Genetic divergence and truncation and simultaneous selection in inbred families (S1) of elephant grass for bioenergetic purposes via mixed models.

The State University of North Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) has been developing for fifteen years a breeding program that aims at the development of new cultivars of elephant grass due to its high potential and the low availability of cultivars developed by genetic breeding programs that meet the needs of producers in the State of Rio de Janeiro. In this sense, inbred families were also obtained as a way of fixing potential alleles for traits related to production, as the inbreeding process apparently does not strongly affect elephant grass in aspects related to inbreeding depression. This study aimed to estimate genetic diversity, variance components and prediction of genotypic values in 11 (S1) elephant grass families, and perform the truncation and simultaneous selection of traits using the selection index, by mixed models. The experimental design consisted of randomized blocks with 11 (S1) families, three replications, and six plants per plot. For variables dry matter production, percentage of dry matter, plant height, stem diameter, number of tillers and leaf blade width, was performed the estimation of genetic parameters and selection of the best genotypes based selection index using mixed model. The descriptors were subjected to correlation analysis, distance matrices were generated by the Mahalanobis method, and individuals were grouped by the UPGMA method. In the selection via mixed models (REML/BLUP), families 6, 11, 8, 1, 3, 7, and 9 contributed most of the genotypes selected for the evaluated traits, indicating their high potential to generate superior genotype. The selection indices via mixed models indicated that the multiplicative index presented a greater selection gain.The phenotypic correlations showed the possibility of performing an indirect selection from six evaluated traits.The genotypes were separated into 18 groups by the Mahalanobis distance, allowing the observation of a wide genetic diversity. The most divergent and productive genotypes were self-fertilized to obtain the second generation (S2), continuing the development program.

Multi-trait index: selection and recommendation of superior black bean genotypes as new improved varieties.

Common bean provides diet rich in vitamins, fiber, minerals, and protein, which could contribute into food security of needy populations in many countries. Developing genotypes that associate favorable agronomic and grain quality traits in the common bean crop could increase the chances of adopting new cultivars black bean. In this context, the present study aimed at selection of superior black bean lines using multi-variate indexes, Smith-Hazel-index, and genotype by yield*trait biplot analysis. These trials were conducted in Campos dos Goytacazes - RJ, in 2020 and 2021. The experimental design used was randomized blocks, with 28 treatments and three replications. The experimental unit consisted of four rows 4.0 m long, spaced at 0.50 m apart, with a sowing density of 15 seeds per meter. The two central rows were used for the evaluations. The selection of superior genotypes was conducted using the multiple trait stability index (MTSI), multi-trait genotype-ideotype distance index (MGIDI), multi-trait index based on factor analysis and genotype-ideotype distance (FAI-BLUP), Smith-Hazel index, and Genotype by Yield*Trait Biplot (GYT). The multivariate indexes efficiently selected the best black bean genotypes, presenting desirable selection gains for most traits. The use of multivariate indexes and GYT enable the selection of early genotypes with higher grain yields. These lines G9, G13, G17, G23, and G27 were selected based on their performance for multiple traits closest to the ideotype and could be recommended as new varieties.

Sugar content variation in elephant grass germplasm / Variação do teor de açúcar em germoplasma de capim-elefante

