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)

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)

Genetic parameters and selection gain in tropical wheat populations via Bayesian inference / Parâmetros genéticos e ganho de seleção em populações tropicais de trigo via inferência bayesiana

ABSTRACT: The development process of a new wheat cultivar requires time between obtaining the base population and selecting the most promising line. Estimating genetic parameters more accurately in early generations with a view to anticipating selection means important advances for wheat breeding programs. Thus, the present study estimated the genetic parameters of F2 populations of tropical wheat and the genetic gain from selection via the Bayesian approach. To this end, the authors assessed the grain yield per plot of 34 F2 populations of tropical wheat. The Bayesian approach provided an adequate fit to the model, estimating genetic parameters within the parametric space. Heritability (h2) was 0.51. Among those selected, 11 F2 populations performed better than the control cultivars, with genetic gain of 7.80%. The following populations were the most promising: TbioSossego/CD 1303, CD 1303/TbioPonteiro, BRS 254/CD 1303, Tbio Duque/Tbio Aton, and Tbio Aton/CD 1303. Bayesian inference can be used to significantly improve tropical wheat breeding programs.

RESUMO: O processo de desenvolvimento de uma nova cultivar de trigo requer tempo entre a obtenção da população base e a seleção da linhagem mais promissora. Estimar parâmetros genéticos com mais precisão nas primeiras gerações com vistas a antecipar a seleção significa avanços importantes para os programas de melhoramento de trigo. Assim, o presente estudo estima os parâmetros genéticos de populações F2 de trigo tropical e o ganho genético da seleção via abordagem Bayesiana. Para tanto, os autores avaliaram a produtividade de grãos por parcela de 34 populações F2 de trigo tropical. A abordagem Bayesiana proporcionou um ajuste adequado ao modelo, estimando parâmetros genéticos dentro do espaço paramétrico. A herdabilidade (h2) foi de 0,51. Dentre as selecionadas, 11 populações F2 obtiveram desempenho superior às cultivares controle, com ganho genético de seleção de 7,80%. As seguintes populações foram as mais promissoras: Tbio Sossego/CD 1303, CD 1303/Tbio Ponteiro, BRS 254/CD 1303, Tbio Duque/Tbio Aton e Tbio Aton/CD 1303. A inferência Bayesiana pode ser usada para melhorar significativamente programas de melhoramento de trigo tropical.

Study of the mutation causing type 1 polysaccharide storage myopathy in a Mangalarga Marchador population used in breeding programs / Estudo da mutação causadora da miopatia por acúmulo de polissacarídeo tipo 1 em uma população de cavalos Mangalarga Marchador utilizados em programas de melhoramento

The Mangalarga Marchador (MM) breed, which originated in Brazil, constitutes the largest number of horses in the country. The animals are versatile and used in several sports because of major investments made for the genetic improve-ment of the breed. In recent decades, advances in molecular techniques enabled the identification of genetic diseases in hor-ses. Conducting molecular tests and determining the occurrence of mutations are fundamental for the early identification and prevention of abnormalities. Among the known genetic diseases that occur in horses, the c.926G>A mutation in the GYS1gene that causes type 1 polysaccharide storage myopathy (PSSM1) stands out, because it has been identified in several breeds of horses. Although myopathy is common in MM horses, the occurrence of the c.926G>A mutation in the GYS1 gene has not yet been evaluated. The lack of knowledge about the possible presence of PSSM1 averts the adoption of control measures to prevent the spread of the disease in MM horses. Therefore, the aim of this study was to verify the occurrence of the muta-tion that causes PSSM1 in MM horses used in breeding programs. Blood DNA was extracted and the region of the GYS1gene containing the mutation was amplified and sequenced. No mutation in the GYS1 gene was found in the evaluated sam-ples. However, since clinical signs of myopathy are frequently observed in MM horses, further studies, including histological analysis, are necessary to establish the underlying causes. In addition, if there is a genetic pattern of occurrence, molecular studies should be considered.(AU)

