Resumo
In the last decades, a new trend to use more refined analytical procedures, such as artificial neural networks (ANN), has emerged to be most accurate, efficient, and extensively applied for mining and data prediction in different contexts, including plant breeding. Thus, this study was developed to establish a new classification proposal for targeting genotypes in breeding programs to approach classical models, such as a complete diallel and modern prediction techniques. The study was based on the standard deviation values of an interpopulation diallel and it also verified the possibility of training a neural network with the standardized genetic parameters for a discrete scale. We used 12 intercrossed maize populations in a complete diallel scheme (66 hybrids), evaluated during the 2005/2006 crop season in three different environments in southern Brazil. The implemented MLP architecture and other associated parameters allowed the development of a generalist model of genotype classification. The MLP neural network model was efficient in predicting parental and interpopulation hybrid classifications from average genetic components from a complete diallel, regardless of the evaluation environment.(AU)
Assuntos
Plantas/genética , Melhoramento Genético , Desenvolvimento Vegetal/genética , Seleção Genética/fisiologia , BrasilResumo
Commercial hybrids are viable to generate base populations for obtaining new superior lines. Therefore, this study aimed to evaluate the performance and stability of maize topcross hybrids and select superior partly inbred lines. We evaluated 155 topcross hybrids of partly inbred lines crossed with an elite inbred line (tester) together with 14 commercial hybrids (2B688, AG7088, AS1575, DKB390, GNZ2005, GNZ8132, GNZ9501, GNZ9505, GNZ9548, GNZ9623, P30F35, P30F53, P30R50, and Penta) in Guarapuava-PR, Candói-PR, Guarda-Mor-MG, and Paracatu-MG (Brazil). The assessed variable was grain yield (GY), in kg ha-1, at 13% moisture, being the plant stand corrected by covariance method. A variance analysis was carried out, testing both stability and adaptability. There were significant differences for all sources of variation. By considering the GY means of the genotypes in each environment, Candói (10,985 kg ha-1) and Paracatu (10,917 kg ha-1) were in the first group, while Guarda-Mor (10,448 kg ha-1) was allocated in the intermediate group, and Guarapuava (10,159 kg ha-1) formed the group of lower GY means. None of the topcrosses stood out in any of the four environments, which may be related to the differences in climate and altitude between environments. Despite of this fact, lines 9, 13, 39, 40, 60, 93, 108, 179, 184, 189, 194, 211, 212, 213, 216, 217, 235, 243, 245, and 253 excelled as promising and should follow the process of inbreeding, in addition to the topcrosses 87, 144, 179, and 211, which also stood out for stability and adaptability in these environments.(AU)
Os híbridos comerciais são viáveis para gerar populações-base para obter novas linhagens superiores. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho e estabilidade de híbridos topcrosses de milho e selecionar híbridos superiores e/ou linhagens parcialmente endogâmicas com potencial superior. Foram avaliadas 155 linhagens parcialmente endogâmicas em cruzamentos topcrosses com uma linhagem elite (testador) juntamente com 14 híbridos comerciais (2B688, AG7088, AS1575, DKB390, GNZ2005, GNZ8132, GNZ9501, GNZ9505, GNZ9548, GNZ9623, P30F35, P30F53, P30R50 e Penta) em Guarapuava-PR, Candói-PR, Guarda-Mor-MG e Paracatu-MG. Foi avaliado a produtividade de grãos (GY) em kg ha-1 com 13% de umidade em que o estande de plantas foi corrigido pelo método da covariância. Fez-se análise de variância dos dados e de estabilidade e adaptabilidade. Houve efeito significativo para todas as fontes de variação. Considerando a média de GY em kg ha-1 dos genótipos em cada ambiente, Candói (10,985 kg ha-1) e Paracatu (10,917 kg ha-1) foram alocados no primeiro grupo, enquanto Guarda-mor (10,448 kg ha-1) foi alocado no grupo intermediário e Guarapuava (10,159 kg ha-1) formou o pior grupo de médias. Não houve híbridos topcrosses que se destacaram nos quatro ambientes. Apesar deste fato, as linhagens 9, 13, 39, 40, 60, 93, 108, 179, 184, 189, 194, 211, 212, 213, 216, 217, 235, 243, 245 e 253 são promissoras e devem seguir no programa de melhoramento no processo de endogamia e os híbridos topcrosses 87, 144, 179 e 211 também se destacam por estar entre os melhores em mais de dois ambientes, sendo estáveis e adaptados e podem ser utilizados para cultivo nestes ambientes.(AU)
Assuntos
Zea mays/química , Zea mays/genética , Melhoramento Genético , Melhoramento Vegetal , Complacência (Medida de Distensibilidade)Resumo
Maize (Zea mays L.) protein is considered to be of low quality due to low levels of the essential lysine and tryptophan amino acids. An alternative to solve this problem is to use the opaque-2 gene, which improves the level of these amino acids, but has negative pleiotropic effects on agronomic characters. A phenotypic recurrent selection scheme was carried out in two non-opaque maize populations to verify the possibility of improving their protein quality without using this gene. Four cycles were completed and a 20% selection intensity for tryptophan content in the kernels was used in two populations, IG-1 and IG-2. The original and the four-cycle populations were evaluated in three locations for agronomic traits. For protein and tryptophan content, a separated trial was carried out because plants of the plots were hand-pollinated. No increase in tryptophan content was observed in the IG-2 population, whereas IG-1 presented a small increase (0.70% per cycle). The ratio tryptophan/protein increased 1.26% per cycle in IG-1 and the protein content did not increase in both populations. The ESALQ-VD2-opaque check was superior in relation to both populations for protein quality, as expected, even after completion of four selection cycles. The kernel yield (2.5% per cycle) prolificacy, plant and ear heights, decreased with selection cycles, as a correlated response to selection. Phenotypic recurrent selection in non-opaque maize was not able to increase, at reasonable rates, the protein quality of maize kernels.
