Diversidade genética em genótipos de milho para baixo nível tecnológico em Gurupi, TO Weder Ferreira dos Santos1, Lucas Carneiro Maciel1, Layanni Ferreira Sodré1, Rafael Marcelino da Silva1, Flávio Sérgio Afférri1, João Heitor Freitas1 e Jefferson da Silva Pereira1 1 Universidade Federal do Tocantins – UFT. Rua Badejós, Lt. 07, Chácaras 69/72, Zona Rural – 77402-970. Gurupi-TO. Brasil.: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected] Resumo - O objetivo do presente trabalho foi estudar a diversidade genética em genótipos de milho para baixo nível tecnológico em Gurupi, Estado do Tocantins. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com três repetições e 15 tratamentos (genótipos) de milho oriundos de programa de melhoramento genético da UFT. Foram utilizadas cinco características agronômicas para o estudo da divergência genética. Existe divergência genética entre os genótipos estudados. As combinações promissoras para recombinação são entre os genótipos 8 e 15 e 5 e 15. As características altura de plantas e produtividade de grãos foram as que mais contribuíram na diversidade genética dos genótipos. Palavras-chave: Dissimilaridade genética, melhoramento genético, Zea mays. Genetic diversity in maize genotypes for low technological level in Gurupi, Tocantins state Abstract - The objective of the present work was to study genetic diversity in maize genotypes for low technological level in Gurupi, State of Tocantins. The experimental design was a randomized complete block with three replicates and 15 genotypes of corn from the genetic improvement program of the UFT. Five agronomic characteristics were used to study genetic divergence. There is genetic divergence among the studied genotypes.The promising combinations for recombination are between genotypes 8 and 15 in between 5 and 15. High plant characteristics and grain yield were the major contributors to genotype genetic diversity. Keywords: Genetic dissimilarity, genetical enhancement, Zea mays. Introdução A cultura do milho é uma das mais importantes do Brasil, apresenta importância social, nutricional e agroindustrial (Borém, Galvão e Pimentel, 2015). De acordo com a Conab (2016), a produtividade da cultura milho no Estado do Tocantins e baixa quando comparada a outros estados. Para Cancellier et al. (2011), uma das alternativa para esta baixa produtividade e o desenvolvimento de programas de melhoramentos regionais, com diferentes níveis de cultivos. Estudos da divergência genética são importantes para o conhecimento da variabilidade genética existente nos bancos de germoplasmas, possibilitando o monitoramento, auxiliando na identificação de possíveis duplicatas e fornecendo parâmetros para escolha de progenitores que, ao serem cruzados, possibilitem maior efeito heterótico, aumentando as chances de obtenção de genótipos superiores em gerações futuras (Cruz et al., 2011). O estudo da diversidade genética, através da análise multivariada é importante para os programas de melhoramento genético, pois a variabilidade existente entre os genótipos é uma estratégia para obter ganhos de seleção nos cruzamentos de grupos geneticamente divergentes, que apresentam características de interesse (Cruz et al., 2011). A utilização de técnicas multivariadas para estimar a divergência genética tem se tornado comum e é empregada em trabalhos com a cultura do milho (Dotto et al., 2010; Coimbra et al., 2010; Simon et al., 2012; Carvalho et al., 2011; Rotili et al., 2012; Santos et al., 2014; Santos et al., 2015; Silva et al., 2015). Entretanto, são escassos os estudos sobre divergência genética de genótipos de milho, sob diferentes níveis de N no solo, na região central do Estado do Tocantins. Diante do exposto, o presente trabalho foi realizado com o intuito de identificar genótipos de milho potencialmente promissores para baixo nível tecnológico, na região sul do Estado do Tocantins, para utilizá-los em futuro esquema de cruzamento dialélico. Material e Métodos No ano de 2016, foi realizado um experimento entre genótipos de milho na Universidade Federal do Tocantins (UFT), Campus de Gurupi, 11˚43’ de latitude sul, 49˚15’ de longitude oeste e altitude de 287 metros, em solo do tipo Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.11, n.2, p.21-24, jun. 2017 21 Latossolo Vermelho-amarelo, textura arenosa distrófico. A semeadura foi realizada em 10 de maio de 2016. