Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV11MA035.pdf: 382044 bytes, checksum: 888904b44ab1d4e73c30ea19d52dffc8 (MD5) Previous issue date: 2011-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bean production is affected by a range of abiotic stresses such as drought, low soil fertility, soil acidity and unfavorable temperatures. However, a deep root system and well distributed allows better adaptation, especially regarding the conditions of drought and low nutrient availability. Despite the advancement of research, little has been done in this line of study. Thus, this study aimed to: i) present an alternative to the measurement and statistical analysis to the root distribution, ii) measuring the character of root distribution in bean genotypes Active Germplasm Bank of UDESC (Universidade do Estado de Santa Catarina) and its relationship to other important agronomic characteristics, and iii) to evaluate the root distribution along the profile between mutant populations and select bean genotypes with higher metric values for the character. The experiments were performed in the experimental area of IMEGEM, arranged in a randomized design. The evaluation of root distribution was held in hybrids, cultivars, accessions and mutant populations of beans. For that were open profiles perpendicular to the plant rows of beans, where a rectangle with dimensions of 0.5 m wide by 0.3 m, 0.05 m grid was set aside and a photo was taken. The determination of root distribution in the binary system (name of presence (1) and absence (0) of roots in each box) was performed by analysis of the photo. It was observed that the measurement of the characteristic root distribution through the determination of simple events is a valuable tool for researchers because it allows the quantitative analysis of root distribution by means of Generalized Linear Models the GENMOD procedure of SAS. Considering the small number of genotypes, can be stated that the Active Germplasm Bank Bean has promising genotypes for the character root distribution, where BAF09 (black) and BAF35 (carioca) present the best root deep distribution (20 to 30 cm). It might still be verified the presence of significant positive correlation between root distribution and other traits of agronomic importance. The mutant populations present different performance against the mutagenic for the root distribution. Since the most promising segregating populations are derived from cultivars IPR Uirapuru and IPR Chopim, as they present a significant increase in the number of roots with increasing doses of mutagen / A produção de feijão é afetada por uma gama de estresses abióticos, como seca, baixa fertilidade do solo, acidez do solo e temperaturas desfavoráveis. No entanto, um sistema radicular profundo e bem distribuído permite melhor adaptação da cultura, principalmente no que tange as condições de deficiência hídrica e baixa disponibilidade de nutrientes. Apesar do avanço da pesquisa, pouco se tem trabalhado nessa linha de estudo. Sendo assim, este trabalho teve como objetivos: i) apresentar uma alternativa para a mensuração e a análise estatística para o caráter distribuição radicular; ii) mensurar o caráter distribuição radicular em genótipos de feijão do Banco Ativo de Germoplasma da UDESC (Universidade do Estado de Santa Catarina) e verificar a correlação com outros caracteres de importância agronômica; e iii) avaliar a distribuição radicular ao longo do perfil entre populações mutantes e selecionar genótipos de feijão com valores métricos superiores para o caráter. Os experimentos foram realizados na área experimental do IMEGEM, arranjados em delineamento inteiramente casualizado. A avaliação da distribuição radicular foi realizada em híbridos, cultivares, acessos e populações mutantes de feijão. Para isso foram abertos perfis perpendiculares alinha de semeadura, onde um retângulo com dimensões de 0,5 m de largura por 0,3 m de altura, quadriculado com 0,05 m de lado foi disposto e uma foto foi capturada. A determinação da distribuição radicular no sistema binário (denominação de presença (1) e ausência (0) das raízes em cada quadrícula) foi realizada por meio da análise da foto. A mensuração da característica distribuição radicular a partir da determinação de eventos simples (presença=1 e ausência=0) é uma valiosa ferramenta para o pesquisador, já que possibilita a análise quantitativa da distribuição radicular, por meio dos Modelos Lineares Generalizados do procedimento GENMOD do SAS. Ainda que de forma incipiente, devido ao pequeno número de genótipos avaliados pode ser afirmado que o Banco Ativo de Germoplasma de Feijão possui genótipos promissores para o caráter distribuição radicular. Sendo que BAF09 (preto) e BAF35 (carioca), por apresentarem distribuição radicular profunda e significativa (20 a 30 cm), merecem destaque. Pôde ser verificada ainda a presença de correlação positiva e significativa entre a distribuição radicular e outros caracteres de importância agronômica. As populações mutantes apresentaram desempenho diferenciado frente ao mutagênico para a distribuição radicular. As populações segregantes mais promissoras foram oriundas das cultivares IPR Uirapuru e IPR Chopim, pois apresentaram um aumento significativo na distribuição radicular o aumento das doses do agente mutagênico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Basil (Ocimum basilicum L.) is a medicinal, aromatic and spicy species, which has wide variability and consecutively potential for obtaining new cultivars that add characters of interest. To obtain information about the genotype it is necessary to use phenotypic and genetic parameters, since they may estimate the genotypic behavior from the phenotype. Thus, the aim of this work was to evaluate the phenotypic and genotypic performance of basil hybrids and cultivars grown in four crop years, as well as developing new hybrid cultivars. The experiments were conducted in a randomized block design, with three replications. Five hybrids and four parental cultivars constituted the treatments. We evaluated agronomic (dry weight of aerial part, essential oil content and yield) and chemical (linalool, 1,8-cineol, neral, geranial and (E)-methyl cinnamate content in the essential oils) characteristics. The