A raça Mangalarga Marchador (MM), originária do Brasil, constitui a raça de maior número de equinos no país. Os animais são versáteis e utilizados em diversos esportes devido aos seus grandes investimentos em melhoramento genético. Nas últimas décadas, o avanço das técnicas moleculares permitiu a identificação de doenças genéticas em cavalos. A realização de testes moleculares e a determinação da ocorrência de mutações são fundamentais para a identificação precoce e prevenção de anormalidades. Dentre as doenças genéticas conhecidas em equinos, destaca-se a mutação c.926G>A no gene GYS1 causadora da miopatia por acúmulo de polissacarídeo tipo 1 (PSSM1), pois foi identificada em diversas raças equinas. Embora a miopatia seja comum em cavalos MM, a ocorrência da mutação c.926G>A no gene GYS1 ainda não foi avaliada. A falta de conhecimento sobre a possível presença de PSSM1 inviabiliza a adoção de medidas de controle para prevenir a disseminação da doença em equinos MM. Portanto, o objetivo deste estudo foi verificar a ocorrência da mutação causadora de PSSM1 em cavalos MM utilizados em programas de melhoramento. O DNA sanguíneo foi extraído e a região do gene GYS1contendo a mutação foi amplificada e sequenciada. Nenhuma mutação no gene GYS1 foi encontrada nas amostras avaliadas. No entanto, como sinais clínicos de miopatia são frequentemente observados em cavalos com MM, mais estudos, incluindo análises histológicas, são necessários para estabelecer as causas subjacentes. Além disso, se houver um padrão genético de ocorrência, estudos moleculares devem ser considerados.(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.

Overview of the use of genomic data in animal breeding / Panorama do uso de dados genômicos no melhoramento genético animal

ABSTRACT: The use of molecular information in breeding programs contributed to important advances in the improvement of traits of economic interest in livestock production. The advent of single nucleotide polymorphism (SNP) panels applied to genome-wide selection (GWS) and genome-wide association studies (GWAS), along with computational advances (e.g., use of powerful software and robust analyses) allowed a better understanding of the genetic architecture of farm animals and increased the selection efficiency. In this context, the statistic method single-step GBLUP has been frequently used to perform GWS, and more recently GWAS analyses, providing accurate predictions and QTL detection, respectively. Nevertheless, in developing countries, species such as sheep and goats, whose genomic data are more difficult to be obtained, the use of data simulation has been efficient in the study of the major factors involved in the selection process, such as size of training population, density of SNP chips, and genotyping strategies. The effects of these factors are directly associated with the prediction accuracy of genomic breeding values. In this review we showed important aspects of the use of genomics in the genetic improvement of production traits of animals, the main methods currently used for prediction and estimation of molecular marker effects, the importance of data simulation for validation of those methods, as well as the advantages, challenges and limitations of the use of GWS and GWAS in the current scenario of livestock production.

RESUMO: Em programas de melhoramento genético, o uso de informações moleculares garantiu importantes avanços para a melhoria de características de interesse econômico, no âmbito da produção animal. O advento da tecnologia de painéis de SNPs aplicados à seleção genômica ampla (GWS) e associação genômica ampla (GWAS), aliado ao avanço computacional, com o uso de softwares e análises robustas, permitiram melhor compreensão sobre a arquitetura genética dos animais de produção e, consequentemente, maior eficiência na seleção. Nesse contexto, o método estatístico single-step GBLUP tem sido utilizado, frequentemente, na execução da GWS e, mais recentemente, em GWAS, possibilitando predições acuradas e detecção de QTLs, respectivamente. No entanto, em países em desenvolvimento e, em espécies como os ovinos e caprinos, que existe maior dificuldade para a aquisição de dados genômicos, o uso da simulação de dados tem se mostrado eficiente para estudar os principais fatores envolvidos no processo de seleção, como o tamanho da população de treinamento, densidade de chipde SNPs e estratégias de genotipagem, cujos efeitos estão diretamente associados à acurácia da predição de valores genéticos genômicos. Nesta revisão, serão abordados pontos importantes sobre o uso da genômica no melhoramento genético de características produtivas em animais, principais métodos de predição e estimação de efeitos de marcadores moleculares na atualidade, a importância da simulação de dados para a validação desses métodos, bem como as vantagens, os desafios e as limitações no cenário atual da produção animal com o uso da seleção e associação genômica ampla.

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.

