Análise multivariada aplicada na discriminação de genótipos em caracteres do tempo de cozimento em feijão (Phaseolus vulgaris L) / Multivariate analysis applied to the discrimination of genotypes in cooking timetraitsin commonbean (Phaseolus vulgaris L)

As avaliações rotineiras do caráter tempo de cozimento em feijão (Phaseolus vulgarisL.) podem ser efetuadas de distintas maneiras resultando em diferentes variáveis. Por vez, a análise estatística univariada não considera as interdependêcias entre as variáveis, podendo omitir importantes informações a respeito dos genótipos. Com isso, o objetivo do trabalhofoi dispor uma proposta alternativa para análise do tempo de cozimento em feijão, permitindo a discriminação entre genótipos. O experimento utilizado para esta abordagem foi conduzido em condições de campo na safra agrícola do ano 2017/18em Lages, Santa Catarina, Brasil. Ostratamentos foram compostos por doze genótipos, sendo quatro genitores, estruturados em dois cruzamentos BAF50 x BAF07 e BAF09 x IPR 88 Uirapuru, com suas gerações F2, F3, F8e F9. O delineamento utilizado foi blocos casualizados, com dois blocos e duas observações em cada unidade experimental. Posteriormente a colheita, a variável resposta tempo de cocção dos grãos de feijão foi mensurada com o cozedor Mattson, sendo considerado o tempo de cocção das 13 hastes iniciais. Na análise multivariada, as variáveis tempo de cocção da segunda (TCH2), décima segunda (TCH12) e décima terceira haste (TCH13) foram utilizadas com base em sua significância pelo método de seleção de variáveis passo a passo (stepwise). A análise de variância multivariada demonstrou diferença entre os genótipos (P<0,05). A partir da matriz de dissimilaridade com as distâncias de Mahalanobis e o dendrograma de agrupamento, foi possível verificaras distâncias dos genótipos derivados dos cruzamentos BAF50 x BAF07 e BAF09 x IPR 88 Uirapuru. Comisso, a análise multivariada possibilitou a discriminação dos genótipos, adicionalmente o cruzamento BAF50 x BAF07 demonstrou maiores estimativas de dissimilaridade nas progênies.(AU)

Routine evaluations of cooking time traitin common bean (Phaseolus vulgarisL.) can be performed in different ways resulting in different variables. At the same time, the univariate statistical analysis does not consider the interdependencies between the variables, and may omit important information regarding the genotypes. With this,the objective of this work was to present an alternative proposal foranalysis of the cooking time in common bean, allowing the discrimination between genotypes. The experiment used for this approach was conducted under field conditions in the 2017/18 agricultural season in Lages, Santa Catarina, Brazil. The treatments consisted of twelve genotypes, (fourparents, structured in two crossings BAF50 x BAF07and BAF09 x IPR 88 Uirapuru, with their generations F2, F3, F8and F9). The design used was randomized blocks, with two blocks and two observations in each experimental unit. After the harvest, the response variable cooking time of thegrains was measuredwith a Mattson cooker, considering the cooking time of the 13 initial stems. In the multivariate analysis, the variables cooking time of the second (TCH2), twelfth (TCH12) and thirteenth stem (TCH13) were used based on their significance by the stepwise variable selection method. Multivariate analysis of variance showed differences between genotypes (P<0.05). From the dissimilarity matrix with the Mahalanobis distances and the clustering dendrogram, itwas possible to verify the distances of the genotypes derived from crosses BAF50 x BAF07 and BAF09 x IPR 88 Uirapuru. With that, the multivariate analysis enabled thegenotypes, additionally the crossing BAF50 x BAF07 showed higher estimates of dissimilarity in the progenies.(AU)

Interpopulation characterization of quinoa (Chenopodium quinoa Willd) from different agroecological environments of Colombia / Caracterização interpopulacional de quinoa (Chenopodium quinoa Willd) de diferentes ambientes agroecológicos da Colômbia

Chenopodium quinoa Willd. it is an Andean cereal of great importance for human consumption due to its high nutritional value. In Colombia there is a high phenotypic and genotypic variability within quinoa crops, which has not been studied and has been maintained by the same farmers cycle after production cycle. The objective of this study was to carry out an interpopulation characterization of quinoa cultivated in different producing municipalities of the department of Boyacá, in Colombia, for which 19 morphological descriptors were used, which were evaluated in situ in nine municipalities and analyzed through descriptive statistics, principal component analysis, correlation and conglomerates. In the evaluation of the quantitative traits for all the populations, it was observed that the most variable descriptors were Number of teeth lower leaf (DHI), Lower leaf length (LHI), Width upper leaf (AHI) and Number of teeth upper leaf (DHS). Great segregation between and within individuals of Blanca de Jericó and Piartal was observed for panicle and leaf color and shape, stem color, presence of teeth, and axils on upper and lower leaves. A classification key is proposed that allows in the field to be able to morphologically differentiate the genotypes of Piartal and Blanca de Jericó. This research shows that among the most cultivated genotypes in the department of Boyacá, there is still an important phenotypic diversity given at the inter and intra-individual level, due to the phenological state and the agroclimatological conditions of the different producing regions.

