Bioremediation, drought tolerance and biofortification in biotechnological uses

The objective of this review is to bring information about innovations and technologies that, through genetic improvement, are being used to improve the sustainability and productivity of agricultural crops, improve human nutrition, as well as conservation and decontamination of soils. Bioremediation consists of using microorganisms that have the ability to modify or decompose certain pollutants, with the possibility of increasing their activity through genetic engineering, building new strains for the transformation of pollutants into inert substances. Genetic improvement is seeking to develop cultivars that are more tolerant to periods of water deficit. Plant biofortification consists of varieties of improved plants that have a higher content of vitamins and minerals, which are obtained through genetic improvement. Thus, biotechnology is once again essential for world agricultural production and can bring a series of other benefits to society.(AU)

Paclobutrazol in the in vitro conservation of cassava genotypes

In vitro germplasm conservation allows to extend the interval between subcultures without compromising the viability and genetic integrity of the plant, ensuring a backup of genotypes with high phytosanitary quality. Thus, this study aimed to verify the effect of four concentrations of Paclobutrazol® in inducing minimum growth in five Manihot esculenta accessions from the in vitro Active Germplasm Bank of Embrapa Cassava and Fruits. An experiment was installed using the Murashige and Skoog medium without addition and added with four concentrations of Paclobutrazol® (0.10, 0.20, 0.30, and 0.40 mg L-1), in five in vitro accessions of M. esculenta: BRS Jari (BGM 2041), Cigana (BGM 0264), BRS Poti Branca (BGM 2017), TME 14, and BRS Novo Horizonte. The statistical design was completely randomized in a 5 x 5 factorial scheme, with 15 repetitions. After 120 days of cultivation, the following variables were evaluated: plant height (cm), number of green leaves, number of senescent leaves, number of mini-cuttings, number of shoots, and fresh and dry mass of shoots and roots (mg). Paclobutrazol® caused a reduction in plant height and gain in root mass for all accessions, in addition to preserving the number of green leaves and decreasing leaf senescence for most genotypes. There was a strong dependence of the genotype in relation to the concentration of Paclobutrazol®. The concentration of 0.20 mg L-1 showed potential in the in vitro conservation of M. esculenta genotypes.(AU)

Updating knowledge in estimating the genetics parameters: Multi-trait and Multi-Environment Bayesian analysis in rice

Among the multi-trait models selected to study several traits and environments jointly, the Bayesian framework has been a preferred tool when constructing a more complex and biologically realistic model. In most cases, non-informative prior distributions are adopted in studies using the Bayesian approach. However, the Bayesian approach presents more accurate estimates when informative prior distributions are used. The present study was developed to evaluate the efficiency and applicability of multi-trait multi-environment (MTME) models within a Bayesian framework utilizing a strategy for eliciting informative prior distribution using previous data on rice. The study involved data pertaining to rice (Oryza sativa L.) genotypes in three environments and five crop seasons (2010/2011 until 2014/2015) for the following traits: grain yield (GY), flowering in days (FLOR) and plant height (PH). Variance components, genetic and non-genetic parameters were estimated using the Bayesian method. In general, the informative prior distribution in Bayesian MTME models provided higher estimates of individual narrow-sense heritability and variance components, as well as minor lengths for the highest probability density interval (HPD), compared to their respective non-informative prior distribution analyses. More informative prior distributions make it possible to detect genetic correlations between traits, which cannot be achieved with non-informative prior distributions. Therefore, this mechanism presented to update knowledge for an elicitation of an informative prior distribution can be efficiently applied in rice breeding programs.

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae / Herança da ausência de sementes e a caracterização molecular do gene INO em Annonaceae

The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.

A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae

Abstract The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.

Resumo A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae / Herança da ausência de sementes e a caracterização molecular do gene INO em Annonaceae

Abstract The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.

Resumo A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.

Origin, evolution and strategies for the genetic improvement of physalis / Origem, evolução e estratégias para o melhoramento genético de fisális

ABSTRACT: Physalisperuviana L. (physalis) has significant economic potential by virtue of the unique flavor of its fruit. However, the productivity of Brazilian plantations is low because of the limited number of varieties or cultivars available. The main obstacle in the selection of superior genotypes is the lack of information about genetic variability within- and between- populations and limited genetic basis that has likely resulted from evolutionary, domestication and selection processes of the natural or artificial populations. Physalis currently cultivated in Brazil is tetraploid, and such polyploidy may have led to the reproductive isolation of the species, preventing the occurrence of intraspecific hybridization. Moreover, cultivated populations derive from a common gene pool and have undergone a long process of domestication and selection carried out empirically by farmers. In Colombia and other Andean countries there are wild populations that exhibit genetic diversity which; although, fundamental for the conservation of the species, have low potential for the development of genotypes with superior agronomic traits. In order to create and expand the genetic variability of physalis, breeders have employed various strategies including induction of mutation, chromosome duplication, and interspecific and intraspecific hybridization. Furthermore, the production of double haploid lines from in vitro anther cultures has shown good results in the selection of hybrids. The mutant genotypes and/or hybrids obtained using these methods in association with those of wide genomic selection can generate cultivars with superior agronomic traits.

