Genetic stability in triticale estimated by pollen viability / Estabilidade genética em triticale estimada pela viabilidade polínica

The study aimed to infer about the genetic stability from the pollen viability in hexaploid triticale genotypes used in block crossings breeding program from Brazilian Company of Agriculture Research (Embrapa Wheat). The experiments were conducted in a randomized design. For each genotype five repetitions were assessed. Each replication consisted of one plant and each replication consisted of one plant. Two hundred pollen grains were analyzed by optical microscopy and by the squash technique with 1% acetic carmine dye per slide, totalizing 1,000 pollen grains per genotype. The variables analyzed were: binucleate and trinucleate pollen grains, with little starch, empty, with more than one pore and with different sizes. The data were submitted to analysis of variance and compared by Tukey test at 1%. There were significant differences between all variables. The percentage of binucleate and/or trinucleate grains ranged from 74 to 97%. We conclude that 66% of genotypes present pollen viability above 90% and they are indicated to remain of the breeding program of triticale, both in the selection of parenting as during the crossing and backcrossing. Therefore, the cytogenetic studies represent excellent support tool for breeder in selecting the most stable genotypes.

O estudo visou inferir sobre a estabilidade genética, com base na viabilidade polínica, em genótipos de triticale hexaploide utilizados no bloco de cruzamentos do programa de melhoramento genético da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Trigo). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado. Para cada genótipo, foram avaliadas cinco repetições e cada repetição foi constituída por uma planta. Analisaramse, por meio de microscopia óptica e pela técnica de Squash com corante carmim acético 1%, 200 grãos de pólen por lâmina, totalizando 1.000 grãos de pólen por genótipo. As variáveis analisadas foram: grãos de pólen binucleados e trinucleados, com pouco amido, vazios, com mais de um poro e de tamanhos diferentes. Os dados obtidos foram sub metidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 1%. Houve diferença significativa entre todas as variáveis. A porcentagem de grãos de pólen binucleados e/ou trinucleados variou de 74 a 97%. Concluiuse que 66% dos genótipos avaliados apresentaram viabilidade polínica acima de 90%, sendo indicados a continuar fazendo parte do programa de melhoramento genético de triticale, tanto na seleção de parentais como durante os cruzamentos e retrocruzamentos. Portanto, os estudos citogenéticos representam excelente ferramenta de apoio ao melhorista na escolha dos genótipos mais estáveis.

Estabilidade genética em triticale estimada pela viabilidade polínica / Genetic stability in triticale estimated by pollen viability

O estudo visou inferir sobre a estabilidade genética, com base na viabilidade polínica, em genótipos de triticale hexaploide utilizados no bloco de cruzamentos do programa de melhoramento genético da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Trigo). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado. Para cada genótipo, foram avaliadas cinco repetições e cada repetição foi constituída por uma planta. Analisaram-se, por meio de microscopia óptica e pela técnica de Squash com corante carmim acético 1%, 200 grãos de pólen por lâmina, totalizando 1.000 grãos de pólen por genótipo. As variáveis analisadas foram: grãos de pólen binucleados e trinucleados, com pouco amido, vazios, com mais de um poro e de tamanhos diferentes. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 1%. Houve diferença significativa entre todas as variáveis. A porcentagem de grãos de pólen binucleados e/ou trinucleados variou de 74 a 97%. Concluiu-se que 66% dos genótipos avaliados apresentaram viabilidade polínica acima de 90%, sendo indicados a continuar fazendo parte do programa de melhoramento genético de triticale, tanto na seleção de parentais como durante os cruzamentos e retrocruzamentos. Portanto, os estudos citogenéticos representam excelente ferramenta de apoio ao melhorista na escolha dos genótipos mais estáveis.(AU)

