Orientadora : Profª Drª Maristela Panobianco / Co-orientador : Prof. Dr. Manoel Carlos Bassoi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 23/08/2010 / Bibliografia: fls. 45-50 / Área de concentração: Produção vegetal / Resumo: O Paraná destaca-se como maior produtor nacional de trigo, responsável por aproximadamente 50% do total produzido no país na safra de 2009. A germinação precoce na espiga pode acarretar perdas elevadas no volume e na qualidade produzidos e está presente em todo o cenário mundial. O projeto teve por objetivo avaliar três metodologias para avaliação de genótipos de trigo quanto à germinação na espiga. Para tanto foram utilizados 14 genótipos nacionais, na safra de inverno de 2008, semeados em dois locais, nas Estações Experimentais da Embrapa Soja nos municípios de Londrina e Ponta Grossa. Os genótipos foram colhidos em duas épocas: 10 e 17 dias após maturidade fisiológica. Os experimentos foram conduzidos em casa-de-vegetação, com uso de simulador de chuva, e em laboratório, por meio da germinação do grão na espiga e do grão após debulha. Foi avaliada a porcentagem de germinação de cada genótipo após o tratamento. Avaliou-se ainda a porcentagem de germinação dos grãos na espiga e removidos, após armazenamento por 15 dias em câmara fria e em refrigerador. O delineamento estatístico foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. Após verificada a diferença significativa, as médias foram comparadas por meio de Scott Knott a 5% e por correlação de Spearman. Para as condições de estudo, os métodos de simulação de chuva (SC) e grão na espiga (GE) proporcionaram de maneira geral a separação de genótipos nas duas épocas de coleta para os dois ambientes. O procedimento do grão removido da espiga (GR) não possibilitou a distinção segura dos dados obtidos quanto à germinação em nenhuma das épocas, em qualquer local. O método de germinação por simulação de chuva foi o mais adequado para avaliação de genótipos quanto à germinação precoce na espiga, independentemente da época e do local de coleta do material. Foi possível a manutenção do percentual de germinação do trigo coletado em Londrina armazenado em câmara fria ou em refrigerador, por meio da metodologia de germinação da espiga em rolo de papel. / Abstract: The Parana stands out as the largest producer of wheat, accounting for approximately 50% of the total crop produced in the country in 2009. The pre harvest sprouting can cause high losses in the volume and quality produced and is present throughout the world scene. The project to evaluate three methods for evaluation of wheat genotypes for pre harvest sprouting. Therefore, we used 14 nationals genotypes in the 2008 winter crop, sown in two locations, at the Experimental Stations of Embrapa Soja in the of Londrina and Ponta Grossa cities. The genotypes were collected in two periods: 10 and 17 days after physiological maturity. The experiments were conducted in a green house, using a rainfall simulator, and in the laboratory by means of germination of grain in the ear and grain after threshing. We evaluated the germination percentage of each genotype after treatment. It was also evaluated the germination of grain in the ear and grain after threshing after storage for 15 days in cold storage and refrigerator. The experimental design was completely randomized design with four replications. After verified the significant difference, means were compared by Scott Knott test at 5% and by Spearman correlation. For the conditions, the methods of rainfall simulation (SC) and grain in the ear (GE) resulted in a general way the separation of genotypes in the two sampling times in both environments. The procedure of germination the grain after hreshing (GR) was not possible to distinguish safe from data obtained for germination in any of the seasons, anywhere. The rainfall simulation was the most appropriate method evaluation of genotypes for pre harvest sprouting, regardless of time and place of collection. It was possible to maintain the germination percentage of wheat collected in Londrina stored in a cold room or refrigerator, through the methodology of germination grain in the ear.

A identificação de metodologias eficientes para essa escolha de genitores em programas de melhoramento tem recebido grande atenção dos pesquisadores. O cruzamento dialélico é muito utilizado com esta finalidade; entretanto, à medida que o número de genótipos a serem testados aumenta, sua utilidade torna-se progressivamente inviável. Alternativas como medidas de dissimilaridade (baseadas em dados morfológicos, moleculares e genealógicos) têm sido propostas. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi o de estimar a capacidade geral (CGC) e especifica (CEC) de combinação, heterose e depressão endogâmica, nas gerações F1 e F2, através de cruzamento dialélico de dez genótipos de trigo, bem como avaliar o relacionamento entre genitores e o desempenho de seus híbridos, com as medidas de dissimilaridade anteriormente citadas. Dez genitores elite foram cruzados de forma dialélica, desconsiderando os recíprocos. Os resultados obtidos revelaram uma maior participação dos efeitos aditivos na expressão genotípica das constituições utilizadas. Os parentais FUNDACEP 50, Pampeano, BRS 208 e Abalone foram os que apresentaram os maiores valores de CGC para rendimento de grãos, evidenciando o potencial destes genótipos para utilização em cruzamentos a fim de obter progênies superiores. Também, as combinações envolvendo os genótipos BRS Guamirim x BRS 208, UTF 0506 x BRS Timbaúva, BRS 208 x Abalone, CD 115 x Abalone e BRS Timbaúva x Abalone, apresentaram elevado grau de heterose e baixa perda de vigor para os caracteres de maior importância agronômica. A heterose revelada pelo F1 não garante populações segregantes promissoras, pois em muitos casos não ocorreu associação da heterose do F1 com desempenho dos bulks das gerações F2. As estimativas das correlações entre as matrizes de dissimilaridade permitiram observar a concordância existente entre as matrizes de dissimilaridade Morfológica+AFLP x Molecular AFLP (0,466) e entre Morfológica+AFLP x genealógica (0,42). A distancia genealógica foi positivamente associada com os caracteres massa de 100 grãos e peso de grãos por planta nas gerações F1 (0,67 e 0,62, respectivamente) e F2 (0,62 e 0,59, respectivamente), o que lhe confere moderada confiabilidade em substituir os cruzamentos dialélicos na escolha dos genitores. Em contrapartida, as medidas de distancia morfológica e combinada (molecular AFLP+morfológica), não foram associadas com o desempenho dos híbridos, em ambas as gerações avaliadas. / The identification of efficient methodologies for the choice of parents in breeding programs has received great attention from researchers. The diallel cross is widely used with this purpose, however, as the number of genotypes to be tested increases, its utility becomes increasingly unviable. Alternatives such as measures