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Capacidade combinatória entre progenitores, controle genético e seleção, via modelos mistos, de populações segregantes de soja / Combining ability of parents, genetic control and selection by mixed models in soybean segregating populations

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-04-19T17:18:00Z
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Previous issue date: 2017-07-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A eficiência na escolha dos genitores que, ao serem cruzados, produzam híbridos e, posteriormente, populações segregantes promissoras, é fator determinante para o sucesso de um programa de melhoramento genético. Várias técnicas têm sido propostas com o intuito de aumentar a probabilidade de obtenção de populações segregantes superiores e os ganhos com a seleção nas primeiras etapas do programa de melhoramento. Diante do exposto, os objetivos do presente trabalho foram: I) Determinar a capacidade geral e específica de combinação de seis progenitores de soja, visando identificar aqueles promissores e suas melhores combinações para o desenvolvimento de linhagens superiores para precocidade e produção de grãos, bem como, a melhor época de avaliação; II) Estudar os aspectos genéticos relacionados à precocidade e produção de grãos em gerações iniciais de soja, durante duas épocas do ano; III) Avaliar a adequação da metodologia BLUP individual simulado (BLUPIS) na seleção dentro de populações segregantes de soja; e IV) Descrever novos índices de seleção que podem ser aplicados nas situações em que são avaliados, simultaneamente, populações F 2 e seus progenitores, e predizer o ganho genético pela seleção das melhores populações para precocidade e produção de grãos. Seis cultivares comerciais de soja ((MSOY6101, RSF6563IPRO, TMG123RR, SYN9078RR, TMG801 e MSOY9144RR) foram cruzadas em esquema de dialelo completo, sem recíprocos, obtendo-se assim 15 híbridos. Os seis progenitores e seus 15 híbridos (21 tratamentos) foram avaliados em casa de vegetação durante o inverno de 2014 e verão 2014/15. Um segundo experimento foi conduzido à campo, em Viçosa- MG, no ano agrícola 2014/2015, onde foram avaliados progenitores e suas populações segregantes (F 2 ), obtendo-se informações a nível de indivíduo. Na primeira parte do estudo observou-se que as interações capacidade geral de combinação x Época e capacidade específica de combinação x Época não podem ser desconsideradas na avaliação de cruzamentos dialélicos em soja. Os cruzamentos mais promissores para a extração de linhagens superiores são: RSF6563IPRO x MSOY9144RR e SYN9078RR x MSOY9144RR para dias para maturação, TMG123RR x MSOY9144RR e SYN9078RR x MSOY9144RR para número de dias para maturação, e RSF6563IPRO x SYN9078RR, MSOY6101 x MSOY9144RR e TMG123RR x TMG801 para produção de grãos. Na segunda parte foi constatado que os efeitos gênicos aditivos e de dominância foram importantes no controle genético do número de dias para florescimento e maturação, e produção de grãos por planta. O número de dias para florescimento e maturação, e produção de grãos nas gerações F 1 , no inverno e verão, e F 2 no verão são determinados por alelos dominantes. Constatou-se dominância parcial preponderante para todos os caracteres na geração F 1 e sobredominância na geração F 2 . A terceira parte demonstrou que houve concordância plena entre as metodologias BLUP individual simulado (BLUPIS) e BLUP individual (BLUPI) apenas para a produção de grãos. O BLUPIS apresentou melhor desempenho quando empregada na seleção de caracteres de controle genético quantitativo. Além disso, quando comparado ao BLUP individual (BLUPI), apresenta a vantagem de não selecionar indivíduos nas famílias que apresentaram desempenho inferior à média geral. O BLUPIS contribui para a seleção de indivíduos em números representativos das melhores populações, como consequência, pode proporcionar substancial ganho para programas de melhoramento genético da soja. Por fim, na quarta etapa do estudo a aplicação de índices de seleção mostrou-se mais eficiente que a seleção baseada nos valores genéticos aditivos de população. A inclusão da informação dos progenitores e a variância dentro de população aumentou a expectativa de ganhos para todos os caracteres estudados. Os ganhos genéticos para a produção de grãos podem alcançar até 12% e 32%, com a seleção entre e dentro da população, via índice com informação de variabilidade dentro de população. A seleção entre populações pode proporcionar ganhos genéticos da ordem de 12% para redução do tempo florescimento e 7% para redução do tempo para