Overview of the use of genomic data in animal breeding / Panorama do uso de dados genômicos no melhoramento genético animal

The use of molecular information in breeding programs contributed to important advances in the improvement of traits of economic interest in livestock production. The advent of single nucleotide polymorphism (SNP) panels applied to genome-wide selection (GWS) and genome-wide association studies (GWAS), along with computational advances (e.g., use of powerful software and robust analyses) allowed a better understanding of the genetic architecture of farm animals and increased the selection efficiency. In this context, the statistic method single-step GBLUP has been frequently used to perform GWS, and more recently GWAS analyses, providing accurate predictions and QTL detection, respectively. Nevertheless, in developing countries, species such as sheep and goats, whose genomic data are more difficult to be obtained, the use of data simulation has been efficient in the study of the major factors involved in the selection process, such as size of training population, density of SNP chips, and genotyping strategies. The effects of these factors are directly associated with the prediction accuracy of genomic breeding values. In this review we showed important aspects of the use of genomics in the genetic improvement of production traits of animals, the main methods currently used for prediction and estimation of molecular marker effects, the importance of data simulation for validation of those methods, as well as the advantages, challenges and limitations of the use of GWS and GWAS in the current scenario of livestock production.

Em programas de melhoramento genético, o uso de informações moleculares garantiu importantes avanços para a melhoria de características de interesse econômico, no âmbito da produção animal. O advento da tecnologia de painéis de SNPs aplicados à seleção genômica ampla (GWS) e associação genômica ampla (GWAS), aliado ao avanço computacional, com o uso de softwares e análises robustas, permitiram melhor compreensão sobre a arquitetura genética dos animais de produção e, consequentemente, maior eficiência na seleção. Nesse contexto, o método estatístico single-step GBLUP tem sido utilizado, frequentemente, na execução da GWS e, mais recentemente, em GWAS, possibilitando predições acuradas e detecção de QTLs, respectivamente. No entanto, em países em desenvolvimento e, em espécies como os ovinos e caprinos, que existe maior dificuldade para a aquisição de dados genômicos, o uso da simulação de dados tem se mostrado eficiente para estudar os principais fatores envolvidos no processo de seleção, como o tamanho da população de treinamento, densidade de chipde SNPs e estratégias de genotipagem, cujos efeitos estão diretamente associados à acurácia da predição de valores genéticos genômicos. Nesta revisão, serão abordados pontos importantes sobre o uso da genômica no melhoramento genético de características produtivas em animais, principais métodos de predição e estimação de efeitos de marcadores moleculares na atualidade, a importância da simulação de dados para a validação desses métodos, bem como as vantagens, os desafios e as limitações no cenário atual da produção animal com o uso da seleção e associação genômica ampla.

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.

Morpho-agronomic and leaf anatomical traits in Coffeacanephora genotypes / Caracteres morfoagronômicos e anatômicos foliares em genótipos de Coffea canephora

ABSTRACT: Genetic variability is the basis for coffee genetic breeding. This study evaluated the potential of leaf anatomy and morpho-agronomic traits in studies of genetic variability in C. canephoracultivars. Ten genotypes were distributed in randomized block designs with three replicates. Significant differences among genotypes were detected by F-test (P < 0.05) for 13 of 15 evaluated traits. These results evidenced the heterogeneity of the studied cultivars, which is essential in composition of genetic basis in breeding programs. The Scott-Knott test detected variability among genotypes, grouped into up to four mean groups. Leaf anatomy traits presented the largest variations. Five out of seven leaf anatomy traits presented heritability higher than 80%, with emphasis on stomatal density (95.69%) and stomatal pore length (92.72%). Positive correlations were observed among morpho-agronomic and anatomic traits. Cluster analysis used the Mahalanobis general distance (D2) as a measure of genetic dissimilarity and divided the genotypes into two distinct groups. The inclusion of leaf anatomic traits to characterize C. canephoragenotypes may assist plant breeders with better genetic discrimination and with greater security in plant selection when composing cultivars.

