Diversidade genética e estudo de geração em características morfoagronômicas de pimenteiras ornamentais (Capsicum annuum)

Abstract

As pimentas do gênero Capsicum são cultivadas em uma imensa variedade de tipos, tamanhos, cores, sabores e pungências para diversos fins. Mais recentemente, a grande diversidade existente no gênero Capsicum tem fomentado o comércio de pimenteiras como plantas ornamentais, porém há poucas variedades comerciais para ornamentação. O conhecimento do tipo de herança envolvida no controle das características que irão passar por contínuas seleções e a diversidade gerada a partir dos cruzamentos são de suma importância para o sucesso de um programa de melhoramento de pimenteiras ornamentais. Os objetivos do trabalho foram analisar a diversidade genética de uma família estruturada em seis gerações, utilizando dados quantitativos e qualitativos separadamente e integrados em uma mesma análise e realizar estudo de gerações em caracteres quantitativos de pimenteiras ornamentais, identificando os tipos de interação alélica envolvida no controle genético das características, estimar as variâncias aditivas, dominância, fenotípica, genética e ambiental, as herdabilidades no sentido amplo e restrito e os efeitos genéticos aditivo, dominantes e epistáticos (aditivo x aditivo, aditivo x dominante e dominante x dominante), bem como dar continuidade ao programa de melhoramento de Capsicum da Universidade Federal da Paraíba e Universidade Federal de Viçosa. Para tanto, foram utilizados primeiramente dois acessos de pimenteiras ornamentais pertencentes ao banco de germoplasma de Hortaliças da UFPB (01 e 132) com base em trabalhos anteriores de dialelo. Foram realizados cruzamentos entre os parentais (01 e 132) para gerar os híbridos (F1) e entre os F1‟s e seus parentais para gerar os retrocruzamentos (RC1 e RC2). Para obtenção das sementes da geração segregante F2 foi realizada autofecundação da geração F1. Foram utilizadas 10 plantas de cada genitor e F1, 72 plantas de Retrocruzamento 1 (RC1), 75 plantas de Retrocruzamento 2 (RC2) e 147 plantas da geração segregante F2. Para a análise de diversidade genética foram utilizadas todas as gerações, inicialmente foi gerada uma matriz apenas dos 22 caracteres quantitativos conforme o método de agrupamento de Tocher, em seguida uma outra matriz apenas com os 19 caracteres multicategóricos com base no complemento aritmético do índice de coincidência simples e para integração dos dados foi realizado a soma das duas matrizes. Todas as gerações foram utilizadas para os estudos variâncias, médias e interações alélicas para os 22 caracteres quantitativos avaliados. O cruzamento entre os genitores 01 e 132 gerou variabilidade nas gerações segregantes (F2) e nos retrocruzamentos (RC1 e RC2) quando foram realizadas análises individuais dos caracteres quantitativos, multicategóricos e quando foi feito a integração dos dados de diferente natureza. As características que mais contribuíram para divergência genética foram número de sementes por fruto, número de frutos por planta, dias para floração e dias para frutificação, descartando as demais variáveis. São passíveis de seleção os indivíduos 5 da geração F1, 1, 35, 37, 39, 43, 44, 47 e 49 da geração segregante F2 com intuito de obter maiores número de sementes por fruto. Os indivíduos 2, 7, 8, 16, 17, 20, 23, 27 e 44, da geração segregante F2 são adequados para obter maior número de frutos por planta. E os indivíduos 28 da geração F2, plantas 18, 20, 21 e 22 do Retrocruzamento 1 e as plantas 1, 5, 14 e 16 do Retrocruzamento 2 (F1 x 132) são úteis para obter plantas mais precoces em relação ao florescimento e frutificação. A parte da variância aditiva observada na variação fenotípica encontrada para as características altura da planta, diâmetro da pétala, comprimento da antera, número de frutos por planta, dias para floração e dias para frutificação levam a concluir que a seleção de indivíduos nas gerações F2 por meio da seleção fenotípica deve ser eficiente, possibilitando a obtenção de ganhos genéticos. A adequação do modelo reduzido para explicar as características diâmetro da copa, diâmetro do fruto e número de sementes por fruto, permite concluir que os efeitos epistáticos não influenciaram no controle destes caracteres, apenas os aditivos e dominantes, podendo-se selecionar indivíduos superiores em gerações segregantes ou praticar a hibridação, respectivamente.

The Capsicum peppers are grown in a wide variety of types, sizes, colors, flavors and pungencies for various purposes. In addition, more recently, the great diversity of Capsicum has fostered its trade as ornamental plants, but there are few commercial varieties for ornamental purposes. The knowledge about the inheritance of the traits that will be submitted to continuous selections and the diversity generated from crosses are very important for the success of a breeding program of ornamental pepper. This study aimed to analyze the genetic diversity and a generation study in ornamental pepper. The genetic diversity were studied in a family structured in six generations, based on quantitative and qualitative data, separately and integrated in the same analysis. The generations study was done on quantitative traits, identifying the allelic interactions involved in the genetic control of traits. There were estimated the additive, dominance, phenotypic, genetic and environmental variance, the heritability in broad and narrow sense and genetic effects additive, dominant and epistatic (additive x additive, additive x dominance and dominance x dominance). The studies are part of the Capsicum breeding program of Federal University of Paraíba (UFPB) and Federal University of Viçosa (UFV). Two accessions of ornamental pepper plants belonging to the germplasm bank of vegetables UFPB (01, 132) were chosen based on earlier diallel study. Plants of the accessions 01 and 132 were crossed to generate the hybrids (F 1 ). The F1's hybrids were backcrossed to the parental‟s to generate the backcross progenies (BC 1 and BC 2 ) and self pollinated to generate the F 2 generation. There were studied 10 plants of each parent and F 1 , 72 plants of backcross 1 (BC 1 ), 75 plants of backcross 2 ( BC 2 ) and 147 plants of the segregating F 2 generation. All generations were applied for the analysis of genetic diversity. First a matrix was generated about the 22 quantitative characters according to the clustering method of Tocher, and then another matrix with only 19 multicategoric characters based on the arithmetic complement of the index of coincidence simple. The data integration was performed by the sum of the two matrices. The data of all generations were used to study the variances, means and allelic interactions of the 22 quantitative traits evaluated. The crosses between the parents and 01 132 generated variability in the segregating generations (F 2 ) and backcrosses (BC 1 and BC 2 ) according the individual analyzes of quantitative multicategoric and also according the study based on data integration of different kinds of characters. The traits that more contributed to genetic divergence were number of seeds per fruit, number of fruits per plant, days to flowering and days to fruiting, discarding the other variables. The following individuals are liable to selection: 5 of generation F1; 1, 35, 37, 39, 43, 44, 47 and 49 of the segregating F 2 generation in order to obtain higher number of seeds per fruit. The individuals 2, 7, 8, 16, 17, 20, 23, 27 and 44, of the generation F 2 can be selected aiming higher number of fruits per plant. The individuals 28 of F 2, the plants 18, 20, 21 and 22 of BC 1 and 1, 5, 14 and 16 of the BC 2 (F 1 x 132) are useful for the selection for early flowering and early fruit set. The additive part of the phenotypic variance found for plant height, diameter of the petal, anther length, number of fruits per plant and days to flowering and to fruiting lead to the conclusion that the phenotypic selection in the F 2 generation should be efficient to obtain genetic gains. According to the reduced model, the traits crown diameter, fruit diameter and number of seeds per fruit were not influenced by epistatic effects, but only the additive and dominant, what make possible to select superior individuals in segregating generations or improve these traits by means of hybridization, respectively.