ABSTRACT: The objective of this study was to estimate sugar content variation (°Brix) in 95 accessions from the elephant grass germplasm active bank of Embrapa Dairy Cattle research center, located in Coronel Pacheco, MG, Brazil. The accessions with the highest sugar content were identified, and the effect of plant age on sugar concentration was evaluated. The experiment was conducted in randomized blocks design with two replications. Sugar content analysis occurred twice during the growth-cycle (at 70 and 100 days) along two points of the stem, one 30 cm from the base and the other at the midpoint. The analysis of variance considered the split plot model, with accessions as main plots and plant age as subplots. The means were compared using the Scott Knott test. While there was sugar content variation between accessions, increased plant age had no significant effect on the sugar content. However, some accessions did have a significant increase or decrease in sugar content as they aged. The highest and lowest mean sugar content was 6.96% (in the accession BAG80) and 4.03% (in the accession BAG13) °Brix, respectively.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi estimar a variação do teor de açúcar (°Brix) existente entre 95 acessos do banco ativo de germoplasma de capim-elefante da Embrapa Gado de Leite, localizado no campo experimental de Coronel Pacheco. Foram identificados os acessos com maior teor de açúcar, bem como avaliado o efeito da idade da planta sobre a variação da concentração de açúcar. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso com duas repetições, 95 genótipos, duas idades de planta, 70 e 100 dias de crescimento, e análise do teor de açúcar em duas secções amostradas à 30 cm da base e na metade do colmo. A análise de variância considerou modelo de parcela subdividida no tempo, sendo os acessos, as parcelas e a idade da planta as subparcelas. As médias foram comparadas pelo teste de Scott Knott. Observou-se variação no teor de açúcar entre os acessos, porém não foi observado efeito significativo no teor de açúcar devido ao aumento da idade da planta. Entretanto, alguns acessos apresentaram interação significativa com aumento ou redução do teor de açúcar em decorrência do aumento da idade da planta. O acesso de maior média de teor de açúcares entre as duas idades foi BAG80, com 6,96%, e o de menor foi BAG13, com 4,03%.

Supporting Physiological Trait for Indirect Selection for Grain Yield in Drought-Stressed Popcorn.

The identification of traits associated with drought tolerance in popcorn is a contribution to support selection of superior plants under soil water deficit. The objective of this study was to choose morphological traits and the leaf greenness index, measured on different dates, to estimate grain yield (GY) and popping expansion (PE), evaluated in a set of 20 popcorn lines with different genealogies, estimated by multiple regression models. The variables were divided into three groups: morpho-agronomic traits-100-grain weight (GW), prolificacy (PR), tassel length (TL), number of tassel branches, anthesis-silking interval, leaf angle (FA) and leaf rolling (FB); variables related to the intensity of leaf greenness during the grain-filling period, at the leaf level, measured by a portable chlorophyll meter (SPAD) and at the canopy level, calculated as the normalized difference vegetation index (NDVI). The inbred lines were cultivated under two water conditions: well-watered (WW), maintained at field capacity, and water stress (WS), for which irrigation was stopped before male flowering. The traits GY (55%) and PE (28%) were most affected by water restriction. Among the morpho-agronomic traits, GW and PR were markedly reduced (>10%). Under dry conditions, the FA in relation to the plant stalk tended to be wider, the FB curvature greater and leaf senescence accelerated (>15% at 22 days after male flowering). The use of multiple regression for the selection of predictive traits proved to be a useful tool for the identification of groups of adequate traits to efficiently predict the economically most important features of popcorn (GY and PE). The SPAD index measured 17 days after male flowering proved useful to select indirectly for GY, while, among the morphological traits, TL stood out for the same purpose. Of all traits, PR was most strongly related with PE under WS, indicating its use in breeding programs. The exploitation of these traits by indirect selection is expected to induce increments in GY and PE.

Repeatability estimates and minimum number of evaluations for selection of elephant-grass genotypes for herbage production / Estimativas de repetibilidade e número mínimo de avaliações para seleção de genótipos de capim-elefante para produção de forragem

In forage-plants breeding, the selection of superior genotypes has been undertaken through successive harvests in previously established intervals. However, this process involves many steps, the evaluation of many traits, and a great spending with costs and labor. Thus the estimate of the repeatability is essential in improvement of perennials, it allows predicting genotypic value of the individual, the minimum number of evaluations in the selection of genotypes and minimizes resources and time in the selection of promising individuals. The objective of this study was to estimate the repeatability coefficient for morphological traits in elephant grass and determine the number of evaluations needed for phenotypic selection more efficient. The experimental randomized block design with 53 genotypes and two replications. The repeatability coefficients were estimated for variables plant height, number of tillers, stem diameter and dry matter yield, using the methods of Anova, Principal Components and Structural Analysis. We observed significant differences between genotypes (P <0.01) for all variables. The main components provide larger estimates of repeatability when compared to other methods. Estimates of the repeatability coefficients are of high magnitude average for the variables plant height (0.44) number of tillers (0.44) and stem diameter (0.63) and low magnitude for dry matter production (0.27). The Principal Components method requires five, five, two and eleven measurements for plant height, number of tillers, stem diameter and dry matter yield, respectively, with 80% reliability.