A proteína do milho (Zea mays L.) é considerada como de baixa qualidade, pois apresenta nível reduzido dos aminoácidos essenciais lisina e triptofano. Uma alternativa para contornar esse problema consiste na introdução do gene opaco-2, que eleva a quantidade desses aminoácidos, embora apresente efeitos pleiotrópicos negativos em caracteres agronômicos relacionados à produtividade. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade de melhorar a qualidade protéica do milho com uso de Seleção Recorrente Fenotípica (SRF), sem introdução do gene opaco. Foram realizados quatro ciclos de SRF em duas populações, IG-1 e IG-2, para o teor de triptofano nos grãos, com 20% de intensidade. Os quatro ciclos seletivos e as populações originais foram avaliados para caracteres agronômicos em três locais. Para avaliação da qualidade protéica, foi conduzido um experimento com controle da polinização, para se evitar o efeito de xênia. Houve pequeno aumento nos níveis de triptofano para IG-1 (cerca de 0,70% por ciclo) e ausência de alteração em IG-2. Ocorreu aumento na relação triptofano/proteína para IG-1 (1,26% por ciclo) e os teores de proteína não se alteraram para as duas populações. A qualidade protéica da testemunha ESALQ VD2-opaco foi superior a das populações mesmo após a realização dos quatro ciclos. Como resposta correlacionada à seleção, houve redução na produção de grãos (2,50% por ciclo), prolificidade, altura da planta e altura da espiga. O baixo ganho, associado às alterações desfavoráveis em caracteres agronômicos, indica que este método de seleção possivelmente não é eficiente para elevar a qualidade protéica.
Resumo
Maize (Zea mays L.) protein is considered to be of low quality due to low levels of the essential lysine and tryptophan amino acids. An alternative to solve this problem is to use the opaque-2 gene, which improves the level of these amino acids, but has negative pleiotropic effects on agronomic characters. A phenotypic recurrent selection scheme was carried out in two non-opaque maize populations to verify the possibility of improving their protein quality without using this gene. Four cycles were completed and a 20% selection intensity for tryptophan content in the kernels was used in two populations, IG-1 and IG-2. The original and the four-cycle populations were evaluated in three locations for agronomic traits. For protein and tryptophan content, a separated trial was carried out because plants of the plots were hand-pollinated. No increase in tryptophan content was observed in the IG-2 population, whereas IG-1 presented a small increase (0.70% per cycle). The ratio tryptophan/protein increased 1.26% per cycle in IG-1 and the protein content did not increase in both populations. The ESALQ-VD2-opaque check was superior in relation to both populations for protein quality, as expected, even after completion of four selection cycles. The kernel yield (2.5% per cycle) prolificacy, plant and ear heights, decreased with selection cycles, as a correlated response to selection. Phenotypic recurrent selection in non-opaque maize was not able to increase, at reasonable rates, the protein quality of maize kernels.