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com 15 tratamentos e três repetições. Os tratamentos foram constituídos por 15 genótipos de polinização aberta oriundas do programa de melhoramento de milho da UFT, sendo denominadas: GEN 1, GEN 2, GEN 3, GEN 4, GEN 5, GEN 6, GEN 7, GEN 8, GEN 9, GEN 10, GEN 11, GEN 12, GEN 13, GEN 14 e GEN 15. A parcela experimental foi representada por quatro linhas de cinco metros lineares, espaçadas por 0,90 m entre linhas. Na colheita, foram utilizadas as duas linhas centrais de cada parcela, descartando-se 0,50 m das extremidades das linhas. Foi utilizado o sistema de preparo de solo tipo convencional, com uma gradagem seguida do nivelamento da área. O plantio e a adubação de pré-semeadura foram realizados manualmente, utilizando 300 kg ha-1 de NPK de 5-25-15+0,5% Zn. A semeadura foi realizada com o intuito de se obter 55.555 plantas ha-1. Os tratos culturais, como o controle fitossanitário contra doenças, pragas e plantas daninhas foram realizados seguindo as recomendações técnicas da cultura do milho de acordo com Borém, Galvão e Pimentel (2015). A colheita do experimento foi realizada no dia 16 de outubro de 2016 Na área útil da parcela, foram avaliadas as seguintes características agronômicas utilizadas nas análises de divergência genética entre os genótipos, sendo: 1) altura da planta em centímetro; 2) altura de espiga em centímetro; 3) diâmetro da espiga em milímetros; 4) comprimento de espiga em milímetros; 5) produtividade de grãos em kg ha-1. Foi realizado estudo da divergência genética, sendo utilizada a distância generalizada de Mahalanobis (D2), como medida de dissimilaridade, levando em consideração o grau de dependência entre as características estudadas. Para o estabelecimento de grupos similares, foi aplicado o método hierárquico aglomerativo de otimização proposto por Tocher (Rao, 1952), cujos cálculos foram igualmente embasados na distância generalizada de Mahalanobis. Também foi utilizado o critério de Singh (1981) para quantificar a contribuição relativa das características avaliadas na divergência genética. As análises foram realizadas utilizando o programa Computacional Genes, versão 2007 (Cruz, 2007). Resultados e Discussão As medidas de dissimilaridade genética estimadas a partir da distância de Mahalanobis (Tabela 1) apresentaram uma elevada magnitude (5,80 a 760,80), 22 Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.11, n.2, p.21-24, jun. 2017 indicando a presença de variabilidade genética entre os genótipos. O auxílio para a escolha dos genitores a serem utilizados em futuros cruzamentos pode se dar através da análise da distância genética, o que possibilita, além da economia de tempo, a economia da mão-de-obra e recursos financeiros (Santos et al., 2015; Silva et al., 2015). Tabela 1. Estimativas de dissimilaridade de 15 genótipos de milho, considerando cinco características agronômicas em Gurupi-TO Distância D² entre os genótipos Maior Menor 1 301,84 (8) 5,08 (12) 2 308,74 (15) 10,87 (11) 3 576,46 (15) 8,79 (4) 4 524,54 (15) 8,79 (3) 5 674,78 (15) 24,22 (8) 6 411,26 (15) 19,35 (7) 7 400,41 (15) 19,35 (6) 8 760,80 (15) 24,22 (5) 9 285,19 (8) 13,92 (1) 10 285,27 (15) 21,98 (11) 11 250,36 (15) 10,87 (2) 12 330,52 (8) 5,08 (1) 13 486,01 (8) 10,45 (14) 14 405,42 (8) 10,45 (13) 15 760,80 (8) 60,38 (13) Menor distância geral 5,08 (1 e 12) Maior distância 760,80 (8 e 15) geral Entre parênteses estão representados o(s) genótipo(s). Genótipos A combinação entre os genótipos 8 e 15 foi a mais divergente (D² = 760,80), seguida pela combinação entre 5 e 15 (D² = 674,78). A menor distância foi obtida entre os genótipos 1 e 12 (D² = 5,08). Quanto menor a distância entre indivíduos maior a similaridade