No melhoramento de plantas forrageiras, a seleção de genótipos superiores tem sido realizada mediante a realização de cortes sucessivos em intervalos previamente estabelecidos. Entretanto este processo envolve muitas etapas, avaliação de muitos caracteres e um grande dispêndio de custos e mão-de-obra. Assim, a estimativa da repetibilidade é essencial no melhoramento de plantas perenes, pois permite predizer o valor genotípico do indivíduo, o número mínimo de avaliações na seleção de genótipos e minimiza recursos e tempo na seleção de indivíduos promissores. O objetivo deste trabalho foi obter estimativas do coeficiente de repetibilidade para caracteres morfoagronômicos em capim-elefante e determinar o número de avaliações necessárias para seleção fenotípica com maior eficiência. Utilizou-se delineamento experimental de blocos casualizados com 53 genótipos e duas repetições. Foram estimados os coeficientes de repetibilidade para as variáveis altura de plantas (ALT), número de perfilhos (NP), diâmetro de colmo (DC) e produtividade de matéria seca (PMS), utilizando-se os métodos da Anova, Componentes principais e Análise estrutural. Observaram-se diferenças significativas entre os genótipos (p<0,01) para todas as variáveis avaliadas. Os componentes principais proporcionam maiores estimativas de repetibilidade em relação aos demais métodos. As estimativas dos coeficientes de repetibilidade são de média a alta magnitude, para as variáveis ALT, NP e DC e de baixa magnitude para PMS. Com base no método dos Componentes Principais são necessárias cinco, cinco, duas e onze medidas para altura da planta, número de perfilhos, diâmetro do caule e rendimento de matéria seca, respectivamente, com 80% de confiabilidade.

The GT biplot analysis of green bean traits / Análise GT biplot para características de feijão-vagem

ABSTRACT: The green bean (Phaseolus vulgaris L.) is a nutrient-rich vegetable much appreciated; although, little studied, in Brazil. The aim of the current study was to investigate the nature of traits of interest, as well as to select plants for the green bean breeding program based on genotype vs. trait biplot analysis. The experiment followed a randomized block design, with 4 repetitions and 17 genotypes. Analysis of variance, principal component analysis and biplot charts were performed to analyze the number of pods per plant, the number of seeds per pod, the number of seeds per plant, seed weight per plant, 100-seed weight, as well as grain and pod yields. The analysis of variance showed genetic variability between genotypes. Grain yield, pod yield and seed weight per plant were highly correlated. The number of seeds per pod was negatively correlated with pod weight, grain weight and with seed weight per plant. Lines Feltrin and UENF 14-30-3 were indicated to increase gains in variables such as grain yield and pod yield.

RESUMO: O feijão-vagem (Phaseolus vulgaris L.) é uma hortaliça rica em nutrientes, muito apreciada no Brasil, mas pouco estudada. O objetivo deste trabalho foi conhecer a natureza das características de interesse e selecionar plantas, para seguir o programa de melhoramento de feijão-vagem, por meio da análise biplot de genótipo x característica. O delineamento utilizado foi de blocos casualizados com quatro repetições e 17 genótipos. Foram feitas análise de variância, análise de componentes principais e os gráficos bilots para número de vagem por planta, número de sementes por vagem, número de sementes por planta, peso de sementes por planta, peso de 100 sementes, produtividade de grãos e produtividade de vagem. A análise de variância mostrou existência de variabilidade genética entre os genótipos. Produtividade de grãos, produtividade de vagens e peso de sementes por plantas são altamente correlacionados. O número de sementes por vagem tem correlação negativa com peso de vagem, peso de grãos e peso de sementes por planta. Os genótipos Feltrin e UENF 14-30-3 foram indicadas para obtenção de ganhos para as variáveis produtividade de grãos e produtividade de vagem.