RESUMO: Physalis peruviana L. (fisális) apresenta grande potencial econômico devido ao sabor diferenciado de seus frutos. A produtividade dos pomares brasileiros é baixa em função do número limitado de variedades ou cultivares disponíveis. O principal entrave na seleção de genótipos superiores é a falta de informação sobre a variabilidade genética dentro e entre as populações de fisális e, possivelmente, a base genética limitada das mesmas, que pode ser explicada pelos processos evolutivos, de domesticação e de seleção das populações naturais ou artificiais. A fisális cultivada atualmente no Brasil é tetraploide e tal poliploidia pode ter levado ao isolamento reprodutivo da espécie, o qual impede a ocorrência de hibridação intraespecífica. As populações cultivadas provêm de um pool genético comum e, além disso, sofreram um longo processo de domesticação e seleção realizadas empiricamente pelos agricultores. Porém, na Colômbia e em outros países andinos existem populações silvestres que exibem diversidade genética que, embora sejam fundamentais para a conservação da espécie, apresentam baixo potencial para o desenvolvimento de genótipos com características agronômicas superiores. A fim de criar e ampliar a variabilidade genética de fisális, os melhoristas tem empregado várias estratégias incluindo a indução de mutação, a duplicação cromossômica e a hibridação inter e intraespecífica. Além disso, a produção de linhagens duplo-haploides a partir da cultura de anterasin vitro vem demonstrando bons resultados para a seleção de híbridos. Os genótipos mutantes e/ou híbridos obtidos através dos métodos citados em associação com os de seleção genômica ampla podem gerar cultivares com características agronômicas superiores.

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae / Herança da ausência de sementes e a caracterização molecular do gene INO em Annonaceae

The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.(AU)

A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.(AU)

Abscisic acid and in vitro conservation of Manihot wild species

Abscisic acid (ABA) is associated with bud dormancy, leaf abscission, and germplasm growth inhibition in in vitro conservation. We evaluated the effects of ABA in four wild Manihot accessions and one cassava accession (M. esculenta Crantz) to refine in vitro conservation methods for these species. The experiment was performed at the Laboratory for Tissue Culture from Embrapa, Cruz das Almas, Bahia State, Brazil. The statistical design was completely random in a 5 × 5 factorial scheme [(5 ABA dosages (0, 0.25, 0.50, 0.75, and 1 mg L-1) and 5 Manihot species (M. pseudoglaziovii, M. tristis, M. flabellifolia, M. chlorosticta, and M. esculenta)], with 15 replicates. Mini-cuttings of 1 cm were used, each inoculated in 10 mL of modified Murashige and Skoog medium, solidified with Phytagel® (2.4 g L-1) containing the respective ABA dosages. Tubes containing these mini-cuttings were placed in a germplasm conservation room with an irradiance of 30 µmol m-2 s-1, temperature of 22 ± 1°C, and photoperiod of 12 hours. Plant height (cm), the number of living and senescent leaves, shoots, and mini-cuttings (1 cm), and fresh and dry weights of shoots and roots (mg) were evaluated after 150 days. Growth reduction was prominent in M. pseudoglaziovii, M. tristis, and M. flabellifolia during the in vitro conservation period. In the present study, the addition of ABA did not promote the expected reduction in plant growth.(AU)

Efficient, fast and low-cost strategies for DNA extraction from different nucleated sheep cells

DNA extraction is usually the first step to perform molecular studies. This process can be nonviable due to genomic DNA (gDNA) extraction commercial kits prices. Furthermore, available DNA extraction protocols generally have high specificity, limiting their use to specific sources of biological material. In order to reduce costs, optimize time and laboratory logistics, besides to demonstrate a versatile protocol, the present study worked on an efficient DNA extraction protocol from somatic and non-somatic cells, using biological material from sheep as a model. For that, gDNA was extracted from whole blood, spermatozoa, and hair bulb cells, collected from three adult sheep, transported at 5ºC and stored at -20ºC until lab procedures. After extraction, gDNA concentration and purity were evaluated in a nano spectrophotometer. gDNA concentration from whole blood was greater (p < 0.05) than extracted from hair bulb cells, which in turn was superior (p < 0.05) than in spermatozoa. Also, gDNA from whole blood and, followed by, sperm showed greater (p < 0.05) purity when compared to gDNA of hair bulb cells. Adapting a gDNA extraction protocol, originally developed for bovine whole blood, enabled to obtain and isolate gDNA in different nucleated sheep cells.(AU)

In vitro and in vivo parameters for identification of landrace pigs with low reproductive performance / Parâmetros in vitro e in vivo para detecção de machos suínos Landrace com baixo desempenho reprodutivo