Chenopodium quinoa Willd. é um cereal andino de grande importância para a alimentação humana por causa do seu alto valor nutricional. Na Colômbia, existe uma alta variabilidade fenotípica e genotípica nos cultivos de quinoa, que não foi estudada e tem sido mantida pelo mesmo produtor ciclo após ciclo de produção. O objetivo deste estudo foi realizar uma caracterização interpopulacional da quinoa cultivada em diferentes municípios produtores do departamento de Boyacá, na Colômbia. Para tanto, foram utilizados 19 descritores morfológicos, avaliados in situ em nove municípios e analisados por meio de estatísticas descritivas, análise de componentes principais, correlação e conglomerados. Na avaliação dos caracteres quantitativos para todas as populações, observou-se que os descritores mais variáveis foram: número de dentes da folha inferior (DHI), comprimento da folha inferior (LHI), largura da folha superior (AHI) e número de dentes da folha superior (DHS). Entre os indivíduos de Blanca de Jericó e Piartal e dentro deles, observou-se grande segregação quanto à cor, formato da panícula e folha, cor do caule, presença de dentes e axilas nas folhas superiores e inferiores. É proposta uma chave de classificação que permite no campo poder diferenciar morfologicamente os genótipos de Piartal e Blanca de Jericó. Esta pesquisa mostra que, entre os genótipos mais cultivados no departamento de Boyacá, ainda existe uma importante diversidade fenotípica em nível inter e intraindividual, em razão do estado fenológico e das condições agroclimatológicas das diferentes regiões produtoras.

Revision of some mensural measurements, food preference, and haematological parameters in breeding pairs of blue rock pigeon, Columba livia sampled from punjab Pakistan / Revisão de algumas medidas mensurais, preferência alimentar e parâmetros hematológicos em pares de criação de pombo blue rock (Columba livia), amostragem de punjab, Paquistão

Abstract The present study describes the haematological profile, feeding preference, and comparison of morphometric characters of blue rock pigeon (Columba livia) breeding pairs. For this purpose, 25 pairs (25 samples per sex) were sampled through Mist nets from district Okara and Bahawalnagar, Punjab, Pakistan. Birds were then anaesthetized with a combination of ketamine HCL (10 mg/kg) and diazepam (0.2 mg/kg) and subjected to morphometric measurements. 5µL blood also was taken from the jugular vein of each anaesthetized bird for haematological analysis. Few pairs were also dissected to remove gastrointestinal tracts (GITs) for food preferences. Results revealed that there are no significant differences in the haematological parameters and feeding preference of breeding pairs of Columba livia. The gut analysis further revealed, the major portion of gut contents consisted of pea and corn in most of the pairs. Regarding the mensural measurements, significant differences were recorded in the body weight, length of the longest primary feather, and chest circumference, whereas the rest of the studied parameters remain nonsignificant between sexes. So, it is concluded that apart from 3 morphometric parameters (body weight, length of longest primary feather and chest circumference), both sexes are alike in term of morphometry, haematology and food preference.

Resumo O presente estudo descreve o perfil hematológico, a preferência alimentar e a comparação de caracteres morfométricos de casais reprodutores de pombo-rocha (Columba livia). Para tanto, 25 pares (25 amostras por sexo) foram amostrados por meio de redes de névoa do distrito de Okara e Bahawalnagar, Punjab, Paquistão. As aves foram então anestesiadas com uma combinação de cetamina HCL (10 mg/kg) e diazepam (0,2 mg/kg) e submetidas a medidas morfométricas; 5 µL de sangue também foram retirados da veia jugular de cada ave anestesiada para análise hematológica. Poucos pares também foram dissecados para remover o trato gastrointestinal (GITs) para preferências alimentares. Os resultados revelaram que não há diferenças significativas nos parâmetros hematológicos e na preferência alimentar dos casais reprodutores de Columba livia. A análise intestinal revelou ainda que a maior parte do conteúdo intestinal consistia em ervilha e milho na maioria dos pares. Em relação às medidas mensurais, foram registradas diferenças significativas no peso corporal, comprimento da pena primária mais longa e circunferência torácica, enquanto os demais parâmetros estudados permanecem não significativos entre os sexos. Assim, conclui-se que além de três parâmetros morfométricos (peso corporal, comprimento da pena primária mais longa e circunferência torácica), ambos os sexos são semelhantes em termos de morfometria, hematologia e preferência alimentar.

