempre afetaram os caracteres fibra e TCH na mesma direção, enquanto que POL foi afetado no sentido oposto. Não foi observada evidência em favor da hipótese de QTLs ligados em detrimento da hipótese de QTL pleiotrópico para qualquer das posições genômicas detectadas. Esses resultados fornecem valiosas informações sobre a base genética da variação quantitativa em cana-de-açúcar e sobre a relação genética entre caracteres. / Data collected from breeding trials usually comprise phenotypic observations for various traits evaluated at multiple test environments. Specifically for sugarcane, repeated measures are obtained for plant crop and one or more ratoons. Such scenario naturally lends itself to the use of mixed models for modeling heterogeneous genetic variances and correlations between traits, locations and harvests. This modeling approach also enables us to include molecular marker information, aiding in understanding the genetic architecture of quantitative traits through QTL mapping. Our work was aimed at detecting QTL and QTL by environment interaction by the Multiple Interval Mapping method, which also allows the inclusion of epistasis in the search process. Our mapping population was composed of 100 individuals derived from a biparental cross between the Brazilian pre-commercial cultivars SP80-180 and SP80-4966, evaluated at two locations (Piracicaba and Jaú, SP, Brazil) and three harvest years (2004 through 2006) for fiber content, sugar content (POL) and tonnes of cane per hectare (TCH). A genetic linkage map with 96 linkage groups covering 2468.14 cM was already available for this cross. The selected phenotypic model contained separate covariance matrices for traits and environments, which resulted in a more parsimonious model with good fit to the data. We detected 13 QTL with main effects and 8 epistatic interactions, each exhibiting QTL by location, QTL by harvest or the three-way interaction. Thus, no QTL displayed stable effects across all environment combinations. Overall, 13 of the 21 effects presented some degree of pleiotropy, affecting at least two of the three traits. Furthermore, these QTL always affected fiber and TCH in the same direction, while POL was affected in the opposite way. There was no evidence in favor of the linked QTL over the pleiotropic QTL hypothesis for any of the detected genome positions. These results give valuable insights about the genetic basis of quantitative variation in sugarcane and about the genetic relation between traits.

Há tempos os melhoristas tentam prever as performances de híbridos a partir de informações das suas linhagens parentais. A aplicação mais promissora dos marcadores moleculares no melhoramento de plantas é sua utilização na seleção. A produção de grãos é o caráter de maior interesse para os melhoristas e caracteriza-se por ser controlado por grande número de locos, sofrendo acentuado efeito ambiental. Ela é função direta dos seus componentes e, como esses caracteres são correlacionados com a produção, eles podem ser utilizados na seleção indireta para aumentar a produção. Os objetivos desse estudo foram: estimar coeficientes de correlação entre linhagens S1 de milho e seus testecrosses; mapear QTL e verificar a congruência destes nas linhagens e nos testecrosses; obter médias preditas das linhagens com base em informações de marcadores moleculares; e verificar a possibilidade de selecionar testecrosses com base nas médias preditas das linhagens, para diversos caracteres. Foram avaliadas 256 linhagens S1 e 512 testecrosses dessas linhagens com dois testadores, em experimentos em látices simples 16x16 em seis ambientes. Foram avaliados os caracteres produção de grãos, acamamento e quebramento, florescimento masculino e feminino, intervalo entre florescimentos, altura da planta e da espiga, posição relativa da espiga, e os componentes da produção nas linhagens. Para o mapeamento de QTL nas linhagens e nos testecrosses foi utilizado um mapa genético com 177 marcadores microssatélites e o modelo de mapeamento por intervalo composto expandido para múltiplos ambientes. Além das médias fenotípicas das duas gerações, foram obtidas médias preditas das linhagens com base nos efeitos dos QTL e também com base em todos os marcadores do genoma. Os coeficientes de correlação entre as médias fenotípicas das linhagens e dos testecrosses variaram de reduzidos para produção de grãos até moderados para os caracteres de ciclo e estatura. Considerando os componentes da produção das linhagens e a produção dos testecrosses, a maioria das correlações não foram significativas e, quando foram, as magnitudes destas foram baixas. A congruência de QTL detectados nas linhagens e nos testecrosses foi pequena para todos os caracteres considerados. As correlações entre as médias preditas das linhagens e as médias fenotípicas dos testecrosses apresentaram resultados semelhantes àqueles obtidos considerando as médias fenotípicas das linhagens. As maiores coincidências de linhagens S1 e testecrosses superiores selecionados foram observadas para os caracteres de ciclo e estatura e, as menores, ocorreram para produção de grãos e seus componentes. Portanto, mesmo utilizando-se informações de marcadores moleculares, só é possível prever a