of dissimilarity (based on morphological dates, molecular and genealogical) have been proposed. Thus, the objective of this study was to estimate the general (CGC) and specific (CEC) of combining , heterosis and inbreeding depression in F1 and F2 generations, through diallel of ten wheat genotypes and to assess the relationship between parents and the performance of their hybrids, with the dissimilarity measures described above.Ten elite parents were crossed in a diallel form, disregarding the reciprocal. The results revealed a greater participation of additive effects on phenotypic expression of the constitutions used. The parents FUNDACEP 50, Pampeano, Abalone and BRS 208 presented the highest values of CGC for grain yield, demonstrating the potential of these genotypes for use in crosses to promote superior progenies.Also, the combinations involving the genotypes BRS Guamirim x BRS 208, UTF 0506 x Timbaúva BRS, BRS 208 x Abalone, CD 115 x Abalone and BRS Timbaúva x Abalone, showed a high degree of heterosis and low inbreeding for characters of greatest agronomy importance. Heterosis revealed by F1 does not warrant segregating populations, because in many cases there was no association with heterosis of F1 and with performance of bulks on F2 generations. Estimates of correlations between the dissimilarity matrices allowed to observe the correlation between the dissimilarity matrices Morophological + AFLP x Molecular AFLP (0.466) and between Morophological + AFLP x pedrigree (0.427). The genealogical distance was positively associated with weight of 100 grains and grain weight per plant in F1 generation (0.67 and 0.62, respectively) and F2 (0.62 and 0.59, respectively), it gives moderate reliability to replace the diallel in the choice of parents. In contrast, the measures of morphological distance and combined (morphological + molecular AFLP), were not associated with the performance of hybrids, in both generations avaliable.

Na condução de um programa de melhoramento de plantas, questiona-se qual a melhor estratégia de seleção de genitores para a obtenção de populações segregantes com um maior número de recombinantes superiores. Conhecimentos que venham contribuir para o aperfeiçoamento deste processo são importantes. Desta forma, o objetivo deste trabalho estimar as capacidades gerais de combinação (CGC) e capacidades específicas de combinação (CEC) através de metodologias tradicionais e inovadoras, buscando maximizar a eficiência de seleção de genitores e combinações híbridas de trigo. Na safra agrícola de 2010, foram realizadas as hibridações entre seis genótipos de trigo (CD 150, CD 113, CD 117, BRS Pardela, Fundacep Cristalino e IPR 85), com base no modelo dialélico completo, sem os recíprocos. Na safra agrícola de 2011, as 15 populações F2 e os seis genitores foram avaliados em delineamento experimental de blocos completos casualizados, com três repetições. As parcelas foram compostas por cinco fileiras de três metros de comprimento, com espaçamento de 0,20 metros entre fileiras e uma densidade de 300 sementes por metro quadrado. A adubação de base foi de 350 kg ha-1 de NPK (5-20-20) e mais 60 kg ha-1 de nitrogênio aplicado no início do afilhamento. As CGC e CEC foram mensuradas através de quatro metodologias: a) método 2, modelo B de Griffing (1956); b) análise de capacidade de combinação multivariada; c) REML/BLUP; e d) GGE Biplot. As metodologias dialélicas de Griffing (1956), REML/BLUP e GGE Biplot corroboraram entre si, na grande maioria dos casos, quanto à indicação da CGC e CEC das combinações híbridas avaliadas. Para a maior parte dos caracteres avaliados, as estimativas de CGC e CEC obtidas pelas Griffing (1956) e REML/BLUP foram positivamente associadas com as médias observadas e preditas. A análise dialélica multivariada foi eficiente na indicação de genitores e cruzamentos promissores, em função da capacidade geral e específica de combinação, mensurada conjuntamente para os caracteres avaliados. A utilização conjunta das metodologias testadas possibilitou uma maior segurança na indicação dos melhores genitores e combinações híbridas. Os resultados da metodologia pioneira de Griffing (1956) foram complementados pela RELM/BLUP, que forneceu os resultados em função de valores genotípicos, e pela análise multivariada, que possibilitou informações úteis à seleção simultânea dos caracteres avaliados. Adicionalmente, a análise gráfica através da metodologia GGE Biplot gerou informação resumida e permitiu uma melhor interpretação comparativa do desempenho dos genitores e combinações híbridas. / By conducting a program of plant breeding, it’s questioned “what’s the best strategy for selecting genitors to obtain segregating populations with a greater number of superior recombinants”. Knowledge which will contribute to the improvement of this process is important. Thus, this study aimed to estimate the general combining abilities (GCA) and specific combining ability (SCA) through traditional and innovative methodologies in order to maximize the efficiency of parental selection and hybrid combinations of wheat. In the agricultural season of 2010, there were six hybridizations between wheat genotypes (CD 150, CD 113, CD 117, BRS Pardela, Fundacep Cristalino e IPR 85), based on the model complete diallel without reciprocals. In crop year 2011, the 15 populations F2 and six genitors were evaluated in experimental design of randomized complete block design with three replications. Each plot consisted of five rows of three meters in length, spaced 0.20 meters between rows and a density of 300 seeds per square meter. The fertilizer was 350 kg ha-1 NPK (5-20-20) and 60 kg ha-1 nitrogen applied at the beginning of tillering. The GCA and SCA were measured by four methods: a) method 2, model B of Griffing (1956) b) combining ability analysis of multivariate c) REML / BLUP and d) GGE Biplot. The methodologies diallel Griffing (1956), REML / BLUP and GGE Biplot corroborate each other, in most cases, the indication of the GCA and SCA of hybrid combinations evaluated. For most traits, estimates of GCA and SCA obtained by Griffing (1956) and REML / BLUP were positively associated with the average observed and predicted. The multivariate diallel analysis was effective in parents and crosses indicate promising, according to the general ability and specific combining, measured jointly for all the traits. The joint use of tested methodologies enabled a safer indication of the best parents and hybrid combinations. The results of the pioneered methodology by Griffing (1956) were complemented by RELM / BLUP, which gave the results in terms of genotypic values, and multivariate analysis, useful information that allowed the simultaneous selection of characters. Additionally, the graphical analysis using the methodology GGE Biplot generated summary information and allowed a better interpretation of the comparative performance of parental lines and hybrid combinations.