The study aimed to infer about the genetic stability from the pollen viability in hexaploid triticale genotypes used in block crossings breeding program from Brazilian Company of Agriculture Research (Embrapa Wheat). The experiments were conducted in a randomized design. For each genotype five repetitions were assessed. Each replication consisted of one plant and each replication consisted of one plant. Two hundred pollen grains were analyzed by optical microscopy and by the squash technique with 1% acetic carmine dye per slide, totalizing 1,000 pollen grains per genotype. The variables analyzed were: binucleate and trinucleate pollen grains, with little starch, empty, with more than one pore and with different sizes. The data were submitted to analysis of variance and compared by Tukey test at 1%. There were significant differences between all variables. The percentage of binucleate and/or trinucleate grains ranged from 74 to 97%. We conclude that 66% of genotypes present pollen viability above 90% and they are indicated to remain of the breeding program of triticale, both in the selection of parenting as during the crossing and backcrossing. Therefore, the cytogenetic studies represent excellent support tool for breeder in selecting the most stable genotypes.(AU)

Genetic stability in triticale estimated by pollen viability / Estabilidade genética em triticale estimada pela viabilidade polínica

The study aimed to infer about the genetic stability from the pollen viability in hexaploid triticale genotypes used in block crossings breeding program from Brazilian Company of Agriculture Research (Embrapa Wheat). The experiments were conducted in a randomized design. For each genotype five repetitions were assessed. Each replication consisted of one plant and each replication consisted of one plant. Two hundred pollen grains were analyzed by optical microscopy and by the squash technique with 1% acetic carmine dye per slide, totalizing 1,000 pollen grains per genotype. The variables analyzed were: binucleate and trinucleate pollen grains, with little starch, empty, with more than one pore and with different sizes. The data were submitted to analysis of variance and compared by Tukey test at 1%. There were significant differences between all variables. The percentage of binucleate and/or trinucleate grains ranged from 74 to 97%. We conclude that 66% of genotypes present pollen viability above 90% and they are indicated to remain of the breeding program of triticale, both in the selection of parenting as during the crossing and backcrossing. Therefore, the cytogenetic studies represent excellent support tool for breeder in selecting the most stable genotypes.(AU)

O estudo visou inferir sobre a estabilidade genética, com base na viabilidade polínica, em genótipos de triticale hexaploide utilizados no bloco de cruzamentos do programa de melhoramento genético da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Trigo). O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado. Para cada genótipo, foram avaliadas cinco repetições e cada repetição foi constituída por uma planta. Analisaramse, por meio de microscopia óptica e pela técnica de Squash com corante carmim acético 1%, 200 grãos de pólen por lâmina, totalizando 1.000 grãos de pólen por genótipo. As variáveis analisadas foram: grãos de pólen binucleados e trinucleados, com pouco amido, vazios, com mais de um poro e de tamanhos diferentes. Os dados obtidos foram sub metidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 1%. Houve diferença significativa entre todas as variáveis. A porcentagem de grãos de pólen binucleados e/ou trinucleados variou de 74 a 97%. Concluiuse que 66% dos genótipos avaliados apresentaram viabilidade polínica acima de 90%, sendo indicados a continuar fazendo parte do programa de melhoramento genético de triticale, tanto na seleção de parentais como durante os cruzamentos e retrocruzamentos. Portanto, os estudos citogenéticos representam excelente ferramenta de apoio ao melhorista na escolha dos genótipos mais estáveis.(AU)

Desenvolvimento de populações duplo-haplóides de cevada cervejeira associadas à atividade das enzimas (1-3, 1-4)--glucanases