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)

Characterization of wheat-Thinopyrum bessarabicum genetic stock for stripe rust and Karnal bunt resistance / Caracterização do estoque genético de trigo-Thinopyrum bessarabicum para resistência de ferrugem e Karnal bunt

Abstract Utilization of modern breeding techniques for developing high yielding and uniform plant types ultimately narrowing the genetic makeup of most crops. Narrowed genetic makeup of these crops has made them vulnerable towards disease and insect epidemics. For sustainable crop production, genetic variability of these crops must be broadened against various biotic and abiotic stresses. One of the ways to widen genetic configuration of these crops is to identify novel additional sources of durable resistance. In this regard crops wild relatives are providing valuable sources of allelic diversity towards various biotic, abiotic stress tolerance and quality components. For incorporating novel variability from wild relative's wide hybridization technique has become a promising breeding method. For this purpose, wheat-Th. bessarabicum amphiploid, addition and translocation lines have been screened in field and screen house conditions to get novel sources of yellow rust and Karnal bunt resistant. Stripe rust screening under field conditions has revealed addition lines 4JJ and 6JJ as resistant to moderately resistant while addition lines 3JJ, 5JJ, 7JJ and translocation lines Tr-3, Tr-6 as moderately resistant wheat-Thinopyrum-bessarabicum genetic stock. Karnal bunt screening depicted addition lines 5JJ and 4JJ as highly resistant genetic stock. These genetic stocks may be used to introgression novel stripe rust and Karnal bunt resistance from the tertiary gene pool into susceptible wheat backgrounds.

Resumo A utilização de técnicas modernas de melhoramento para o desenvolvimento de tipos de plantas uniformes e de alto rendimento, em última análise, estreitando a composição genética da maioria das culturas. A composição genética restrita dessas plantações tornou-as vulneráveis a doenças e epidemias de insetos. Para uma produção agrícola sustentável, a variabilidade genética dessas culturas deve ser ampliada contra vários estresses bióticos e abióticos. Uma das maneiras de ampliar a configuração genética dessas culturas é identificar novas fontes adicionais de resistência durável. A esse respeito, os parentes selvagens das culturas estão fornecendo fontes valiosas de diversidade alélica para vários componentes de qualidade e tolerância ao estresse abiótico e biótico. Para incorporar a nova variabilidade da ampla técnica de hibridização de parente selvagem tornou-se um método de reprodução promissor. Para esse efeito, trigo-Th. As linhas anfiploides, de adição e translocação de bessarabicum foram selecionadas em condições de campo e de casa de tela para obter novas fontes de ferrugem amarela e resistência ao bunt de Karnal. A triagem de ferrugem em faixas em condições de campo revelou as linhas de adição 4JJ e 6JJ como resistentes a moderadamente resistentes, enquanto as linhas de adição 3JJ, 5JJ, 7JJ e as linhas de translocação Tr-3, Tr-6 como estoque genético de trigo-Thinopyrum bessarabicum moderadamente resistente. A triagem Karnal bunt descreveu as linhas de adição 5JJ e 4JJ como estoque genético altamente resistente. Esses estoques genéticos podem ser usados para introgressão da nova ferrugem e resistência ao bunt de Karnal do pool genético terciário em origens de trigo suscetíveis.

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)

Phenotypic characteristics and genetic diversity of new broccoli (Brassica oleracea var. italica Plenck) varieties in China

Due to its high nutritional value, broccoli (Brassica oleracea var. italica Plenck) is one of the most popular vegetables worldwide. This study assessed 36 phenotypic characteristics of 111 broccoli varieties to understand the phenotypic diversity of new broccoli varieties and improve their breeding speed with advantages and characteristics in China, including 108 new varieties and three varieties of common knowledge. The genetic diversity, the principal component, and the cluster of phenotypic characteristics of broccoli varieties were further investigated. The results showed that the coefficients of variation of 36 characteristics ranged between 11.18 % and 94.99 %, with their diversity index between 0.26 and 1.82. The 111 broccoli varieties were further classified into eight groups, primarily attributed to the differences in phenotypic characteristics, including curd weight, main stem thickness, plant development degree, plant height, and anthocyanin coloration. The cumulative contribution rate of the first five principal components reached 81.186 %, corresponding to 12 representative phenotypic traits. The analysis indicated that the phenotypic characteristics of broccoli were rich in diversity, especially for several characteristics appreciated by the market, such as weight, curd firmness, and anthocyanin coloration. This study revealed the basic information on the genetic diversity of new broccoli varieties in China from 2017 to 2019 and provided potential breeding strategies for broccoli to meet diverse market demands.

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.

Path analysis and near-infrared spectroscopy in canola crop / Análise de trilha e espectroscopia no infravermelho próximo na cultura da canola

This study measured the effect of the association between agronomic traits related to the yield of canola grains grown at different sowing dates through path analysis. Another objective was to obtain a method to predict the oil content in the grains, fitting a multivariate model through near-infrared (NIR) spectroscopy analysis. The experiment was conducted in the field using a randomized block design in plots subdivided by time, with four plots (sowing dates), six subplots (canola hybrids), and four replicates. In each hybrid, phenological observations were performed, and the grain yield was determined. The data were subjected to analysis of variance in the R environment using the F test at 5% probability. The oil content in the grains was determined by the traditional chemical method, and based on the NIR spectral signature of the grain samples, partial least squares regression (PLS-R) was established to estimate the oil content in the canola grains. The sowing dates influenced the production components and oil content of the grains of all hybrids. The trait number of grains in five plants (0.6857) and their height (0.4943) had greater estimates of positive correlations with grain yield, as well as higher values of positive direct effects on yield (0.2494 and 0.1595, respectively). The NIR technique combined with PLS-R was able to predict the oil content in the grains, resulting in good predictive models (R2 of 0.86 and root mean square error (RMSE) of 1.56 in external validation).