A identificação de metodologias eficientes para essa escolha de genitores em programas de melhoramento tem recebido grande atenção dos pesquisadores. O cruzamento dialélico é muito utilizado com esta finalidade; entretanto, à medida que o número de genótipos a serem testados aumenta, sua utilidade torna-se progressivamente inviável. Alternativas como medidas de dissimilaridade (baseadas em dados morfológicos, moleculares e genealógicos) têm sido propostas. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi o de estimar a capacidade geral (CGC) e especifica (CEC) de combinação, heterose e depressão endogâmica, nas gerações F1 e F2, através de cruzamento dialélico de dez genótipos de trigo, bem como avaliar o relacionamento entre genitores e o desempenho de seus híbridos, com as medidas de dissimilaridade anteriormente citadas. Dez genitores elite foram cruzados de forma dialélica, desconsiderando os recíprocos. Os resultados obtidos revelaram uma maior participação dos efeitos aditivos na expressão genotípica das constituições utilizadas. Os parentais FUNDACEP 50, Pampeano, BRS 208 e Abalone foram os que apresentaram os maiores valores de CGC para rendimento de grãos, evidenciando o potencial destes genótipos para utilização em cruzamentos a fim de obter progênies superiores. Também, as combinações envolvendo os genótipos BRS Guamirim x BRS 208, UTF 0506 x BRS Timbaúva, BRS 208 x Abalone, CD 115 x Abalone e BRS Timbaúva x Abalone, apresentaram elevado grau de heterose e baixa perda de vigor para os caracteres de maior importância agronômica. A heterose revelada pelo F1 não garante populações segregantes promissoras, pois em muitos casos não ocorreu associação da heterose do F1 com desempenho dos bulks das gerações F2. As estimativas das correlações entre as matrizes de dissimilaridade permitiram observar a concordância existente entre as matrizes de dissimilaridade Morfológica+AFLP x Molecular AFLP (0,466) e entre Morfológica+AFLP x genealógica (0,42). A distancia genealógica foi positivamente associada com os caracteres massa de 100 grãos e peso de grãos por planta nas gerações F1 (0,67 e 0,62, respectivamente) e F2 (0,62 e 0,59, respectivamente), o que lhe confere moderada confiabilidade em substituir os cruzamentos dialélicos na escolha dos genitores. Em contrapartida, as medidas de distancia morfológica e combinada (molecular AFLP+morfológica), não foram associadas com o desempenho dos híbridos, em ambas as gerações avaliadas. / The identification of efficient methodologies for the choice of parents in breeding programs has received great attention from researchers. The diallel cross is widely used with this purpose, however, as the number of genotypes to be tested increases, its utility becomes increasingly unviable. Alternatives such as measures of dissimilarity (based on morphological dates, molecular and genealogical) have been proposed. Thus, the objective of this study was to estimate the general (CGC) and specific (CEC) of combining , heterosis and inbreeding depression in F1 and F2 generations, through diallel of ten wheat genotypes and to assess the relationship between parents and the performance of their hybrids, with the dissimilarity measures described above.Ten elite parents were crossed in a diallel form, disregarding the reciprocal. The results revealed a greater participation of additive effects on phenotypic expression of the constitutions used. The parents FUNDACEP 50, Pampeano, Abalone and BRS 208 presented the highest values of CGC for grain yield, demonstrating the potential of these genotypes for use in crosses to promote superior progenies.Also, the combinations involving the genotypes BRS Guamirim x BRS 208, UTF 0506 x Timbaúva BRS, BRS 208 x Abalone, CD 115 x Abalone and BRS Timbaúva x Abalone, showed a high degree of heterosis and low inbreeding for characters of greatest agronomy importance. Heterosis revealed by F1 does not warrant segregating populations, because in many cases there was no association with heterosis of F1 and with performance of bulks on F2 generations. Estimates of correlations between the dissimilarity matrices allowed to observe the correlation between the dissimilarity matrices Morophological + AFLP x Molecular AFLP (0.466) and between Morophological + AFLP x pedrigree (0.427). The genealogical distance was positively associated with weight of 100 grains and grain weight per plant in F1 generation (0.67 and 0.62, respectively) and F2 (0.62 and 0.59, respectively), it gives moderate reliability to replace the diallel in the choice of parents. In contrast, the measures of morphological distance and combined (morphological + molecular AFLP), were not associated with the performance of hybrids, in both generations avaliable.