In pig farming, measurements of production parameters play a fundamental role in the success of the activity. Minimal differences in fertility between breeders can lead to less reproductive efficiency and, less productivity. However, assessing the fertility of each male and the early identification of subfertile males is a difficult task to be performed. Thus, the aim of this study was to evaluate the use of in vitro and in vivo parameters in the identification of subfertile males of the Landrace breed, aiming to collaborate with genetic improvement programs, routine optimization in the Genetic Diffusion Units (GDUs) and the results of performance. In experiment 1, an approach to identify males with subfertility was evaluated based on retrospective data. For this, the results (averages of birth rates, number of total births and average percentages of female and male piglets per litter) were evaluated for a total of 996 matings and 847 parturitions. The inseminations came from ejaculates of 32 males, who had at least 19 females inseminated with homospermic doses in the concentration of 2.5 x 109 total sperm from the same male. As for the birth rate (BR), an average of 85.47% ± 6.05 was observed with a group of median males, seven males that stood out and one individual (M32) with a performance of 58.06% ± 9.0. For the total number of piglets born (PB) the average was 13.41 ± 0.56, with three males with better performance and one (M32) with very poor performance (8.62 ± 0.59). In experiment 2, it was verified whether evaluations of inseminating doses (ID) of semen in vitro (motility and sperm morphology) after 96 hours of storage had correlations with fertility in vivo, which can be used to identify subfertile males. The evaluations were performed on 30 ejaculates regarding the means of BR and PB, considering only those who had at least 7 females inseminated. There were no correlations between the motility assessments and semen morphological changes and the reproductive parameters evaluated. The results obtained in vivo, referring to BR and PB, demonstrated that it was possible to identify differences between males, the individual (M32) had the worst results for the percentages of BR and PB. It is concluded that there are males of high and low fertility and that only the in vitro analyzes carried out in this study are not enough to categorize them, however, the evaluation of retrospective data was efficient for this purpose.(AU)

Na suinocultura moderna, as mensurações de parâmetros de produção têm papel fundamental para o sucesso da atividade. No entanto, a avaliação da fertilidade de cada macho e a identificação precoce de machos subférteis é uma tarefa difícil de ser realizada. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de parâmetros in vivo e in vitro na identificação de machos subférteis da raça Landrace, visando colaborar com os programas de melhoramento genético, otimização da rotina nas Unidade de Difusão Genética (UDGs) e dos resultados a campo. No experimento 1, foi proposta uma abordagem de identificação dos machos subférteis tendo como base dados retrospectivos. Para isso, foram avaliados os resultados (médias das taxas de parto, número de nascidos totais e média das porcentagens de leitões fêmeas e machos por leitegada) de um total de 996 coberturas e 847 partos. As inseminações foram oriundas de ejaculados de 32 machos, que tiveram ao menos 19 fêmeas cobertas com doses homospérmicas na concentração de 2,5 x 109 de espermatozoides totais e obrigatoriamente do mesmo macho. Quanto a taxa de parto (TP) obtivemos uma média de 85,47% ± 6,05 e observou-se um grupo de machos medianos, sete machos que se destacaram positivamente e um indivíduo (M32) com um desempenho 58,06 ± 9,0. Para número de leitões nascidos totais (NT) obtivemos uma média de 13,41 ± 0,56 e notou-se três machos com melhor desempenho e um (M32) com péssimo desempenho (8,62 ± 0,59). No experimento 2, foi verificado se as avaliações das doses inseminantes (DI) de sêmen in vitro (motilidade e morfologia espermática) após 96 horas de armazenamento apresentaram correlação com a fertilidade in vivo. As avaliações foram realizadas em 30 ejaculados quanto às médias de TP e NT, considerando apenas ejaculados que tiveram ao menos 7 fêmeas inseminadas. Não foram verificadas correlações entre as avaliações de motilidade e alterações morfológicas do sêmen com os parâmetros produtivos avaliados. Os resultados obtidos in vivo, referentes a TP e NT, mostrou que foi possível identificar diferença entre os machos, onde o indivíduo (M32) apresentou os piores resultados para as porcentagens de TP e NT. Desta forma, pode-se concluir que existem machos de alta e baixa fertilidade e que somente as análises in vitro realizadas neste estudo não são suficientes para categorizá-los, no entanto, a avaliação de dados retrospectivos foi eficiente para esta finalidade.(AU)

Influência da genética e dos métodos de conservação sobre a qualidade do sêmen suíno / Influence of genetics and conservation methods on the quality of swine semen