Indexes in the comparison of pre-commercial genotypes of common bean / Índices na comparação de genótipos pré-comerciais de feijão - vagem

The objective of this research was to analyze the use of cultivar index selection (GARCIA, 1998) in the indication of superior genotypes of common bean for the northwest region of the state of Rio de Janeiro, in comparison to the other nonparametric indices used in plant breeding. The indexes of ELSTON (1963), MULAMBA & MOCK (1978), SCHWARZBACH (1972) and GARCIA (1998) were employed in the evaluation of 14 strains (F9 e F10) of common bean of indeterminate growth habit. The experiments were conducted in the municipalities of Bom Jesus do Itabapoana (2010 and 2011) and Cambuci (2011). The design employed was of randomized blocks with four repetitions. The traits pod yield (PRODV), grain yield (PRODG), average number of pods per plant (NMVP), average weight of pod (PMV) and average number of seeds per pod (NMSV) were assessed. The index of GARCIA (1998) proved to be more efficient than the other indexes, since it showed more correlation with PRODV and selected more productive strains. The recommended genotypes were: UENF 7-5-1 and UENF 7-6-1, followed by the genotypes UENF 7-10-1, UENF 7-12-1 and UENF 7-20-1.

O objetivo deste trabalho foi analisar a utilização do índice de seleção de cultivares (GARCIA, 1998) na indicação de genótipos superiores de feijão-vagem para a região Noroeste do Estado do Rio de Janeiro, em comparação a outros índices não paramétricos comumente utilizados no melhoramento vegetal. Os índices de ELSTON (1963), MULAMBA & MOCK (1978), SCHWARZBACH (1972) e GARCIA (1998) foram empregados na avaliação de 14 linhagens (F9 e F10) de feijão-vagem de hábito de crescimento indeterminado. Os experimentos foram conduzidos nos municípios de Bom Jesus do Itabapoana (2010 e 2011) e Cambuci (2011). O delineamento empregado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. As características produtividade de vagens (PRODV), produtividade de grãos (PRODG), número médio de vagens por planta (NMVP), peso médio de vagem (PMV) e número médio de sementes por vagem (NMSV) foram avaliadas. O índice de GARCIA (1998) demonstrou ser mais eficiente que os demais índices, uma vez que apresentou maior correlação com a PRODV e selecionou as linhagens mais produtivas. Os genótipos recomendados foram: UENF 7-5-1 e UENF 7-6-1, seguidos pelos genótipos UENF 7-10-1, UENF 7-12-1 e UENF 7-20-1.

Crescimento de mudas de mangue sob diferentes níveis de sombreamento na península de Ajuruteua, Bragança, Pará / Growth of mangrove seedlings under different levels of shading at the Peninsula of Ajuruteua, Bragança, Pará

The purpose of this study was to evaluate the influence of different levels of shading on the development of seedlings of three mangrove species (Avicennia germinans (L.) Stearn., Rhizophora mangle L. and Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. f.). The experiment was conducted at the community of Tamatateua, Ajuruteua peninsula, Bragança, PA, Brazil. For seedling production, the propagules and seeds of the mangrove species were planted in polyethylene bags (17 x 27 cm), filled with a typical mangrove substrate. The seedlings of the three species were grown under full sun (0), 30% and 60% shading, in a completely randomized design, a 3 x 3 factorial (three species and three shading levels), with eight seedlings per replication. After nine months under shading, plant samples were taken. The variables evaluated were: the shoot/height ratio, stem diameter, shoot dry matter, stem mass, root dry matter, total dry mass matter and morphological indices. Growth of seedlings of R. mangle occurred at all light levels. Seedlings of A. germinans grew faster at full sun and at 30% shading. Whereas, seedlings of L. racemosa were able to grow at 30 and 60% shading, but they also grew faster at full sunlight.

