Assessing salt-stress tolerance in barley / Determinación de la Tolerancia al estrés por salinidad en la cebada / Determinação da tolerância ao estresse por salinidade na cevada

Abstract Identifying naturally existing abiotic-stress tolerant accessions in cereal crops is central to understanding plant responses towards stress. Salinity is an abiotic stressor that limits crop yields. Salt stress triggers major physiological changes in plants, but individual plants may perform differently under salt stress. In the present study, 112 barley accessions were grown under controlled salt stress conditions (1 Sm-1 salinity) until harvest. The accessions were then analyzed for set of agronomic and physiological traits. Under salt stress, less than 5 % of the assessed accessions (CIHO6969, PI63926, PI295960, and PI531867) displayed early flowering. Only two (< 2 %) of the accessions (PI327671 and PI383011) attained higher fresh and dry weight, and a better yield under salt stress. Higher K+ /Na+ ratios were maintained by four accessions PI531999, PI356780, PI452343, and PI532041. These top-performing accessions constitute naturally existing variants within barley's gene pool that will be instrumental to deepen our understanding of abiotic-stress tolerance in crops.

Resumen La identificación de accesiones existentes en condiciones naturales que sean tolerantes al estrés abiótico en cultivos de cereales es fundamental para entender las respuestas al estrés. La salinidad es un factor de estrés abiótico que limita el rendimiento de los cultivos. El estrés por salinidad desencadena importantes cambios fisiológicos en las plantas, pero plantas individuales pueden comportarse diferencialmente bajo este tipo de estrés. En el presente estudio se hicieron crecer 112 accesiones de cebada bajo condiciones controladas de estrés por salinidad (1 Sm-1 salinidad) hasta la cosecha. Posteriormente las accesiones se analizaron para determinar sus caracteres agronómicos y fisiológicos. Bajo condiciones de estrés por salinidad, menos del 5 % de las accesiones estudiadas (CIHO6969, PI63926, PI295960 y PI531867) mostraron floración temprana. Solamente dos (< 2 %) de las accesiones (PI327671 y PI383011) alcanzaron mayores pesos fresco y seco y un mayor rendimiento bajo estrés por salinidad. Se mantuvieron mayores proporciones K+/Na+ en cuatro accesiones PI531999, PI356780, PI452343 y PI532041. Estas accesiones que tuvieron el mejor rendimiento constituyen las variantes existentes en condiciones naturales dentro del acervo genético de la cebada, que pueden ser instrumentos para profundizar en nuestro entendimiento de la tolerancia de los cultivos al estrés abiótico.

Resumo A identificação de acessões existentes em condições naturais que sejam tolerantes ao estresse abiótico em culturas de cereais é fundamental para entender a resposta ao estresse. A salinidade é um fator de estresse abiótico que limita o rendimento das culturas. O estresse por salinidade desencadeia importantes mudanças fisiológicas nas plantas, no entanto, plantas individuais podem se comportar diferentemente sob este tipo de estresse. No presente estudo 112 acessões de cevada foram cultivadas sob condições controladas de estresse por salinidade (1 Sm-1 salinidade) até a colheita. Porteriormente, as acessões foram analizadas para determinar suas características agronômicas e fisiológicas. Sob condições de estresse por salinidade, menos de 5 % das acessões estudadas (CIHO6969, PI63926, PI295960 e PI531867) mostraram floração prematura. Somente duas (< 2 %) acessões (PI327671 e PI383011) atingiram maiores pesos frescos e secos e um maior redimento sob estresse por salinidade. As maiores proporções K+/Na+ foram mantidas em quatro acessões PI531999, PI356780, PI452343 e PI532041. As acessões com maior rendimento constituem as variantes existentes em condições naturais dentro do fundo genético da cevada, que podem ser instrumentos para aprofundar no nosso entendimento da tolerância dos cultivos ao estresse biológico.

Genetic correlation and path analysis of common bean collected from Caceres Mato Grosso State, Brazil / Correlação genética e análise de trilha de feijão comum coletados em Cáceres-MT, Brasil

ABSTRACT: The aim of the study was to determine genetic correlations of agronomic traits and to evaluate direct and indirect effects, through path analysis, between variables analyzed with grain yield. Forty accessions of common bean, cultivated at Caceres County were evaluated, by using randomized complete blocks design with three repetitions. Coefficient magnitudes of genotypic correlations were superior to phenotypic and environmental ones for most correlations, suggesting greater influence of genetic factor than environmental factors. In order to determine the importance of direct and indirect effects, path analysis was performed, which provided greater reliability in interpretations of cause and effect between studied traits, indicating that grain yield may be explained by the effects of analyzed traits. Number of seeds per plant (0.801) and grain weight (0.641) showed higher favorable effect over grain yield, allowing its use in direct or indirect selection for grain yield in common bean.