A demanda do mercado impulsionou o melhoramento genético na suinocultura caracterizado pelo cruzamento entre linhagens e raças distintas a fim de possibilitar o aproveitamento da heterose. Esse melhoramento acelerado ocorreu em decorrência da inseminação artificial e manipulação do sêmen, associado ao emprego de diluentes e técnicas de refrigeração. Sendo assim, esta revisão tem como objetivo compilar o conhecimento acerca da influência genética e dos métodos de conservação sobre a qualidade do sêmen suíno, além de discutir a composição e eficiência dos principais diluentes e crioprotetores destinados à conservação espermática nesta espécie. Inicialmente, os animais eram selecionados baseados em características produtivas como habilidade materna, qualidade de carcaça e desempenho. Contudo, a fertilidade do reprodutor, caraterizada pela qualidade espermática e libido, é extremamente importante para indústria suinícola uma vez que determina, o potencial produtivo do plantel indiretamente. Evidências demonstram que os parâmetros espermáticos sofrem influência da genética, sendo que cada raça se destaca numa determinada característica seminal. Além disso, o manejo, idade, alimentação, sazonalidade, as características intrínsecas do espermatozoide e os métodos de conservação do ejaculado também determinam sua viabilidade. Apesar de preconizado devido à fácil execução e ótimos resultados, o sêmen refrigerado tem como limitador a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio. Da mesma forma, o congelamento do ejaculado promove alterações espermáticas em virtude do choque térmico. Sendo assim, o emprego de diluentes e crioprotetores propícios que possibilitem a manutenção a longo prazo da viabilidade espermática é imprescindível para ambos os processos.

The market demand promoted the genetic improvement in swine farming characterized by the crossing between different strains and breeds to make possible the use of heterosis. This accelerated improvement occurred due to artificial insemination and semen manipulation, associated with the use of extenders and refrigeration techniques. Therefore, this review aims to compile knowledge about the genetic influence and conservation methods on the quality of swine semen, besides to discussing the composition and efficiency of the main extenders and cryoprotectants intended for sperm conservation in this species. Initially, animals were selected based on productive traits such as maternal ability, carcass quality, and performance. However, male fertility, characterized by sperm quality and libido, is extremely important for the swine industry as it determines the productive potential of the herd indirectly. Evidences demonstrates that sperm parameters are influenced by genetics, with each race standing out in certain seminal trait. In addition, the management, age, feeding, seasonality, the intrinsic characteristics of the sperm cell, and the methods of ejaculate conservation also determine its viability. Despite being recommended due to its easy execution and excellent results, refrigerated semen has the excessive production of reactive oxygen species as a limiter. Likewise, the ejaculate freezing promotes sperm changes due to heat shock. Therefore the use of suitable extenders and cryoprotectants that allow the long-term maintenance of sperm viability is essential for both processes.

Comparative growth and performance of two generations of tilapia (Oreochromis niloticus)

The growth of generations of the Genomar Supreme Tilapia (GST) strain, specifically G20 and G25, was evaluated. Tilapias 8 g were reared in a recirculating aquaculture system with 0.25 m³ tanks, 80 fish m-³, with four replicates. During growth, eight fish from each tank were weighed and measured at day 1, 30, 60, 90, 120, 150, 180 and 210. Survival, weight gain, feed conversion and batch homogeneity were determined. Weight-age data were fit to Gompertz model. In addition, absolute and relative growth rates and weight and age at inflection were determined. Final weight showed 26.7% higher in G25 when compared to G20 (920.05 and 725.87 g, respectively). The feed conversion and homogeneity indexes were better in G25 than G20. The estimate of asymptotic weight was higher in G25 (1202.0 g) when compared to G20 (912.7 g). G20 presented smaller weight (335.76 g), age (108.87 days) and absolute growth rate (4.87 g day-1) when compared with G25 (442.19 g, 113.77 days and 6.41 g day-1). Carcass characteristics were similar, but G25 presented about 25% higher fillet weight than G20. After five years in the GST breeding program, results indicated that a sustained improvement of harvest weight was achieved, as well as 6 to 10% gain in performance by generation.(AU)

Growth curve of Nile tilapia from different families of the AquaAmérica variety / Curva de crescimento de tilápia-do-Nilo de diferentes famílias da variedade AquaAmérica

Selection can affect growth, changing performance and asymptotic values. However, there is little information about the growth of families in fish breeding programs. The aim of this study was to evaluate the performance and growth of families of Nile tilapia AquaAmérica. Twenty AquaAmérica families cultivated in a net cage (13.5 m3) for 181 days were evaluated. The nonlinear Gompertz regression model was fitted to the data by the weighted least squares method, taking the inverse of the variance of weight in different families and at different ages as the weighting variable. The model was adjusted to describe the growth in weight and morphometric characteristics. Two families showed highest (P<0.05) weights at both 133 days (family AA10: 743.2 g; family AA16: 741.2 g) and 181 days (family AA10: 1,422.1 g; family AA16: 1,393.4 g) of the experiment. In both experimental periods, the males showed a heavier weight, with the greatest contrast between the sexes occurring at 181 days. The analysis of the three most contrasting families (AA1, AA9 and AA14) showed that the asymptotic value for weight was higher (P<0.05) in family AA9 (3,926.3 g) than in family AA14 (3,251.6 g), but specific growth rate and age at the inflection point did not differ significantly between families. In conclusion, two of the 20 families were superior; males exhibited a greater growth, mainly in the period of 181 days; and the growth curve differed between the families, especially for asymptotic weight.