a maturação. O índice que inclui os valores genotípicos de progenitores e de populações F 2 foi a melhor estratégia para aumentar os ganhos com a seleção. / The efficiency in the choice of the parents whom, when crossed, produce hybrids and, later, promising segregating populations, is a determining factor for the success of a breeding program. Several techniques have been proposed with the aim of increasing the probability of obtaining superior segregating populations and the gains from selection in the first stages of the breeding program. In view of the above, the objectives of the present study were: I) To determine the general and specific combining ability of six soybean parents in order to identify those promising and their best combinations for the development of superior lines for precocity and grain production, as well as , the best time of evaluation; II) To study the genetic aspects related to the precocity and grain yield in initial generations of soybean, during two seasons of the year; III) To evaluate the suitability of the individual BLUP methodology (BLUPIS) in the selection within segregating soybean populations; and IV) To describe new selection indices that can be applied in the situations in which F2 populations and their progenitors are simultaneously evaluated, and to predict the genetic gain by selecting the best populations for precocity and grain yield. Six commercial soybean cultivars (MSOY6101, RSF6563IPRO, TMG123RR, SYN9078RR, TMG801 and MSOY9144RR) were crossed in complete, non-reciprocal diallel scheme, thereby obtaining 15 hybrids. The six parents and their 15 hybrids (21 treatments) were evaluated in a greenhouse during the winter of 2014 and summer of 2014/15. A second experiment was conducted in the field, in Viçosa-MG, in the crop season 2014/2015, where the parents and their segregating populations (F2) were evaluated, obtaining information at the individual level. In the first part of the study it was observed that the interactions general combining capacity x Time and specific capacity of combination x Epoch can not be disregarded in the evaluation of diallel crosses in soybean. The most promising crosses for the extraction of superior lines are: RSF6563IPRO x MSOY9144RR and SYN9078RR x MSOY9144RR for days for maturation, TMG123RR x MSOY9144RR and SYN9078RR x MSOY9144RR for number of days for maturation, and RSF6563IPRO x SYN9078RR, MSOY6101 x MSOY9144RR and TMG123RR x TMG801 for grain yield. In the second part, it was verified that the additive and dominance gene effects were important in the genetic control of the number of days for flowering and maturation, and grain yield per plant. The number of days for flowering and maturation, and grain yield in F1, in the winter and summer, and F2 in summer are determined by dominant alleles. The preponderant partial dominance was found for all traits in the F1 generation and overdominance in the F2 generation. The third part showed that there was full agreement between BLUP individual and BLUPI methodologies (BLUPI) only for grain yield. The BLUPIS presented better performance when used in the selection of quantitative genetic control characters. Moreover, when compared to individual BLUP (BLUPI), it has the advantage of not selecting individuals in the families that presented performed below the general average. BLUPIS contributes to the selection of individuals in representative numbers of the best populations, as a consequence, it can provide substantial gain for soybean breeding programs. Finally, in the fourth stage of the study, the application of selection indexes proved to be more efficient than the selection based on the genetic additive values of the population. The inclusion of the parents' information and the variance within the population increased the expectation of gains for all the traits studied. Genetic gains for grain yield can reach up to 12% and 32%, with selection between and within the population, via index with variability information within population. The selection among populations can provide genetic gains of the order of 12% to reduce flowering time and 7% to reduce the time to maturation. The index that includes the genotypic values of parents and F2 populations was the best strategy to increase the gains with the selection.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/18879
Date03 July 2017
CreatorsBezerra, André Ricardo Gomes
ContributorsCruz, Cosme Damião, Silva, Felipe Lopes da, Sediyama, Tuneo
PublisherUniversidade Federal de Viçosa
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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