This study quantified the frequency of simple versus complex races of Puccinia striiformis Westend. in mixtures of wheat cultivars possessing different race-specific resistance genes. A simple race of a pathogen can infect only one component, and a complex race of the pathogen can infect two or more components of an intraspecific plant mixture. The treatments were designed so that the race that was complex changed depending on the host mixture, thus enabling us to observe the influence of pathogen complexity in different host genetic backgrounds. Six cultivar mixtures and one pure stand of winter wheat were inoculated with three races of P. striiformis (CDL 27, CDL 29, and CDL 41) at two locations for two seasons. Potted plants of three winter wheat cultivars (Paha, Tres, and Tyee) that were each susceptible to one of the three races of the pathogen were used to sample the pathogen during the field epidemics. Disease incidence on the differential cultivars was used to calculate the proportion of the three races in each treatment. The specific cultivars included in the mixtures influenced the frequencies of the three races. Increasing the number of virulent races in a mixture reduced the frequency of the complex race relative to the other two races. When two of the races (races 29 and 41) were complex on the same mixture, location had an effect on which of the races was more frequent. When race 29 was the complex race in the mixture, it was more frequent than when race 41 was the complex race. The results suggest that environmental interactions, genetic background of the pathogen race, host composition, and interaction among pathogen races may be as important in determining race frequencies in mixtures as is stabilizing selection sensu Vanderplank (1968). / Graduation date: 1993

Master of Science / Department of Agronomy / Allan K. Fritz / Drought is known to be one of the most limiting abiotic stresses for wheat (Triticum aestivum L.) production, not only in the Midwest, but throughout the world. It is a complex issue and one that is difficult to screen for when breeding for new varieties. Hybrid wheat is one possible tool for breeders to use in order to make genetic gains towards better tolerance. The effectiveness of hybrid wheat as a tool to address regular periods of drought is a topic of continual discussion. The purpose of this study was to perform a comprehensive screening for drought tolerance comparing two different experimental hybrid entries to their parents. The hybrids were selected based on their good performance under drought in prior field trials. Plants were grown in PVC columns containing sensors that monitored growth media water content and matric potential. All plants were grown equally until heading. Drought treatment began 10 days post anthesis. Plants were observed until senescence/maturity. Several different agronomic characteristics were measured along with physiological traits that have previously been linked to drought tolerance. After completion of the screening, it was observed that the hybrid entries tended to fall between the two parents for a majority of the measurements. When comparing the hybrids to the parents overall, at least one parent outperformed its hybrid in every category. Parent line Parent B was one of the highest ranking genotypes for all measurements. Different drought mechanisms were observed across genotypes upon completion of the treatment. Further research is necessary to understand the hybrid response to drought when compared to pure line varieties.

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.

The use of exotic resistance quantitative trait loci (QTL) provides one strategy for breeding wheat cultivars resistant to Fusarium Head Blight (FHB), a devastating disease of wheat. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of two QTL, Fhb1 and QFhs.nau-2DL, in diverse genetic backgrounds and to evaluate their effects on agronomic and quality traits. Five populations from crosses between FHB susceptible parents (26R58, KY97C-0574-01, 25R54, KY97C, KY97C-0554-02, 25R78 and KY93C-1238-17-1) and FHB-resistant VA01W-476, were evaluated in the FHB nursery at Lexington, KY in 2010 and 2011. The populations were also grown in yield trials at Lexington (2010 and 2011) and Princeton (2011), KY, to measure agronomic and quality traits. Fhb1 reduced Fusarium damaged kernels (FDK) by 32% and the toxin, deoxynivalenol (DON) by 20%. QFhs.nau-2DL significantly reduced mean FDK by 29% in two of five populations and DON by 24% in four of five populations. While the effects of these QTL on agronomic and quality traits were significant, the impact was small. One cycle of either direct or indirect simulated phenotypic selection was effective at reducing DON levels and the frequency of Fhb1-homozygous resistant lines among the selects was higher than the frequency of QFhs.nau-2DL-homozygous resistant lines.

Australia has a crop research system with higher research intensity than exists internationally. Motivated to improve R&D policy in Canada, this dissertation focuses on the Australian End Point Royalty (EPR) system for wheat and addresses four principal questions: (1) How was the Australian system created and how does it work? (2) How do public, producer and private ownership of breeding programs affect the pricing of varieties? (3) How do EPR rates affect wheat variety adoption? (4) Finally, how would uniform EPR rates, similar to those used in France, affect variety selection, total production and revenue if used in the Australian market? In addressing the first question I use existing literature and interviews with prominent personnel in the Australian wheat breeding system, including management of InterGrain, AGT, DAFWA, GRDC and others. Interviews were conducted during field study in Australia in 2011. In addressing the second question I employ a horizontal location model to analyze three game theoretic scenarios of a two firm oligopoly market with private, public and producer owned-breeding companies. The results show public and producer ownership of one of the wheat breeding programs reduces price level relative to private only ownership. I derive a novel result showing that when competing with private firms who must price above marginal cost, the public firm should also price above marginal cost in order to maximize total industry surplus. In addressing the third question I develop and estimate an econometric wheat variety adoption model for Western Australia. I find EPR rates have a negative inelastic, statistically significant impact on the adoption of varieties. Finally, in addressing the last question, I use the econometric model to simulate the adoption of Australian wheat varieties, given a counterfactual of revenue neutral uniform EPR rates. The uniform EPR rates speed up both the adoption and dis-adoption of varieties, thereby increasing weighted average yield and total production. The value of the increase in value of production exceeds the revenue for breeders under varying EPR rates, suggesting uniform EPR system may be an attractive alternative to varying EPR rates.

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.