clustering of the means was performed, and the parameters were estimated: genotypic quadratic component ; residual variance ; genotypic coefficient of determination ; coefficient of genetic variation ; coefficient of environmental variation ; ratio, and coefficient of phenotypic and genotypic correlation . All variables expressed high percentages of (higher than 90 %), (higher than 30 %) and ratio (higher than 2 %). The greatest genotypic correlation occurred between neral and geranial ( ranging from 0.949 to 1.005). Most of the variation among the studied variables resulted from the genetic variation, which resulted in differentiated inheritance of characters, agronomic and chemical performance. Linalool was the main compound of most genotypes. The hybrid Cinnamon x Maria Bonita had the highest dry weight of aerial part (90.72 g plant-1) and essential oil yield (2.37 ml plant-1) and contained two main components, methyl cinnamate (41.93 %) and linalool (34.92 %). The hybrid Sweet Dani x Cinnamon presented as a main component (E)-methyl cinnamate (60.15 %), with content superior than its parental ´Cinnamon (47.67 %), besides exhibiting 16.01 % of linalool, which was absent on its parental ´Sweet Dani´. The main component of the hybrid Sweet Dani x Maria Bonita were linalool (58.83 %), as well as geranial (15.20 %) and neral (11.46 %), which were absent on its parental ´Maria Bonita´. The hybrids Sweet Dani x Maria Bonita, Cinnamon x Maria Bonita e Sweet Dani x Cinnamon, were distinct in new hybrid cultivars, denominated: ´Vitória´, and ´Norine´ and ´Natalina´, respectively. / O manjericão (Ocimum basilicum L.) é uma espécie medicinal, aromática e condimentar que possui ampla variabilidade e, consecutivamente, potencialidade de obtenção de novas cultivares que agreguem caracteres de interesse. Para obter informações sobre o genótipo é necessário utilizar parâmetros fenotípicos e genéticos, já que estes podem estimar o comportamento genotípico a partir do fenótipo. Dessa forma, objetivou-se com este trabalho, avaliar o comportamento fenotípico e genotípico de híbridos e cultivares de manjericão cultivados em quatro anos agrícolas, como também desenvolver novas cultivares híbridas. O delineamento experimental foi blocos casualizados, com três repetições. Cinco híbridos e quatro cultivares parentais constituíram os tratamentos. Foram avaliadas características agronômicas (massa seca de parte aérea, teor e rendimento de óleo essencial) e químicas (teor de linalol, 1,8-cineol, neral, geranial e (E)-cinamato de metila nos óleos essenciais). Foi realizado o agrupamento das médias e foram estimados os parâmetros: componente quadrático genotípico; variância residual; coeficiente de determinação genotípico; coeficiente de variação genética ; coeficiente de variação ambiental ; razão e coeficiente de correlação fenotípica e genotípica. Todos os caracteres expressaram alta porcentagem de (acima de 90 %), (acima de 30 %) e da razão (acima de 2 %). A maior correlação genotípica foi mantida entre neral e geranial (de 0,949 a 1,005). A maior parte da variação encontrada para os caracteres estudados é determinada pela variação genética dos genótipos, o que resultou na herança dos caracteres e no desempenho agronômico e químico diferenciado. Constatou-se que linalol foi o composto majoritário da maioria dos genótipos. O híbrido Cinnamon x Maria Bonita obteve o melhor desempenho de massa seca de parte aérea (90,72 g planta-1) e rendimento de óleo essencial (2,37 mL planta-1) e apresentou dois compostos majoritários, (E)-cinamato de metila (41,93 %) e linalol (34,92 %). O híbrido Sweet Dani x Cinnamon apresentou como composto majoritário (E)-cinamato de metila (60,15 %), com teor superior ao seu parental ´Cinnamon (47,67 %), além de exibir 16,01 % de linalol, ausente no seu parental ´Sweet Dani . O híbrido Sweet Dani x Maria Bonita, apresentou como composto majoritário linalol (58,83 %), assim como, geranial (15,20 %) e neral (11,46 %), ausentes no seu parental ´Maria Bonita . Os híbridos Sweet Dani x Maria Bonita, Cinnamon x Maria Bonita e Sweet Dani x Cinnamon, foram distintos em novas cultivares híbridas, denominadas, ´Vitória' , ´Norine' e ´Natalina´, respectivamente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Basil (Ocimum basilicum L.) is a medicinal, aromatic and spicy species, which has wide variability and consecutively potential for obtaining new cultivars that add characters of interest. To obtain information about the genotype it is necessary to use phenotypic and genetic parameters, since they may estimate the genotypic behavior from the phenotype. Thus, the aim of this work was to evaluate the phenotypic and genotypic performance of basil hybrids and cultivars grown in four crop years, as well as developing new hybrid cultivars. The experiments were conducted in a randomized block design, with three replications. Five hybrids and four parental cultivars constituted the treatments. We evaluated agronomic (dry weight of aerial part, essential oil content and yield) and chemical (linalool, 1,8-cineol, neral, geranial and (E)-methyl cinnamate content in the essential oils) characteristics. The clustering of the means was performed, and the parameters were estimated: genotypic quadratic component ; residual variance ; genotypic coefficient of determination ; coefficient of genetic variation ; coefficient of environmental variation ; ratio, and coefficient of phenotypic and genotypic correlation . All variables expressed high percentages of (higher than 90 %), (higher than 30 %) and ratio (higher than 2 %). The greatest genotypic correlation occurred between neral and geranial ( ranging from 0.949 to 1.005). Most of the variation among the studied variables resulted from the genetic variation, which resulted in differentiated inheritance of characters, agronomic and chemical performance. Linalool was the main compound of most genotypes. The hybrid Cinnamon x Maria Bonita had the highest dry weight of aerial part (90.72 g plant-1) and essential oil yield (2.37 ml plant-1) and contained two main components, methyl cinnamate (41.93 %) and linalool (34.92 %). The hybrid Sweet Dani x Cinnamon presented as a main component (E)-methyl cinnamate (60.15 %), with content superior than its parental ´Cinnamon (47.67 %), besides exhibiting 16.01 % of linalool, which was absent on its parental ´Sweet Dani´. The main component of the hybrid Sweet Dani x Maria Bonita were linalool (58.83 %), as well as geranial (15.20 %) and neral (11.46 %), which were absent on its parental ´Maria Bonita´. The hybrids Sweet Dani x Maria Bonita, Cinnamon x Maria Bonita e Sweet Dani x Cinnamon, were distinct in new hybrid cultivars, denominated: ´Vitória´, and ´Norine´ and ´Natalina´, respectively. / O manjericão (Ocimum basilicum L.) é uma espécie medicinal, aromática e condimentar que possui ampla variabilidade e, consecutivamente, potencialidade de obtenção de novas cultivares que agreguem caracteres de interesse. Para obter informações sobre o genótipo é necessário utilizar parâmetros fenotípicos e genéticos, já que estes podem estimar o comportamento genotípico a partir do fenótipo. Dessa forma, objetivou-se com este trabalho, avaliar o comportamento fenotípico e genotípico de híbridos e cultivares de manjericão cultivados em quatro anos agrícolas, como também desenvolver novas cultivares híbridas. O delineamento experimental foi blocos casualizados, com três repetições. Cinco híbridos e quatro cultivares parentais constituíram os tratamentos. Foram avaliadas características agronômicas (massa seca de parte aérea, teor e rendimento de óleo essencial) e químicas (teor de linalol, 1,8-cineol, neral, geranial e (E)-cinamato de metila nos óleos essenciais). Foi realizado o agrupamento das médias e foram estimados os parâmetros: componente quadrático genotípico; variância residual; coeficiente de determinação genotípico; coeficiente de variação genética ; coeficiente de variação ambiental ; razão e coeficiente de correlação fenotípica e genotípica. Todos os caracteres expressaram alta porcentagem de (acima de 90 %), (acima de 30 %) e da razão (acima de 2 %). A maior correlação genotípica foi mantida entre neral e geranial (de 0,949 a 1,005). A maior parte da variação encontrada para os caracteres estudados é determinada pela variação genética dos genótipos, o que resultou na herança dos caracteres e no desempenho agronômico e químico diferenciado. Constatou-se que linalol foi o composto majoritário da maioria dos genótipos. O híbrido Cinnamon x Maria Bonita obteve o melhor desempenho de massa seca de parte aérea (90,72 g planta-1) e rendimento de óleo essencial (2,37 mL planta-1) e apresentou dois compostos majoritários, (E)-cinamato de metila (41,93 %) e linalol (34,92 %). O híbrido Sweet Dani x Cinnamon apresentou como composto majoritário (E)-cinamato de metila (60,15 %), com teor superior ao seu parental ´Cinnamon (47,67 %), além de exibir 16,01 % de linalol, ausente no seu parental ´Sweet Dani . O híbrido Sweet Dani x Maria Bonita, apresentou como composto majoritário linalol (58,83 %), assim como, geranial (15,20 %) e neral (11,46 %), ausentes no seu parental ´Maria Bonita . Os híbridos Sweet Dani x Maria Bonita, Cinnamon x Maria Bonita e Sweet Dani x Cinnamon, foram distintos em novas cultivares híbridas, denominadas, ´Vitória' , ´Norine' e ´Natalina´, respectivamente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Eplingiella fruticosa Salzm. ex Benth., ex Hyptis fruticosa is a shrubby plant of the family Lamiaceae, found mainly on the coast of northeastern Brazil. This study aimed to characterize the chemical and genetic properties of the essential oil of E. fruticosa native to the state of Sergipe. Native populations were collected in 11 municipalities in the state of Sergipe. The essential oils from dry leaves were collected by hydrodistillation and analyzed by GC/MSFID. The mean essential oil content ranged between 0.75 and 1.28%. The chemical and clustering analysis of the essential oils revealed two clusters, based on the higher contents of constituents. The first cluster consisted of 15 plants and had bicyclogermacrene (6.29- 16.24%), spathulenol (7.59-15.23%), β-caryophyllene (5.77-12.97 %), and caryophyllene oxide (5.00-11.90%) as major constituents. The second cluster consisted of seven plants and had 1,8-cineol (8.96-15.51%), α-pinene (5.46-13.77%), and camphor (4,08-11.40%) as major constituents. The analysis of genetic diversity by ISSR comprised samples of 100 plants and used eight primers. Results of the clustering analysis by the Neighbor-Joining method formed three clusters: Cluster I, consisting of 50 plants, mainly from the municipalities of Areia Branca, Estância, Japaratuba, Moita Bonita, Pirambu, and Salgado; Cluster II, formed by 21 plants, nine representatives of the municipality of Itaporanga D'Ajuda and 13 representatives of other municipalities; Group III, made up of 29 plants, mainly from the municipalities of Malhada dos Bois and São Cristóvão. The lowest genetic distance was observed between plants EPF94 and EPF96 (0.250), and the highest genetic distance was observed between plants EPF50 and EPF96 (0.9778). The Shannon index presented a mean value of 0.42, and diversity was considered as moderate. Heterozygosity reached a mean value of 0.267 and was considered as low. The polymorphic information content (PIC = 0.253) was considered as moderately informative. The essential oils of four E. fruticosa genotypes were toxic to workers of Acromyrmex balzani, requiring 4.54-6.78 μL.L-1 of oil to cause 50% mortality of the ants. When applied alone, camphor and 1,8-cineol were more effective than the essential oil; conversely, β-caryophyllene and caryophyllene oxide were less toxic. Treatments reduced the survival rate of A. balzani throughout the exposure time, especially the essential oils of the genotypes EPF303 and EPF1103 and their respective constituents isolated, which presented the shortest lethal times. The treatments affected the ants' behavior, confirming the repellency of the essential oils tested in this study. Results revealed the existence of chemical variability among E. fruticosa plants of the state of Sergipe and intermediate genetic diversity among plants. The essential oils and the constituents isolated have the potential for the development of effective products to control leaf-cutting ants. / Eplingiella fruticosa Salzm. ex Benth., ex Hyptis fruticosa, é uma planta arbustiva da família Lamiaceae, encontrada principalmente na costa do nordeste