A seleção pode impactar a forma de crescimento, mudando o desempenho e os valores assintóticos. No entanto, existem poucas informações sobre o crescimento das famílias em programas de criação de peixes. O objetivo deste estudo foi examinar o desempenho e as curvas de crescimento de famílias de tilápia-do-Nilo AquaAmérica. Foram avaliadas 20 famílias AquaAmérica cultivadas em tanques-rede (13,5 m3) por 181 dias. O modelo de regressão não linear de Gompertz foi ajustado aos dados pelo método dos mínimos quadrados ponderados, tomando o inverso da variância do peso nas diferentes famílias e nas diferentes idades como variável de ponderação. O modelo foi ajustado para descrever o crescimento em peso e características morfométricas. Duas famílias apresentaram pesos maiores (P <0,05) em 133 dias (família AA10: 743,2 g; família AA16: 741,2 g) e 181 dias (família AA10: 1422,1 g; família AA16: 1393,4 g) de experimento em relação a outras famílias. Em ambos os períodos experimentais, os machos apresentaram maior peso, com maior contraste entre os sexos ocorrendo aos 181 dias. A análise das três famílias mais contrastantes (AA1, AA9 e AA14) mostrou que o valor assintótico para o peso foi maior (P <0,05) na família AA9 (3926,3 g) do que na família AA14 (3251,6 g), mas a taxa de crescimento específica e a idade no ponto de inflexão não diferiu significativamente entre as famílias. Em conclusão, duas das 20 famílias eram muito superiores; machos exibiram um maior crescimento, principalmente no período de 181 dias; e a curva de crescimento diferiu entre as famílias, principalmente quanto ao peso assintótico.

Growth curve of Nile tilapia from different families of the AquaAmérica variety

Abstract Selection can affect growth, changing performance and asymptotic values. However, there is little information about the growth of families in fish breeding programs. The aim of this study was to evaluate the performance and growth of families of Nile tilapia AquaAmérica. Twenty AquaAmérica families cultivated in a net cage (13.5 m3) for 181 days were evaluated. The nonlinear Gompertz regression model was fitted to the data by the weighted least squares method, taking the inverse of the variance of weight in different families and at different ages as the weighting variable. The model was adjusted to describe the growth in weight and morphometric characteristics. Two families showed highest (P 0.05) weights at both 133 days (family AA10: 743.2 g; family AA16: 741.2 g) and 181 days (family AA10: 1,422.1 g; family AA16: 1,393.4 g) of the experiment. In both experimental periods, the males showed a heavier weight, with the greatest contrast between the sexes occurring at 181 days. The analysis of the three most contrasting families (AA1, AA9 and AA14) showed that the asymptotic value for weight was higher (P 0.05) in family AA9 (3,926.3 g) than in family AA14 (3,251.6 g), but specific growth rate and age at the inflection point did not differ significantly between families. In conclusion, two of the 20 families were superior; males exhibited a greater growth, mainly in the period of 181 days; and the growth curve differed between the families, especially for asymptotic weight.

Resumo A seleção pode impactar a forma de crescimento, mudando o desempenho e os valores assintóticos. No entanto, existem poucas informações sobre o crescimento das famílias em programas de criação de peixes. O objetivo deste estudo foi examinar o desempenho e as curvas de crescimento de famílias de tilápia-do-Nilo AquaAmérica. Foram avaliadas 20 famílias AquaAmérica cultivadas em tanques-rede (13,5 m3) por 181 dias. O modelo de regressão não linear de Gompertz foi ajustado aos dados pelo método dos mínimos quadrados ponderados, tomando o inverso da variância do peso nas diferentes famílias e nas diferentes idades como variável de ponderação. O modelo foi ajustado para descrever o crescimento em peso e características morfométricas. Duas famílias apresentaram pesos maiores (P 0,05) em 133 dias (família AA10: 743,2 g; família AA16: 741,2 g) e 181 dias (família AA10: 1422,1 g; família AA16: 1393,4 g) de experimento em relação a outras famílias. Em ambos os períodos experimentais, os machos apresentaram maior peso, com maior contraste entre os sexos ocorrendo aos 181 dias. A análise das três famílias mais contrastantes (AA1, AA9 e AA14) mostrou que o valor assintótico para o peso foi maior (P 0,05) na família AA9 (3926,3 g) do que na família AA14 (3251,6 g), mas a taxa de crescimento específica e a idade no ponto de inflexão não diferiu significativamente entre as famílias. Em conclusão, duas das 20 famílias eram muito superiores; machos exibiram um maior crescimento, principalmente no período de 181 dias; e a curva de crescimento diferiu entre as famílias, principalmente quanto ao peso assintótico.