performance de testecrosses a partir de informações das linhagens para os caracteres menos complexos e com reduzido efeito de dominância, além de não ser possível praticar seleção indireta para a produção dos testecrosses baseada nos componentes das linhagens. Nestes casos, as informações dos marcadores devem ser obtidas diretamente nos testecrosses. Mesmo utilizando informações de marcadores, a seleção pode ser iniciada durante a obtenção das linhagens para alguns caracteres mas, para outros, a seleção deve ser realizada pela avaliação das linhagens em cruzamentos. / For a long time breeders have been trying to predict the performance of hybrids based on the performance from their parental lines. The most promising application of molecular markers in plant breeding is their use in selection. Grain yield is the most important trait to breeders and it is controlled by a large number of loci undergoing accentuated environmental effect. It is a direct function of its components and as these traits are correlated with yield, they can be used for indirect selection to increase grain yield. The objectives of this research were to estimate correlations between S1 maize lines and their testcrosses; map QTL and verify its congruence in lines and testcrosses; predict means of the lines by using information from molecular markers; and verify the possibility to select testecrosses from the predict means of the lines for several traits. Two-hundred and fifty six S1 lines and five-hundred and twelve testcrosses of these lines with two testers were evaluated in simple lattice 16x16 design in six environments. The traits analyzed were grain yield, plant lodging, days to anthesis, days to silking, anthesis-silking interval, plant and ear height, ear placement, and the yield components in the lines. A genetic map with 177 microsatellite markers and the multiple-environmental composite interval mapping model were used to map QTL in the lines and in their testcrosses. In addition to the phenotypic means of the two generations, the predicted means of the lines based on QTL effects and based in all markers were obtained. The correlation coefficients between the phenotypic means of the lines and of the testcrosses ranged from low to grain yield to moderate for cycle and stature traits. Considering the grain yield components of the lines and yield of the testcrosses, most of the correlations were not significant and, when they were, their magnitudes were low. The congruence of QTL detected in the lines and testcrosses were small for all traits. The correlations between the predict means of the lines and the phenotypic means of the testcrosses showed similar results with those obtained by the lines phenotypic means. The highest coincidences of selected superior S1 lines and testcrosses were observed for cycle and stature traits and the lowest for grain yield and its components. Therefore, even by using molecular markers information, it is only possible to predict the testcrosses performance from the lines information to less complex traits and with small dominance effects, as well as not being possible to carry out indirect selection to testcrosses yield based on the components of the lines. For these cases, the markers information must be obtained directly from the testcrosses. Even by using markers information, selection may be initiated during lines development for some traits, but to others, the selection must be made by evaluation of the lines in crosses.

Os objetivos do presente trabalho compreenderam a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos e fenotípicos, como variâncias, correlações, herdabilidades e respostas à seleção, em uma população derivada do cruzamento entre as linhagens 14 e 56 de soja, contrastantes para produção de grãos. Os tratamentos consistiram de uma amostra de 89 progênies F2:4 e 11 testemunhas comerciais, que foram avaliadas em experimentos em látice triplo 10 x 10 no ano agrícola 2007/08 na Estação Experimental Anhembi do Departamento de Genética da ESALQ/USP, localizada em Piracicaba, SP. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 2 m de comprimento, espaçada de 0,5 m, contendo 35 plantas no estande ideal, após o desbaste. Foram avaliados os seguintes caracteres: dias até a maturação (DM), altura das plantas na maturação (AM), acamamento (AC) e produção de grãos (PG). As estimativas dos coeficientes de herdabilidade entre médias de progênies foram: elevada para AM (77,4%), mediana para DM (32,3%) e baixas para AC e PG (18,1% e 19,0%, respectivamente). Entretanto, os coeficientes de variação genética foram muito baixos para DM e AC (0,37% e 1,61%, respectivamente), e mais altos para AM e PG (6,80% e 6,83%, respectivamente), indicando a ocorrência de pouca variabilidade genética para DM e AC e, conseqüentemente, poucas perspectivas de resposta à seleção. O coeficiente de correlação genética entre AM e PG foi alto (rg = 0,67), indicando que a seleção para PG deve resultar em plantas mais altas. A estimativa da resposta com seleção das 20% progênies mais produtivas foi de 4,5%, e a resposta correlacionada em AM foi de 3,8%. Devido à baixa variabilidade genética, as respostas correlacionadas esperadas em DM e AC foram muito pequenas. Os resultados