brasileiro. Objetivou-se com o presente estudo realizar a caracterização química, genética e avaliar o potencial formicida do óleo essencial de plantas nativas de E. fruticosa do Estado de Sergipe. Foram realizadas coletas de populações nativas em 11 municípios do Estado de Sergipe. Os óleos essenciais foram obtidos de folhas secas por hidrodestilação e analisados por CG/EM-DIC. Os teores médios dos óleos essenciais variaram de 0,75 a 1,28%. Pela análise química e de agrupamento dos óleos essenciais, foi definido a formação de dois grupos, baseado nos maiores teores dos compostos. O primeiro grupo foi constituído por 15 plantas e caracterizou-se pela presença de biciclogermacreno (6,29-16,24%), espatulenol (7,59-15,23%), β-cariofileno (5,77-12,97%) e óxido de cariofileno (5,00-11,90%) como compostos majoritários. O segundo grupo foi constituído por sete plantas e caracterizado pela presença majoritária dos compostos, 1,8- cineol (8,96-15,51%), α-pineno (5,46-13,77%) e cânfora (4,08-11,40%). Para análise da diversidade genética por ISSR, amostras de 100 plantas foram analisadas utilizando oito primers. Os resultados da análise de agrupamento obtidos utilizando o método Neighbor Joining distribuíram os indivíduos em três grupos: o grupo I foi constituído por 50 plantas provenientes principalmente dos municípios de Areia Branca, Estância, Japaratuba, Moita Bonita, Pirambu e Salgado; o grupo II foi formado por 21 plantas, sendo nove representantes do município de Itaporanga D’Ajuda e 13 representantes de outros municípios; o grupo III foi formado por 29 plantas, sendo representado principalmente pelos municípios de Malhada dos Bois e São Cristóvão. A menor distância genética existente ocorreu entre as plantas EPF94 e EPF96 (0,250) e a maior ocorreu entre as plantas EPF50 e EPF96 (0,9778). O índice de Shannon apresentou um valor médio de 0,42 e a diversidade foi considerada moderada. A heterozigosidade atingiu um valor médio de 0,267 e foi considerada baixa. O conteúdo de informação polimórfica (PIC=0,253) é considerado moderadamente informativo. Os óleos essenciais de quatro genótipos de E. fruticosa mostraram-se tóxicos a operárias de Acromyrmex balzani e foram necessários 4,54-6,78 μL.L-1 de óleo para causar 50% de mortalidade nas formigas. Quando aplicados isoladamente, cânfora e 1,8-cineol foram mais potentes que os óleos essenciais, enquanto β-cariofileno e óxido de cariofileno foram menos tóxicos. Os tratamentos reduziram a sobrevivência de A. balzani ao longo do tempo de exposição, com destaque para os óleos essenciais dos genótipos EPF303 e EPF1103, assim como os respectivos constituintes isolados, que apresentaram os menores tempos letais. O comportamento de caminhamento das formigas foi alterado em função da aplicação dos tratamentos e verificou-se que os óleos essenciais testados são repelentes. Os resultados indicam que há variabilidade química entre as plantas de E. fruticosa do Estado de Sergipe, a diversidade genética das plantas foi intermediária e que os óleos essenciais e os constituintes isolados apresentam potencial para o desenvolvimento de produtos eficazes no controle de formigas cortadeiras. / São Cristóvão, SE

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-16T13:14:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Cláudio Roberto Cardoso de Godoi - 2014.pdf: 1446327 bytes, checksum: 78154341b9ccb5964b8508984eea19e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-16T13:48:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Cláudio Roberto Cardoso de Godoi - 2014.pdf: 1446327 bytes, checksum: 78154341b9ccb5964b8508984eea19e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T13:48:33Z (GMT). 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A total of 222 alleles were identified in the 37 genotyped loci, with an average of six alleles and a range of 2 to 14 alleles per locus. The genotypes were clustered according to the origin of the germplasm, and resulted in two groups: one group formed by introductions and other by Brazilian genotypes. Eighty five percent of the genetic distances estimates were above 0.70, suggesting that the assessed germplasm has good potential for hybridization in soybean breeding programs. It was concluded that the SSR markers are useful to identify divergent genotypic groups, as well as genotypic combinations with high genetic variability. It also became clear that the use of introduced germplasm ensures the incorporation of alleles necessary to increase the genetic base of soybeans and, consequently, the variability needed for the selective process. In a second study, the mixed model approach was used to assess some strategies of estimation and prediction of genotypic values for grain yield in the soybean regional yield trials. A total of 111 genotypes classified into three maturity groups were sown in up to 23 experiments in Central Brazil. The experiments were carried out in randomized complete block designs, with three replications. The biometrical analyses followed the fixed model and mixed model approaches, in the latter case assuming the genotypic effects as random. In the mixed model approach, analyses were made with or without information from the relationship estimates obtained either by genealogy or SSR markers, arranged in a genotypic covariance matrix (G). Also, in a context of spatial analysis, different structures were used in the residual covariance matrix (R) for each mixed model adjusted. The following conclusions were obtained: i) the fixed model analysis is adequate to estimate genotypic values in soybean trials with balanced data and orthogonal design; ii) under such conditions and intermediate to low heritability, the inclusion of relationship information associated to G matrix, although does not ensure the best fit models, improves the precision in predicting genotypic values; iii) the use of spatial structures associated to R matrix, in presence of the residual autocorrelation, improves the goodness of model fit to the data; and, iv) the choice of model for the analysis does not change the ranking of the genotypes in high heritability situations and, therefore, does not impact significantly on the selection of superior genotypes. / Os programas de melhoramento de soja visam à seleção de genótipos