Objetivou-se mensurar o efeito da associação entre caracteres agronômicos relacionados à produtividade de grãos de canola cultivada em diferentes épocas de semeadura, através da análise de trilha. Assim como também objetivou-se obter um método para predizer o teor de óleo nos grãos, ajustando um modelo multivariado através da análise por espectroscopia na região do infravermelho próximo. O experimento foi conduzido em campo, utilizando-se o delineamento de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas no tempo, sendo quatro parcelas (épocas de semeadura) e seis subparcelas (híbridos de canola), com quatro repetições. Em cada híbrido foram realizadas observações fenológicas e determinada a produtividade de grãos. Os dados foram submetidos à análise de variância em ambiente R pelo teste F, a cinco de probabilidade. O teor de óleo nos grãos foi determinado pelo método químico tradicional, e com base na assinatura espectral no infravermelho próximo de amostras dos grãos foi estabelecida regressão dos mínimos quadrados parciais (PLS-R) para estimar o teor de óleo nos grãos de canola. As épocas de semeadura influenciaram os componentes de produção e o teor de óleo dos grãos de todos híbridos. Os caracteres número de grãos em cinco plantas (0,6857) e altura (0,4943) apresentaram maiores estimativas de correlação positiva com a produtividade de grãos, assim como os maiores valores de efeito direto positivo sobre a produtividade, 0,2494 e 0,1595 respectivamente. Entretanto, o ciclo total (-0,7848), juntamente com dias em florescimento (-0,4520) apresentou correlação significativa negativa com a produtividade. A técnica NIR associada à PLS-R foi capaz de predizer o teor de óleo nos grãos, resultando em bons modelos preditivos (R2 de 0,86 e RMSE de 1,56 na validação externa) que podem ser usados com sucesso na análise da qualidade das amostras após colheita e nos programas de melhoramento genético.

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 / 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)

Characterization of new late-spring-frost-tolerant apricot hybrids: physical and biochemical fruit quality attributes, volatile aroma compounds / Caracterização de novos híbridos de damasco tolerantes a geadas tardias: atributos físicos e bioquímicos de qualidade do fruto, compostos aromáticos voláteis

Late spring frosts is one of the most important restricting abiotic stress factors of apricot growing worldwide. In this study; some physical, biochemical fruit quality characteristics and volatile aroma compounds were determined in fresh fruit samples of thirteen late spring frost tolerant apricot hybrids recently obtained from Turkish apricot breeding programme. A wide variation was reported among apricot genotypes in all of the evaluated physical and biochemical fruit characteristics and also volatile aroma compounds.Fruit size varied between 27.2 and 60.5 g, total soluble solids between 13.6 and 17.4 %, total carotene 26.6 and 42.8 (mg.100 g-1), and total phenolics content 354.2 and 673.1 (GAE.100 g-1). A total of 42 flavor components belonging to various flavor compound groups were identified. The main volatile aroma compound groups detected in the assessed apricot genotypes were; aldehydes, ketones, esters, alcohols, terpenes, acids, and other compounds. Among the detected compounds; Hexanal, 2-Hexenal, 1-Hexanol, 2-Hexen-1-ol, Limonene were the most abundant compounds in terms of concentration. Hexanal varied between 55.8 and 528.5 µg.kg-1, and 2-Hexen-1-ol changed between 25.7 and 297.9 µg.kg-1 fresh weight. Correlation analysis revealed significant correlations among some aroma compounds and biochemical fruit quality characteristics. Significant correlations were reported for esters with titratable acidity (r=0.79) and total carotene (r=-0.61) and aldehydes were found as highly correlated with total soluble solids (r=-0.69). The results of the study will be beneficial in terms of food analysis, cultivation, and breeding studies of apricot.

As geadas do final da primavera são um dos fatores de estresse abiótico restritivos mais importantes do cultivo de damasco em todo o mundo. Neste estudo, algumas características físicas e bioquímicas de qualidade da fruta e compostos aromáticos voláteis foram determinados em amostras de frutas frescas de 13 híbridos de damasco tolerantes à geada da primavera, recentemente obtidos do programa de melhoramento de damasco turco. Uma grande variação foi encontrada entre os genótipos de damasco em todas as características físicas e bioquímicas dos frutos avaliados e também nos compostos aromáticos voláteis. O tamanho dos frutos variou entre 27.2 e 60.5 g, sólidos solúveis entre 13.6 e 17.4 %, caroteno total 26.6 e 42.8 (mg.100 g-1) e teor de fenólicos totais 354.2 e 673.1 (GAE.100 g-1). Um total de 42 componentes aromatizantes pertencentes a vários grupos de compostos aromatizantes foram identificados. Os principais grupos de compostos aromáticos voláteis detectados nos genótipos de damasco avaliados foram: aldeídos, cetonas, ésteres, álcoois, terpenos, ácidos e outros compostos. Os compostos: Hexanal, 2-Hexenal, 1-Hexanol, 2-Hexen-1-ol e Limoneno foram os mais abundantes em termos de concentração. O hexanal variou entre 55.8 e 528.5 µg.kg-1, e o 2-Hexen-1-ol variou entre 25.7 e 297.9 µg.kg-1 demassa fresca . A análise de correlação revelou correlações significativas entre alguns compostos aromáticos e características bioquímicas de qualidade do fruto. Correlações significativas foram encontradas para ésteres com acidez titulável (r=0.79) e caroteno total (r=-0.61) e aldeídos foram encontrados como altamente correlacionados com sólidos solúveis totais (r=-0.69). Os resultados do estudo serão benéficos em termos de análise de alimentos, cultivo e estudos de melhoramento de damasco.