Growth curve of Nile tilapia from different families of the AquaAmérica variety / Curva de crescimento de tilápia-do-Nilo de diferentes famílias da variedade AquaAmérica

Selection can affect growth, changing performance and asymptotic values. However, there is little information about the growth of families in fish breeding programs. The aim of this study was to evaluate the performance and growth of families of Nile tilapia AquaAmérica. Twenty AquaAmérica families cultivated in a net cage (13.5 m3) for 181 days were evaluated. The nonlinear Gompertz regression model was fitted to the data by the weighted least squares method, taking the inverse of the variance of weight in different families and at different ages as the weighting variable. The model was adjusted to describe the growth in weight and morphometric characteristics. Two families showed highest (P<0.05) weights at both 133 days (family AA10: 743.2 g; family AA16: 741.2 g) and 181 days (family AA10: 1,422.1 g; family AA16: 1,393.4 g) of the experiment. In both experimental periods, the males showed a heavier weight, with the greatest contrast between the sexes occurring at 181 days. The analysis of the three most contrasting families (AA1, AA9 and AA14) showed that the asymptotic value for weight was higher (P<0.05) in family AA9 (3,926.3 g) than in family AA14 (3,251.6 g), but specific growth rate and age at the inflection point did not differ significantly between families. In conclusion, two of the 20 families were superior; males exhibited a greater growth, mainly in the period of 181 days; and the growth curve differed between the families, especially for asymptotic weight.

A seleção pode impactar a forma de crescimento, mudando o desempenho e os valores assintóticos. No entanto, existem poucas informações sobre o crescimento das famílias em programas de criação de peixes. O objetivo deste estudo foi examinar o desempenho e as curvas de crescimento de famílias de tilápia-do-Nilo AquaAmérica. Foram avaliadas 20 famílias AquaAmérica cultivadas em tanques-rede (13,5 m3) por 181 dias. O modelo de regressão não linear de Gompertz foi ajustado aos dados pelo método dos mínimos quadrados ponderados, tomando o inverso da variância do peso nas diferentes famílias e nas diferentes idades como variável de ponderação. O modelo foi ajustado para descrever o crescimento em peso e características morfométricas. Duas famílias apresentaram pesos maiores (P <0,05) em 133 dias (família AA10: 743,2 g; família AA16: 741,2 g) e 181 dias (família AA10: 1422,1 g; família AA16: 1393,4 g) de experimento em relação a outras famílias. Em ambos os períodos experimentais, os machos apresentaram maior peso, com maior contraste entre os sexos ocorrendo aos 181 dias. A análise das três famílias mais contrastantes (AA1, AA9 e AA14) mostrou que o valor assintótico para o peso foi maior (P <0,05) na família AA9 (3926,3 g) do que na família AA14 (3251,6 g), mas a taxa de crescimento específica e a idade no ponto de inflexão não diferiu significativamente entre as famílias. Em conclusão, duas das 20 famílias eram muito superiores; machos exibiram um maior crescimento, principalmente no período de 181 dias; e a curva de crescimento diferiu entre as famílias, principalmente quanto ao peso assintótico.

Growth curve of Nile tilapia from different families of the AquaAmérica variety / Curva de crescimento de tilápia-do-Nilo de diferentes famílias da variedade AquaAmérica

Selection can affect growth, changing performance and asymptotic values. However, there is little information about the growth of families in fish breeding programs. The aim of this study was to evaluate the performance and growth of families of Nile tilapia AquaAmérica. Twenty AquaAmérica families cultivated in a net cage (13.5 m3) for 181 days were evaluated. The nonlinear Gompertz regression model was fitted to the data by the weighted least squares method, taking the inverse of the variance of weight in different families and at different ages as the weighting variable. The model was adjusted to describe the growth in weight and morphometric characteristics. Two families showed highest (P<0.05) weights at both 133 days (family AA10: 743.2 g; family AA16: 741.2 g) and 181 days (family AA10: 1,422.1 g; family AA16: 1,393.4 g) of the experiment. In both experimental periods, the males showed a heavier weight, with the greatest contrast between the sexes occurring at 181 days. The analysis of the three most contrasting families (AA1, AA9 and AA14) showed that the asymptotic value for weight was higher (P<0.05) in family AA9 (3,926.3 g) than in family AA14 (3,251.6 g), but specific growth rate and age at the inflection point did not differ significantly between families. In conclusion, two of the 20 families were superior; males exhibited a greater growth, mainly in the period of 181 days; and the growth curve differed between the families, especially for asymptotic weight.(AU)

A seleção pode impactar a forma de crescimento, mudando o desempenho e os valores assintóticos. No entanto, existem poucas informações sobre o crescimento das famílias em programas de criação de peixes. O objetivo deste estudo foi examinar o desempenho e as curvas de crescimento de famílias de tilápia-do-Nilo AquaAmérica. Foram avaliadas 20 famílias AquaAmérica cultivadas em tanques-rede (13,5 m3) por 181 dias. O modelo de regressão não linear de Gompertz foi ajustado aos dados pelo método dos mínimos quadrados ponderados, tomando o inverso da variância do peso nas diferentes famílias e nas diferentes idades como variável de ponderação. O modelo foi ajustado para descrever o crescimento em peso e características morfométricas. Duas famílias apresentaram pesos maiores (P <0,05) em 133 dias (família AA10: 743,2 g; família AA16: 741,2 g) e 181 dias (família AA10: 1422,1 g; família AA16: 1393,4 g) de experimento em relação a outras famílias. Em ambos os períodos experimentais, os machos apresentaram maior peso, com maior contraste entre os sexos ocorrendo aos 181 dias. A análise das três famílias mais contrastantes (AA1, AA9 e AA14) mostrou que o valor assintótico para o peso foi maior (P <0,05) na família AA9 (3926,3 g) do que na família AA14 (3251,6 g), mas a taxa de crescimento específica e a idade no ponto de inflexão não diferiu significativamente entre as famílias. Em conclusão, duas das 20 famílias eram muito superiores; machos exibiram um maior crescimento, principalmente no período de 181 dias; e a curva de crescimento diferiu entre as famílias, principalmente quanto ao peso assintótico.(AU)

