Análises uni e multivariada para avaliação em cruzamentos dialélicos parciais

Abstract

A espécie Capsicum annuum L. ocupa uma posição representativa no mercado brasileiro de hortaliças. Assim, com o intuito de atender às exigências do mercado, faz-se necessário o desenvolvimento de novas cultivares, e isso dependerá, da variabilidade genética presente na população em estudo. Neste sentido, o estudo da diversidade genética entre os indivíduos por meio da adoção de técnicas multivariadas, tais como: a análise de agrupamentos e os mapas auto-organizáveis de Kohonen, tornam-se importantes, sobretudo, para seleção de genitores adequados à obtenção de híbridos, com maior efeito heterótico e que proporcionem maior segregação em recombinações, possibilitando o aparecimento de transgressivos. Ademais, o uso de cruzamentos dialélicos propiciam estimativas de parâmetros úteis na seleção de genitores para hibridação e entendimento da ação gênica envolvida na determinação dos caracteres de interesse. As metodologias de Griffing (1956) e Gardner e Eberhart (1966) fornecem informações sobre a capacidade combinatória (geral e específica) e a heterose, respectivamente. Deste modo, objetivou-se avaliar o desempenho de nove genótipos de C. annuum e seus 20 híbridos, obtidos via cruzamentos dialélicos parciais, por meio de caracteres do fruto. O experimento I foi conduzido em casa de vegetação sob delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Foram avaliados nove genótipos de Capsicum annuum L., sendo eles: Pimenta Vulcão, Pimenta Cayene, Pimenta Peter, Pimenta Picante para vaso, Pimenta Jamaica Yellow, Pimenta Doce Italiana, Pimentão Quadrado, Pimentão Cascadura Ikeda e Pimentão Rubi Gigante. Os caracteres avaliados foram: peso total do fruto (PTF, g), comprimento do fruto (CF, mm), largura do fruto (LF, mm), espessura do pericarpo (ESP, mm), número de sementes por fruto (NSF), massa da matéria total do fruto fresca (MTF, g) e porcentagem da massa da matéria total do fruto seca (%MTS, g). Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo critério de Scott-Knott (p < 0,05), para a separação de médias de tratamentos em grupos distintos, por meio da minimização da variação dentro e maximização da variação entre grupos. Para o estudo da diversidade genética, foi adotado a distância de Mahanalobis; os métodos de agrupamento da ligação média entre grupos (UPGMA) e Tocher; e os mapas auto-organizáveis de Kohonen. Observou-se a existência de variabilidade genética entre os genótipos de Capsicum annuum L.; e a formação de dois e quatros grupos, pelos métodos UPGMA e Tocher, respectivamente. A organização da similaridade, estabelecida pelo mapa auto-organizável de Kohonen, apresentou grande potencial no processo de direcionamento de genitores para formação dos dialelos, ao realçar as separações dos grupos de genótipos. O experimento II foi conduzido em casa de vegetação sob delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Foram avaliados nove genótipos de Capsicum annuum L. e suas combinações híbridas, por meio de um dialelo parcial (5x4). Pela metodologia de Griffing, adaptada por Geraldi e Miranda Filho (1988), verifica-se que os genótipos ‘Pimentão Quadrado’, ‘Pimenta Jamaica Yellow’, ‘Pimenta Picante para vaso’, ‘Pimenta Cayene’ e ‘Pimenta Peter’ apresentaram os maiores valores de capacidade geral de combinação (CGC), o que os torna potenciais pais em programas de melhoramento de novos híbridos. Os híbridos ‘Pimenta Cayene x Pimentão Cascadura Ikeda’, ‘Pimenta Jamaica Yellow x Pimentão Cascadura Ikeda’ e ‘Pimenta Picante para vaso x Pimentão Quadrado’ destacaram- se pelo melhor desempenho, com as melhores capacidades específicas de combinação e com pelo menos um dos pais com alta CGC, para os caracteres CF, LF e NSF, e %MTS, respectivamente. Adotando-se a metodologia de Gardner e Eberhart, adaptada por Miranda Filho e Geraldi (1984), observa-se que os genótipos ‘Pimentão Quadrado’ e ‘Pimenta Picante para vaso’ apresentaram maior potencial per se, considerando todos os caracteres, e entre os efeitos de heterose específica os cruzamentos ‘Pimenta Vulcão x Pimentão Quadrado’ e ‘Pimenta Cayene x Pimentão Quadrado’ têm efeitos positivos para 77% dos caracteres avaliados. Por fim, foram realizados o ajuste de modelos de regressão não linear para descrever o crescimento de pimentas (Capsicum annuum L.) ao longo do tempo, por meio do método dos mínimos quadrados ordinários (MQO); a identificação do modelo com melhor ajuste e a comparação do modelo obtido por MQO com o modelo via regressão quantílica não linear (RQ), nos quantis 0,25, 0,5 e 0,75. Como resultados, os modelos de regressão não linear Logístico e von Bertalanffy foram indicados para descrever o crescimento de pimentas. A RQ foi eficiente para ajustar modelos de crescimento, quando comparada à regressão não linear obtida por mínimos quadrados ordinários. Palavras-chave: Capsicum annuum L. Regressão quantílica. Modelos não lineares. Mapa de Kohonen. Diversidade genética.