RESUMO: O objetivo do presente trabalho foi determinar as correlações genéticas entre caracteres e avaliar os efeitos diretos e indiretos, entre as variáveis analisadas com a produtividade de grãos, por meio de análise de trilha. Foram avaliados 40 acessos de feijoeiro comum cultivados na Empaer de Cáceres, adotando o delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. As magnitudes dos coeficientes de correlações genotípicas foram superiores as ambientais e fenotípicas para a maioria das correlações, evidenciando maior influência do fator genético do que dos fatores ambientais. Os efeitos diretos e indiretos proporcionaram maior confiabilidade nas interpretações de causa e efeito entre os caracteres estudados, indicando que a produtividade de grãos pode ser explicada por meio dos efeitos dos caracteres analisados. Os caracteres número de sementes por planta (0,801) e peso de grão (0,641) apresentaram maior efeito direto favorável, demonstrando forte associação entre os caracteres analisados, podendo ser utilizados na seleção direta ou indireta para a produtividade de grão em feijoeiro.

Genetic parameters, correlations and path analysis in upland rice genotypes / Parâmetros genéticos, correlações e análise de trilha em genótipos de arroz de terras altas

Trying to obtain information relevant to the genetic improvement of rice, the aim of research was to estimate genetic parameters and identify agronomic characters directly and indirectly correlated with the grain yield of ten cultivars of upland rice. The experiment was conducted in the municipality of Aquidauna-MS, region of transition among the Savanna and Pantanal biomes. The experimental design was a randomized block with three replications. Treatments consisted of ten genotypes (BRS Aimoré, BRS Coringa, BRS Pepita, BRS Bonança, BRS Talento, BRS Maravilha, BRS Primavera, BRS Caiapó, BRS Monarca and BRS Aroma). The following variables were measured: days to flowering and maturity, plant height, number of stems and panicles, thousand grains mass and grain yield. It was determined the following genetic parameters: environmental, phenotypic and genotypic variances; coefficients of experimental and genotypic variation; heritability; b quotient; environmental, phenotypic and genetic correlations. Phenotypic correlations among traits and grain yield (principal dependent variable) were unfolded in direct and indirect effects. The population under study proved to be promising for improvement based on the traits plant height, days to flowering, thousand grains mass and grain yield. Plant height, number of panicles and thousand grains mass directly influence the yield, being recommended for direct selection of superior genotypes.

Visando à obtenção de informações relevantes para o melhoramento genético da cultura do arroz, o objetivo do trabalho foi estimar os parâmetros genéticos e identificar quais caracteres agronômicos estão correlacionados direta e indiretamente com a produtividade de grãos de dez genótipos de arroz sequeiro. O experimento foi realizado no município de Aquidauana, MS, região de transição entre os biomas Cerrado e Pantanal. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com três repetições. Os tratamentos consistiram em dez genótipos (BRS Aimoré, BRS Coringa, BRS Pepita, BRS Bonança, BRS Talento, BRS Maravilha, BRS Primavera, BRS Caiapó, BRS Monarca e BRS Aroma). Foram mensuradas as seguintes variáveis: dias para o florescimento e maturação, altura de plantas, número de colmo e panículas, massa de mil grãos e produtividade de grãos. Foram estimados dos os seguintes parâmetros genéticos: variâncias ambiental, fenotípica e genotípica; coeficientes de variação experimental e genotípico; herdabilidade; quociente b; correlações ambientais, fenotípicas e genotípicas. As correlações fenotípicas entre os caracteres e a produtividade (variável dependente principal) foram desdobradas em efeitos diretos e indiretos. A população em estudo mostrou-se promissora para o melhoramento com base nos caracteres altura de plantas, dias para o florescimento, massa de mil grãos e produtividade de grãos. Os caracteres altura de plantas, número de panículas e massa de mil grãos influenciam diretamente a produtividade de grãos, sendo recomendados para a seleção direta de genótipos superiores.

