Biochemical characterization for determination of genetic distances among different indigenous chickpea (Cicer arietinum L. ) varieties of North-West Pakistan / Caracterização bioquímica para determinação de distâncias genéticas entre diferentes variedades indígenas de grão-de-bico (Cicer arietinum L. ) do noroeste do Paquistão

Abstract Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.

Resumo As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.

Biochemical characterization for determination of genetic distances among different indigenous chickpea (Cicer arietinum L.) varieties of North-West Pakistan

Abstract Genetic distances among different chickpea varieties and evaluation of their free amino acid profiles were determined on the basis of Sodium dodecyle sulphate polyacrylamide gels electrophoresis (SDS-PAGE). Total soluble proteins were resolved on 10% SDS Polyacrylamide gel. Low variability in tested varieties was observed. Dendogram based on electrophoretic data clustered the genotypes into 2 groups. The results showed that the average protein content of all the varieties was 26.01% within the range 22.8% for Thal-2006 to 34.06% Sheenghar-2000 of dry seed weight. On the basis of total protein content Bittal-98, Dasht and Sheen Ghar-2000, Karak-3 and CM-98, Paidar -91 and Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar and KK-1showed similar concentrations for protein contents among each other but showed variation from the rest of the varieties. Different proteins were separated on the basis of changes in their molecular weights by means of Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (SDS-PAGE). Dasht, CM-98, and Sheen Ghar showed 100% similarity. Balaksar and Fakhr-e- Thal, KK-2 and Chattan and KC-98, KK-1 and Lawaghar were 100% similar among each other but showed variation from the rest of the accessions. The overall dendrogram showed high and low level of variation among the accessions. The concentration of free amino acids varied among the 16 chickpea varieties. A significant difference of both essential and non-essential amino acids was found among the chickpea cultivars. The total concentration of essential amino acid was recorded 40.81 g/100 g protein while non-essential was recorded 59.18343 g/100 g protein in the given cultivars. The highest concentration of essential amino acids was found in C-44 followed by KK-2, KK-1 and Fakhr E Tal while the lowest concentration was recorded in Cm-98, Paidar-91 and Sheen Ghar-2000 respectively. Cultivars TAL-2006, Chattan and Karak-3 showed maximum concentration of both essential and endogenous amino acids. In conclusion; for broadening the genetic pools in breeding programs or to search for exotic characters, for instance new disease resistance alleles, accession with low similarity coefficients (Lawaghar and Battal-98) may be utilized. Furthermore the information acquired from this study could be used to device a proficient breeding approach intended at improving nutritional as well as broadening the genetic base of this essential food crop of Pakistan.

Resumo As distâncias genéticas entre as diferentes variedades de grão-de-bico e a avaliação de seus perfis de aminoácidos livres foram determinadas com base na eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). As proteínas solúveis totais foram resolvidas em SDS-PAGE a 10%. Foi observada baixa variabilidade nas variedades testadas. O dendrograma fundamentado em dados eletroforéticos agrupou os genótipos em dois grupos. Os resultados mostraram que o teor médio de proteínas de todas as variedades foi de 26,01%, na faixa de 22,8% para Thal-2006 a 34,06% para Sheenghar-2000 do peso de sementes secas. Com base no conteúdo total de proteínas, Bittal-98, Dasht, Sheen Ghar-2000, Karak-3, CM-98, Paidar-91, Fakhr-e-Thal, C-44, Balaksar e KK-1 apresentaram concentrações semelhantes para o conteúdo de proteínas entre si, mas tiveram variação quanto ao restante das variedades. Diferentes proteínas foram separadas com base nas alterações de seus pesos moleculares por meio de eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS-PAGE). Dasht, CM-98 e Sheen Ghar mostraram 100% de similaridade. Balaksar, Fakhr-e-Thal, KK-2, Chattan e KC-98, KK-1 e Lawaghar foram 100% semelhantes entre si, mas apresentaram variação em relação ao restante dos acessos. O dendrograma geral mostrou alto e baixo nível de variação entre os acessos. A concentração de aminoácidos livres variou entre as 16 variedades de grão-de-bico. Foi encontrada uma diferença significativa entre os aminoácidos essenciais e não essenciais nas cultivares de grão-de-bico. A concentração total de aminoácidos essenciais foi registrada em 40,81 g / 100 g de proteína, enquanto a não essencial foi registrada em 59,18343 g / 100 g de proteína nas cultivares. A maior concentração de aminoácidos essenciais foi encontrada em C-44, seguida de KK-2, KK-1 e Fakhr-e-Thal, enquanto a menor concentração foi registrada em CM-98, Paidar-91 e Sheen Ghar-2000. As cultivares TAL-2006, Chattan e Karak-3 apresentaram concentração máxima de aminoácidos essenciais e endógenos. Em conclusão, para ampliar os pools genéticos em programas de melhoramento ou procurar caracteres exóticos, por exemplo, novos alelos de resistência a doenças, pode ser utilizada a adesão com baixos coeficientes de similaridade (Lawaghar e Battal-98). Além disso, as informações adquiridas neste estudo poderiam ser usadas para criar uma abordagem de criação eficiente, com o objetivo de melhorar a nutrição e ampliar a base genética dessa cultura alimentar essencial do Paquistão.

