Caracterização de cultivares para tolerância ao calor e metodologias para seleção de genótipos em trigo

Abstract

A magnitude do ganho genético obtido nos programas de melhoramento é proporcional ao conhecimento e adequação do germoplasma utilizado e à eficiência na seleção, que está diretamente ligada às estratégias de seleção e à capacidade das metodologias adotadas em discriminar o potencial do material genético. Os objetivos gerais deste trabalho foram: i) avaliar o efeito da temperatura elevada sobre a produtividade de grãos e caracterizar cultivares de trigo quanto à tolerância ao calor; ii) avaliar o uso da análise dialélica parcial em gerações avançadas como estratégia de seleção de populações; iii) estimar parâmetros genéticos e predizer o valor genético utilizando a metodologia REML/BLUP; iv) selecionar populações segregantes com potencial para melhoramento. Para isso foram realizados três experimentos. No primeiro, nove cultivares de trigo foram avaliadas na presença e ausência de estresse de calor em condições de campo. Observou-se que o estresse de calor reduz a produtividade de grãos em trigo e que o número de grãos/espiga é o componente de produção que mais reduz sob condições de estresse de calor. As cultivares MGS 1 Aliança, Embrapa 42, IAC 24-Tucuruí e IAC 364-Tucuruí III são mais tolerantes ao calor entre o estádio de duplo anel e espigueta terminal; MGS 1 Aliança, BRS 264, IAC 24-Tucuruí, IAC 364-Tucuruí III e VI 98053 entre a meiose e a antese; BRS 254, IAC 24-Tucuruí, IAC 364-Tucuruí III e VI 98053 entre a antese e a maturação fisiológica. No segundo experimento, 12 genitores e 36 populações segregantes, nas gerações F 2 e F 3 , obtidas de um dialelo parcial 6x6, foram avaliados quanto à capacidade de combinação para produtividade de grãos. Observou-se consistência na capacidade de combinação entre genitores nas gerações F 2 e F 3 . Conclui-se que a utilização da análise dialélica parcial em gerações avançadas é estratégia promissora para seleção de genitores e populações no melhoramento de trigo. Por esta metodologia, as populações provenientes do cruzamento entre os genitores BRS 264, IAC 364-Tucuruí III e BRS 254 com o MGS 1Aliança, UFVT 1 Pioneiro e VI 98053 apresentam maior potencial para obtenção de linhagens superiores para o caráter produtividade de grãos. No terceiro experimento, 36 populações segregantes na geração F 3 e quatro testemunhas foram avaliadas em blocos ao acaso com informação de indivíduo dentro da parcela para os caracteres produção de grãos, índice de colheita, número de perfilhos e altura de planta. Constatou-se que na avaliação de plantas individuais em trigo a variação ambiental dentro de parcela ou entre plantas apresenta contribuição majoritária para a variância fenotípica total. Os caracteres produção de grãos, índice de colheita, número de perfilhos e altura de planta apresentaram herdabilidade, ao nível de média, variando de 39,15 a 92,78% e acurácias na seleção de populações variando de 62,57 a 96,32%. As herdabilidades individuais no sentido restrito e a acurácia na seleção individual apresentaram valores de baixa magnitude. Para os caracteres altura de planta e índice de colheita a herdabilidade individual contribui para um maior ganho com o BLUP individual em relação ao BLUP de populações.

The magnitude of genetic gain obtained in breeding programs is proportional to the knowledge and suitability of germplasm used and the selection efficiency, which is directly related with the selection strategies and ability of the methodologies used to discriminate the potential of genetic material. The aims of this study were to (i) evaluate the effect of high temperature on grain yield and characterize heat-stress tolerant wheat cultivars (ii) evaluate the use of partial diallel analysis in advanced generations as selection strategy of potential segregating populations (iii) estimate genetic parameters and to predict the breeding values using the methodology REML/BLUP (iv) select segregating populations with potential for breeding. For these purposes, three experiments were conducted. In the first experiment, nine wheat cultivars were evaluated on the field under heat stress and normal conditions. It was observed that heat stress reduced grain yield in wheat. The grain number/spike is the yield component that most reduces under conditions of heat stress. The MGS 1 Aliança, Embrapa 42, IAC 24- Tucuruí, and IAC 364-Tucurí III cultivars were more heat-stress tolerant during the double ring and terminal spikelet stages. The MGS 1 Aliança, BRS 264, IAC 24- Tucurí, IAC 364-Tucuruí III, and VI 98053 cultivars were more heat-stress tolerant between meiosis and anthesis stages, and BRS 254, IAC 24-Tucuruí, IAC 364-Tucuruí III, and VI 98053 cultivars were more heat-stress tolerant between anthesis and physiological maturation stages. In the second experiment, 12 parental lines and 36 segregating populations in F 2 and F 3 generations, obtained through a 6x6 partial diallel scheme, were evaluated for the combining ability for grain yield. There was consistency for combining ability between parental lines in F 2 and F 3 generations. The use of the partial diallel analysis in advanced generations is promising strategy for selection of parents and segregating populations in wheat breeding. The populations derived from the crossings among the parental lines BRS 264, IAC 364-Tucuruí III and BRS 254, and MGS 1 Aliança, UFVT 1-Pioneiro and VI 98053 showed the greatest potential for obtaining lines with high grain productive potential. In the third experiment, 36 segregating populations in the F 3 generation, and four checks were evaluated in randomized complete block design with individual information within the plot to the traits grain yield, harvest index, number of tillers and plant height. It was found that the evaluation of individual wheat plant at environmental variation within the plot or between plants was the main contribution to the total phenotypic variation. The traits grain yield, harvest index, number of tillers and plant height showed heritability, at population level, ranging from 39.15 to 92.78%, and accuracy in the selection of populations ranging from 62.57 to 96.32%. Individual narrow sense heritability and accuracy in the individual selection presented values of low magnitude. For plant height and harvest index individual heritability contributes to greater gain in the individual BLUP in relation to the populations BLUP.