Agronomic performance of castor under different growing conditions / Desempenho agronômico de mamona sob diferentes condições de cultivo

Castor has emerged as an oilseed species capable of meeting the demand of the Brazilian market. Thus, there is a need for studies to evaluate the different growing conditions that this species can be cultivated in order to subsidize their production. The study aimed to evaluate the influence of different growing conditions on agronomic performance of seven castor bean cultivars grown in Savanna-Pantanal ecotone region. The trial was conducted at Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Aquidauana Campus. Treatments consisted of seven castor bean cultivars (BRS Energia, IAC-2028, IAC-Guarani, BRS Nordestina, BRS Paraguaçu, IAC-80 and IAC-226) and three growing conditions (with weed control and without topdress nitrogen; with topdress nitrogen at 80 kg ha-1 and with weed control; without weed control and absence of topdress nitrogen) in two agricultural years (2011 and 2012), arranged in randomized block design with three replications in factorial arrangement (7 x 3 x 2). The following variables were evaluated: plant height, stem diameter, number of bunches, number of fruits and fruit yield. The cultivars BRS Energia, IAC 2028, IAC Guarani and BRS Paraguaçu obtained greater fruit yield. Topdress nitrogen and weed control provided to cultivars the highest stem diameter, number of bunches, number of fruits and fruit yield.

A mamona vem se destacando como uma espécie oleaginosa capaz de suprir a demanda do mercado brasileiro. Desta forma, existe a necessidade de pesquisas que avaliem as diferentes condições de cultivo que esta espécie possa ser cultivada, a fim de subsidiar sua produção. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência de diferentes condições no desempenho agronômico de cultivares de mamona cultivada na região do ecótono Cerrado-Pantanal. O experimento foi conduzido na Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul, Campus de Aquidauana. Os tratamentos consistiram de sete cultivares de mamona (BRS Energia, IAC-2028, IAC-Guarani, BRS Nordestina, BRS Paraguaçu, IAC-80 e IAC-226) e três condições de cultivo (com controle de plantas daninhas e sem adubação de cobertura com N; com adubação de 80 kg ha-1 de N e controle de plantas daninhas; sem controle das plantas daninhas e ausência de adubação de cobertura com N) em dois anos agrícolas (2011 and 2012), dispostos em delineamento de blocos ao acaso com três repetições, em esquema fatorial (7 x 3 x 2). Foram avaliadas as seguintes variáveis: altura de plantas, diâmetro do caule, número de cachos, número de frutos e produtividade de frutos. As cultivares BRS Energia, IAC 2028, IAC Guarani e BRS Paraguaçu obtiveram maior produtividade de frutos. A adubação nitrogenada em cobertura e o controle de plantas daninhas proporcionaram às cultivares maior diâmetro do colmo, número de cachos, número de frutos e produtividade de frutos.

Caracterização de genótipos de soja-hortaliça por análise de componentes principais / Genotypes characterization of vegetable soybeans by using principal component analysis

O presente estudo teve como objetivo caracterizar genótipos de soja-hortaliça, por meio de características agronômicas, nutricionais e antinutricionais, utilizando-se a Análise de Componentes Principais. O experimento foi conduzido em condições de campo no Setor de Olericultura e Plantas Aromático-Medicinais na UNESP-FCAV. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com cinco genótipos e quatro repetições. Avaliaram-se as variáveis: número de vagens por planta, número de sementes por vagem, massa fresca das vagens por planta (g), massa fresca de 100 sementes (g), produtividade total estimada de grãos imaturos (kg ha-1), teor de umidade, proteínas, lipídeos, cinzas, carboidratos, isoflavonas e inibidores de tripsina Kunitz. As variáveis que contribuíram na discriminação dos genótipos no primeiro componente principal foram: peso total de vagens por planta, teor de proteínas, número de vagens por planta, peso de 100 sementes e teor de umidade, enquanto que aquelas que contribuíram no segundo componente principal foram: teor de cinzas, proteínas, número de vagens por planta e teor de lipídeos. Os genótipos JLM010, JLM024 e CNPSO1, destacaram-se por serem influenciados pelo peso total de vagens por planta, produtividade estimada, número de vagens por planta, teor de carboidratos, isoflavonas e de proteínas, sendo considerados genótipos de soja-hortaliça com potencial para serem utilizados em programas de melhoramento genético vegetal.