RESUMO: A variabilidade genética é a base para o progresso genético em café. Este estudo teve como objetivo, avaliar o potencial de caracteres morfoagronômicos e anatômicos foliares em estudos de variabilidade genética entre cultivares de Coffea canephora. Dez genótipos foram distribuídos em um experimento seguindo delineamento em blocos ao acaso com três repetições. Foram detectadas diferenças significativas entre os genótipos pelo teste F (P < 0,05) para 13 dos 15 caracteres avaliados. Esses resultados evidenciaram a heterogeneidade entre as cultivares estudadas, o que é essencial para a composição da base genética e avanço dos programas de melhoramento. O teste de Scott e Knott detectou as diferenças entre os genótipos, separando-os em quatro grupos. Os caracteres anatômicos foliares apresentaram as maiores variações. Cinco, dentre os sete caracteres anatômicos foliares, apresentaram estimativas de herdabilidade superiores a 80% com destaque para a densidade estomática (95,69%) e comprimento do poro estomático (92,72%). Correlações positivas foram observadas entre caracteres morfoagronômicos e anatômicos foliares. A análise de agrupamento, considerando a distância de Mahalanobis como medida de dissimilaridade (D²), apontou a distinção de dois grupos de genótipos. A inclusão de caracteres anatômicos foliares na caracterização de genótipos de C. canephora pode auxiliar os melhoristas de plantas na melhor discriminação entre genótipos e maior segurança na seleção de clones para geração de novas cultivares.

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)

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.

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)

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.

Embryo biopsies for genomic selection in tropical dairy cattle

Genomic selection has transformed the livestock industry, enabling early-life selection of animals. Biopsy sampling of pre-implantation embryos has been described since 1968. However, it was only after 2010, with the advancement of molecular biology techniques such as whole genomic amplification and SNP Chips, that next-generation sequencing became commercially available for bovine embryos. It is now possible to make decisions about which embryos to transfer not only based on recipients' availability or embryo morphology but also on genomic estimates. This technology can be implemented for a wide spectrum of applications in livestock. In this review, we discuss the use of embryo biopsy for genomic selection and share our experience with Gir and Girolando Brazilian breeding programs, as well as future goals for implementing it in Brazilian bovine in vitro embryo production practices.(AU)

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)

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.

Impact of different search strategies on the results of a meta-analysis for mastitis in dairy cattle / Impacto de diferentes estratégias de busca sob os resultados de uma metanálise para a característica mastite em gado de leite

Poorly formulated search strategies can have great influences on the results of a meta-analysis, since it directly impacts the amount and adherence to the theme of the works used for study, therefore, the formulation of a consistent and functional search strategy is essential for the review system to achieve its goals. The objective of this work was to study the impact of different search strategies in a systematic review by performing a meta-analysis to estimate heritability for the mastitis trait in dairy cattle. Once the search strategies were defined, the searches carried out in the Web of science, Scopus, Scielo and Pubmed databases returned 921 studies from which, after going through the identification, selection, eligibility and inclusion processes, 25 studies were selected. Withdrawals from selected articles, 26 heritability estimates were used in the meta-analysis. A random effect model was used, with all analyzes performed by the R program, through the Metafor package. The estimates obtained through the combined statistics of studies for mastitis, presented values of low magnitude (0.05 and 0.06). The effects of search strategies have a significant impact on the meta-analysis estimates produced.

Estratégias de buscas mal formuladas podem apresentar grandes influências nos resultados de uma metanálise, uma vez que impacta diretamente na quantidade e aderência ao tema dos trabalhos utilizados para estudo, portanto, a formulação de uma estratégia de busca consistente e funcional é fundamental para que a revisão sistemática atinja seus objetivos. O objetivo deste trabalho foi estudar o impacto de diferentes estratégias de busca em uma revisão sistemática por meio da realização de uma metanálise para estimação de herdabilidade para a característica mastite em gado de leite. Uma vez definidas as estratégias de busca, as pesquisas realizadas nas bases de dados Web of science, Scopus, Scielo e Pubmed retornaram 921 estudos dos quais, após passarem pelos processos de identificação, seleção, elegibilidade e inclusão, 25 estudos foram selecionados. Retiradas dos artigos selecionados, 26 estimativas de herdabilidades foram utilizadas na realização da metanálise. Utilizou-se um modelo de efeito aleatório, sendo todas as análises realizadas pelo programa R, por meio do pacote Metafor. As estimativas obtidas através da estatística combinada de estudos para mastite, apresentou valores de baixa magnitude (0,05 e 0,06). Os efeitos das estratégias de busca têm impacto significativo nas estimativas de metanálise produzidas.