de alto valor genético, com a finalidade de uso principalmente em duas de suas etapas: a) como genitores no processo de hibridação (fase inicial); e, b) para indicação como nova cultivar (fase final). Nesse contexto, num primeiro estudo avaliou-se, por meio de marcadores microssatélites (SSR), a diversidade genética em germoplasma de soja adaptado às condições brasileiras. O material experimental constituiu-se de 192 acessos, entre introduções e germoplasma de origem nacional. Na avaliação da divergência genética, considerou-se a análise descritiva e a distância genética de Rogers-W. Nos 37 locos genotipados, identificaram-se 222 alelos, com média de seis alelos por loco e variação de 2 a 14 alelos. O agrupamento dos genótipos mostrou-se associado à origem do germoplasma, resultando em dois grupos: um introduzido e outro brasileiro. Das estimativas de distâncias genéticas obtidas, 85% foram superiores a 0,70, indicando bom potencial do germoplasma para hibridações em programas de melhoramento da soja. Concluiu-se que os marcadores SSR são úteis na identificação de grupos genotípicos divergentes, bem como de combinações de alta variabilidade genética. Ademais, o uso de germoplasma introduzido garante a incorporação de alelos necessários à ampliação da base genética da espécie e, consequentemente, da variabilidade necessária para uso no processo seletivo. Num segundo estudo, no contexto da análise de modelos mistos, avaliaram-se estratégias de estimação e predição de valores genotípicos para produtividade de grãos, a partir de ensaios de competição final de linhagens de soja. Os genótipos, em número de 111 e classificados em três grupos de maturação, foram semeados em até 23 experimentos conduzidos na região central do Brasil. Os experimentos foram conduzidos no delineamento de blocos completos casualizados, com três repetições. Nas análises biométricas adotaram-se as abordagens de modelo fixo e de modelo misto, neste caso, assumindo-se efeitos genotípicos como aleatórios. Na última abordagem, consideraram-se ainda análises com ou sem uso da informação de parentesco genético, obtida a partir de genealogias ou por marcadores SSR, e associada à matriz de covariâncias dos efeitos aleatórios (G). Para cada modelo, num contexto de análise espacial, adotaram-se também distintas estruturas para a matriz de covariâncias residuais (R). Concluiu-se, então, que: i) a análise com modelo fixo é adequada para estimar efeitos genotípicos em soja, sob condições de balanceamento dos dados e ortogonalidade do delineamento; ii) sob tais condições, a inclusão da informação de parentesco associada à matriz G, embora não garanta melhor ajuste aos modelos, sob herdabilidade moderada ou baixa, melhora a precisão das predições de valores genotípicos; iii) o uso de estruturas espaciais associadas à matriz R, na presença de autocorrelação residual, melhora o ajuste estatístico dos modelos; e, iv) corrobora-se a tese de que, sob alta herdabilidade, a escolha do modelo de análise não altera o posicionamento relativo dos genótipos, e, portanto, não impacta significativamente na seleção de genótipos superiores.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-18T14:36:39Z No. of bitstreams: 2 Tese - Odilon Peixoto de Morais Júnior - 2016.pdf: 4169553 bytes, checksum: 1841a99cece6656c30b62fbd8fda9da5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-18T14:36:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Odilon Peixoto de Morais Júnior - 2016.pdf: 4169553 bytes, checksum: 1841a99cece6656c30b62fbd8fda9da5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T14:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Odilon Peixoto de Morais Júnior - 2016.pdf: 4169553 bytes, checksum: 1841a99cece6656c30b62fbd8fda9da5 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Genetic gains for quantitative traits associated with the maintenance of genetic variability are important factors in recurrent selection programs. With advances in the area of statistical genomics, selection strategies potentially faster to achieve genetic gains are being developed, such as genomic selection. Using a subtropical population of irrigated rice (CNA12S), conducted during three cycles of recurrent selection, this study had as general objective to evaluate the potential of use of genomic recurrent selection (GRS) in a rice breeding program. Three specific studies were developed. In the first chapter, the efficiency of the genotypic recurrent selection (RS) used in the Embrapa’s rice breeding program was evaluated, in order to obtain genetic gains and maintain the population genetic variability. Ten yield trials of S1:3 progenies were used in the analyses. The evaluated traits were grain yield, plant height and days-to-flowering. Variance and covariance components were obtained using Bayesian approach. Using single nucleotide polymorphisms (SNP) markers, the population diversity and genetic structure also were estimated. Adjusted means of progenies in each cycle were computed and, genetic progress was estimated by generalized linear regression using frequentist approach. The magnitudes of effective population size and genetic variance indicated maintenance of genetic variability over selection cycles. The genetic progress achieved for grain yield was 760 kg ha-1 per cycle (1.95% per year), and for days-to-flowering, it was -6.3 days per cycle (-1.28% per year). It was concluded that the genetic progress already achieved and the genetic variability available in the population demonstrate the efficiency of RS in the improvement of rice populations. In the second chapter, in the context of genomic selection, the relative efficiency of GRS on RS was assessed, as well as the accuracy of different models of genomic prediction, in order to propose a GRS scheme for population breeding of self-pollinating species such as rice. In this study, the genetic material was the S1:3 progenies yield trial of the third selection cycle. From a group of 196 progenies that were phenotyped for eight traits with different heritabilities and genetic architectures, a group of 174 progenies was genotyped for SNP markers. Ten predictive models were fitted to the data set. The proposed GRS scheme, when compared to the RS method, showed higher efficiency, especially