Paulo Evaristo de Oliveira Guimarães

Heterotic groups based on yield-specific combining ability data and phylogenetic relationship determined by RAPD markers for 28 tropical maize open pollinated varieties

Twenty eight maize open pollinated varieties (OPVs) were crossed in a diallel scheme and the 378 F1s were evaluated in 10 environments in Brazil. Based on yield-specific combining ability data (SCA), these varieties were classified in four heterotic groups. The consistence of the proposed heterotic groups was confirmed comparing intra- and inter-group F1 values and midparent heterosis. Superior OPVs combinations for use as a source of inbreds in hybrid breeding programs were determined. RAPD markers were used to genotype these varieties. A UPGMA dendogram, based on marker data from 50 primers and 178 polymorphic bands, was obtained. Phylogeny obtained with RAPD markers agreed with known pedigree data. Dent germplasm tended to group separately from flint germplasm. Multidimensional Scaling Analysis on marker data and morphological data showed a higher degree of genetic divergence among the dent germplasm than among the flint germplasm used in this study. Correlation between RAPD marker estimated genetic distance and SCA for yield was low and positive (r = 0.16**).

Adaptability and stability of maize varieties using mixed model methodology

The objective of this study was to evaluate the performance, adaptability and stability of corn cultivars simultaneously in unbalanced experiments, using the method of harmonic means of the relative performance of genetic values. The grain yield of 45 cultivars, including hybrids and varieties, was evaluated in 49 environments in two growing seasons. In the 2007/2008 growing season, 36 cultivars were evaluated and in 2008/2009 25 cultivars, of which 16 were used in both seasons. Statistical analyses were performed based on mixed models, considering genotypes as random and replications within environments as fixed factors. The experimental precision in the combined analyses was high (accuracy estimates > 92 %). Despite the existence of genotype x environment interac- tion, hybrids and varieties with high adaptability and stability were identified. Results showed that the method of harmonic means of the relative performance of genetic values is a suitable method for maize breeding programs.

Inbreeding depression of 28 maize elite open pollinated varieties

The study of inbreeding depression is important for breeding strategies such as use of inbred progenies or extraction of inbreed lines. A diallel of 28 maize open-pollinated varieties was evaluated in 10 environments in the early 1990s. At the same time, S1 populations for each of the 28 varieties were evaluated in the same 10 experiments (environments). Yield reductions of the populations from S0 to S1 (mean of the 10 environments), varied from 34.6% (CMS-01) to 59.2% (CMS-30), with an average of 49.1%. Inbreeding depression was greater in populations with a wider genetic base, which had never been exposed to inbreeding (CMS-30, BR-107, PH4, Cunha, Saracura, Nitrodent, and Nitroflint). Inbred lines with greater yield means should be obtained from the BR-105, BR-111, CMS-01, CMS-03, BR-106, CMS-14c, and CMS-28 populations. The use of parameter estimates generated by analysis of inbreeding depression, allow to make inferences about frequencies of deleterious alleles in the population. The frequencies of favorable alleles in the parents can be obtained by diallel analysis. The association of these two types of information, can provide a better interpretation of the genetic parameters and also can improve the process of selection of parents for either an intra- or an inter-populational breeding program.

Variabilidade de genótipos de milho quanto à composição de carotenoides nos grãos

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e avaliar a variabilidade quanto ao teor e perfil de carotenoides nos graos de 134 genotipos de milho (Zea mays), com vistas a utilizacao em programas de biofortificacao. Os materiais foram provenientes dos campos experimentais e do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG. Sao cultivares e hibridos comerciais, linhagens-elite e outros acessos escolhidos com base na coloracao amarelo-alaranjada do endosperma. A quantificacao do teor de carotenoides totais, carotenos e xantofilas mono-hidroxilada e di-hidroxilada dos graos foi realizada por metodo cromatografico-espectrofotometrico. As medias encontradas nos graos foram 22,34µ gg-1 de carotenoides totais, 2,55µ gg-1 de carotenos, 3,86µ gg-1 de xantofilas mono-hidroxiladas e 15,93µ gg-1 de xantofilas di-hidroxiladas. Os genotipos foram agrupados em 18 grupos pelo metodo de Tocher. O germoplasma da Embrapa possui potencial para ser usado em programas de desenvolvimento de linhagens de milho biofortificadas, quanto ao total de carotenoides pro-vitamina A.