This study presents the characterization of vegetable soybean genotypes. It was applied Principal Component Analysis considering the agronomics, nutritional and antinutritional features: number of pods per plant, number of seeds per pod, fresh weight of pods per plant (g), fresh weight of 100 seeds (g), estimated total yield of immature seeds (kg ha-1), moisture content, proteins, lipids, ash, carbohydrates, isoflavones and Kunitz trypsin inhibitor. The experiments were developed in the sector of Olericultura and Plantas Aromático-Medicinais from UNESP-FCAV. The results showed that fresh weight of pods per plant, proteins content, number of pods per plant, fresh weight of 100 seeds, and moisture content were the relevant variables for the discrimination of the genotypes in the first principal component and for the second principal the component were ash content, proteins, number of pods per plant and lipids content. Accordingly, the genotypes JLM010, JLM024 and CNPSO1 were defined as relevant by the variables fresh weight of pods per plant, estimated total yield of immature seeds, number of pods per plant, carbohydrates content, isoflavones and proteins. It was concluded that it is a relevant result because these genotypes were considered candidates to be used in plant breeding programs.

Análise de trilha e correlações entre caracteres em soja cultivada em duas épocas de semeadura / Path analysis and correlations among traits in soybean grown in two dates sowing

O conhecimento das relações existentes entre caracteres, tais como estimados pelas correlações, tem sido de grande relevância no melhoramento vegetal, pois fornece informações úteis ao melhorista no processo de seleção. Todavia, a quantificação e a interpretação da magnitude das correlações não implicam efeitos diretos e indiretos. Nesse contexto, a análise de trilha apresenta-se como uma alternativa viável. Os objetivos deste estudo foram avaliar as correlações fenotípicas e genotípicas entre caracteres agronômicos importantes no melhoramento genético da soja, realizar análise de trilha, tendo como caráter principal a produtividade de grãos e identificar critérios de seleção indireta para produtividade de grãos. Foram conduzidos dois experimentos em condições de casa de vegetação, semeados em fevereiro e em dezembro de 2007. Os tratamentos foram constituídos de 90 genótipos de soja incluindo linhagens e cultivares. Adotou-se o delineamento de blocos casualizados com três repetições. Cada unidade experimental foi constituída por três plantas cultivadas em substrato num vaso de 3dm3 . Avaliaram-se os caracteres: número de dias para o florescimento e maturidade; altura da planta no florescimento e maturidade; número de nós na haste principal; altura da primeira vagem; número de vagens; produtividade de grãos; número médio de grãos por vagem; e o peso de 100 grãos. As correlações genotípicas tiveram, predominantemente, magnitude superior às correlações fenotípicas, sendo ambas de mesmo sinal nas duas épocas de semeadura. A partir das correlações fenotípicas, genotípicas e a análise de trilha identificaram-se o caráter número de vagens por planta, independentemente da época de semeadura, de maior efeito favorável sobre a produtividade de grãos.

The Knowledge of the existing relations between characters, such as those estimated by correlations, has great relevance in plant breeding, since it provides useful information for the breeder in the selection process. However, quantifying and interpreting the range of correlations does not imply in direct or indirect effects. In this context, path analysis becomes a viable alternative. This study evaluated the phenotypic and genotypic correlations among important agricultural traits for soybean genetic breeding, used path analysis with grain production as the principal trait and indentified grain yield as indirect selection criteria. Two experiments were done in greenhouse, sown in February and December 2007. Treatments consisted of 90 soybean genotypes. The experimental design was randomized blocks with 3 replications. Each experimental unit consisted of 3 plants grown in 3-dm3 containing substratum. The traits number of days to flowering and to maturity, plant height at flowering and at maturity, number of internodes in the main stem, height of first pod insertion, number of pods, grain yield, average number of seeds per pod, and the weight of 100 seeds. Genotypic correlations were greater range than the phenotypic ones, and both had the same sign in both sowing dates. The studies of phenotypic and genotypic correlations and path analysis identified the trait total number of pods per plant, independently of sowing date, as the one with the highest favorable effect on soybean grain yield.