Doubled haploid populations offer special advantages in genetic analyses, since the information they provide may be maximized due to the fact that all loci are homozygous. The aim of this study was to develop two barley (Hordeum vulgare ssp.vulgare L.) doubled-haploid (DHs) populations segregating to (1-3, 1-4)--glucanases activity, utilizing the anther culture protocol. Two crosses were performed with contrasting cultivars to (1-3, 1-4)--glucanases activity. Parental cultivars used were 'MN 698' and 'CEV 97047' for the development of 'green malt' population (MV) and Embrapa 127 and 'CEV 96025' for the development of "dry malt" population (MS). For the MS and MV populations, 10,734 and 4,139 anthers were cultured, respectively. MV population produced 50% more green seedlings as compared to MS population, which reflects the importance of genotype to the culturing of anthers and to regeneration. Most doubled-haploid adult plants were obtained by in vitro spontaneous duplication of the haploid genome, which occurred in 66% of plants from the MS population and 76% of plants from the MV population. Haploid, triploid and tetraploid individuals were also observed, though at low frequencies. The anther culture protocol afforded to develop 204 double-haploid lineages, of which 72 were generated by the 'dry malt' population and 132 from the "green malt" population. This material should be considered as important germplasm for barley genetic improvement.

Populações duplo-haplóides apresentam especial vantagem para análises genéticas, uma vez que a informação que elas oferecem pode ser maximizada, devido ao fato que todos os locos encontram-se em homozigose. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de duas populações duplo-haplóides (DHs) de cevada (Hordeum vulgare ssp. vulgare L.) segregantes para a atividade das enzimas (1-3, 1-4)--glucanases, através da técnica de cultura de anteras. Foram realizados dois cruzamentos com cultivares contrastantes para esta característica. As cultivares parentais selecionadas foram 'MN 698' e 'CEV 97047', para o desenvolvimento da população "malte verde" (MV), e 'Embrapa 127' e 'CEV 96025' para o desenvolvimento da população "malte seco" (MS). Foram cultivadas 10.734 anteras da população MS e 4.139 anteras da população MV. A população MV produziu 50% mais plântulas verdes quando comparada à população MS, refletindo a importância do genótipo na resposta à cultura de anteras e na regeneração. A maioria das plantas adultas duplo-haplóides foi obtida através da duplicação espontânea in vitro do genoma haplóide, ocorrendo em 66% das plantas da população MS e 76% das plantas da população MV. Também foram observadas, em menor frequência, plantas haplóides, triplóides e tetraplóides. Através da técnica de cultura de anteras, foram desenvolvidas 204 linhagens duplo-haplóides, das quais 72 linhagens são da população "malte seco" e 132 linhagens são da população "malte verde". Este material constitui um importante germoplasma para o melhoramento genético da cevada.

Desenvolvimento de populações duplo-haplóides de cevada cervejeira associadas à atividade das enzimas (1-3, 1-4)--glucanases

Doubled haploid populations offer special advantages in genetic analyses, since the information they provide may be maximized due to the fact that all loci are homozygous. The aim of this study was to develop two barley (Hordeum vulgare ssp.vulgare L.) doubled-haploid (DHs) populations segregating to (1-3, 1-4)--glucanases activity, utilizing the anther culture protocol. Two crosses were performed with contrasting cultivars to (1-3, 1-4)--glucanases activity. Parental cultivars used were 'MN 698' and 'CEV 97047' for the development of 'green malt' population (MV) and Embrapa 127 and 'CEV 96025' for the development of "dry malt" population (MS). For the MS and MV populations, 10,734 and 4,139 anthers were cultured, respectively. MV population produced 50% more green seedlings as compared to MS population, which reflects the importance of genotype to the culturing of anthers and to regeneration. Most doubled-haploid adult plants were obtained by in vitro spontaneous duplication of the haploid genome, which occurred in 66% of plants from the MS population and 76% of plants from the MV population. Haploid, triploid and tetraploid individuals were also observed, though at low frequencies. The anther culture protocol afforded to develop 204 double-haploid lineages, of which 72 were generated by the 'dry malt' population and 132 from the "green malt" population. This material should be considered as important germplasm for barley genetic improvement.