Repeatability estimates in longitudinal data on guava trees

The use of longitudinal measurements is an essential practice both in Psidium guajava L. breeding and in other perennial crops in which covariance structures can be introduced to explain the form of dependence between measurements. Hence, this study aimed to analyze six covariance structures to identify one that best described the correlation between the repeated measurements in time in traits of guava full-sib families. The repeatability coefficient for each trait was estimated and the minimum number of evaluations required for estimates representing the population was determined. The work was performed based on average data of three yield-related variables from nine harvests of a guava tree population evaluated from 2011 to 2018. The best model was chosen based on the Akaike and Schwarz Bayesian information criterion. The autoregressive covariance structure best represented the dependencies among families between crops for all traits. The number of variables of fruits and total yield per plant presented repeatability estimates higher than 0.5 and may be essential traits for indirect selection of others, such as fruit mass, which had an estimated repeatability of 0.24, proving low regularity in the repetition of the character from one cycle to another. It was also possible to define four harvests as the minimum acceptable number of observations necessary on the same individual for these traits; therefore, the repetitions represented the individuals.(AU)

Characterization of wheat-Thinopyrum bessarabicum genetic stock for stripe rust and Karnal bunt resistance / Caracterização do estoque genético de trigo-Thinopyrum bessarabicum para resistência de ferrugem e Karnal bunt

Utilization of modern breeding techniques for developing high yielding and uniform plant types ultimately narrowing the genetic makeup of most crops. Narrowed genetic makeup of these crops has made them vulnerable towards disease and insect epidemics. For sustainable crop production, genetic variability of these crops must be broadened against various biotic and abiotic stresses. One of the ways to widen genetic configuration of these crops is to identify novel additional sources of durable resistance. In this regard crops wild relatives are providing valuable sources of allelic diversity towards various biotic, abiotic stress tolerance and quality components. For incorporating novel variability from wild relative’s wide hybridization technique has become a promising breeding method. For this purpose, wheat-Th. bessarabicum amphiploid, addition and translocation lines have been screened in field and screen house conditions to get novel sources of yellow rust and Karnal bunt resistant. Stripe rust screening under field conditions has revealed addition lines 4JJ and 6JJ as resistant to moderately resistant while addition lines 3JJ, 5JJ, 7JJ and translocation lines Tr-3, Tr-6 as moderately resistant wheat-Thinopyrum-bessarabicum genetic stock. Karnal bunt screening depicted addition lines 5JJ and 4JJ as highly resistant genetic stock. These genetic stocks may be used to introgression novel stripe rust and Karnal bunt resistance from the tertiary gene pool into susceptible wheat backgrounds.

A utilização de técnicas modernas de melhoramento para o desenvolvimento de tipos de plantas uniformes e de alto rendimento, em última análise, estreitando a composição genética da maioria das culturas. A composição genética restrita dessas plantações tornou-as vulneráveis a doenças e epidemias de insetos. Para uma produção agrícola sustentável, a variabilidade genética dessas culturas deve ser ampliada contra vários estresses bióticos e abióticos. Uma das maneiras de ampliar a configuração genética dessas culturas é identificar novas fontes adicionais de resistência durável. A esse respeito, os parentes selvagens das culturas estão fornecendo fontes valiosas de diversidade alélica para vários componentes de qualidade e tolerância ao estresse abiótico e biótico. Para incorporar a nova variabilidade da ampla técnica de hibridização de parente selvagem tornou-se um método de reprodução promissor. Para esse efeito, trigo-Th. As linhas anfiploides, de adição e translocação de bessarabicum foram selecionadas em condições de campo e de casa de tela para obter novas fontes de ferrugem amarela e resistência ao bunt de Karnal. A triagem de ferrugem em faixas em condições de campo revelou as linhas de adição 4JJ e 6JJ como resistentes a moderadamente resistentes, enquanto as linhas de adição 3JJ, 5JJ, 7JJ e as linhas de translocação Tr-3, Tr-6 como estoque genético de trigo-Thinopyrum bessarabicum moderadamente resistente. A triagem Karnal bunt descreveu as linhas de adição 5JJ e 4JJ como estoque genético altamente resistente. Esses estoques genéticos podem ser usados para introgressão da nova ferrugem e resistência ao bunt de Karnal do pool genético terciário em origens de trigo suscetíveis.