Desempenho agronômico e divergência genética na seleção de linhagens S5 de milho / Agronomic performance and genetic divergence in the selection of strains of maize S5

O objetivo deste trabalho foi selecionar linhagens de milho por meio desempenho agronômico juntamente com a divergência genética, no Sul do Tocantins. Foram avaliadas 63 linhagens de milho S5, obtidas de germoplasma de milho. O experimento foi instalado no município de Gurupi, Estado do Tocantins, na safra 2008/2009, em blocos casualizados, com duas repetições. Foram formandos 20 grupos divergentes, selecionado dentro de cada grupo as melhores linhagens. Os caracteres, área abaixo da curva de progresso da Mancha Branca (P. maydis) e avaliação do ataque de lagarta do cartucho (S. fugiperda), não foram utilizados como critério na seleção das linhagens. A utilização do desempenho agronômico conjuntamente com a análise de divergência genética foi eficaz na diferenciação das linhagens S5 de milho para possíveis genitores.

The objective in this work was to select strains of maize through the agronomic performance, together with the genetic divergence, in the south of Tocantins. They were evaluated 63 S5 maize lines, obtained from the germplasm of maize. The experiment was conducted at the Gurupi, State of Tocantins, in the 2008/2009 harvest, in the randomized block design with two replications. They were formed 20 divergent groups, and within each group selected the best strains. The characteristics of the area under the curve of progress of White Spot (P. maydis) and assessment of attack fall armyworm (S. fugiperda) were not used as criteria in the selection of strains. The use of agronomic performance together with the analysis of genetic divergence was effective in differentiating the strains S5 corn for possible parents.

Avaliação de bananeiras tipo prata, de porte alto, no semiárido / Evaluation of banana prata, tall type, in the semi-arid

Objetivou-se, com este trabalho avaliar, agronomicamente, em dois ciclos de produção, sete genótipos (tratamentos) de bananeira tipo Prata, de porte alto, no semiárido. A variedade Pacovan (AAB), seus híbridos 'PacovanKen', PV42-53, 'Preciosa', 'Japira' e PV79-34 (AAAB) e o híbrido 'Garantida' (AAAB), derivado da 'Prata São Tomé' foram avaliados. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado com 10 repetições e espaçamento de plantio de 3,0 x 2,5 metros. Consideraram-se, na época do florescimento e da colheita, descritores fenotípicos vegetativos: de ciclo, de rendimento e de avaliação da severidade da Sigatoka-amarela. Submeteram-se os dados à análise de variância e agruparam-se as médias pelo Critério de Scott-Knott a 5 por cento de probabilidade. Os valores das características aumentaram entre os ciclos de produção. Há variabilidade nas características entre os genótipos pertencentes ao mesmo grupo genômico e subgrupo, inclusive entre híbridos originados da mesma genitora. Os híbridos são mais vigorosos que a variedade Pacovan. A cultivar Garantida é a menos produtiva. A 'Pacovan' é a mais suscetível (nota seis), o híbrido PV79-34 apresenta suscetibilidade intermediária (nota três) e os demais híbridos são resistentes à Sigatoka-amarela (nota um). O híbrido PV79-34 apresenta características favoráveis ao seu cultivo comercial, evidenciadas pelo menor porte, maior vigor, menor ciclo e maior número de pencas e de frutos.

This work aimed to evaluate, agronomically, in two production cycles, seven genotypes (treatments) of banana Prata, tall type, in the semi-arid. Pacovan (AAB) variety and hybrids 'Pacovan-Ken', PV42-53, 'Preciosa', 'Japira' and PV79-34 (AAAB) and the 'Garantida' (AAAB), from the 'Prata São Tomé' hybrid were evaluated. The experimental design was completely randomized with 10 replicates in the planting spacing 3.0 x 2.5 meters. At the time of flowering and harvesting, vegetative phenotypic descriptors, cycle, yield, and severity assessment of yellow Sigatoka were considered. The data were submitted to variance analysis and the average grouped by Scott-Knott criterion at 5 percent probability. Values increased between production cycles. There is variability in the characteristics between the genotypes belonging to the same genomic group and subgroup, including hybrids originated from the same genitor. The hybrids are more vigorous than the Pacovan variety. Garantida cultivar is the least productive. 'Pacovan' is the most susceptible (score six), the PV79-34 hybrid presents intermediate susceptibility (score three) and other hybrids are resistant to yellow Sigatoka (score one). The PV79-34 hybrid has characteristics favorable to its cultivation due the smallest height, greatest vigor, minor cycle and largest number of hands and fingers.