indicam que a população pode ser melhorada somente para os caracteres PG e AM. / This paper was carried out in order to estimate genetic and phenotypic parameters, such as variances, heritabilities, correlations and expected response to selection in a population derived from the cross between inbred lines 14 and 56 of soybeans, divergent for grain yield. Entries consisted of a sample of 89 F2:4 progenies and 11 commercial checks, evaluated in a triple 10 x 10 lattice design in the 2007/08 growing season at Anhembi Experimental Station of the Genetics Department (ESALQ/USP), near Piracicaba, SP. Plots were single 2-meter-long rows spaced 0.5 m apart, with 35 plants after thinning. The following traits were evaluated: days to maturity (DM), plant height at maturity (AM), lodging (AC) and grain yield (PG). Heritability estimates on a progeny mean basis were high for AM (77.4%), medium for DM (32.3%) and low for AC and PG (18.1% and 19.0%, respectively). However, genetic coefficients of variation were very low for DM and AC (0.37% and 1.61%, respectively) and higher for AM and PG (6.80% and 6.83%, respectively), which indicates low genetic variability for DM and AC and, consequently, small perspectives of response to selection. Genetic correlation coefficient between AM and PG was high (rg = 0.67), indicating that selection for higher PG will result in taller plants. Expected response based on selection of the 20% high yielding progenies was 4.5%, and the correlated response in AM was 3.8%. The correlated response in DM and AC were very low, due to the low genetic variability. General results have shown that the population can be improved only for the traits PG and AM.

Os programas de melhoramento da cana-de-açúcar demandam aproximadamente 12 anos para a obtenção de um novo cultivar. Assim, os marcadores moleculares podem ser usados como uma ferramenta valiosa, uma vez que possibilitamo estudo da arquitetura genética de caracteres quantitativos, ajudando a reduzir este tempo. Embora a cana-de-açúcar seja uma cultura perene, para a qual o desempenho genotípico é avaliado através de ensaios estabelecidos ao longo de diferentes locais e cortes, a maior parte dos estudos de mapeamento de QTLs ignora a existência de interação entre QTLs, corte e local (QTL × H × L). Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma estratégia que foi desenvolvida para a detecção de QTLs em cana-de-açúcar, com base em modelos mistos e mapeamento por intervalo, considerando diferentes estruturas de (co)variância que permitem supor heterogeneidade de variâncias genéticas e existência de correlações genéticas entre cortes e locais. A metodologia de modelos mistos foi aplicada aos dados de uma população segregante obtida a partir do cruzamento entre dois cultivares pré-comerciais de cana-de-açúcar, constituída por 100 indivíduos avaliados em dois locais (Piracicaba e Jaú, SP, Brasil) e em três cortes para produção (toneladas de cana por hectare, TCH), produção de açúcar (toneladas de Pol por hectare, TPH), porcentagem de fibra e Pol (teor de sacarose). A análise fenotípica resultou na seleção do modelo não-estruturado, que assume heterogeneidade de variâncias e existência de correlação genética específica para cada combinação de corte e local, para todos os caracteres avaliados. Na análise de mapeamento, foram detectados 50 QTLs, incluindo 14 QTLs para TCH, 15 para TSH, 10 para Pol e 11 para Fibra. Além disso, os resultados mostram que os efeitos das interações entre QTL e corte (QTL × H), QTL e local (QTL × L) e QTL, corte e local (QTL × H × L) foram importantes para todos os caracteres avaliados. Do total de QTLs identificados, 33 (66 %) apresentaram algum tipo de interação e apenas 17 (34 %) mostraram mesmo efeito entre as diferentes combinações de corte e local. Estes resultados fornecem informações importantes para o entendimento da base genética de caracteres quantitativos relacionados com produção e teor de sacarose em cana-de-açúcar. / Sugarcane breeding programs take at least twelve years to develop new commercial cultivars. Thus, molecular markers can be used as a valuable tool since they offer the possibility to study the genetic architecture of quantitative traits, helping to reduce this time. Although the performance of genotypes in sugarcane breeding programs has been evaluated across a range of locations and harvest years, since sugarcane is a perennial crop, many of the QTL detection methods ignore QTL by harvest by location interaction (QTL × H × L). In this work, a strategy for QTL detection in sugarcane was developed, based on mixed models and interval mapping, considering different (co)variance structures for the modeling of heterogeneous genetic variances and genetic correlations between harvests and locations. The mixed model approach was applied to a data set provided by a segregating population developed from a cross between two pre-commercial Brazilian cultivars, consisted of 100 individuals planted in two locations in 2003 (Piracicaba and Jaú, SP, Brazil) and evaluated in the first, second and third subsequent harvest years for cane yield (tonnes of cane per hectare, TCH), sugar yield (tonnes of sugar per hectare, TSH), fiber percent and Pol (sucrose