Characterization of wheat-Thinopyrum bessarabicum genetic stock for stripe rust and Karnal bunt resistance / Caracterização do estoque genético de trigo-Thinopyrum bessarabicum para resistência de ferrugem e Karnal bunt

Utilization of modern breeding techniques for developing high yielding and uniform plant types ultimately narrowing the genetic makeup of most crops. Narrowed genetic makeup of these crops has made them vulnerable towards disease and insect epidemics. For sustainable crop production, genetic variability of these crops must be broadened against various biotic and abiotic stresses. One of the ways to widen genetic configuration of these crops is to identify novel additional sources of durable resistance. In this regard crops wild relatives are providing valuable sources of allelic diversity towards various biotic, abiotic stress tolerance and quality components. For incorporating novel variability from wild relatives wide hybridization technique has become a promising breeding method. For this purpose, wheat-Th. bessarabicum amphiploid, addition and translocation lines have been screened in field and screen house conditions to get novel sources of yellow rust and Karnal bunt resistant. Stripe rust screening under field conditions has revealed addition lines 4JJ and 6JJ as resistant to moderately resistant while addition lines 3JJ, 5JJ, 7JJ and translocation lines Tr-3, Tr-6 as moderately resistant wheat-Thinopyrum-bessarabicum genetic stock. Karnal bunt screening depicted addition lines 5JJ and 4JJ as highly resistant genetic stock. These genetic stocks may be used to introgression novel stripe rust and Karnal bunt resistance from the tertiary gene pool into susceptible wheat backgrounds.(AU)

A utilização de técnicas modernas de melhoramento para o desenvolvimento de tipos de plantas uniformes e de alto rendimento, em última análise, estreitando a composição genética da maioria das culturas. A composição genética restrita dessas plantações tornou-as vulneráveis a doenças e epidemias de insetos. Para uma produção agrícola sustentável, a variabilidade genética dessas culturas deve ser ampliada contra vários estresses bióticos e abióticos. Uma das maneiras de ampliar a configuração genética dessas culturas é identificar novas fontes adicionais de resistência durável. A esse respeito, os parentes selvagens das culturas estão fornecendo fontes valiosas de diversidade alélica para vários componentes de qualidade e tolerância ao estresse abiótico e biótico. Para incorporar a nova variabilidade da ampla técnica de hibridização de parente selvagem tornou-se um método de reprodução promissor. Para esse efeito, trigo-Th. As linhas anfiploides, de adição e translocação de bessarabicum foram selecionadas em condições de campo e de casa de tela para obter novas fontes de ferrugem amarela e resistência ao bunt de Karnal. A triagem de ferrugem em faixas em condições de campo revelou as linhas de adição 4JJ e 6JJ como resistentes a moderadamente resistentes, enquanto as linhas de adição 3JJ, 5JJ, 7JJ e as linhas de translocação Tr-3, Tr-6 como estoque genético de trigo-Thinopyrum bessarabicum moderadamente resistente. A triagem Karnal bunt descreveu as linhas de adição 5JJ e 4JJ como estoque genético altamente resistente. Esses estoques genéticos podem ser usados para introgressão da nova ferrugem e resistência ao bunt de Karnal do pool genético terciário em origens de trigo suscetíveis.(AU)

Statistical modeling for analyzing grain yield of durum wheat under rainfed conditions in Azad Jammu Kashmir, Pakistan / Modelagem estatística para analisar o rendimento de grãos de trigo durum sob condições de chuva em Azad Jammu Kashmir, Paquistão

One of the most important traits that plant breeders aim to improve is grain yield which is a highly quantitative trait controlled by various agro-morphological traits. Twelve morphological traits such as Germination Percentage, Days to Spike Emergence, Plant Height, Spike Length, Awn Length, Tillers/Plant, Leaf Angle, Seeds/Spike, Plant Thickness, 1000-Grain Weight, Harvest Index and Days to Maturity have been considered as independent factors. Correlation, regression, and principal component analysis (PCA) are used to identify the different durum wheat traits, which significantly contribute to the yield. The necessary assumptions required for applying regression modeling have been tested and all the assumptions are satisfied by the observed data. The outliers are detected in the observations of fixed traits and Grain Yield. Some observations are detected as outliers but the outlying observations did not show any influence on the regression fit. For selecting a parsimonious regression model for durum wheat, best subset regression, and stepwise regression techniques have been applied. The best subset regression analysis revealed that Germination Percentage, Tillers/Plant, and Seeds/Spike have a marked increasing effect whereas Plant thickness has a negative effect on durum wheat yield. While stepwise regression analysis identified that the traits, Germination Percentage, Tillers/Plant, and Seeds/Spike significantly contribute to increasing the durum wheat yield. The simple correlation coefficient specified the significant positive correlation of Grain Yield with Germination Percentage, Number of Tillers/Plant, Seeds/Spike, and Harvest Index. These results of correlation analysis directed the importance of morphological characters and their significant positive impact on Grain Yield. The results of PCA showed that most variation (70%) among data set can be explained by the first five components. It also identified that Seeds/Spike; 1000-Grain Weight and Harvest Index have a higher influence in contributing to the durum wheat yield. Based on the results it is recommended that these important parameters might be considered and focused in future durum wheat breeding programs to develop high yield varieties.