Yield of essential oil and safrole content based on fresh and dry biomass of long pepper in the Brazilian Amazon / Rendimento do óleo essencial e teor de safrol com base em biomassa fresca e seca de pimenta longa na Amazônia brasileira

Long pepper (Piper hispidinervum) is an Amazonian species of commercial interest due to the production of safrole. Drying long pepper biomass to extract safrole is a time consuming and costly process that can also result in the contamination of the material by microorganisms. The objective of this study was to analyze the yield of essential oil and safrole content of fresh and dried biomass of long pepper accessions maintained in the Active Germoplasm Bank of Embrapa Acre, in the state of Acre, Brazil, aiming at selecting genotypes with best performance on fresh biomass to recommend to the breeding program of the species. Yield of essential oil and safrole content were assessed in 15 long pepper accessions. The essential oil extraction was performed by hydrodistillation and analyzed by gas chromatography. A joint analysis of experiments was performed and the means of essential oil yield and safrole content for each biomass were compared by Student's t-test. There was variability in the essential oil yield and safrole content. There was no difference between the types of biomass for oil yield; however to the safrole content there was difference. Populations 9, 10, 12 and 15 had values of oil yield between 4.1 and 5.3%, and safrole content between 87.2 and 94.3%. The drying process does not interfere in oil productivity. These populations have potential for selection to the long pepper breeding program using oil extraction in the fresh biomass.

A pimenta longa (Piper hispidinervum) é uma espécie amazônica de interesse comercial devido à produção de safrol. A secagem da biomassa para extração do óleo essencial demanda tempo e acarreta custos, podendo também resultar em contaminação do material por microorganismos. O objetivo deste estudo foi analisar o rendimento de óleo essencial e teor de safrol da biomassa verde e seca de acessos de pimenta longa mantida no Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Acre a fim de selecionar genótipos com melhor desempenho em biomassa verde para recomendação ao programa de melhoramento genético da espécie. O rendimento do óleo essencial e o teor de safrol foram avaliados em 15 acessos de pimenta longa. Foi realizada uma análise conjunta de experimentos e as médias do rendimento do óleo essencial e do teor de safrol para cada população foram comparadas pelo teste t de Student. Houve variabilidade do rendimento de óleo essencial e do teor de safrol. Não houve diferença entre os tipos de biomassa para o rendimento do óleo, já para o teor de safrol houve diferença. As populações 9, 10, 12 e 15 mostraram valores de rendimento de óleo entre 4,1 e 5,3%, e teor de safrol entre 87,2 e 94,3%. O processo de secagem não interfere na produtividade de óleo. Estas populações têm potencial para seleção para o programa de melhoramento genético de pimenta longa por meio da extração de óleo essencial da biomassa verde.

Spatialization of climate, physical and socioeconomic factors that affect the dairy goat production in Brazil and their impact on animal breeding decisions / Espacialização de fatores climáticos, físicos e socioeconômicos que afetam a produção de caprinos leiteiros no Brasil e seu impacto sobre as decisões em melhoramento animal

Brazil has high climate, soil and environmental diversity, as well as distinct socioeconomic and political realities, what results in differences among the political administrative regions of the country. The objective of this study was to determine spatial distribution of the physical, climatic and socioeconomic aspects that best characterize the production of dairy goats in Brazil. Production indices of milk per goat, goat production, milk production, as well as temperature range, mean temperature, precipitation, normalized difference vegetation index, relative humidity, altitude, agricultural farms; farms with native pasture, farms with good quality pasture, farms with water resources, farms that receive technical guidance, family farming properties, non-familiar farms and the human development index were evaluated. The multivariate analyses were carried out to spatialize climatic, physical and socioeconomic variables and so differenciate the Brazilian States and Regions. The highest yields of milk and goat production were observed in the Northeast. The Southeast Region had the second highest production of milk, followed by the South, Midwest and North. Multivariate analysis revealed distinctions between clusters of political-administrative regions of Brazil. The climatic variables were most important to discriminate between regions of Brazil. Therefore, it is necessary to implement animal breeding programs to meet the needs of each region.