Abscisic acid and in vitro conservation of Manihot wild species / Abscisic acid and in vitro conservation of Manihot wild species

Abscisic acid (ABA) is associated with bud dormancy, leaf abscission, and germplasm growth inhibition in in vitro conservation. We evaluated the effects of ABA in four wild Manihot accessions and one cassava accession (M. esculenta Crantz) to refine in vitro conservation methods for these species. The experiment was performed at the Laboratory for Tissue Culture from Embrapa, Cruz das Almas, Bahia State, Brazil. The statistical design was completely random in a 5 × 5 factorial scheme [(5 ABA dosages (0, 0.25, 0.50, 0.75, and 1 mg L-1) and 5 Manihot species (M. pseudoglaziovii, M. tristis, M. flabellifolia, M. chlorosticta, and M. esculenta)], with 15 replicates. Mini-cuttings of 1 cm were used, each inoculated in 10 mL of modified Murashige and Skoog medium, solidified with Phytagel® (2.4 g L-1) containing the respective ABA dosages. Tubes containing these mini-cuttings were placed in a germplasm conservation room with an irradiance of 30 µmol m-2 s-1, temperature of 22 ± 1°C, and photoperiod of 12 hours. Plant height (cm), the number of living and senescent leaves, shoots, and mini-cuttings (1 cm), and fresh and dry weights of shoots and roots (mg) were evaluated after 150 days. Growth reduction was prominent in M. pseudoglaziovii, M. tristis, and M. flabellifolia during the in vitro conservation period. In the present study, the addition of ABA did not promote the expected re

Abscisic acid (ABA) is associated with bud dormancy, leaf abscission, and germplasm growth inhibition in in vitro conservation. We evaluated the effects of ABA in four wild Manihot accessions and one cassava accession (M. esculenta Crantz) to refine in vitro conservation methods for these species. The experiment was performed at the Laboratory for Tissue Culture from Embrapa, Cruz das Almas, Bahia State, Brazil. The statistical design was completely random in a 5 × 5 factorial scheme [(5 ABA dosages (0, 0.25, 0.50, 0.75, and 1 mg L-1) and 5 Manihot species (M. pseudoglaziovii, M. tristis, M. flabellifolia, M. chlorosticta, and M. esculenta)], with 15 replicates. Mini-cuttings of 1 cm were used, each inoculated in 10 mL of modified Murashige and Skoog medium, solidified with Phytagel® (2.4 g L-1) containing the respective ABA dosages. Tubes containing these mini-cuttings were placed in a germplasm conservation room with an irradiance of 30 µmol m-2 s-1, temperature of 22 ± 1°C, and photoperiod of 12 hours. Plant height (cm), the number of living and senescent leaves, shoots, and mini-cuttings (1 cm), and fresh and dry weights of shoots and roots (mg) were evaluated after 150 days. Growth reduction was prominent in M. pseudoglaziovii, M. tristis, and M. flabellifolia during the in vitro conservation period. In the present study, the addition of ABA did not promote the expected re

Genetic variability in Tambaqui generations of the breeding program in the Central-West Region of Brazil / Variabilidade genética em gerações de Tambaqui do programa de melhoramento da Região Centro-Oeste do Brasil

The implementation of fish breeding programs in Brazil has brought significant results in the productivity of tilapia. However, the insertion of native species with great potential (such as Tambaqui Colossoma macropomum) in these programs is still recent, and thus requires genetic information for monitoring and enabling their consolidation into the programs. The objective of the present study was to evaluate the genetic diversity of the parental generation (G0) and two consecutive generations (G1 and G2) in the C. macropomum genetic improvement program, located in the municipality of Sorriso, Mato Grosso, Brazil. Ninety caudal fin samples were collected (30 samples per generation) for DNA extraction. The genetic study implemented seven microsatellite markers (Cm1A8, Cm1A11, Cm1D1, Cm1E3, Cm1F4, Cm1F5, and Cm1H8). A total of 17 alleles were amplified, with variations in the mean number between four to two alleles per locus. The size per locus ranged from 170 to 360 bp. The average inbreeding coefficient was 0.126 (G0), -0.040 (G1), and 0.131 (G2). No null or exclusive alleles were found. The observed heterozygosity values for G1 and G2 demonstrated the preservation of genetic variability (0.453 and 0.409, respectively). In conclusion, the genetic diversity of the parental generation (G0) and the two progenies generations (G1 and G2) were adequate, which demonstrates that the genetic improvement program was conducted correctly; however, it is important to continue to evaluations the genetic diversity of the future progeny.

