Parâmetros genéticos, repetibilidade e diversidade genética em híbridos de Panicum maximum

Abstract

Objetivou-se com este trabalho avaliar a repetibilidade, os parâmetros genéticos e a diversidade genética em híbridos de Panicum maximum. O experimento foi conduzido no campo experimental da Embrapa Gado de Corte durante o período de dezembro de 2009 a fevereiro de 2011. Foram avaliados híbridos de três progênies de irmãos completos, resultantes do cruzamento entre as genitoras S10 e o capim-tanzânia (progênie 1), S10 e capim-mombaça (progênie 2) e S12 e capim-tanzânia (progênie 3). Após o estabelecimento dos híbridos no campo, obtiveram-se 108 híbridos para a progênie 1, 167 híbridos para a progênie 2 e 45 híbridos para a progênie 3, totalizando 320 genótipos, que foram clonados e avaliados em teste clonal em delineamento em blocos incompletos com 320 tratamentos e duas repetições. Os blocos foram constituídos por três parcelas lineares de nove plantas (touceiras), totalizando 32 blocos, de modo que cada parcela correspondeu a uma das progênies. Na bordadura, utilizaram-se plantas de capim-mombaça. Tanto entre as plantas dentro da linha quanto entre as linhas, o espaçamento foi de um metro. Os híbridos foram manejados por meio de cortes na altura de 25 cm do nível do solo, realizados nos meses de janeiro, março, junho, outubro, novembro e dezembro de 2010 e fevereiro de 2011. O corte realizado em junho não foi avaliado. Para o estudo da repetibilidade, utilizaram-se os caracteres agronômicos: produção de forragem (PF), massa seca total (MST), massa seca de folhas (MSF) e de colmos + bainhas (MSC) e porcentagem de folhas (%F). Também foram avaliados os caracteres altura de planta (ALT), rebrotação (REB) e incidência de Bipolars maydis (IBM). Os coeficientes de repetibilidade foram estimados para plantas individuais e para parcelas, por meio dos métodos de: análise de variância (ANOVA), análise dos componentes principais (matriz de variâncias e covariâncias fenotípicas - CPCOV), análise dos componentes principais (matriz de correlações intraclasse - CPCOR) e o método da análise estrutural (matriz de correlações - AECOR). A massa seca de folhas proporcionou maior repetibilidade, seguida pela MST e ALT. Para os caracteres morfoagronômicos, maior repetibilidade foi registrada para ALT. As progênies foram discrepantes quanto à repetibilidade dos caracteres rebrotação e incidência de Bipolaris maydis. Seis colheitas foram suficientes para proporcionar confiabilidade na seleção dos híbridos de P. maximum quanto à produção de massa seca total e de folhas e à IBM. A repetibilidade de cortes dos caracteres porcentagem de folhas e rebrotação é baixa. A avaliação das parcelas proporcionou resultados ligeiramente superiores aos obtidos com a avaliação de plantas individuais para todos os caracteres, excetuando-se a rebrotação. O aumento da eficiência no processo de seleção implicou aumento considerável no número de medições, sobretudo para os caracteres de baixa repetibilidade. Na avaliação da estabilização genotípica, utilizaram-se os caracteres MST, MSF, MSC e %F, tanto na avaliação de plantas individuais quanto na de parcelas. De maneira geral, observou-se maior repetibilidade para os caracteres massa seca total e de folhas, principalmente quando foram avaliados os cortes 4, 5 e 6. A massa seca de folhas foi o caráter que proporcionou melhor repetibilidade e determinação. A repetibilidade para MSC e %F foi de baixa a média magnitude, principalmente com a inclusão do corte do período da seca. Os cortes realizados no período das águas proporcionam maior repetibilidade e determinação para a seleção dos genótipos e a inclusão do corte da seca ou do primeiro corte é prejudicial para o processo de seleção de caracteres de baixa repetibilidade, como a %F. A avaliação da estabilização genotípica em parcelas proporcionou maior repetibilidade que a avaliação de plantas nos cortes realizados nas águas. Os parâmetros genéticos foram estimados para os caracteres agronômicos: MST, MSF e MSC e para os caracteres morfoagronômicos: %F, ALT, rebrotação (REB) e IBM. Os componentes de variância genotípica, variância entre parcelas e variância permanente de meio ambiente foram significativos para todas variáveis avaliadas (P<0,05), com exceção da %F, cujo componente de variância permanente de meio não foi significativo (P>0,05). Todos os caracteres apresentaram herdabilidade individual por colheita e por médias de colheitas moderadas e grande diferença entre a herdabilidade e o coeficiente de repetibilidade individual, o que pode ser atribuído à ocorrência de grande variância de ambiente permanente, sobretudo para MST e MSF. Por outro lado, a %F também apresentou baixa repetibilidade e variância permanente de meio. Os coeficientes de variação genotípicos foram altos, com exceção da %F, mas também estiveram associados a altos coeficientes de variação residual. Tanto a herdabilidade individual por colheita no sentido amplo quanto a herdabilidade de médias de colheitas dos caracteres agronômicos foram de magnitude baixa a moderada nos indivíduos híbridos de P. maximum. Por outro lado, concluiu-se que há variabilidade para seleção de caracteres importantes para o programa de melhoramento, tais como MST, MSF, e que a seleção para %F necessita de maior número de colheitas para ter sua eficiência melhorada. Os genótipos apresentaram grande variabilidade quanto à incidência de B. maydis. Os estudos de diversidade genética foram realizados nas diferentes progênies e no experimento e com base em distâncias estimadas de diferentes grupos de caracteres (morfológicos, agronômicos e de valor nutritivo). Com base nestes resultados, concluiu-se que os caracteres morfológicos altura da planta, densidade de pelos na bainha, comprimento dos pelos na folha, arroxeamento da bainha, presença de serosidade e o tipo de folha; os caracteres agronômicos MSF, %F e IBM; e os caracteres de valor nutritivo teor de celulose, de sílica e de lignina em permanganato de potássio constituem-se nos melhores descritores para o estudo da diversidade genética em indivíduos híbridos de P. maximum. Por meio da análise de componentes principais, observou-se também que há maior diversidade genética entre os indivíduos dentro das progênies que entre as progênies. Na análise de agrupamento, observou-se maior formação de grupos quando se utilizaram caracteres agronômicos. Foi possível identificar, por meio da matriz de dissimilaridades, indivíduos divergentes e de bom desempenho para serem recombinados no programa de melhoramento de forrageiras de P. maximum.