Uma das características mais importantes que os produtores de plantas visam melhorar é o rendimento de grãos, que é uma particularidade altamente quantitativa e controlada por várias características agromorfológicas. Foram considerados 12 traços morfológicos como fatores independentes, como Porcentagem de Germinação, Dias para Emergência da Espiga, Altura da Planta, Comprimento da Espiga, Comprimento da Aresta, Perfilhos /Planta, Ângulo da Folha, Sementes /Espiga, Espessura da Planta, Peso de 1000 Grãos, Índice de Colheita e Dias até a Maturidade,. A correlação, regressão e análise de componentes principais (em inglês Principal Component Analysis (PCA)) são usadas para identificar as diferentes características do trigo duro, que contribuem significativamente para o rendimento. As suposições necessárias exigidas para a aplicação da modelagem de regressão foram testadas e todas as suposições são adequadas de acordo com os dados observados. Os outliers são detectados nas observações de características fixas e rendimento de grãos. Algumas observações são detectadas como outliers, mas as observações outliers não mostraram qualquer influência no ajuste da regressão. Para selecionar um modelo de regressão parcimonioso para o trigo duro, foram aplicadas tanto a melhor regressão de subconjunto quanto as técnicas de regressão stepwise. A melhor análise de regressão de subconjunto revelou que a porcentagem de germinação, perfilhos /planta e sementes /espiga tem um efeito de aumento acentuado, enquanto a espessura da planta tem um efeito negativo sobre o rendimento do trigo duro. Enquanto a análise de regressão passo a passo identificou que as características, porcentagem de germinação, perfilhos/planta e sementes /espiga contribuem significativamente para aumentar a produtividade do trigo duro. O coeficiente de correlação simples especificou a correlação positiva significativa do rendimento de grãos com a porcentagem de germinação, número de perfilhos/planta, sementes / espiga e índice de colheita. Esses resultados da análise de correlação direcionaram a importância dos caracteres morfológicos e seu impacto positivo e significativo no rendimento de grãos. Os resultados da PCA mostraram que a maior parte da variação (70%) entre o conjunto de dados pôde ser explicada pelos cinco primeiros componentes. Também identificou que Sementes / Espiga, Peso de 1000 Grãos e Índice de Colheita têm uma maior influência na contribuição para o rendimento do trigo duro. Com base nos resultados, recomenda-se que esses importantes parâmetros possam ser considerados e focados em futuros programas de melhoramento de trigo duro para desenvolver variedades de alto rendimento.

Evaluation of a new additive-dominance genomic model and implications for quantitative genetics and genomic selection

The Fisher's infinitesimal model is traditionally used in quantitative genetics and genomic selection, and it attributes most genetic variance to additive variance. Recently, the dominance maximization model was proposed and it prioritizes the dominance variance based on alternative parameterizations. In this model, the additive effects at the locus level are introduced into the model after the dominance variance is maximized. In this study, the new parameterizations of additive and dominance effects on quantitative genetics and genomic selection were evaluated and compared with the parameterizations traditionally applied using the genomic best linear unbiased prediction method. As the parametric relative magnitude of the additive and dominance effects vary with allelic frequencies of populations, we considered different minor allele frequencies to compare the relative magnitudes. We also proposed and evaluated two indices that combine the additive and dominance variances estimated by both models. The dominance maximization model, along with the two indices, offers alternatives to improve the estimates of additive and dominance variances and their respective proportions and can be successfully used in genetic evaluation.

Genotype plus genotype by-environment interaction biplot and genetic diversity analyses on multi-environment trials data of yield and technological traits of cotton cultivars / Biplot de genótipo mais interação genótipo por ambiente e diversidade genética em dados de produtividade e qualidade de fibras em cultivares de algodão provenientes de ensaios multi-ambientes

Understanding the genetic diversity and overcoming genotype-by-environment interaction issues is an essential step in breeding programs that aims to improve the performance of desirable traits. This study estimated genetic diversity and applied genotype + genotype-by-environment (GGE) biplot analyses in cotton genotypes. Twelve genotypes were evaluated for fiber yield, fiber length, fiber strength, and micronaire. Estimation of variance components and genetic parameters was made through restricted maximum likelihood and the prediction of genotypic values was made through best linear unbiased prediction. The modified Tocher and principal component analysis (PCA) methods, were used to quantify genetic diversity among genotypes. GGE biplot was performed to find the best genotypes regarding adaptability and stability. The Tocher technique and PCA allowed for the formation of clusters of similar genotypes based on a multivariate framework. The GGE biplot indicated that the genotypes IMACV 690 and IMA08 WS were highly adaptable and stable for the main traits in cotton. The cross between the genotype IMACV 690 and IMA08 WS is the most recommended to increase the performance of the main traits in cotton crops.