Populações duplo-haplóides apresentam especial vantagem para análises genéticas, uma vez que a informação que elas oferecem pode ser maximizada, devido ao fato que todos os locos encontram-se em homozigose. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de duas populações duplo-haplóides (DHs) de cevada (Hordeum vulgare ssp. vulgare L.) segregantes para a atividade das enzimas (1-3, 1-4)--glucanases, através da técnica de cultura de anteras. Foram realizados dois cruzamentos com cultivares contrastantes para esta característica. As cultivares parentais selecionadas foram 'MN 698' e 'CEV 97047', para o desenvolvimento da população "malte verde" (MV), e 'Embrapa 127' e 'CEV 96025' para o desenvolvimento da população "malte seco" (MS). Foram cultivadas 10.734 anteras da população MS e 4.139 anteras da população MV. A população MV produziu 50% mais plântulas verdes quando comparada à população MS, refletindo a importância do genótipo na resposta à cultura de anteras e na regeneração. A maioria das plantas adultas duplo-haplóides foi obtida através da duplicação espontânea in vitro do genoma haplóide, ocorrendo em 66% das plantas da população MS e 76% das plantas da população MV. Também foram observadas, em menor frequência, plantas haplóides, triplóides e tetraplóides. Através da técnica de cultura de anteras, foram desenvolvidas 204 linhagens duplo-haplóides, das quais 72 linhagens são da população "malte seco" e 132 linhagens são da população "malte verde". Este material constitui um importante germoplasma para o melhoramento genético da cevada.

Desenvolvimento de populações duplo-haplóides de cevada cervejeira associadas à atividade das enzimas (1-3, 1-4)--glucanases

Doubled haploid populations offer special advantages in genetic analyses, since the information they provide may be maximized due to the fact that all loci are homozygous. The aim of this study was to develop two barley (Hordeum vulgare ssp.vulgare L.) doubled-haploid (DHs) populations segregating to (1-3, 1-4)--glucanases activity, utilizing the anther culture protocol. Two crosses were performed with contrasting cultivars to (1-3, 1-4)--glucanases activity. Parental cultivars used were 'MN 698' and 'CEV 97047' for the development of 'green malt' population (MV) and Embrapa 127 and 'CEV 96025' for the development of "dry malt" population (MS). For the MS and MV populations, 10,734 and 4,139 anthers were cultured, respectively. MV population produced 50% more green seedlings as compared to MS population, which reflects the importance of genotype to the culturing of anthers and to regeneration. Most doubled-haploid adult plants were obtained by in vitro spontaneous duplication of the haploid genome, which occurred in 66% of plants from the MS population and 76% of plants from the MV population. Haploid, triploid and tetraploid individuals were also observed, though at low frequencies. The anther culture protocol afforded to develop 204 double-haploid lineages, of which 72 were generated by the 'dry malt' population and 132 from the "green malt" population. This material should be considered as important germplasm for barley genetic improvement.

Populações duplo-haplóides apresentam especial vantagem para análises genéticas, uma vez que a informação que elas oferecem pode ser maximizada, devido ao fato que todos os locos encontram-se em homozigose. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de duas populações duplo-haplóides (DHs) de cevada (Hordeum vulgare ssp. vulgare L.) segregantes para a atividade das enzimas (1-3, 1-4)--glucanases, através da técnica de cultura de anteras. Foram realizados dois cruzamentos com cultivares contrastantes para esta característica. As cultivares parentais selecionadas foram 'MN 698' e 'CEV 97047', para o desenvolvimento da população "malte verde" (MV), e 'Embrapa 127' e 'CEV 96025' para o desenvolvimento da população "malte seco" (MS). Foram cultivadas 10.734 anteras da população MS e 4.139 anteras da população MV. A população MV produziu 50% mais plântulas verdes quando comparada à população MS, refletindo a importância do genótipo na resposta à cultura de anteras e na regeneração. A maioria das plantas adultas duplo-haplóides foi obtida através da duplicação espontânea in vitro do genoma haplóide, ocorrendo em 66% das plantas da população MS e 76% das plantas da população MV. Também foram observadas, em menor frequência, plantas haplóides, triplóides e tetraplóides. Através da técnica de cultura de anteras, foram desenvolvidas 204 linhagens duplo-haplóides, das quais 72 linhagens são da população "malte seco" e 132 linhagens são da população "malte verde". Este material constitui um importante germoplasma para o melhoramento genético da cevada.

