Identificação de genitores e controle genético da eficiência no uso de nitrogênio e fósforo em milho

Abstract

Nos últimos anos, o interesse pela agricultura sustentável tem estimulado os programas de melhoramento de plantas a desenvolver genótipos mais eficientes no uso de recursos, principalmente daqueles não renováveis. Dentre as principais estratégias está a de melhorar a eficiência no uso de nitrogênio (N) e fósforo (P), por meio da eficiência na absorção e a eficiência na utilização desses nutrientes. Todavia, o conhecimento da herança desses caracteres é fundamental para orientar o melhorista quanto ao método mais adequado de melhoramento a ser empregado. Assim, objetivou-se identificar: (i) genótipos de milho contrastantes quanto à eficiência na absorção e a eficiência na utilização de N e P, em alta e baixa disponibilidade desses nutrientes para estudo de herança; (ii) a importância relativa dos componentes da eficiência nutricional, em condições contrastantes de disponibilidade de N e P (iii) a relação do sistema radicular e da massa de parte aérea seca com a eficiência no uso de N e P e seus componentes e, (iv) o controle genético dos caracteres associados à eficiência no uso de N e P. Inicialmente foram avaliadas 15 linhagens em dois experimentos, o primeiro para N e o segundo para P, em alta e baixa disponibilidade desses nutrientes. Os nutrientes foram fornecidos via solução nutritiva a partir do sétimo dia após a emergência das plântulas. Utilizou-se o delineamento em blocos ao acaso com duas repetições, em esquema fatorial simples (combinação híbrida x disponibilidade de N ou P). Mensurou-se os caracteres massa de parte aérea seca, as eficiências na absorção e na utilização de N e P e os comprimentos de raízes laterais e axiais. As análises estatísticas foram realizadas por meio das equações de modelos mistos. Observou-se variabilidade genética para a quase totalidade dos caracteres avaliados. Verificou-se que é possível identificar genitores contrastantes quanto aos componentes da eficiência no uso de N e P para estudo de herança. Posteriormente, conduziu-se um fatorial interpopulacional envolvendo 14 dessas 15 linhagens, divididas em dois grupos de genitores. O grupo I foi composto de sete linhagens contrastantes para eficiência no uso de P e o grupo II composto de sete linhagens contrastantes para eficiência no uso de N. Com isso, obtiveram-se 41 combinações híbridas experimentais que foram avaliadas em dois experimentos, às semelhanças dos que foram conduzidos para identificar os genitores. Independentemente da disponibilidade de N ou P, a eficiência na absorção foi o componente mais importante para a eficiência no uso de ambos nos nutrientes. A massa de parte aérea seca permite a seleção indireta de genótipos mais eficientes no uso de N e P. As interações combinação híbrida x disponibilidade N ou P são predominantemente do tipo simples, de forma que a seleção pode ser realizada em uma única disponibilidade desses nutrientes. O controle genético da eficiência no uso de N é principalmente do tipo aditivo, de modo que a seleção pode ser realizada pelo desempenho individual de linhagens. O controle genético da eficiência no uso de P é predominantemente do tipo não aditivo, de modo que a seleção deve ser realizada pelo desempenho de híbridos.

In recent years, interest in sustainable agriculture has encouraged plant breeding programs to develop genotypes more efficient use of resources, especially those non-renewable. Among the main strategies is to improve nitrogen (N) and phosphorus (P) use efficiency and phosphorus through the acquisition efficiency and utilization efficiency of these nutrients. However, knowledge of the inheritance of these traits is essential to guide breeders in the most appropriate method to be used for improvement. Thus, the aimed to identify: (i) contrasting maize parents to N and P acquisition and utilization efficiencies, in high and low availability these nutrients to be used in a study of inheritance; (ii) the relative importance of the components of nutritional efficiency, in contrasting conditions of availability N and P; (iii) the relationship of system root and shoot dry mass with nutritional efficiency, in contrasting conditions of availability N and P; (iv) the genetic control of traits associated with N and P use efficiency. Initially were evaluated 15 inbred lines in two experiments, the first to N and second to P, in high and low availability of these nutrients. The nutrients were supplied by way of nutrient solution from the seventh day after germination. Were used a randomized block design with two replications in factorial simple (hybrid combination x availability of N or P). Were measured shoot dry mass, N and P acquisition and utilization efficiencies and, lengths of axial and lateral roots. Statistical analysis was performed using the mixed model equations. It was observed genetic variability for almost all of the traits evaluated. Were observed that is possible to identify contrasting parents to components of N and P use efficiency to study of inheritance. Later, were conducted a factorial interpopulation involving 14 of these 15 inbred lines, in two groups of parents. Group I was composed of seven contrasting parents for P use efficiency. Group II was composed of seven contrasting parents for N use efficiency. Posteriorly, were obtained 41 experimental hybrid combinations that were evaluated in two experiments, the similarities of which conducted to identify parents. Independently of the availability N and P, the acquisition efficiency was the most important component for the both nutrients use efficiency. The shoot dry mass allows indirect selection of genotypes more efficient in the use of N and P. Interactions hybrid combinations x availability N or P are predominantly of the simple type, so the selection can be performed on a single availability of these nutrients. The genetic control of N use efficiency is mainly additive, so the selection can be performed by the individual inbred lines performance. The controlgenetic of P use efficiency is predominantly non-additive, so that the selection should be carried out by the hybrids performance.