in genetic gain per unit of time. From the predictive models assessed, HBLUP (hybrid best linear unbiased prediction, using hybrid relationship matrix based in pedigree and SNP markers) and RForest (random forest) have greater potential for genomic prediction in irrigated rice, given the high accuracy of their predictions for a number of traits. The HBLUP model was notoriously superior for more complex traits, such as grain yield, while RForest stood out for less complex traits. The high extent of linkage disequilibrium in the population suggests that the marker density employed (approximately one SNP per 60 kb) is enough for the practice of genomic selection in populations with similar genetic structure. In the third chapter, the objective was to extend a class of HBLUP models based on reaction norm, in context of multi-environmental trials with genotype x environment interaction, for accommodation of hybrid genetic relationship and information of the assessed environments. The accuracy of alternative models for multi-environmental predictions was evaluated, as well as the relative importance of structures of additive and multiplicative components, using genetic relationship information and environmental covariates. This strategy allowed to evaluate the influence of different approaches to group the genetic-environmental information on the accuracy of models for prediction of breeding value of progenies for agronomic traits. The data consisted of the same ten trial of S1:3 progenies, carried out during three recurrent selection cycles. Six predictive HBLUP models of reaction norm were considered, using genetic and environmental covariates, as well as interactions between these effects. Genomic information was derived from SNP markers obtained for the 174 progenies of the third selection cycle. The 401 environmental covariates, the genetic information (hybrid genetic relationship) and the interactions among these effects explained an important portion of the phenotypic variance, allowing an increase in the predictive accuracy of models. The use of genetic information and environmental covariates only from the respective selection cycle is enough for accurate predictions of unphenotyped progenies, even in non-sampled environments. This is the first study to take into account simultaneously hybrid genetic relationship, stemming from pedigree information plus SNP markers, and environmental covariates in multi-environmental models based on reaction norm for breeding value prediction in target environments of a recurrent selection program. / A obtenção de ganhos genéticos para caracteres quantitativos associada à manutenção da variabilidade genética são fatores importantes em programas de seleção recorrente. Com os avanços no campo da estatística genômica, estratégias de seleção potencialmente mais rápidas para alcance de ganhos genéticos estão sendo desenvolvidas, como a seleção genômica. Partindo-se de uma população subtropical de arroz irrigado (CNA12S), conduzida durante três ciclos de seleção recorrente, este estudo teve como objetivo geral avaliar o potencial de emprego do esquema de seleção recorrente genômica (GRS) em programas de melhoramento genético de arroz. Três estudos específicos foram desenvolvidos. No primeiro deles, avaliou-se a eficiência do esquema de seleção recorrente genotípica (RS) utilizado no programa de melhoramento de arroz da Embrapa, na obtenção de ganhos genéticos e manutenção da variabilidade genética populacional. O material experimental utilizado constituiu-se de dez ensaios de rendimento de progênies S1:3 associadas a cada ciclo de seleção. Os caracteres avaliados foram produtividade de grãos, altura de planta e número de dias até o florescimento. Componentes de variância e covariância foram obtidos via abordagem Bayesiana e, com uso de marcadores SNP (single nucleotide polymorphisms) associados às progênies, também a diversidade e a estrutura genética populacional. Médias ajustadas de progênies em cada ciclo foram computadas e, por regressão linear generalizada, estimou-se o progresso genético, via abordagem frequentista. As magnitudes do tamanho efetivo populacional e da variância genética indicaram manutenção da variabilidade genética ao longo dos ciclos de seleção. O progresso genético alcançado para produtividade de grãos foi de 760 kg ha-1 por ciclo (1,95 % ao ano) e para dias para florescimento, -6,3 dias por ciclo (-1,28 % ao ano). Concluiu-se que, o progresso genético já alcançado e a variabilidade genética disponível na população demonstram a eficiência de RS no melhoramento de populações de arroz. Num segundo estudo, no contexto de seleção genômica, avaliou-se a eficiência relativa de GRS sobre o esquema de RS; além da acurácia de diferentes modelos de predição genômica, buscando-se propor um esquema de GRS para melhoramento populacional de espécies autógamas como o arroz. Nesse estudo, o material genético foi composto por um ensaio de rendimento de progênies S1:3 do terceiro ciclo de seleção. Do grupo de 196 progênies fenotipadas para oito caracteres, com herdabilidades e arquiteturas genéticas diferentes, um grupo de 174 progênies foi genotipado para marcadores SNP. Dez modelos preditivos foram ajustados ao conjunto de dados. O esquema de GRS, quando comparado ao de RS, apresentou maior eficiência, sobretudo em ganho genético por unidade de tempo. Dos modelos preditivos avaliados, HBLUP (hybrid best linear unbiased prediction, com uso de matriz híbrida de parentesco baseada em pedigree e marcadores SNP) e RForest (random forest) apresentaram maior potencial para predição genômica, haja vista a elevada acurácia de suas predições para maior número de caracteres. O modelo HBLUP foi notoriamente superior para caracteres mais complexos, como produtividade de grãos, enquanto RForest destacou-se para caracteres menos complexos. A alta extensão do desequilíbrio de ligação na população sugere que a densidade de marcadores empregada (aproximadamente um SNP por 60 kb) é suficiente para a prática de predição genômica em populações com estrutura genética similar. No terceiro estudo buscou-se estender uma classe de modelos preditivos HBLUP baseados em norma de reação (contexto de ensaios multiambientais com interação genótipos × ambientes), para