A proteína do milho (Zea mays L.) é considerada como de baixa qualidade, pois apresenta nível reduzido dos aminoácidos essenciais lisina e triptofano. Uma alternativa para contornar esse problema consiste na introdução do gene opaco-2, que eleva a quantidade desses aminoácidos, embora apresente efeitos pleiotrópicos negativos em caracteres agronômicos relacionados à produtividade. O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade de melhorar a qualidade protéica do milho com uso de Seleção Recorrente Fenotípica (SRF), sem introdução do gene opaco. Foram realizados quatro ciclos de SRF em duas populações, IG-1 e IG-2, para o teor de triptofano nos grãos, com 20% de intensidade. Os quatro ciclos seletivos e as populações originais foram avaliados para caracteres agronômicos em três locais. Para avaliação da qualidade protéica, foi conduzido um experimento com controle da polinização, para se evitar o efeito de xênia. Houve pequeno aumento nos níveis de triptofano para IG-1 (cerca de 0,70% por ciclo) e ausência de alteração em IG-2. Ocorreu aumento na relação triptofano/proteína para IG-1 (1,26% por ciclo) e os teores de proteína não se alteraram para as duas populações. A qualidade protéica da testemunha ESALQ VD2-opaco foi superior a das populações mesmo após a realização dos quatro ciclos. Como resposta correlacionada à seleção, houve redução na produção de grãos (2,50% por ciclo), prolificidade, altura da planta e altura da espiga. O baixo ganho, associado às alterações desfavoráveis em caracteres agronômicos, indica que este método de seleção possivelmente não é eficiente para elevar a qualidade protéica.
Resumo
Commercial hybrids are viable to generate base populations for obtaining new superior lines. Therefore, this study aimed to evaluate the performance and stability of maize topcross hybrids and select superior partly inbred lines. We evaluated 155 topcross hybrids of partly inbred lines crossed with an elite inbred line (tester) together with 14 commercial hybrids (2B688, AG7088, AS1575, DKB390, GNZ2005, GNZ8132, GNZ9501, GNZ9505, GNZ9548, GNZ9623, P30F35, P30F53, P30R50, and Penta) in Guarapuava-PR, Candói-PR, Guarda-Mor-MG, and Paracatu-MG (Brazil). The assessed variable was grain yield (GY), in kg ha-1, at 13% moisture, being the plant stand corrected by covariance method. A variance analysis was carried out, testing both stability and adaptability. There were significant differences for all sources of variation. By considering the GY means of the genotypes in each environment, Candói (10,985 kg ha-1) and Paracatu (10,917 kg ha-1) were in the first group, while Guarda-Mor (10,448 kg ha-1) was allocated in the intermediate group, and Guarapuava (10,159 kg ha-1) formed the group of lower GY means. None of the topcrosses stood out in any of the four environments, which may be related to the differences in climate and altitude between environments. Despite of this fact, lines 9, 13, 39, 40, 60, 93, 108, 179, 184, 189, 194, 211, 212, 213, 216, 217, 235, 243, 245, and 253 excelled as promising and should follow the process of inbreeding, in addition to the topcrosses 87, 144, 179, and 211, which also stood out for stability and adaptability in these environments.
Os híbridos comerciais são viáveis para gerar populações-base para obter novas linhagens superiores. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho e estabilidade de híbridos topcrosses de milho e selecionar híbridos superiores e/ou linhagens parcialmente endogâmicas com potencial superior. Foram avaliadas 155 linhagens parcialmente endogâmicas em cruzamentos topcrosses com uma linhagem elite (testador) juntamente com 14 híbridos comerciais (2B688, AG7088, AS1575, DKB390, GNZ2005, GNZ8132, GNZ9501, GNZ9505, GNZ9548, GNZ9623, P30F35, P30F53, P30R50 e Penta) em Guarapuava-PR, Candói-PR, Guarda-Mor-MG e Paracatu-MG. Foi avaliado a produtividade de grãos (GY) em kg ha-1 com 13% de umidade em que o estande de plantas foi corrigido pelo método da covariância. Fez-se análise de variância dos dados e de estabilidade e adaptabilidade. Houve efeito significativo para todas as fontes de variação. Considerando a média de GY em kg ha-1 dos genótipos em cada ambiente, Candói (10,985 kg ha-1) e Paracatu (10,917 kg ha-1) foram alocados no primeiro grupo, enquanto Guarda-mor (10,448 kg ha-1) foi alocado no grupo intermediário e Guarapuava (10,159 kg ha-1) formou o pior grupo de médias. Não houve híbridos topcrosses que se destacaram nos quatro ambientes. Apesar deste fato, as linhagens 9, 13, 39, 40, 60, 93, 108, 179, 184, 189, 194, 211, 212, 213, 216, 217, 235, 243, 245 e 253 são promissoras e devem seguir no programa de melhoramento no processo de endogamia e os híbridos topcrosses 87, 144, 179 e 211 também se destacam por estar entre os melhores em mais de dois ambientes, sendo estáveis e adaptados e podem ser utilizados para cultivo nestes ambientes.