Compreender a diversidade genética e contornar os problemas causados pela interação genótipos por ambientes é uma etapa importante em programas de melhoramento. Este estudo teve como objetivo estimar a diversidade genética e aplicar a metodologia de biplot genótipo + genótipo por ambiente (GGE biplot) em doze genótipos de algodão avaliados quanto ao rendimento da fibra, comprimento da fibra, resistência da fibra e micronaire. A estimativa dos componentes de variância e dos parâmetros genéticos foi feita através do método da máxima verossimilhança restrita e a predição dos valores genotípicos por meio da melhor predição linear não enviesada. Os métodos de Tocher modificado e análise de componentes principais (PCA) foram utilizados para quantificar a diversidade genética entre os genótipos. O método GGE biplot foi conduzido para encontrar os melhores genótipos em relação à adaptabilidade e estabilidade. As técnicas de Tocher e PCA permitiram a formação de clusters de genótipos semelhantes com base em uma estrutura multivariada. O GGE biplot indicou que os genótipos IMACV 690 e IMA08 WS foram altamente adaptáveis e estáveis para as principais características do algodão. O cruzamento dentre os genótipos IMACV 690 e IMA08 WS é o mais recomendado para aumentar o desempenho das principais características na cultura do algodão.

Determination of optimal number of independent components in yield traits in rice

The principal component regression (PCR) and the independent component regression (ICR) are dimensionality reduction methods and extremely important in genomic prediction. These methods require the choice of the number of components to be inserted into the model. For PCR, there are formal criteria; however, for ICR, the adopted criterion chooses the number of independent components (ICs) associated to greater accuracy and requires high computational time. In this study, seven criteria based on the number of principal components (PCs) and methods of variable selection to guide this choice in ICR are proposed and evaluated in simulated and real data. For both datasets, the most efficient criterion and that drastically reduced computational time determined that the number of ICs should be equal to the number of PCs to reach a higher accuracy value. In addition, the criteria did not recover the simulated heritability and generated biased genomic values.

Genetic evaluation and selection of cocoa tree clones / Avaliação genética e seleção de clones de cacaueiro

The cultivation of cocoa is of great socio-economic importance worldwide. Cocoa beans are the essential raw material for chocolate production. The variability of cacao studied presents only a small fraction of the existing genetic diversity, mainly in the Amazon region. Furthermore, just a small part of this variability has been exploited in cocoa breeding. Thus, the present study processed the genetic evaluation and selection of cocoa clones, based on morpho-agronomical traits. For this, we evaluated 145 clones, during 37 harvests from, four consecutive years. The following traits were evaluated: total number of fruits collected (TNFC), total number of healthy fruits (TNHF), weight of wet seeds from healthy fruits (WWSHF), average weight of wet seeds per healthy fruit (AWWSHF), weight of dry seeds from healthy fruit (WDSHF), average weight of dry seeds per healthy fruit (AWDSHF), percentage of fruits with witches' broom disease (PFWB), percentage of fruits with borer (PFBR), percentage of fruits with germinated seeds (PFGS), number of branches with witches' broom disease (NBWB), and number of inflorescence with witches' broom disease (NIWB). Significant differences (P < 0.05) among the clones were observed for all traits, which reveal an expressive variability and possibility of gains with selection. The highest significant correlations (P < 0.05) occurred between traits TNFC and TNHF (0.94), TNHF and AWWSHF (0.86), and TNHF and AWDSHF (0.86). Based on the selection index, the clones POUND 12 and CAB 12, 228, 253, 257, 258, and 422 were the most suitable for selection.

O cultivo do cacau tem grande importância socioeconômica mundial. Os amêndoas de cacau são a matéria-prima essencial para a produção de chocolate. A variabilidade do cacaueiro avaliada representa apenas uma pequena fração da diversidade genética existente, principalmente na região amazônica. Além disso, apenas uma pequena parte dessa variabilidade foi explorada no melhoramento de cacau. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo realizar a avaliação genética e seleção de clones de cacau, com base em características morfo-agronômicas. Para isso, foram avaliados 145 clones, durante 37 colheitas, em quatro anos consecutivos. As seguintes características de frutos e sementes foram avaliadas: número total de frutos colhidos (NTFC), número total de frutos sadios (NTFS), peso de sementes úmidas dos frutos sadios (PSUFS), peso médio de sementes úmidas dos frutos sadios (PMSUFS), peso de sementes secas dos frutos sadios (PSSFS), peso médio de sementes secas dos frutos sadios (PMSSFS), porcentagem de frutos com vassoura-de-bruxa (PFVB), porcentagem de frutos com broca (PFBR), porcentagem de frutos com sementes germinadas (PFSG), número de ramos com vassoura-de-bruxa (NRVB) e número de almofadas florais com vassoura-de-bruxa (NAFVB). Diferenças significativas (P < 0,05) entre os clones foram observadas para todas as características, o que revela uma expressiva variabilidade e possibilidade de ganhos com a seleção. As maiores correlações significativas (P < 0,05) ocorreram entre os caracteres NTFC e NTFS (0,94), NTFS e PMSUFS (0,86) e, NTFS e PMSSFS (0,86). Com base no índice de seleção, os clones POUND 12 e CAB 12, 228, 253, 257, 258 e 422 foram considerados os mais adequados para a seleção.