acomodar informações de parentesco e de covariáveis associadas aos ambientes de avaliação. Assim, avaliouse a acurácia preditiva de modelos alternativos para predições multiambientais, bem como a importância relativa de estruturas de componentes aditivos e multiplicativos; além da influência de diferentes abordagens de agrupamento de informações genético-ambientais sobre a acurácia dos modelos. O material genético constituiu-se nos mesmos dez ensaios de rendimento de progênies S1:3, conduzidos durante três ciclos de seleção recorrente. Foi considerada uma sequência de seis modelos preditivos de norma de reação, do tipo HBLUP, com uso de covariáveis genéticas e ambientais, além de interações entre esses efeitos. A informação genômica foi proveniente de marcadores SNP obtidos por genotipagem de 173 progênies do terceiro ciclo de seleção. As covariáveis ambientais (num total de 401), informações genéticas (parentesco híbrido) e as interações entre esses efeitos explicaram importante porção da variância fenotípica, o que possibilitou aumento da acurácia preditiva dos modelos. O emprego de informações genéticas e de covariáveis ambientais apenas do respectivo ciclo de seleção mostrou-se suficiente para predições acuradas do desempenho de progênies não fenotipadas, mesmo em ambientes não amostrados. Este estudo é pioneiro em considerar conjuntamente parentesco híbrido, oriundo de informações de pedigree mais marcadores SNP, e covariáveis ambientais em modelos multiambientais baseados em norma de reação, para predição de valor genético em ambientes-alvo de programas de seleção recorrente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is an important calcium source for human diet, thus the evaluation of the calcium use efficiency in common bean a relevant tool for crop sustainability. The aims of this study were to evaluate the response in common bean cultivars with different calcium concentrations in nutrient solution on dry matter production, yield components and calcium, potassium and magnesium accumulations; to investigate the association between these characters; to evaluate the genetic variability of lines for calcium availability in the solution; and identify lines of common bean-efficient and responsive to calcium application by different indexes. For this, three experiments were conducted from March 2011 to July 2012 in greenhouse, in a completely randomized design, in splitplots. In the first two experiments were tested calcium concentrations in nutrient solution from 1.10 to 4.95 mmol L-1 as components of the main plot and the BRS Expedito, Carioca and Iraí cultivars on subplots in the first experiment, with the exclusion of the cultivar Iraí in the second experiment. The third experiment evaluated the efficiency and the response of the calcium use of 12 different common bean lines at low (1.10 mmol L-1) and high (3.85 mmol L-1) calcium concentrations in the nutrient solution. Higher values for dry matter and grain yield components were observed for 3.30 mmol L-1 and 4.95 mmol L-1 calcium concentrations in the solution. The common bean cultivars acumulate greater quantity of calcium in the leaves, followed by stems, pods and grains. Highest accumulation of calcium in the leaves was obtained at a 4.95 mmol L-1 calcium concentration in the nutrient solution, and the calcium concentration in the leaves was 21 times higher than the value obtained in the bean grains. The increase of calcium concentration in the nutrient solution up to the concentration of 4.95 mmol L-1 does not change the absorption and the accumulation of potassium and magnesium in leaves and grains. Indirect selection by greater dry matter and higher values of the variables that form the grain yield in common bean will be efficient to increase the accumulation of calcium in grains. The lines L 15, L 234, L 246 and L 77 respond to the increase on calcium supply in the solution, because more calcium accumulates in grain in the cultivation with high calcium concentration. The lines L 246 and L 15 are calcium use efficient in the plant, in the acquisition and grain production, and are not responsive to calcium application. The line L 77 is calcium use efficient in the plant and in the grain production and is responsive to the calcium application in the nutrient solution. / O feijão (Phaseolus vulgaris L.) é uma importante fonte de cálcio para a alimentação humana, sendo a avaliação da eficiência no uso de cálcio em feijão uma ferramenta relevante para a sustentabilidade da cultura. Foram objetivos desse trabalho avaliar a resposta de cultivares de feijão a diferentes concentrações de cálcio em solução nutritiva na produção de massa seca, nos componentes da produtividade de grãos e no acúmulo de cálcio, potássio e magnésio; investigar a associação entre esses caracteres; avaliar a variabilidade genética de linhagens de feijão quanto a disponibilidade de cálcio na solução e identificar linhagens eficientes no uso de cálcio e responsivas a aplicação deste mineral por diferentes índices. Para isso foram realizados três experimentos no período de março de 2011 a julho de 2012, em casa-devegetação, em delineamento inteiramente casualizado, com parcelas subdivididas. Nos dois primeiros experimentos foram testadas concentrações de cálcio na solução nutritiva de 1,10 a 4,95 mmol L-1 como componentes da parcela principal e as cultivares BRS Expedito, Carioca e Iraí nas subparcelas no primeiro experimento, com a exclusão da cultivar Iraí para o segundo experimento. No terceiro experimento foram avaliadas a eficiência no uso e a resposta de 12 linhagens de feijão em baixa (1,10 mmol L-1) e em alta (3,85 mmol L-1) concentração de cálcio na solução nutritiva. Maiores valores para massa seca e para os componentes da produtividade de grãos foram observados para as concentrações de 3,30 mmol L-1 e de 4,95 mmol L-1. As cultivares de feijão acumulam maior quantidade de cálcio nas folhas, seguido pelos caules, vagens e grãos. Maior acúmulo de cálcio nas folhas foi obtido na concentração de 4,95 mmol L-1 de cálcio na solução nutritiva, quando a concentração de cálcio nas folhas é 21 vezes superior ao valor obtido nos grãos de feijão. O aumento da concentração de cálcio na solução nutritiva até a concentração de 4,95 mmol L-1 não altera a absorção e o acúmulo de potássio e de magnésio nas folhas e nos grãos de feijão. A seleção indireta pela maior massa seca de parte aérea e maiores valores das variáveis que formam a produtividade de grãos em feijão será eficiente para aumentar o acúmulo de cálcio nos grãos de feijão. As linhagens L 15, L 234, L 246 e L 77 respondem ao aumento do suprimento de cálcio na solução, pois acumulam mais cálcio nos grãos em cultivo com alta concentração deste mineral. As linhagens L 246 e L 15 são eficientes no uso de cálcio na planta, na aquisição de cálcio e na produção de grãos, e não são responsivas à aplicação de cálcio. A linhagem L 77 é eficiente no uso de cálcio na planta e na produção de grãos e é responsiva à aplicação de cálcio na solução nutritiva.