Na condução de um programa de melhoramento de plantas, questiona-se qual a melhor estratégia de seleção de genitores para a obtenção de populações segregantes com um maior número de recombinantes superiores. Conhecimentos que venham contribuir para o aperfeiçoamento deste processo são importantes. Desta forma, o objetivo deste trabalho estimar as capacidades gerais de combinação (CGC) e capacidades específicas de combinação (CEC) através de metodologias tradicionais e inovadoras, buscando maximizar a eficiência de seleção de genitores e combinações híbridas de trigo. Na safra agrícola de 2010, foram realizadas as hibridações entre seis genótipos de trigo (CD 150, CD 113, CD 117, BRS Pardela, Fundacep Cristalino e IPR 85), com base no modelo dialélico completo, sem os recíprocos. Na safra agrícola de 2011, as 15 populações F2 e os seis genitores foram avaliados em delineamento experimental de blocos completos casualizados, com três repetições. As parcelas foram compostas por cinco fileiras de três metros de comprimento, com espaçamento de 0,20 metros entre fileiras e uma densidade de 300 sementes por metro quadrado. A adubação de base foi de 350 kg ha-1 de NPK (5-20-20) e mais 60 kg ha-1 de nitrogênio aplicado no início do afilhamento. As CGC e CEC foram mensuradas através de quatro metodologias: a) método 2, modelo B de Griffing (1956); b) análise de capacidade de combinação multivariada; c) REML/BLUP; e d) GGE Biplot. As metodologias dialélicas de Griffing (1956), REML/BLUP e GGE Biplot corroboraram entre si, na grande maioria dos casos, quanto à indicação da CGC e CEC das combinações híbridas avaliadas. Para a maior parte dos caracteres avaliados, as estimativas de CGC e CEC obtidas pelas Griffing (1956) e REML/BLUP foram positivamente associadas com as médias observadas e preditas. A análise dialélica multivariada foi eficiente na indicação de genitores e cruzamentos promissores, em função da capacidade geral e específica de combinação, mensurada conjuntamente para os caracteres avaliados. A utilização conjunta das metodologias testadas possibilitou uma maior segurança na indicação dos melhores genitores e combinações híbridas. Os resultados da metodologia pioneira de Griffing (1956) foram complementados pela RELM/BLUP, que forneceu os resultados em função de valores genotípicos, e pela análise multivariada, que possibilitou informações úteis à seleção simultânea dos caracteres avaliados. Adicionalmente, a análise gráfica através da metodologia GGE Biplot gerou informação resumida e permitiu uma melhor interpretação comparativa do desempenho dos genitores e combinações híbridas. / By conducting a program of plant breeding, it’s questioned “what’s the best strategy for selecting genitors to obtain segregating populations with a greater number of superior recombinants”. Knowledge which will contribute to the improvement of this process is important. Thus, this study aimed to estimate the general combining abilities (GCA) and specific combining ability (SCA) through traditional and innovative methodologies in order to maximize the efficiency of parental selection and hybrid combinations of wheat. In the agricultural season of 2010, there were six hybridizations between wheat genotypes (CD 150, CD 113, CD 117, BRS Pardela, Fundacep Cristalino e IPR 85), based on the model complete diallel without reciprocals. In crop year 2011, the 15 populations F2 and six genitors were evaluated in experimental design of randomized complete block design with three replications. Each plot consisted of five rows of three meters in length, spaced 0.20 meters between rows and a density of 300 seeds per square meter. The fertilizer was 350 kg ha-1 NPK (5-20-20) and 60 kg ha-1 nitrogen applied at the beginning of tillering. The GCA and SCA were measured by four methods: a) method 2, model B of Griffing (1956) b) combining ability analysis of multivariate c) REML / BLUP and d) GGE Biplot. The methodologies diallel Griffing (1956), REML / BLUP and GGE Biplot corroborate each other, in most cases, the indication of the GCA and SCA of hybrid combinations evaluated. For most traits, estimates of GCA and SCA obtained by Griffing (1956) and REML / BLUP were positively associated with the average observed and predicted. The multivariate diallel analysis was effective in parents and crosses indicate promising, according to the general ability and specific combining, measured jointly for all the traits. The joint use of tested methodologies enabled a safer indication of the best parents and hybrid combinations. The results of the pioneered methodology by Griffing (1956) were complemented by RELM / BLUP, which gave the results in terms of genotypic values, and multivariate analysis, useful information that allowed the simultaneous selection of characters. Additionally, the graphical analysis using the methodology GGE Biplot generated summary information and allowed a better interpretation of the comparative performance of parental lines and hybrid combinations.