This study was carried out with the aim to evaluate the repeatability, genetic parameters and genetic diversity of Panicum maximum hybrids. The experiment was conducted in the experimental area of Embrapa Gado de Corte during the period from December, 2009 to February, 2011. Were evaluated hybrids form three complete sib progenies resulted of the crosses among the genitors S10 and guinea grass cv. Tanzania, S10 and guinea grass cv. Mombaça and S12 with guinea grass cv. Tanzania. After the establishment of the hybrids in the field were obtained the final number of 108 hybrids to progeny 1, 167 hybrids to progeny 2 and 45 hybrids to progeny 3, totaling 320 genotypes, which were cloned and evaluated in an clonally test with two replicates. The blocks were constituted for three linear plots with nine plants (bunches). In the borderline were used guinea grass cv. Mombaça plants. The spacing between plants into the lines and among lines was of 1 m. The hybrids were cut at 25 cm from the soil level in the months January, March, June, October, November, December, 2010 and in February 2011. The harvest made in June was not evaluated. In the repeatability study were evaluated the characters: dry matter yield (DMY), leaf yield (LY), stems + sheath yield (SY) and percentage of leaves (%L).Were evaluated the characters plant height (PH), regrowth (REG) and Bipolars maydis incidence (BMI). The repeatability coefficient were estimated by the methods of: variance analysis (ANOVA), principal components based on variance and covariance matrix (PCCOV), principal components analisys based on correlation matrix (PCCOR) and structural analysis based on the correlation matrix (SACOR). The LY had the highest repeatability followed by DMY and PH. In the morphoagronomic characters it was observed the highest repeatability for PH. The progenies were different in repeatability of REG and BMI. Six harvests were sufficient to provide reliability in the selection of P. maximum hybrids for DMY, LY and BMI. The repeatability of harvestes of %L is low. The evaluation of plots provides results slightly higher than the evaluation of individual plants for all characters, in exception to regrowth. The increasing in selection efficiency resulted in considerable increase in the number of measurements, especially for characters with low repeatability. In the genotypic stabilization analysis were used the characters DMY, LY, SY and %L in both sites of evaluation, plants and plots. Generaly, the higest repeatabilities were observed for DMY and LY, mainly when the harvests 4, 5 and 6 were considered. The LY had the highest reapeatability and determination coefficients. The repeatability of SY and %L were considered low magnitude, mainly with the inclusion of the harvest realized during the dry season. The harvests realized during the rainy season resulted in higher repeatability and determination coefficient for the genotypic selection and the inclusion of dry season harvest was detrimental for the selection of low repeatability characters like %L. Evaluations of genotypic stabilization in plots result in higher repeatability than the plant evaluation during the rainy season. The genetic parameters were estimated for the agronomic characters: DMY, LY and SY and for the morphoagronomical characters: %L, PH, REB and BMI. The components of genetypic variance, among plots variance and permanent environment variance were statistically significant for all characters evaluated (P<0.05), in exception to %L where the permanent environment variance was not statistically significant (P>0.05). All characters had moderate heritability of harvests and heritability of médium and a high difference between the heritability and individual repeatability. It could be explained by the occurrence of permanent environment variance, particularly for DMY and LY. In the other hand, %L showed low individual repeatability and permanent environment variance. The genotypic coefficient of variation was high in all characters in exception to %L, but all of them were associated to high residual coefficient of variation. Both the heritability of harvests and the heritability of medium of the agronomic characters were considered of low to moderate magnitude in the P. maximum hybrids. On the other hand, we could conclude there is genetic variability for the selection of important breeding characters like LY and the selection of %L demand more harvests for improve eficiency. The hybrid genetypes showed high variability for B. maydis incidence. The genetic diversity study was realized in different progenies using different group of characters (morphologic, agronomic and nutritive value). With these results, we could conclude that the morphologic characters plant height, haid density in the sheath, length of hair in the leaf, purple color of the sheath, glaoucousness and kind of leaf; the agronomic characters LY, %L and BMY; and the nutritive value characters: cellulose, silica and lignin in potassium permanganate are usefull descriptors for the study of genetic diversity in P. maximum hybrids. With the principal component analisys it was possible to observe that there is more variability among the individuals within the progenies than among the progenies. In the cluster analisys it was observed more groups when agronomic traits were used. It was possible to identify with the dissimilarity matrix, divergente individuals for more than group of variables and with good performance for the recombination in the P. maximum breeding program.