Heterotic responses of tropical elite maize accessions from Latin America with Brazilian testers

Little emphasis has been placed on identifying new sources of tropical maize germplasm that can be used in breeding programs. Additional information on the performance and heterotic classification of tropical germplasm is needed. This study was conducted to identify elite maize accessions from Latin America that could contribute to increase the level of heterosis with the best heterotic patterns of Brazil. Seventy-two elite accessions from the Latin American Maize Project (LAMP) were crossed with the testers BR 105 (flint kernel Suwan background) and BR 106 (dent kernel Tuxpeno background). The 72 crosses plus 9 checks were evaluated using a simple 9 ´ 9 lattice in four locations that represent one tropical region. The combined analysis showed highly significant differences among treatments for ear weight and the interaction treatment ´ location was also significant. With both testers better crosses for ear weight were identified in relation to the double cross BR 201 (commercial check). With the tester BR 105, the high parent heterosis ranged from ¾28% to 26%, the accessions SE 032 and PE 001 were selected for further work. With the tester BR 106, the high parent heterosis ranged from ¾35% to 17% and the accessions PE 011 and Pasco 14 were selected for further work. The selected accessions will be improved through recurrent selection schemes to increase yield and improve agronomic traits. Afterwards they can be exploited, within and between heterotic groups, to produce highly productive hybrid combinations, or used per se as improved maize varieties.