O Brasil possui diversidade edafoclimática e realidades socioeconômicas e políticas distintas. Isto contribui para diferenciar as regiões político administrativas do país. Objetivou-se espacializar os fatores físicos, climáticos e socioeconômicos que melhor discriminam a produção de caprinos leiteiros no Brasil. Foram analisados índice de produção de leite por cabra; índice de produção de caprinos; índice de produção de leite, amplitude da temperatura; temperatura média; precipitação; índice normalizado de diferença vegetativa; umidade relativa do ar; altitude; estabelecimentos agropecuários; estabelecimentos com pastagem nativa; estabelecimentos com pastagens de boa qualidade; estabelecimentos com recursos hídricos; estabelecimentos que recebem orientação técnica; estabelecimentos de agricultura familiar; estabelecimentos de agricultura não familiar e índice de desenvolvimento humano. Foram realizadas análises multivariadas para espacializar as variáveis climáticas, físicas e socioeconômicas e, assim, discriminar os Estados e Regiões brasileiras. As maiores produções de caprinos e de leite foram observadas na região Nordeste. A região Sudeste apresentou segunda maior produção de leite, seguido pelo Sul, Centro-Oeste e Norte. As médias para produtividade mostraram que as regiões Centro-Oeste e Sudeste apresentaram animais mais especializados a produção de leite. As análises multivariadas evidenciaram distinções entre clusters das regiões político-administrativas do Brasil. As variáveis climáticas foram as mais importantes para discriminar entre as regiões brasileiras. A heterogeneidade dos componentes climáticos, físicos e socioeconômicos evidenciou peculiaridades em cada região. Portanto, é preciso implementar programas de melhoramento genético animal que atendam as necessidades de cada região.

Índice de seleção e estimativa de parâmetros genéticos e fenotípicos para características relacionadas com a produção de milho-verde / Index of selection and estimation of genetic and phenotypical parameters for traits related with the production of vegetable corn

O Brasil é um dos maiores produtores de milho do mundo e possui grande potencial para a produção de milho verde. Além de agregar valor ao produto, a comercialização de milho verde cresceu muito nos últimos anos. Há escassez de informações sobre a avaliação e a obtenção de cultivares destinadas à produção de milho-verde e também sobre estudos genéticos das características envolvidas nessa produção. Objetivou-se, neste trabalho, estimar parâmetros genéticos e fenotípicos, a correlação genética, classificar e identificar híbridos de milho verde promissores ao mercado consumidor e avaliar a eficiência dos pesos econômicos atribuídos. Os resultados determinaram que a seleção terá sucesso, para as diferentes características de milho-verde, pois, a herdabilidade foi de alta magnitude para as características avaliadas. A avaliação da produtividade de espigas empalhadas (PEE) é suficiente para definir quais os híbridos apresentam o melhor desempenho para a produtividade de espigas comerciais (PEC), diâmetro (DIAM) e comprimento de espigas (COMP). Isso indica que as características PEC, DIAM e COMP podem ser descartadas da avaliação em programas de melhoramento de milho-verde. Os híbridos HS48, HS27, HS24, HS25, HS12 e HS45 acumularam um maior número de características desejadas em um único genótipo, com base no índice de seleção baseado na soma de postos, sendo os mais promissores para a produção de milho-verde. Os pesos econômicos utilizados foram capazes de distinguir e identificar os híbridos mais promissores para a produção de milho- verde e podem ser utilizados como critério de seleção em programas de melhoramento de milho-verde.

Brazil is one of the largest producers of corn of the world and it possesses great potential for vegetable corn production. Besides adding value to the product, the commercialization of vegetable corn increased in the last years. There is shortage of information about the evaluation and the acquisition of genotypes destined to the production of vegetable corn and also on genetic studies of the traits involved in this production. The objective of this work was to estimate the genetic and phenotypic parameters, and the genetic correlation, and to classify and identify hybrids of promising vegetable corn to the consumer market and to evaluate the efficiency of the attributed economical weights. The results determined that the selection will succeed, for the different traits of vegetable corn, because the heritability was of high magnitude to the appraised traits. Evaluation of husked ears yield (PEE) was enough to define which hybrid presents better commercial ear productivity, diameter and corn ear length. This indicates that those traits could be discarded in the selection process of genotypes of breeding programs for vegetable corn production. The hybrids HS48, HS27, HS24, HS25 and HS12 accumulated the largest number of desirable traits in a single genotype based on the sum of rank index. The used economical weights were efficient to distinguish and identify the most promising hybrid for vegetable corn production and they can be used as a selection criterion in programs of breeding of vegetable corn.