O estudo da diversidade genética e o conhecimento das relações entre cultivares melhoradas é fundamental para os programas de melhoramento de soja, pois auxiliam na seleção de genitores e recomendação de cultivares. Esta tese está subdividida em três capítulos, sendo que o primeiro traz o referencial teórico relacionado à cultura, à importância econômica e ao melhoramento da soja. O segundo capítulo, por sua vez, foi desenvolvido com os objetivos de: avaliar a diversidade genética a partir de caracteres fenotípicos de genótipos de soja convencional de ciclo precoce em ambientes distintos; determinar a importância de caracteres na divergência genética de soja; e selecionar genitores de ampla diversidade genética para programa de melhoramento, utilizando diferentes métodos de agrupamento multivariados. O experimento foi conduzido em dois locais distintos, Campo Novo dos Parecis - MT, safra 2010/2011 e Urutaí - GO, safra 2012/2013. Foram avaliados dez genótipos de soja convencional de ciclo precoce, em delineamento de blocos completos casualizados, nos quais foram mensurados oito caracteres agronômicos. Por meio de análises uni e multivariadas, foi possível concluir que os agrupamentos formados por todos os métodos multivariados, aliados às médias dos valores fenotípicos dos genótipos, permitiram inferir sobre as combinações promissoras para hibridações artificiais. Ao considerar os dois ambientes de cultivo, o número de dias para a floração, a altura da planta na maturidade e altura de inserção da primeira vagem foram os caracteres que mais contribuíram para a divergência genética em soja. As linhagens UFU 106 e UFU 108 são as mais recomendadas como parte das hibridações com genótipos divergentes, pois são complementares em produtividade de grãos e menor fase vegetativa. Recomenda-se hibridações entre os seguintes pares de genótipos: UFU 106 x UFU 112; UFU 106 x Emgopa 316; UFU 108 x Emgopa 316; UFU 112 x Emgopa 316, para a obtenção de populações segregantes com variabilidade genética superior. O terceiro capítulo foi elaborado para avaliar a interação genótipos por ambientes para o caráter produtividade de grãos em genótipos de soja convencional, de ciclo precoce. Assim, os genótipos foram cultivados em 15 ambientes, distribuídos em cinco estados brasileiros, para determinar sua adaptabilidade e estabilidade por intermédio de métodos paramétricos, não paramétricos e multivariados. O método Wricke (1965), Eberhart e Russel (1966) e AMMI identificaram as linhagens UFU 21 e UFU 22 como as mais estáveis, sendo que ambas apresentaram produtividade de grãos superior a 3800,00 kg ha-1. A linhagem UFU 06 obteve média de produtividade de grãos superior a 4000,00 kg ha-1 e apresentou adaptação ampla pelos métodos Annicchiarico (1992) e Lin e Binns (1988) modificado por Carneiro (1998) e Centróide. / The study of genetic diversity and the knowledge of the relationships among improved cultivars are fundamental for soybean breeding programs, since they help the selection of breeders and recommendation of cultivars. This thesis is subdivided into three chapters, the first one deals with a theoretical reference regarding the culture, the economic importance and the improvement of soybean. The second chapter was developed with the objective of evaluating the genetic diversity from phenotypic traits, of conventional early maturity soybean genotypes in different environments, determining the importance of traits in soybean genetic divergence and selecting parents of broad genetic diversity for breeding programs, using different multivariate clustering methods. The experiment was conducted in two distinct locations, Campo Novo dos Parecis - MT, season 2010/2011 and Urutaí - GO, season 2012/2013. Ten genotypes of conventional early maturity soybean were evaluated in a randomized complete block design, in which eight agronomic characters were measured. By univariate and multivariate analyzes it was possible to conclude that the groupings formed by all the multivariate methods, with the means of the phenotypic values of the genotypes, allowed to infer about the promising combinations for artificial hybridizations. Number of days for flowering, plant height at maturity and height of insertion of the first pod were the characters that contributed the most to the genetic divergence in soybean when considering the two crop environments. UFU 106 and UFU 108 lines are the most recommended as part of the hybridizations with divergent genotypes, since they are complementary in grain yield and lower vegetative phase. Hybridizations between the following pairs of genotypes are recommended to obtain segregating populations with superior genetic variability: UFU 106 x UFU 112; UFU 106 x Emgopa 316; UFU 108 x Emgopa 316; UFU 112 x Emgopa 316. The third chapter was elaborated to evaluate the genotype interaction by environments for grain yield characteristics in conventional soybean genotypes of early maturity, grown in 15 environments distributed in five Brazilian states, to determine the adaptability and stability of the genotypes by parametric, non-parametric and multivariate methods. Wricke (1965), Eberhart and Russel (1966) and AMMI methods identified UFU 21 and UFU 22 lines as the most stable, both with grain yields higher than 3800,00 kg ha-1. The strain UFU 06 obtained an average grain yield of more than 4000,00 kg ha-1 and presented wide adaptation by Annicchiarico (1992), Lin and Binns (1988) modified by Carneiro (1998) and Centroid methods. / Tese (Doutorado)