Diversidade genética em genótipos de milho para baixo nível

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.
Referências
BORÉM, A.; GALVÃO, J.C.C.; PIMENTEL, M.A. Milho do
plantio à colheita. 1 ed. Viçosa: UFV, 2015. 351p.
CANCELLIER, L.L.; AFFÉRRI, F.S.; CARVALHO, E.V.; DOTTO,
M.A.; LEÃO, F.F. Eficiência no uso de nitrogênio e
correlação fenotípica em genótipos tropicais de milho no
Tocantins. Revista Ciência Agronômica, v.42, n.1, p.139148, 2011.
CARVALHO, E.V.; AFFÉRRI, F.S.; PELUZIO, J.M.; DOTTO,
M.A.; CAPPELLESSO, R.B.; MELO, A.V. Desempenho
agronômico e divergência genética na seleção de
Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.11, n.2, p.21-24, jun. 2017
23
linhagens S5 de milho. Bioscience Journal, v.27, n.5,
p.794-797, 2011.
COIMBRA, R.R.; MIRANDA, G.V.; CRUZ, C.D.; MELO, A.V.;
ECKERT, F.R. Caracterização e divergência genética de
populações de milho resgatadas do Sudeste de Minas
Gerais. Revista Ciência Agronômica, v.41, n.1, p.159-166,
2010.
CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento.
Acompanhamento da safra brasileira de grãos. Brasília:
CONAB,
2016.
178p.
Disponível
em:
<http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/
16_06_09_09_00_00_boletim_graos_junho__2016__final.pdf>. Acesso em: 18 jul. 2016.
CRUZ, C.D. Programa Genes: Aplicativo computacional
em genética e estatística. Viçosa: UFV, 2007. 442p.
Capacidade combinatória, divergência genética entre
linhagens de milho e correlação com heterose. Bragantia,
v.67, n.3, p.639-648, 2008.
RAO, C.R. Advanced statistical methodos in biometric
research. New York: John Willey, 1952. 390p.
ROTILI, E.A.; CANCELLIER, L.L.; DOTTO, M.A.; PELUZIO,
J.M.; CARVALHO, E.V. Divergência genética em genótipos
de milho, no estado do Tocantins. Revista Ciência
Agronômica, v.43, n.3, p.516-521, 2012.
SANTOS, W.F.; AFFÉRRI, F. S.; PELUZIO, J. M. Eficiência ao
uso do nitrogênio e biodiversidade em genótipos de
milho para teor de óleo. Enciclopédia Biosfera, v.11, n.21,
p.2916-2925, 2015.
CRUZ, C.D.; FERREIRA, F.M.; PESSONI, L.A. Biometria
aplicada ao estudo da diversidade genética. Visconde do
Rio Branco: Suprema, 2011. 620p.
SANTOS, W.F.; PELUZIO, J.M.; AFFÉRRI, F.S.; SODRÉ, L.F.;
SANTOS, D.S.; FARIAS, T.C.M. Variabilidade genética e
eficiência de uso do nitrogênio em genótipos de milho
para teor de óleo. Revista de Ciências Agrárias, v.57, n.3,
p.312-317, 2014.
DOTTO, M.A.; AFFÉRRI, F.S.; PELUZIO, J.M.; MELO, A.V.;
CARVALHO, E.V. Divergência genética entre cultivares
comerciais de milho em baixas altitudes no Tocantins,
safra 2007/2008. Revista Ciência Agronômica, v.41, n.4,
p.630-637, 2010.
SILVA, K.C.L.; SILVA, K.P.; CARVALHO, E.V.; ROTILI, E.A.;
Afférri, F.S.; PELUZIO, J.M. Divergência genética de
genótipos de milho com e sem adubação nitrogenada em
cobertura. Revista Agro@mbiente On-line, v.9, n.2,
p.102-110, 2015.
MARTINS, E.C.A.; PELUZIO, J.M.; COIMBRA, R.R.; JUNIOR,
W.P.O. Variabilidade fenotípica e divergência genética em
clones de batata doce no estado do Tocantins. Revista
Ciência Agronômica, v.43, n.4, p.691-697, 2012.
SIMON, G.A.; KAMADA, T.; MOITEIRO, M. Divergência
genética em milho de primeira e segunda safra. Semina,
v.33, n.2, p.449-458, 2012.
PATERNIANI, M.E.A.G.Z.; GUIMARÃES, P.S.; LÜDERS, R.R.;
GALLO, P.B.; SOUZA, A.P.; LABORDA, P.R.; OLIVEIRA, K.M.
24
Tecnol. & Ciên. Agropec., João Pessoa, v.11, n.2, p.21-24, jun. 2017
SINGH, D. The relative importance of characters affecting
genetic divergence. Indian Journal of Genetics and Plant
Breeding, v.41, p.237-245, 1981.