AVANÇOS NO PROCESSO SELETIVO DA VARIEDADE DE MILHO PIPOCA BRS ANGELA

A populacao e a distribuicao espacial de plantas na cultura do milho sao importantes para a interceptacao da radiacao, a qual e fundamental para o rendimento. A interceptacao da radiacao e funcao da latitude do local, do dia do ano, da hora do dia e do ângulo foliar. Nao se dispoe de metodologia para previsao da melhor populacao e distribuicao espacial de plantas em funcao da arquitetura da copa, sendo ambos, em geral, determinados por experimentacao em campo. Tambem nao se dispoe de metodologia para previsao do ângulo foliar que maximize a interceptacao da radiacao. Os objetivos do trabalho foram propor equacoes e metodologias para previsao da populacao e da distribuicao espacial de plantas em funcao da arquitetura da copa, bem como de ângulos foliares que maximizem a interceptacao da radiacao em funcao do local e do dia do ano. A metodologia proposta deve ser validada pela comparacao dos resultados de rendimento obtidos de genotipos com diferentes arquiteturas de copa e cultivados em diferentes latitudes e periodos do ano.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de genotipos de sorgo sobre a biologia do pulgao Rhopalosiphum maidis (Fitch). Os experimentos foram conduzidos na Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas, MG. Foram testados oito genotipos de sorgo, sendo sete de reconhecida resistencia ao pulgao Schizaphis graminum (Rondani), e a cultivar comercial BRS 303. Para se obter folhas para a criacao dos pulgoes em laboratorio, foi plantada, semanalmente, no campo, uma fileira de cinco metros lineares de cada material. Os experimentos foram conduzidos durante duas geracoes do pulgao, utilizando-se, na primeira, insetos recem-nascidos, com aproximadamente uma hora de idade e oriundos da cultivar BR 304. As ninfas foram individualizadas e mantidas em secoes foliares provenientes de cada uma das oito cultivares estudadas. Como segunda geracao, utilizaram-se ninfas recem-nascidas, obtidas de progenitores criados em cada genotipo estudado na fase anterior, ou seja, individuos da segunda geracao. Em ambas as geracoes, os insetos foram mantidos em câmaras climatizadas reguladas a 25 ± 1oC, UR 70 ± 10% e fotofase de 12 horas, avaliando-se o numero de instares, periodos prereprodutivo, reprodutivo e pos-reprodutivo, ciclo total, numero de ninfas produzidas por femea e peso dos insetos aos quatro e oito dias de idade, com 15 repeticoes. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial (genotipos x geracoes x repeticoes). Os genotipos TX 430 (IS x SC) e GR 1.1.1.1.1 apresentaram efeito adverso sobre a biologia do inseto, reduzindo a sobrevivencia, a capacidade reprodutiva, o periodo reprodutivo, pos-reprodutivo e o ciclo total. O genotipo BRS 303 foi o hospedeiro mais adequado, proporcionando uma elevada producao de ninfas, alta viabilidade e periodos reprodutivo, pos-reprodutivo e ciclo de vida mais longos.As doencas do milho causadas por molicutes (fitoplasma e espiroplasma) destacam-se em importância para a cultura, em consequencia da alta incidencia e dos prejuizos que causam a producao de graos. Os molicutes infectam o floema das plantas; sendo assim, podem alterar a sintese de acucares e proteinas. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito dos molicutes na sintese de acucares soluveis totais e de proteinas em duas cultivares de milho. O experimento foi conduzido em vasos de plastico contendo 30kg solo previamente analisado e adubado, com duas plantas por vaso. O delineamento experimental utilizado foi um fatorial 3 x 2 inteiramente casualizado, com seis repeticoes; sendo tres inoculacoes (fitoplasma, espiroplasma e sadia) e duas cultivares (Dina 766 e BR 201). Trinta dias apos a inoculacao, foram realizadas medidas de temperatura foliar, umidade relativa, resistencia estomatica e transpiracao. No estadio de grao leitoso, uma das plantas foi colhida e seccionada em tres partes, para analise de acucares soluveis totais, nutrientes e materia seca. Foi realizada uma amostragem do internodio abaixo da primeira espiga e da folha bandeira, para determinacao da atividade da peroxidase e do conteudo proteico. A planta restante foi conduzida ate o final do ciclo, quando foram avaliados: numero de espigas, peso de espigas e de graos e materia seca dos graos. A analise de variância de todas as caracteristicas avaliadas nao detectou significância na interacao cultivar x inoculacao. Alguns parâmetros mostraram significância para cultivares, para inoculacao ou para ambos. Acucares soluveis, materia seca, atividade da peroxidase e conteudo proteico foram semelhantes em ambas as cultivares e nas inoculacoes. A resistencia estomatica foi maior para Dina 766 e nas plantas inoculadas por fitoplasma. A proliferacao de espigas foi maior nas plantas inoculadas pelos molicutes que nas sadias. O peso de espigas e de graos foi maior nas plantas sadias e com fitoplasma que naquelas infectadas por espiroplasma. Concentracao de nutrientes e quantidade absorvida, em geral, foram semelhantes, excetuando P e Zn. Os molicutes nao interferiram na concentracao dos acucares soluveis e no conteudo proteico total; entretanto, os dados de produtividade sugerem uma maior susceptibilidade das cultivares ao espiroplasma.

Evaluation of maize core collection for drought tolerance

The maize genebank (GBmaize) preserves nearly 4,000 accessions for conservation and use. The use is however restricted because the accessions do not perform as well as the elite genotypes. This problem can be reduced by pre-breeding, i.e., by extending the information on germplasm and introgressing useful alleles. Since irregular rainfall distribution and drought induce maize yield losses, drought tolerance is a main breeding target. In this study, the GBmaize accessions were evaluated for drought tolerance. Environmental factors, genotypes and the respective interactions influence the phenotypic expression. There was however no interaction genotype - irrigation level, so no accessions with different performance under the two water regimes could be identified. The performance of the following accessions was promising for a number of traits: SP154, BA166, MG099, CE002, SE025, BA154, BA194, BA085, MG076, PR053, Roxo Macapa, SE016, and AL018.