Estudos investigando cultivares históricas de trigo estão amplamente disponíveis e revelam ganhos anuais significativos no rendimento de grãos (RG) em inúmeros países produtores, enquanto alguns relatam recente decréscimo no progresso genético. Nesse sentido, a avaliação dos ganhos inerentes aos programas de melhoramento surge como uma ferramenta de medida de eficiência e pode auxiliar na definição de estratégias futuras. Assim, o primeiro estudo desta dissertação objetivou mensurar o progresso genético para o RG obtido no programa de melhoramento de trigo da Cooperativa Central de Pesquisa Agrícola (Coodetec) através da avaliação anual de linhagens em ensaios de valor de cultivo e uso (VCU). Foram utilizados dados de 836 experimentos, conduzidos 40 locais, no período de 2004 a 2013. Cada ensaio foi composto por 25 tratamentos (genótipos), incluindo linhagens e cultivares testemunhas, conduzidos em três repetições, em delineamento do blocos completos ao acaso. A análise REML/BLUP foi utilizada para obtenção dos valores genotípicos, os quais foram empregados na estimação do progresso genético por método semelhante ao descrito por Vencovsky et al. (1986). O progresso genético global do programa de melhoramento foi de 61,59 kg ha-1 ano-1 (1,68% ano-1), porém, foi parcialmente contrabalanceado por efeitos negativos de ambiente (-22,19 kg ha-1 ano-1; -0,58% ano-1). O progresso genético por região de VCU oscilou entre 31,38 kg ha-1 ano-1 (VCU 4) e 115,33 kg ha-1 ano-1 (VCU 1). Em cultivares comerciais lançadas entre 1998 e 2014, foi obtido progresso genético de 1% ano-1. O segundo estudo objetivou a avaliação do mesmo programa de melhoramento, porém, quanto a caracteres determinantes da qualidade industrial de trigo. Foram utilizados dados de dois locais do estado do Paraná (Cascavel e Palotina). A série histórica estudada compreendeu 8 anos (2005 a 2012) e 458 genótipos, incluindo linhagens e cultivares testemunhas. Foram utilizados os seguintes caracteres no estudo: força de glúten (W), tenacidade (P), extensibilidade (L) e número de queda (NQ). Foi observada a tendência de desequilíbrio na relação P/L, em decorrência de o ganho genético em P ser positivo (2,11% ano-1) e L negativo (-0,93% ano-1). O progresso genético foi de 1,30% ano-1 em W, refletindo os esforços do programa de melhoramento no incremento da qualidade industrial. O terceiro estudo objetivou a comparação de métodos de avaliação da estabilidade e adaptabilidade em trigo, com vistas a obtenção de metodologias essenciais. Foram utilizados dados de RG de 22 genótipos de trigo avaliados em três locais (Guarapuava, Cascavel e Abelardo Luz), durante duas safras agrícolas (2012 e 2013), totalizando seis ambientes. Em cada ensaio foi empregado o delineamento de blocos completos casualizados, com três repetições. Na avaliação da interação genótipo vs. ambiente (IGA), foram utilizadas metodologias baseadas em modelos mistos, análise de variância, regressão linear, análises multivariadas e não paramétricas. Na seleção de genótipos estáveis e de alto RG, é indicada a utilização do método da média harmônica da performance relativa dos valores genéticos preditos (MHPRVG) baseado em modelos mistos, em associação com as análises gráficas GGE biplot, pela capacidade de inferir sobre ambientes, genótipos e suas relações. / Studies investigating historical cultivars of wheat are widely available and show significant annual gains in grain yield (GY) by many producing countries, while some report recent decrease in genetic progress. In this sense, the evaluation of the gains inherent to breeding programs appears as a measurement tool of efficiency and can help define future strategies. Thus, the first study of this dissertation aimed to measure the genetic progress for GY obtained in wheat breeding program of the Central Cooperative Agricultural Research (Coodetec) through the annual evaluation of lines on value of testing and use trials (VCU). We used data from 836 experiments, conducted in 40 locations in the 2004-2013 period. We used the REML/BLUP analysis to access the genotypic values, which were used to estimate the genetic progress by the similar method described by Vencovsky et al. (1986). The overall genetic progress of the breeding program was 61.59 kg ha-1 yr-1 (1.68% yr-1), however, was partially counterbalanced by negative environmental effects (-22.19 kg ha-1 yr-1; -0.58% year-1). The genetic progress by VCU region ranged from 31.38 kg ha-1 yr-1 (VCU 4) and 115.33 kg ha-1 yr-1 (VCU 1). In commercial cultivars released between 1998 and 2014, we obtained genetic progress equal to 1% yr-1. The second study aimed to evaluate the same breeding program, but for wheat industrial quality traits. We used data from two cities of Paraná state (Cascavel and Palotina). The historical series consisted of eight years (2005 to 2012) and 458 genotypes, including lines and cultivars. The following characters were used in the study: gluten strength (W), tenacity (P), extensibility (L) and falling number (FN). We found tendency of disequilibrium in P/L ratio, due to the genetic gain in P be positive (2.11% yr-1) and L be negative (-0.93% yr-1). The genetic progress was 1.30% yr-1 in W, reflecting the efforts of the breeding program to increase the wheat industrial quality. The third study aimed to compare methods of evaluation of the stability and adaptability in wheat, in order to identifying essential methodologies. We used GY data from 22 wheat genotypes evaluated in three locations (Guarapuava, Cascavel and Abelardo Luz) for two growing seasons (2012 and 2013), totaling six environments. The experimental design used in each experiment was a randomized complete block design with three replications. In the evaluation of genotype vs. environment interaction (GEI), methodologies were used based on mixed models, analysis of variance, linear regression, multivariate and non-parametric analysis. To selecting stable genotypes with high GY is indicated using the method of the harmonic mean of the relative performance of genetic values (MHPRVG) based on mixed models in association with the graphical analysis GGE biplot, due to the ability to infer about environments, genotypes and their relationships.