Genetic variability in maize and teosinte populations estimated by microsatellites markers

Wild species are important sources of genetic variability and may be exploited by breeding programs. Crosses between teosinte and maize occur freely and teosinte serves as genetic source of agronomic traits for introduction in maize. The objective of this study was to estimate genetic variability among and within maize and teosinte populations (Zea mays mexicana). Two sweet maize populations (BR400 and BR402), two common maize populations (Suwan and Pampa) and one teosinte population were analyzed using microsatellites markers. Results indicated that 64,5% of the variation was detected within the populations, suggesting the possibility of obtaining genetic progress by selection within each population. The analysis with 25 microsatellites loci enabled the identification of 92 alleles with a mean of 3.7 alleles per locus. The average Polymorphism Information Content (PIC) was 0.52. The percentage of polymorphic loci varied from 64% in the BR400 and Pampa populations to 80% in the teosinte population. The estimated genetic distance confirmed the genomic similarity of maize and teosinte.

Espécies silvestres são fontes importantes de variabilidade genética e podem ser exploradas pelos programas de melhoramento. Cruzamentos entre teosinto e milho ocorrem naturalmente, e o teosinto pode ser utilizado como fonte de caracteres agronômicos para introdução em milho. O objetivo deste estudo foi estimar a variabilidade genética entre e dentro de populações de milho e teosinto (Zea mays mexicana). Duas populações de milho doce (BR400 e BR402), duas de milho comum (Suwan e Pampa) e uma de teosinto foram analisadas utilizando-se marcadores microssatélites. Os resultados indicaram que 64,5% da variação foi detectada dentro das populações, sugerindo a possibilidade de obtenção de progresso genético através da seleção dentro de cada população. A análise de 25 locos microssatélites permitiu identificar 92 alelos, com uma média de 3,7 alelos por loco. O percentual de locos polimórficos variou de 64% nas populações BR400 e Pampa a 80% na população de teosinto. A distância genética estimada confirmou a similaridade genética entre milho e teosinto.

Genetic variability in maize and teosinte populations estimated by microsatellites markers

Wild species are important sources of genetic variability and may be exploited by breeding programs. Crosses between teosinte and maize occur freely and teosinte serves as genetic source of agronomic traits for introduction in maize. The objective of this study was to estimate genetic variability among and within maize and teosinte populations (Zea mays mexicana). Two sweet maize populations (BR400 and BR402), two common maize populations (Suwan and Pampa) and one teosinte population were analyzed using microsatellites markers. Results indicated that 64,5% of the variation was detected within the populations, suggesting the possibility of obtaining genetic progress by selection within each population. The analysis with 25 microsatellites loci enabled the identification of 92 alleles with a mean of 3.7 alleles per locus. The average Polymorphism Information Content (PIC) was 0.52. The percentage of polymorphic loci varied from 64% in the BR400 and Pampa populations to 80% in the teosinte population. The estimated genetic distance confirmed the genomic similarity of maize and teosinte.

Espécies silvestres são fontes importantes de variabilidade genética e podem ser exploradas pelos programas de melhoramento. Cruzamentos entre teosinto e milho ocorrem naturalmente, e o teosinto pode ser utilizado como fonte de caracteres agronômicos para introdução em milho. O objetivo deste estudo foi estimar a variabilidade genética entre e dentro de populações de milho e teosinto (Zea mays mexicana). Duas populações de milho doce (BR400 e BR402), duas de milho comum (Suwan e Pampa) e uma de teosinto foram analisadas utilizando-se marcadores microssatélites. Os resultados indicaram que 64,5% da variação foi detectada dentro das populações, sugerindo a possibilidade de obtenção de progresso genético através da seleção dentro de cada população. A análise de 25 locos microssatélites permitiu identificar 92 alelos, com uma média de 3,7 alelos por loco. O percentual de locos polimórficos variou de 64% nas populações BR400 e Pampa a 80% na população de teosinto. A distância genética estimada confirmou a similaridade genética entre milho e teosinto.