The Capsicum annuum L. species occupies a representative position in the Brazilian vegetable market. Thus, in order to meet market requirements, it is necessary to develop new cultivars, and this will depend on the genetic variability present in the study population. In this sense, the study of genetic diversity among individuals through the adoption of multivariate techniques, such as: cluster analysis, Kohonen's self-organizing maps, become important, above all, for the selection of suitable parents to obtain hybrids, with greater heterotic effect and that provide greater segregation in recombination, allowing the appearance of transgressors. In addition, the use of diallel crosses provides estimates of parameters useful in the selection of parents for hybridization and understanding of the gene action involved in determining the characters of interest. Griffing's (1956) and Gardner and Eberhart (1966) methodologies provide information on combining ability (general and specific) and heterosis, respectively. Thus, the objective was to evaluate the performance of nine genotypes of C. annuum and its 20 hybrids, obtained via partial diallel crosses, using fruit characters. Experiment I was conducted in a greenhouse under a completely randomized design, with four replications. Nine genotypes of Capsicum annuum L. were evaluated, they are: Pimenta Vulcão, Pimenta Cayene, Pimenta Peter, Pimenta Picante para vaso, Pimenta Jamaica Yellow, Pimenta Doce Italiana, Pimentão Quadrado, Pimentão Cascadura Ikeda and Pimentão Rubi Gigante. The evaluated characters were: total fruit weight (PTF, g), fruit length (CF, mm), fruit width (LF, mm), pericarp thickness (ESP, mm), number of seeds per fruit (NSF) , mass of total fresh fruit matter (MTF, g) and percentage of total dry fruit mass (%MTS, g). The data obtained were submitted to analysis of variances and the means compared by the Scott-Knott criterion (p <0.05), for the separation of treatment means in different groups, by minimizing the variation within and maximizing variation between groups. For the study of genetic diversity, the Mahanalobis distance; the methods of grouping the average link between groups (UPGMA) Tocher were adopted; and Kohonen's self-organizing maps. It was observed the existence of genetic variability between the genotypes of Capsicum annuum L .; and the formation of two and four groups, by the UPGMA and Tocher methods, respectively. The organization of similarity, established by Kohonen's self-organizing map, presented great potential in the process of directing parents to form dialects, by highlighting the separations of groups of genotypes. Experiment II was conducted in a greenhouse under a completely randomized design, with four replications. Nine Capsicum annuum L. genotypes and their hybrid combinations were evaluated using a partial diallel (5x4). Using the Griffing methodology, adapted by Geraldi and Miranda Filho (1988), it appears that genotypes ‘Pimentão Quadrado’, ‘Pimenta Jamaica Yellow’, ‘Pimenta Picante para vaso’, ‘Pimenta Cayene’ and ‘Pimenta Peter’ showed the highest values of general combining ability (CGC), which makes them potential parents for be used in breeding programs for new hybrids. The ‘Pimenta Cayene x Pimentão Cascadura Ikeda’, ‘Pimenta Jamaica Yellow x Pimentão Cascadura Ikeda’ and ‘Pimenta Picante para vaso x Pimentão Quadrado’ hybrids stood out for their best performance, with the best specific combining capabilities and with at least one parent with high CGC, for the characters CF, LF and NSF, and %MTS, respectively. Adopting the Gardner and Eberhart methodology, adapted by Miranda Filho and Geraldi (1984), it is observed that genotypes ‘Pimentão Quadrado’ and ‘Pimenta Picante para vaso’ showed greater potential per se, considering all characters, and among the effects of specific heterosis, ‘Pimenta Vulcão x Pimentão Quadrado’ crosses and ‘Pimenta Cayene x Pimentão Quadrado’ have positive effects for 77% of the evaluated characters. Finally, nonlinear regression models were adjusted to describe the growth of peppers (Capsicum annuum L.) over time, using the method of ordinary least squares (OLS); the identification of the model with the best fit and comparison of the model obtained by OLS with the model via nonlinear quantile regression (QR), in the 0.25, 0.5 and 0.75 quantiles. As a result, the Logistic and von Bertalanffy nonlinear regression models were indicated to describe the growth of peppers. The QR was efficient to adjust growth models, when compared to the nonlinear regression obtained by ordinary least squares. Keywords: Capsicum annuum L. Quantile regression. Nonlinear models. Kohonen map. Genetic diversity.