CNPq / Conhecer os processos responsáveis pelo avanço do progresso genético do rendimento de grãos é uma etapa essencial para o desenvolvimento de cultivares mais produtivas. Os objetivos do estudo foram: a) Avaliar a duração dos subperíodos de desenvolvimento de cultivares de trigo brasileiros, lançados entre 1940 e 2009, e quantificar a importância de cada fenofase sobre o rendimento de grãos e seus componentes. b) Caracterizar, fisiologica e agronomicamente, cultivares de trigo desenvolvidos entre 1940 e 2009, a fim de identificar critérios de seleção mais efetivos à continuidade do progresso genético de melhoramento no Brasil. c) Caracterizar cultivares antigos e modernos brasileiros, lançados em diferentes décadas, quanto à eficiência do uso do nitrogênio e seus componentes. Dez cultivares de trigo brasileiros, antigos e modernos, foram avaliados em ensaios de competição, em duas safras agrícolas (2010 e 2011); na safra agrícola de 2011 um ensaio foi conduzido em casa de vegetação, com quatro doses de nitrogênio (0, 60, 120 e 180 kg N ha-1). Comparou-se a duração dos subperíodos, caracteres agronômicos e fisiológicos (trocas gasosas) e caracteres da eficiência do uso do nitrogênio (EUN). O melhoramento reduziu a fase de semeadura a antese e aumentou a fase de enchimento de grãos, contribuindo com o aumento da massa de mil grãos. Os genótipos modernos tiveram o subperíodo de espigueta terminal a antese aumentado (0,68 a 1,35 graus dias ano-1) ao longo dos anos, contribuindo com o incremento do número de grãos por espigueta, número de grãos por espiga, peso seco de espiga em antese e índice de fertilidade da espiga. O incremento de rendimento de grãos foi de 29 kg ha-1 ano-1, com um ganho genético de 0,92% ano-1 no período de 1940 e 2009. O progresso genético para rendimento de grãos foi principalmente relacionado ao incremente do índice de colheita, número de grãos e rendimento biológico, que foram alcançados pelo aumento da condutância estomática e da taxa fotossintética em pré e pós-antese e redução da estatura de planta. A eficiência de absorção de nitrogênio (EAN) foi positivamente associada com a eficiência do uso do nitrogenio (EUN) na ausência de adubação nitrogenada. A eficiência de utilização do nitrogenio (EUtN) e a EAN foram positivamente associadas a EUN nas doses elevadas de N. Os cultivares mais recentemente disponibilizados para cultivo (Quartzo, CD 117, BRS Tangará, BRS 220, BRS 208 e BRS Guamirim) foram mais eficientes no uso do nitrogênio e mais tolerantes a baixas doses em comparação ao grupo formado pelos cultivares BRS 179, BR 23, Toropi e Frontana. / Knowledge the processes responsible for the progress of genetic gain in grain yield in wheat plant is an essential step for the development of high yield cultivars. The aims of the study were: a) Evaluate the duration of developmental phases in wheat cultivars and quantify the importance of each phase on grain yield and its components. b) characterize physiological and agronomically wheat cultivars released in different decades, to identify selection criteria for continued improvement of genetic progress in Brazil. c) Characterize Brazilian wheat cultivars developed in different decades for the nitrogen use efficiency (NUE). Ten wheat cultivars released from1940 to 2009, were examined for two years in a competition essay (2010 and 2011) and in 2011 an essay in green house was conducted with four nitrogen rates (0, 60, 120 e 180 kg N ha-1). We compared the duration of periods, agronomic and physiological traits (gas exchange) and nitrogen use efficiency (EUN) characters. The Breeding reduced time to anthesis and increased the grain filling, contributing to the increase in thousand kernel weight. The modern cultivars had the period terminal spikelet to anthesis increased (0,68 to 1,35 degree days year-1) over the years, contributing to the increase in the number of grains per spikelet, number of grains per spike, spike dry weight at anthesis and spike fertility index. The increase in grain yield was 29 kg ha-1 yr-1, with a genetic gain of 0,92% yr-1 from 1940 to 2009, this is largely related to the increased of harvest index, number of grains m-2 and biological yield, which were achieved through improving stomatal conductance and photosynthetic rate in pre and post-anthesis and reduced in plant height. The nitrogen uptake efficiency (NUpE) was positively associated with nitrogen use efficiency (NUE) in the absence of fertilization. Nitrogen utilization efficiency (NutE) and NUpE were positively associated with NUE in higher N. The modern cultivars (Quartzo, CD 117, BRS Tangará, BRS 220, BRS 208 and BRS Guamirim) were more efficient in the use of nitrogen and more tolerant to low N input compared to the group formed by BRS 179, BR 23, Toropi and Frontana.

A produtividade e a qualidade tecnológica do trigo são influenciadas por fatores genéticos, ambientais e de manejo. A participação do ambiente na definição de caracteres componentes do rendimento e atributos qualitativos de farinha requer extensiva avaliação de genótipos em vários locais durante anos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de anos (2007 a 2011) e regiões de cultivo (Abelardo Luz- SC, Cascavel-PR, Castro-PR, Guarapuava-PR, Não Me Toque- RS e Palotina-PR) sobre a qualidade industrial e produtividade de grãos em conjuntos de ensaios de trigo (Triticum aestivum L.), com vistas a recomendação de cultivares e identificação de regiões que maximizem a qualidade de panificação. Foram realizadas as análises de variância conjunta e calculadas as estatísticas de comparação de médias, associação entre caracteres e adaptabilidade e estabilidade dos genótipos às diferentes regiões de cultivo, utilizando analises gráficas GGE Biplot e análises AMMI. Os resultados indicam que todos os caracteres avaliados foram influenciados pelo genótipo (G), ambiente (E) interação GxE. Os caracteres determinantes da qualidade de panificação de trigo têm sua variação fenotípica controlada principalmente pelo efeito genético. As cultivares CD 150, CD 108 e IPR 85 apresentaram excelente comportamento quanto à qualidade de panificação. O ambiente de teste Não-Me-Toque é ideal para seleção de genótipos com foco no rendimento de grãos e massa do hectolitro. Ambientes ideais para a seleção de genótipos com foco na qualidade de panificação incluem, em ordem, Abelardo Luz, Cascavel e Guarapuava. / The productivity and technological quality of wheat is influenced by genetic, environmental and management factors. The environmental contribution in the definition of component traits of yield and quality attributes of flour requires extensive evaluation of genotypes in multiple locations for years. The objective of this study was to evaluate the effect of years (2007-2011) and growing regions (Abelardo Luz- SC , Cascavel - PR, Castro - PR, Guarapuava - PR , Não-Me-Toque - RS and Palotina - PR) on the quality industrial and grain yield in sets of trials of wheat ( Triticum aestivum L.), with a view to recommending cultivars and identification of regions that maximize the quality of baking. Analyses of joint variance and calculated statistical comparison of means , association between character and adaptability and stability of genotypes to different growing regions, using graphical GGE Biplot analysis and AMMI analysis were performed. The results indicate that all traits were influenced by genotype (G), environment (E) interaction GxE. The determinants of quality characters of wheat bread have their phenotypic variation mainly controlled by genetic effects. The CD 150, CD 108 and IPR 85 cultivars showed excellent behavior in relation to baking quality. The test environment Não-Me-Toque is ideal for selection of genotypes with a focus on yield and hectoliter mass. Ideal environments for the selection of genotypes with a focus on quality of bread making, in order, Abelardo Luz, Cascavel and Guarapuava.

