Viabilidade da seleção recorrente recíproca em populações derivadas de híbrido simples de milho | Viability of reciprocal recurrent selection in populations derived from single-cross maize hybrids

Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, para a obtenção do título de Doutor.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Genética e Melhoramento de Plantas

Na condução de um programa de seleção recorrente, é fundamental saber se o progresso genético foi alcançado e se há variabilidade genética para futuros ciclos. Sendo assim, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de, em uma primeira etapa, avaliar o progresso genético entre o ciclo 0 (C0) e ciclo 2 (C2), e, na segunda etapa, estimar componentes genéticos de variância e covariâncias, respostas com a seleção e a heterose para as populações originais (C0) e do terceiro ciclo (C3) de um programa de seleção recorrente recíproca modificada. Na safra 2005/06 foram avaliados os híbridos interpopulacionais dos ciclos 0, 1 e 2, os híbridos simples parentais e o híbrido duplo de F1, em blocos casualizados com 10 repetições. Na safra seguinte, somente os híbridos interpopulacionais dos ciclos 0 e 2 foram avaliados no mesmo delineamento, em 80 repetições. Para a execução da segunda etapa, foram obtidas progênies de meios-irmãos intrapopulacionais (P11 e P22) e interpopulacionais (P12 e P21) das populações 1 e 2 nos ciclos 0 e 3. Na safra 2007/08, cada tipo de progênie foi avaliada em látice triplo 10 x 10, em dois locais, no município de Lavras, MG. Os tipos de progênies de ambas as populações foram arranjados em faixas em um experimento para cada ciclo. Uma amostra equitativa de sementes de cada progênie foi utilizada para representar as populações per se e o híbrido interpopulacional dos C0 e C3, que foram avaliados nas mesmas condições, em blocos ao acaso, com dez repetições. A partir das esperanças dos quadrados médios foram estimados os componentes genéticos de variância e covariância, que permitiram estimar as respostas esperadas com três métodos de seleção recorrente: intrapopulacional (HSS), intra e interpopulacional (THS) e recíproca (RRS). O progresso genético por ciclo obtido até o C2 foi de 7,9% para peso de espigas despalhadas, 3,5% para prolificidade, -12,8% para porcentagem de espigas doentes e -3,0% para nota de doenças. As populações C0 e C3 apresentaram estimativas de variância aditiva intra e interpopulacional de grande magnitude, evidenciando que o processo seletivo não reduziu a variabilidade genética. A decomposição da variância aditiva interpopulacional na variância dos desvios aditivos intra e interpopulacionais ( ) e na covariância entre esses esses desvios e seus efeitos aditivos intrapopulacionais (CovAτ) indicou que as populações 1 e 2 são divergentes e presença de dominância para peso de espigas despalhadas. Para as características altura de plantas e nota de doenças, esses componentes podem ser desconsiderados devido ao fato de o efeito aditivo intrapopulacional explicar a maior parte da variação. As estimativas da elevaram-se com o processo seletivo, correspondendo ao que era esperado. Entretanto, as estimativas da CovAτ foram sempre negativas quando se esperava que fosse positiva para a população de maior média para o caráter e negativa para a de menor média. As respostas esperadas indicam que a THS, com a população 1 como testadora, seria mais apropriada se as populações forem utilizadas em um programa de obtenção de híbridos de linhagens. A RRS mostrou-se mais eficiente para o melhoramento do híbrido interpopulacional e HSS e THS foram igualmente eficientes e superiores que os demais para o melhoramento intrapopulacional, considerando a mesma população de referência. A resposta para peso de espigas despalhadas após três ciclos de RRS foi de 4,53% por ciclo no híbrido interpopulacional, -1,25% na população 1 e 2,55% na população 2. A heterose na média parental elevou-se de 12,3% no C0 para 24,9% no C3. Do exposto, conclui-se que a RRS é eficiente em populações derivadas de híbridos simples e que as populações envolvidas apresentam potencial para programas de seleção recorrente.

In a recurrent selection program it is primordial to know whether genetic progress has been reached and the existence of genetic variability for future selection cycles. Thus, this work was carried out to evaluate the genetic progress up to C2, on a first stage, and to estimate genetic variance and covariance components, responses to selection and heterosis for populations of C0 and C3 of a reciprocal recurrent selection program, on a second stage. On agricultural season 2005/06 interpopulation crosses of C0, C1 and C2, single-cross parental hybrids and double-cross F1 were evaluated in randomized complete blocks with ten replications. On the next agricultural season only interpopulation crosses of C0 and C2 were evaluated in the same experimental design with 80 replications. For the second stage, one hundred genotypes that produced both intra- and interpopulation half-sib progenies of each population (1 and 2) of C0 and C3 were sampled. On agricultural season 2007/08, each progeny type was evaluated in a 10 x 10 triple lattice at two locations in Lavras, MG. The progenies types from each cycle were arranged in split-blocks. An equal seed sample of each progeny contributed to represent the populations per se and the interpopulation crosses of CO and C3, which were evaluated in randomized complete blocks with ten replications in the same conditions. All the genetic variance and covariance genetics components were estimated from expected mean squares. These genetic components of C3 were used to estimate responses to reciprocal (RRS), intrapopulation (HSS) and test cross half-sib (THS) recurrent selection in interpopulation crosses, populations per se and, to determine heterosis. Realized responses to RRS and heterosis change were also obtained. The estimates of genetic progress up to C2 per cycle were 7.9% (or 0.7 t/ha) for unhusked ear yield, 3.5% for prolificacy, -12.8% for percentage of diseased ears and -3.0% for disease scores. Estimates of additive genetic variance both intra- and interpopulation were of great magnitude for populations of C0 and C3, showing that the selective procedure did not reduce genetic variability. The partitioning of interpopulation additive genetic variance in to genetic variance of deviations from inter- and intrapopulation additive effects ( ) and covariance between of these deviations with intrapopulation additive effects (CovAτ) indicated that populations 1 and 2 are divergent and presence of dominance for unhusked ear yield. For plant height and disease scores these components can be disregarded because most part of variation was explained by intrapopulation additive effect. The estimates of was raised by the selective process as expected. However, the estimates of CovAτ were always negative when it was expected to be positive for the population with higher mean and negative for the population with lower mean. The expected responses to recurrent selection indicated that THS with population 1 as tester would be more appropriated if populations were used for a hybrid breeding programs from inbred lines. RRS showed more efficiency to breed interpopulational hybrid whereas HSS and THS were equally efficient but superior to RSS for improvement of populations per se. The realized response to for unhusked ear yield after three cycles of RRS was 4.5%.cycle-1 in the interpopulation hybrid (direct response), -1.25 and 2.55%.cycle-1 on population 1 and 2 (indirect responses), respectively. Mid parent heterosis elevated from 12.3% on C0 to 24.9% on C3. It was concluded that RRS is efficient in populations derived from single-cross hybrids and the populations used in this study present potential to recurrent selection programs.