content). Phenotypic analysis provided the selection of the unstructured model, which allows the assumption of heterogeneity of variance and presence of a specific genetic correlation for each combination of harvest and location. In the QTL mapping procedure, 50 QTLs were detected, including 14 QTLs for TCH, 15 for TSH, 10 for Pol and 11 for Fiber. In addition, the results show that QTL by harvest (QTL × H), QTL by location (QTL × L) and QTL by harvest by location (QTL × H × L) interaction effects were important for all evaluated traits. From the total of QTLs identified, 33 (66%) had some interaction and only 17 (34%) showed stable effects across the different combinations of harvest and location. These results can provide useful information to understand the genetic control of complex traits related with sugarcane production and sucrose content.

Os programas de melhoramento da cana-de-açúcar demandam aproximadamente 12 anos para a obtenção de um novo cultivar. Assim, os marcadores moleculares podem ser usados como uma ferramenta valiosa, uma vez que possibilitamo estudo da arquitetura genética de caracteres quantitativos, ajudando a reduzir este tempo. Embora a cana-de-açúcar seja uma cultura perene, para a qual o desempenho genotípico é avaliado através de ensaios estabelecidos ao longo de diferentes locais e cortes, a maior parte dos estudos de mapeamento de QTLs ignora a existência de interação entre QTLs, corte e local (QTL × H × L). Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma estratégia que foi desenvolvida para a detecção de QTLs em cana-de-açúcar, com base em modelos mistos e mapeamento por intervalo, considerando diferentes estruturas de (co)variância que permitem supor heterogeneidade de variâncias genéticas e existência de correlações genéticas entre cortes e locais. A metodologia de modelos mistos foi aplicada aos dados de uma população segregante obtida a partir do cruzamento entre dois cultivares pré-comerciais de cana-de-açúcar, constituída por 100 indivíduos avaliados em dois locais (Piracicaba e Jaú, SP, Brasil) e em três cortes para produção (toneladas de cana por hectare, TCH), produção de açúcar (toneladas de Pol por hectare, TPH), porcentagem de fibra e Pol (teor de sacarose). A análise fenotípica resultou na seleção do modelo não-estruturado, que assume heterogeneidade de variâncias e existência de correlação genética específica para cada combinação de corte e local, para todos os caracteres avaliados. Na análise de mapeamento, foram detectados 50 QTLs, incluindo 14 QTLs para TCH, 15 para TSH, 10 para Pol e 11 para Fibra. Além disso, os resultados mostram que os efeitos das interações entre QTL e corte (QTL × H), QTL e local (QTL × L) e QTL, corte e local (QTL × H × L) foram importantes para todos os caracteres avaliados. Do total de QTLs identificados, 33 (66 %) apresentaram algum tipo de interação e apenas 17 (34 %) mostraram mesmo efeito entre as diferentes combinações de corte e local. Estes resultados fornecem informações importantes para o entendimento da base genética de caracteres quantitativos relacionados com produção e teor de sacarose em cana-de-açúcar. / Sugarcane breeding programs take at least twelve years to develop new commercial cultivars. Thus, molecular markers can be used as a valuable tool since they offer the possibility to study the genetic architecture of quantitative traits, helping to reduce this time. Although the performance of genotypes in sugarcane breeding programs has been evaluated across a range of locations and harvest years, since sugarcane is a perennial crop, many of the QTL detection methods ignore QTL by harvest by location interaction (QTL × H × L). In this work, a strategy for QTL detection in sugarcane was developed, based on mixed models and interval mapping, considering different (co)variance structures for the modeling of heterogeneous genetic variances and genetic correlations between harvests and locations. The mixed model approach was applied to a data set provided by a segregating population developed from a cross between two pre-commercial Brazilian cultivars, consisted of 100 individuals planted in two locations in 2003 (Piracicaba and Jaú, SP, Brazil) and evaluated in the first, second and third subsequent harvest years for cane yield (tonnes of cane per hectare, TCH), sugar yield (tonnes of sugar per hectare, TSH), fiber percent and Pol (sucrose content). Phenotypic analysis provided the selection of the unstructured model, which allows the assumption of heterogeneity of variance and presence of a specific genetic correlation for each combination of harvest and location. In the QTL mapping procedure, 50 QTLs were detected, including 14 QTLs for TCH, 15 for TSH, 10 for Pol and 11 for Fiber. In addition, the results show that QTL by harvest (QTL × H), QTL by location (QTL × L) and QTL by harvest by location (QTL × H × L) interaction effects were important for all evaluated traits. From the total of QTLs identified, 33 (66%) had some interaction and only 17 (34%) showed stable effects across the different combinations of harvest and location. These results can provide useful information to understand the genetic control of complex traits related with sugarcane production and sucrose content.