Análise de trilha para carotenoides em milho

Path analysis for carotenoids in maize Although aspects of magnitude and significance are considered, the study of correlations between traits, alone, does not necessarily guarantee a cause and effect relationship between them. Therefore, the objective of this study was to use path analysis to allow the unfolding of correlations in direct and indirect effects, considering the carotenoids profile of maize genotypes. Data was obtained from the national assay of maize cultivars conducted by Embrapa Maize and Sorghum in the 2004/2005 growing season, with means of ten genotypes in five environments. The contents of total carotenoids (CT), alpha and -carotene, lutein, zeaxanthin and -criptoxantin were evaluated. Xanthophyll zeaxanthin provided the highest direct effect on -carotene. The high correlations between -carotene and total carotenoids and between -carotene and -criptoxanthin are due the indirect effect via zeaxanthin. The direct selection of genotypes with high levels of -carotene appears as a more effective alternative, but if other fractions of carotenoids were also considered, methods of simultaneous selection of characters using selection indices are more efficient in

Potencial genético de um sintético de milho de grãos duros para formação de híbridos

The objective of this study was to determine the genetic potential of a semi-early maize synthetic with flint type kernel (Sin EEL Flint). The estimation of genetic parameters was obtained with S2 progenies, and the performance of the progenies in hybrid combinations were evaluated. One hundred fourty-two S2 progenies of Sin EEL Flint were used. They were obtained by top crossings with a contrasting heterotic synthetic of dent type kernel. These topcross progenies were tested in a lattice design 12 x 12 with two replications in two locations, Sete Lagoas and Londrina. The selected topcross no 101, with specific adaptation for Londrina. and no72, being adapted to both locations, were the best yieldings (PED) with 12069Kg ha-1 and 11068Kg ha-1, respectively. Values of the estimated parameters for , CVg and h2 were similar to those found in other studies conducted in tropical conditions. It was observed that this synthetic has enough genetic and potential variability to inbred line extraction for hybrid production and to be used as germoplasm source in breeding programs.

COMPORTAMENTO DE HÍBRIDOS DE MILHO SELECIONADOS E NÃO SELECIONADOS PARA ASI SOB ESTRESSE DE ÁGUA NO FLORESCIMENTO E NO ENCHIMENTO DE GRÃOS

Com o objetivo de verificar se a posicao da semente na espiga afeta diferentemente a produtividade e outros caracteres da planta e se essa diferenca pode ser ampliada por meio de ciclos seletivos, foi conduzido o presente trabalho. Para isto, na safra 1995/1996, foram semeadas, em lote isolado, cerca de 3.000 plantas da populacao CMS-39 e, por ocasiao da colheita, tomadas 300 espigas ao acaso. De cada espiga, foram coletadas sementes das extremidades e, posteriormente, as sementes da ponta de cada espiga foram misturadas e o mesmo foi realizado com as sementes da base. Esse procedimento foi repetido de modo analogo por cinco ciclos seletivos. As dez subpopulacoes, cinco da ponta e cinco da base, foram avaliadas em experimentos conduzidos nas safras 2000/2001 e 2001/2002. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com seis repeticoes, segundo esquema de parcelas subdivididas. Os tratamentos nas parcelas foram os cinco ciclos seletivos e, nas subparcelas, a origem das sementes, ponta ou base. Foram considerados os caracteres numero de dias para o florescimento masculino e feminino, altura de espiga e produtividade de graos. Constatou-se que a origem da semente da ponta ou da base nao alterou a expressao de varios caracteres avaliados e nao foi possivel, com a precisao experimental obtida, detectar efeito da selecao indireta para o vigor de polen pela posicao dos graos na espiga, em todos os caracteres considerados.