A germinação pré-colheita em trigo, têm sido responsável por perdas consideráveis de produtividade e qualidade em diversas regiões produtoras a nível mundial. Diversos programas de melhoramento têm buscado selecionar genótipos com elevados níveis de resistência, mas em função da complexidade da característica, os avanços obtidos são pouco expressivos, e técnicas mais eficientes para identificação de genótipos superiores são necessárias. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi realizar uma análise de associação genômica, a fim de identificar marcadores SNPs e regiões genômicas associadas com a resistência a germinação pré-colheita em trigo, para posterior utilização em seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). Para isso, foram utilizados 344 genótipos de trigo de diferentes empresas obtentoras e épocas de lançamento, que representam a base genética do trigo cultivado no Brasil. O experimento foi constituído por três etapas principais: a genotipagem, a fenotipagem e a análise de associação genômica. Para a genotipagem, foi realizada a extração e quantificação do DNA, e as amostras foram genotipadas com um chip de DNA para detecção de SNPs contendo 35 mil SNPs para o genoma do trigo. Na etapa de fenotipagem, foi conduzido um experimento em Cascavel-PR, em delineamento experimental de blocos cazualizados com três repetições. Os genótipos foram avaliados na maturidade fisiológica, a partir da coleta de 20 espigas por genótipo, as quais foram submetidas a um simulador de chuva para germinação, sendo então atribuídas notas de acordo com o índice de germinação apresentado. Após as determinações genotípicas e fenotípicas, foi realizada a análise de associação genômica a fim de identificar marcadores moleculares associados com a resistência à germinação pré-colheita. Foram identificados dez marcadores significativos nos cromossomos 3B, 4A, 5B, 5D, 6D, 7B e 7D, onde estão presentes QTLs (Quantitative Trait Loci) associados com a resistência a germinação pré-colheita. Os SNPs foram localizados em genes codificadores de enzimas envolvidas em vias de sinalização de giberelinas e ácido abscísico, hidrólise de maltose e alongamento e divisão celular. A explicação da variação fenotípica pelos marcadores significativos variou de 4,2 a 5,4%, o que é esperado para caracteres quantitativos. Os marcadores significativos identificados no presente estudo, após validados, poderão ser utilizados em programas de SAM, para a seleção precoce de genótipos mais resistentes a germinação pré-colheita, propiciando a obtenção de genótipos desejáveis de maneira mais ágil e precisa. / Pre-harvest sprouting (PHS) in wheat, has been responsible for considerable losses in productivity and quality in several growing regions worldwide. Several breeding programs have sought to select genotypes with high levels of resistance, but due to the complexity of the trait, the advances achieved are inexpressive, and most efficient techniques to identify superior genotypes are demanded. Thus, the objective of this study was to perform a genome-wide association analysis, for identify SNPs markers and genomic regions associated with resistance to PHS in wheat, for later use in marker-assisted selection (MAS). For this, 344 wheat genotypes of different times and companies that represents the genetic basis of wheat grown in Brazil were used. The experiment consisted of three main steps: genotyping, phenotyping and genome-wide association analysis. In the genotyping step, the DNA extraction and quantification was conducted, and the samples were genotyped with a DNA chip for detection of SNPs containing 35,000 SNPs for the wheat genome. In the phenotyping step, an experiment was conducted in Cascavel-PR, in a randomized block design with three replicates. The genotypes were evaluated at physiological maturity, with the collection of 20 spikes per genotype, and these were subjected to a simulated rainfall for germination, being then allocated scores according to the germination rate observed. After the genotypic and phenotypic determinations, it was conducted a genome-wide association analysis to identify molecular markers associated with resistance to PHS. Ten significant markers were identified on chromosomes 3B, 4A, 5B, 5D, 6D, 7B and 7D, where QTLs (Quantitative Trait Loci) associated with pre-harvest sprouting resistance are present. The SNPs were localized in genes encoding enzymes involved in the gibberellin and abscisic acid signaling pathways, maltose hydrolysis and cell division and stretching. The explanation of the phenotypic variation by the significant markers ranged from 4.2 to 5.4%, which is expected for quantitative traits. Significant markers identified in the present study, after being validated, could be used in MAS programs for the early selection of genotypes more resistant to PHS in wheat, allowing the obtainment of desirable genotypes in the more agile and precise way.