Os objetivos do presente trabalho compreenderam a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos e fenotípicos, como variâncias, correlações, herdabilidades e respostas à seleção, em uma população derivada do cruzamento entre as linhagens 14 e 56 de soja, contrastantes para produção de grãos. Os tratamentos consistiram de uma amostra de 89 progênies F2:4 e 11 testemunhas comerciais, que foram avaliadas em experimentos em látice triplo 10 x 10 no ano agrícola 2007/08 na Estação Experimental Anhembi do Departamento de Genética da ESALQ/USP, localizada em Piracicaba, SP. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 2 m de comprimento, espaçada de 0,5 m, contendo 35 plantas no estande ideal, após o desbaste. Foram avaliados os seguintes caracteres: dias até a maturação (DM), altura das plantas na maturação (AM), acamamento (AC) e produção de grãos (PG). As estimativas dos coeficientes de herdabilidade entre médias de progênies foram: elevada para AM (77,4%), mediana para DM (32,3%) e baixas para AC e PG (18,1% e 19,0%, respectivamente). Entretanto, os coeficientes de variação genética foram muito baixos para DM e AC (0,37% e 1,61%, respectivamente), e mais altos para AM e PG (6,80% e 6,83%, respectivamente), indicando a ocorrência de pouca variabilidade genética para DM e AC e, conseqüentemente, poucas perspectivas de resposta à seleção. O coeficiente de correlação genética entre AM e PG foi alto (rg = 0,67), indicando que a seleção para PG deve resultar em plantas mais altas. A estimativa da resposta com seleção das 20% progênies mais produtivas foi de 4,5%, e a resposta correlacionada em AM foi de 3,8%. Devido à baixa variabilidade genética, as respostas correlacionadas esperadas em DM e AC foram muito pequenas. Os resultados indicam que a população pode ser melhorada somente para os caracteres PG e AM. / This paper was carried out in order to estimate genetic and phenotypic parameters, such as variances, heritabilities, correlations and expected response to selection in a population derived from the cross between inbred lines 14 and 56 of soybeans, divergent for grain yield. Entries consisted of a sample of 89 F2:4 progenies and 11 commercial checks, evaluated in a triple 10 x 10 lattice design in the 2007/08 growing season at Anhembi Experimental Station of the Genetics Department (ESALQ/USP), near Piracicaba, SP. Plots were single 2-meter-long rows spaced 0.5 m apart, with 35 plants after thinning. The following traits were evaluated: days to maturity (DM), plant height at maturity (AM), lodging (AC) and grain yield (PG). Heritability estimates on a progeny mean basis were high for AM (77.4%), medium for DM (32.3%) and low for AC and PG (18.1% and 19.0%, respectively). However, genetic coefficients of variation were very low for DM and AC (0.37% and 1.61%, respectively) and higher for AM and PG (6.80% and 6.83%, respectively), which indicates low genetic variability for DM and AC and, consequently, small perspectives of response to selection. Genetic correlation coefficient between AM and PG was high (rg = 0.67), indicating that selection for higher PG will result in taller plants. Expected response based on selection of the 20% high yielding progenies was 4.5%, and the correlated response in AM was 3.8%. The correlated response in DM and AC were very low, due to the low genetic variability. General results have shown that the population can be improved only for the traits PG and AM.