genética entre os mesmos, fator capaz de reduzir a probabilidade de sucesso para obtenção de híbridos com alto grau de heterose (Rotili et al., 2012; Santos et al., 2014). Entre as maiores distâncias encontradas, o genótipo 15 esteve presente em nove das 15 combinações, fato que pode o indicar como genótipo mais divergente, relacionando-se com maior potencial para futuros cruzamentos. A heterose é o fenômeno que proporciona grande produtividade em híbridos provenientes do cruzamento de parentais que exibem alta divergência entre si (Paterniani et al., 2008). Ao se utilizar o método de otimização de Tocher (Rao, 1952), baseado na dissimilaridade obtida por meio da distância de Mahalanobis, foi possível observar a distribuição dos genótipos avaliados em seis grupos distintos (Tabela 2). Tabela 2. Agrupamento em população de milho de 15 genótipos, pelo método de Tocher, com base na distância generalizada de Mahalanobis (D2) Grupos I II III IV V VI Genótipos 1, 12, 14, 9, 13 e 11 3, 4, 6 e 2 5e8 7 10 15 Tabela 4. Contribuição relativa de divergência genética na análise das características avaliadas de genótipos de milho conduzidos na cidade de Gurupi, no ano de 2016 No grupo I ficaram seis genótipos (1,12, 14, 9, 13 e 11) geneticamente similares. O grupo II, representado por quatro genótipos (3, 4, 6 e 2). O grupo III, representado por dois genótipos (5 e 8). No grupo IV, V e VI houve a presença de apenas um genótipo. Grupos formados por apenas um indivíduo indicam a maior divergência deste em relação aos demais, o que facilita a projeção dos trabalhos de melhoramento, encontrando-se genótipos distintos para futuros cruzamentos (Rotili et al., 2012). Dentro dos programas de melhoramento, a formação dos grupos é primordial para a escolha de genitores promissores, pois os novos materiais que serão obtidos devem ser escolhidos na magnitude de suas dissimilaridades e no potencial “per se” dos genitores (Martins et al., 2012). A dissimilaridade intergrupos (Tabela 3), obtida pelo método de otimização de Tocher, permite distinguir entre os grupos formados, quais são mais divergentes geneticamente (Santos et al., 2015). Tabela 3. Distâncias médias entre grupos formados pela análise de divergência genética em 15 genótipos de milho Grupos II I 149,62 II III IV V III 312,72 66,47 IV 170,74 67,62 96,39 V 66,73 98,35 223,11 200,75 divergentes (Silva et al., 2015). A maior distância observada foi entre os grupos III e VI, onde estão os genótipos 8 e 15, que apresentaram a maior distância D² (Tabela 1). Dentre as cinco características avaliadas, as que mais contribuíram para a divergência genética foram altura de plantas (45,13%) e produtividade de grãos (35,11%) (Tabela 4). VI 125,46 455,25 717,79 400,41 285,27 As maiores distâncias médias intergrupos, foram obtidas entre os grupos III e VI (717,79) e entre os grupos II e VI (455,25). Por outro lado, as menores distâncias foram obtidas entre os grupos II e III (66,47) e entre os grupos I e V (66,73). As maiores distâncias intergrupos reforçam o fato de que genótipos em grupos distintos são divergentes. Assim, os grupos que apresentam maior distância entre si devem conter genótipos mais Características Altura de plantas Altura de espigas Diâmetro de espigas Comprimento de espigas Produtividade de grãos % 45,13 3,74 6,61 9,41 35,11 E as de menor contribuição foram Altura de espigas (3,74%) e Diâmetro de espigas (6,61%) (Tabela 4). O grande interesse na avaliação da importância relativa dos caracteres reside na possibilidade de se utilizar apenas características que mais contribuíram para discriminar os genótipos, reduzindo dessa forma, mão-de-obra, tempo e custos despendidos na experimentação (Silva et al., 2015). Conclusões 1. Existe divergência genética entre os genótipos estudados. 2. As combinações promissoras para recombinação são entre os genótipos 8 e 15 e 5 e 15. 3. As características altura de plantas e produtividade de grãos foram as que mais contribuíram na diversidade genética dos genótipos. 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