Genetic variability in maize and teosinte populations estimated by microsatellites markers

Wild species are important sources of genetic variability and may be exploited by breeding programs. Crosses between teosinte and maize occur freely and teosinte serves as genetic source of agronomic traits for introduction in maize. The objective of this study was to estimate genetic variability among and within maize and teosinte populations (Zea mays mexicana). Two sweet maize populations (BR400 and BR402), two common maize populations (Suwan and Pampa) and one teosinte population were analyzed using microsatellites markers. Results indicated that 64,5% of the variation was detected within the populations, suggesting the possibility of obtaining genetic progress by selection within each population. The analysis with 25 microsatellites loci enabled the identification of 92 alleles with a mean of 3.7 alleles per locus. The average Polymorphism Information Content (PIC) was 0.52. The percentage of polymorphic loci varied from 64% in the BR400 and Pampa populations to 80% in the teosinte population. The estimated genetic distance confirmed the genomic similarity of maize and teosinte.

Espécies silvestres são fontes importantes de variabilidade genética e podem ser exploradas pelos programas de melhoramento. Cruzamentos entre teosinto e milho ocorrem naturalmente, e o teosinto pode ser utilizado como fonte de caracteres agronômicos para introdução em milho. O objetivo deste estudo foi estimar a variabilidade genética entre e dentro de populações de milho e teosinto (Zea mays mexicana). Duas populações de milho doce (BR400 e BR402), duas de milho comum (Suwan e Pampa) e uma de teosinto foram analisadas utilizando-se marcadores microssatélites. Os resultados indicaram que 64,5% da variação foi detectada dentro das populações, sugerindo a possibilidade de obtenção de progresso genético através da seleção dentro de cada população. A análise de 25 locos microssatélites permitiu identificar 92 alelos, com uma média de 3,7 alelos por loco. O percentual de locos polimórficos variou de 64% nas populações BR400 e Pampa a 80% na população de teosinto. A distância genética estimada confirmou a similaridade genética entre milho e teosinto.

Genotypic differences in proembryoid development and green plantlets regeneration through androgenesis in barley varieties / Diferenças genotípicas no desenvolvimento de pró-embrióides e regeneração de plântulas verdes via androgênese em genótipo de cevada

The development of in vitro haploid plants followed by spontaneous or induced genome duplication allows to achieve, in one generation, the recovery of total homozygosis. The efficiency of the haplodiploidization process through in vitro anther culture of barley is variable among genotypes. This study was aimed at determining the androgenetic response of nine barley genotypes from the breeding program of Embrapa Trigo, analysing proembryoid development and green plantlets regeneration in anthers cultivated in vitro. Cultivar 'BR2' presented the highest average of proembryoids (104/anther) and 'MN698' presented the highest average of green plantlets (0,41/anther). There was a significant variation among the average values of barley genotypes for embryo formation and green plantlets regeneration, making possible the selection to combine androgenetic capacity and good agronomic traits.(AU)

A obtenção, na cevada, de plantas haplóides in vitro e a posterior duplicação natural ou artificial do genoma permitem alcançar a homozigose completa, em uma geração. A eficiência da haplodiploidização pela cultura de anteras é variável entre os genótipos. Foi avaliada a resposta androgenética através da formação de pró-embrióides e da regeneração de plântulas verdes em nove cultivares do programa de melhoramento de cevada da Embrapa Trigo, em anteras cultivadas in vitro. A cultivar "BR2" apresentou maior média de pró-embrióides (104/antera), enquanto "MN698" mostrou a maior média de plântulas verdes (0,41/antera). Houve variação significativa entre os valores médios dos genótipos em relação à formação de pró-embrióides e à regeneração de plântulas verdes, indicando a possibilidade de seleção para combinar a capacidade androgenética com boas características agronômicas.(AU)