CAPES / Caracterizar a presença de variabilidade genética quanto a eficiência de uso de nitrogênio (EUN) e identificar ambientes que maximizem a produtividade e qualidade industrial de grãos é de fundamental importância para a sustentabilidade e competitividade da cultura do trigo no Brasil. O primeiro experimento objetivou avaliar os níveis de desoxinivalenol (DON) e caracterizar cultivares de trigos brasileiros recentemente disponibilizados para cultivo, quanto à eficiência de uso do N (EUN) em dois locais de cultivo (Pato Branco-PR e Coxilha-RS), na safra agrícola de 2011. Os experimentos foram conduzidos em Pato Branco-PR e Coxilha-RS, na safra agrícola de 2011 em delineamento experimental de blocos casualizados com três repetições e analisados de forma conjunta. A micotoxina DON foi detectada em 97.23% das amostras variando de 200 a 4140 μg kg-1, com valores médios de 1058 μg kg-1 em Pato Branco e 1357μg kg-1 em Coxilha. De um total de 108 amostras, 17% representadas pelos cultivares IPR Catuara TM, IPR 144, BRS Tangará e BRS 220, apresentaram níveis de DON superiores ao limite tolerado pela Anvisa para o ano de 2012. Também foi identificado variabilidade genética para a eficiência de uso do nitrogênio pelos grãos (EUNg – 47.6 a 81.1 kg/kg) e índice de colheita de nitrogênio (ICN – 71.3 a 84.6%), com destaque para os cultivares Mirante, Quartzo, F. Cristalino, F. Raízes e CD 150. O rendimento de grãos dos cultivares de trigo atuais associou-se positivamente com a maior produção de biomassa total (0,85** e 0,82**) em ambos os locais. O segundo experimento objetivou avaliar a capacidade geral e específica de combinação de componentes da EUN em cruzamentos dialélicos e investigar possíveis associações com caracteres agronômicos. Seis genitores e 15 populações segregantes F2 foram avaliadas a campo em delineamento de blocos casualizados com três repetições. Efeitos gênicos aditivos e não-aditivos afetaram os componentes da EUN. Os genitores Mirante, Valente e BRS Tangará apresentaram os maiores valores de CGC para componentes da EUN. O índice relativo de clorofila B foi significativamente associado com o RG (0,49*), peso de mil grãos (0,44*) e EUNg (0,50*), indicando que esse caractere pode ser utilizado seleção indireta de progênies superiores em gerações precoces. Por último 29 linhagens e 10 cultivares de trigo foram testadas em 11 locais de cultivo no Paraná nas safras agrícolas 2010 e 2011, com o objetivo de selecionar linhagens de trigo e identificar ambientes de testes ideais para a maximização do rendimento de grãos e qualidade de panificação. Foram usadas as metodologias em gráfico biplot AMMI e GGE para a análise dos dados. Em 2010, Nova Fátima e Ventania forma ambientes representativos e discriminantes para rendimento de grãos (RG). Em 2011, Apucarana e Astorga destacaram-se como ambientes ideais para seleção de genótipos para qualidade de panificação. A análise de genótipo-ideal indicou as linhagens BIO-08528 e BIO-08228 para RG e concentração protéica dos grãos (CPG), respectivamente. Em 2011, as linhagens BIO-10161 e BIO-10141 foram superiores para RG e qualidade de panificação e devem ser selecionadas. A CPG e o teste de sedimentação SDS correlacionaram-se entre si (r=0,61**) e foram moderadamente associados com a forca de glúten(r=0,49** e 0,74**), indicando que podem ser empregados na seleção indireta para qualidade de panificação em programas de melhoramento genético de trigo. / To characterize the genetic variability as the nitrogen use efficiency (NUE) and identify environments that maximize grain yield and baking quality is of essential importance for the competitiveness and sustainability of crop wheat in Brazil. The first experiment was objective to evaluate the levels of deoxynivalenol (DON) and to characterize Brazilian wheat cultivars recently release and available for cultivation, as the efficiency of use of N (EUN) in two growing locations (Pato Branco, Paraná and Coxilha-RS), in 2011 crop season. The experimental design was a randomized block with three replications and analyzed jointly. The mycotoxin DON was detected in 97.23% of samples ranging from 200 to 4140 μg kg-1, with mean values of 1058 μg kg-1 in Pato Branco and 1357 μg kg-1 in Coxilha. From a total of 108 samples, 17% represented by cultivars IPR Catuara TM, IPR 144, BRS 220 and BRS Tangará, had DON levels above the limit tolerated by ANVISA for 2012 crop season. Additionally, was identified genetic variability for nitrogen use efficiency by grains (NUEg – 47,6 to 81,1 kg/kg) and nitrogen harvest index (NHI – 71,3 to 84,6%), highlighting the cultivars Mirante, Quartzo, F. Cristalino, F. Raízes and CD 150. Grain yield of current brasilian wheat cultivars was positively associated with total biomass production (0,85 ** and 0,82 **) at both locations. The objective of the second experiment was to evaluate the general ability combination (GCA) and specific ability (SCA) of NUE components and investigate possible associations with agronomic traits in diallel crosses. Six parents and 15 F2 segregating populations were evaluated in the field in a randomized block design with three replications. Additive and non-additive genetic effects influenced the expression of the components of NUE. The parents Mirante, Valente and BRS Tangará showed the highest CGC values for components of NUE. The relative relative chlorophyll B was significantly associated with the RG (0,49*), thousand kernel weight (0,44*) and NUEg (0,50*), indicating that this traits can be used for indirect selection of superior genotypes in early generations. Lastly, 29 wheat lines and 10 cultivars were tested in 11 cultivation sites in Paraná in the 2010 and 2011 growing seasons, with the objective of this study was to select wheat lines and identify ideal test environments for maximizing yield and baking quality. AMMI and GGE Biplot graphic methodologies were used for data analysis. In 2010 crop season, Nova Fatima e Ventania locals classified themselves as discriminating and representative for grain yield (GY). In 2011 crop season, Apucarana and Astorga showed out as ideal environments to selection of genotypes with high baking quality. The ideal-genotype analysis indicated the BIO-08528 BIO-08228 lines to GY and protein concentration, respectively. In the 2011 crop season, BIO-10161 and BIO-10141 lines and were higher for GY and baking quality and should be selected. Grain protein concentration SDS-sedimentation test correlated with each other (r = 0,61**) and were positively associated with gluten strength (r = 0,49** and 0,74**), indicating that they can be used as indirect selection criteria for bread-making quality in wheat breeding programs.