O objetivo do estudo foi avaliar a influência de diferentes níveis de sombreamento sobre o desenvolvimento de mudas das espécies arbóreas de mangue Avicennia germinans (L.) Stearn., Rhizophora mangle L. e Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. f. O experimento foi conduzido na comunidade de Tamatateua, na península de Ajuruteua, município de Bragança. Para a produção das mudas, os propágulos das espécies arbóreas de mangue foram semeados em embalagens de polietileno (17 x 27 cm), preenchidas com substrato típico de manguezal. As mudas das três espécies foram testadas a pleno sol, 30% e 60% de sombreamento em delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial (3 x 3) x 3 (3 espécies arbóreas e 3 níveis de sombreamento). Após as plantas atingirem a idade de nove meses, retiraram-se amostras de oito mudas por repetição de cada tratamento. As variáveis avaliadas foram: altura da parte aérea, diâmetro do coleto, massa da parte aérea, massa seca do caule, matéria seca das raízes e matéria seca total e índices morfológicos. O crescimento das mudas de R. mangle ocorreu em todos os níveis de luminosidade. As mudas de A. germinans apresentaram maior crescimento a pleno sol e a 30% de sombreamento. Já as mudas de L. racemosa foram tolerantes a 30% e 60% de sombra, mas se desenvolveram melhor a pleno sol.

Correlações entre caracteres agronômicos em dois ciclos de seleção recorrente em milho-pipoca / Correlations among agronomic traits in two recurrent selection cycles in popcorn

Com o propósito de monitorar o comportamento de blocos gênicos em diferentes gerações de seleção recorrente em milho pipoca, quantificaram-se as correlações fenotípica, genotípica e de ambiente entre caracteres agronômicos, em dois ciclos de seleção recorrente. O primeiro ciclo foi formado por famílias de irmãos completos e o segundo ciclo por famílias S1. Embora não significativa, em ambos os ciclos, houve correlação genotípica negativa entre capacidade de expansão e rendimento de grãos. Para o segundo ciclo, as maiores magnitudes de correlação genotípica positiva ocorreram entre rendimento de grãos, número de espigas sadias e estande, indicando a possibilidade de sucesso na seleção de uma ou outra, com base no rendimento de grãos. Embora não significativa e em baixa magnitude, houve acréscimo da correlação genotípica entre rendimento de grãos e capacidade de expansão do primeiro para o segundo ciclo, denotando aumento na concentração de alelos favoráveis na população.

Análise de trilha de caracteres forrageiros do capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum. ) / Path coefficient analysis of forage characteristics of elephantgrass (Pennisetum purpureum schum. )

Os objetivos deste trabalho consistiram em obter estimativas de coeficientes de correlação fenotípicos, genotípicos e residuais, e avaliar os desdobramentos das correlações genotípicas em efeitos diretos e indiretos (análise de trilha) das variáveis altura média das plantas, diâmetro médio do colmo e número de perfilhos por metro linear (variáveis independentes explicativas) na produção de matéria seca (variável dependente principal) de clones de capim-elefante em dois cortes realizados nas condições edafoclimáticas do norte do Estado do Rio de Janeiro. Houve grande diferença nas estimativas obtidas nos dois cortes, entretanto o estudo permitiu concluir que a altura das plantas no corte exerce influência na produção de matéria seca principalmente nas situações de clones de alta capacidade de perfilhamento. As características número de perfilhos por metro linear e diâmetro de perfilhos foram capazes de explicar melhor o potencial de produção de matéria seca, atuando, respectivamente, de forma direta e inversamente proporcionais sobre a variável básica, alternando-se em função das condições ambientais ocorridas durante o crescimento.