A implantação de programas de melhoramento genético de peixes do Brasil tem trazido resultados significativos na produtividade de peixes como na Tilápia. No entanto, a inserção desses programas em espécies nativas de grande potencial como o Tambaqui (Colossoma macropomum) ainda é recente, sendo necessárias informações genéticas que permitam seu monitoramento e viabilizem sua consolidação. O objetivo do presente estudo foi avaliar a diversidade genética da geração parental (G0) e duas gerações consecutivas (G1 e G2) do programa de melhoramento genético de Colossoma macropomum, localizado no município de Sorriso Mato Grosso, Brasil. Noventa amostras de nadadeira caudal foram coletadas (30 amostras por geração) para a extração do DNA. O estudo genético foi conduzido implementando-se um total de sete loci microssatélites (Cm1A8, Cm1A11, Cm1D1, Cm1E3, Cm1F4, Cm1F5 e Cm1H8). Um total de 17 alelos foram amplificados, com variações no número médio entre quatro a dois alelos por locus. O tamanho por loci variou entre 170 a 360 pares de bases. O coeficiente de endogamia médio foi 0,126 (G0), -0,040 (G1) e 0,131 (G2). Não foram encontrados alelos nulos nem alelos exclusivos. Os valores de heterozigosidade observada para G1 e G2 demonstraram preservação da variabilidade genética (0,453 e 0,409, respectivamente). Em conclusão a diversidade genética tanto da geração parental (G0) como das duas gerações (G1 e G2) foi adequada, o que demostra que o programa de melhoramento genético está sendo conduzido de maneira correta sendo importante dar continuidade com avaliações de diversidade genética nas progênies futuras.

Genetic variability in Tambaqui generations of the breeding program in the Central-West Region of Brazil / Variabilidade genética em gerações de Tambaqui do programa de melhoramento da Região Centro-Oeste do Brasil

The implementation of fish breeding programs in Brazil has brought significant results in the productivity of tilapia. However, the insertion of native species with great potential (such as Tambaqui Colossoma macropomum) in these programs is still recent, and thus requires genetic information for monitoring and enabling their consolidation into the programs. The objective of the present study was to evaluate the genetic diversity of the parental generation (G0) and two consecutive generations (G1 and G2) in the C. macropomum genetic improvement program, located in the municipality of Sorriso, Mato Grosso, Brazil. Ninety caudal fin samples were collected (30 samples per generation) for DNA extraction. The genetic study implemented seven microsatellite markers (Cm1A8, Cm1A11, Cm1D1, Cm1E3, Cm1F4, Cm1F5, and Cm1H8). A total of 17 alleles were amplified, with variations in the mean number between four to two alleles per locus. The size per locus ranged from 170 to 360 bp. The average inbreeding coefficient was 0.126 (G0), -0.040 (G1), and 0.131 (G2). No null or exclusive alleles were found. The observed heterozygosity values for G1 and G2 demonstrated the preservation of genetic variability (0.453 and 0.409, respectively). In conclusion, the genetic diversity of the parental generation (G0) and the two progenies generations (G1 and G2) were adequate, which demonstrates that the genetic improvement program was conducted correctly; however, it is important to continue to evaluations the genetic diversity of the future progeny.(AU)

A implantação de programas de melhoramento genético de peixes do Brasil tem trazido resultados significativos na produtividade de peixes como na Tilápia. No entanto, a inserção desses programas em espécies nativas de grande potencial como o Tambaqui (Colossoma macropomum) ainda é recente, sendo necessárias informações genéticas que permitam seu monitoramento e viabilizem sua consolidação. O objetivo do presente estudo foi avaliar a diversidade genética da geração parental (G0) e duas gerações consecutivas (G1 e G2) do programa de melhoramento genético de Colossoma macropomum, localizado no município de Sorriso Mato Grosso, Brasil. Noventa amostras de nadadeira caudal foram coletadas (30 amostras por geração) para a extração do DNA. O estudo genético foi conduzido implementando-se um total de sete loci microssatélites (Cm1A8, Cm1A11, Cm1D1, Cm1E3, Cm1F4, Cm1F5 e Cm1H8). Um total de 17 alelos foram amplificados, com variações no número médio entre quatro a dois alelos por locus. O tamanho por loci variou entre 170 a 360 pares de bases. O coeficiente de endogamia médio foi 0,126 (G0), -0,040 (G1) e 0,131 (G2). Não foram encontrados alelos nulos nem alelos exclusivos. Os valores de heterozigosidade observada para G1 e G2 demonstraram preservação da variabilidade genética (0,453 e 0,409, respectivamente). Em conclusão a diversidade genética tanto da geração parental (G0) como das duas gerações (G1 e G2) foi adequada, o que demostra que o programa de melhoramento genético está sendo conduzido de maneira correta sendo importante dar continuidade com avaliações de diversidade genética nas progênies futuras.(AU)