CORE COLLECTION BRASILEIRA DE Phaseolus Vulgaris L.

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1 CORE COLLECTION BRASILEIRA DE Phaseolus Vulgaris L. JAISON PEREIRA DE OLIVEIRA, MARIA JOSÉ DEL PELOSO, HELOISA TORRES DA SILVA, JAIME ROBERTO FONSECA, LEONARDO CUNHA MELO, SILVANDO CARLOS DA SILVA, JOAQUIM GERALDO CÁPRIO DA COSTA RESUMO O estabelecimento de uma coleção nuclear contribui significativamente para que um programa de melhoramento tenha acesso a uma grande variabilidade genética para melhor utilização dos recursos genéticos, financeiros e humanos. Diante disso o objetivo do presente trabalho foi avaliar e indicar metodologias e estratégias de amostragem que melhor se adequem ao estabelecimento de uma coleção nuclear. Para tanto 290 acessos tradicionais (Figura de feijoeiro comum, caracterizados morfo-ecogeográficos foram organizados para obtenção de uma coleção nuclear composta por 400 acessos (Figura 2. Procedimentos matemáticos para estratificação levando em considerações funções de proporcionalidade, logarítmica, logarítmica índice de Shanonn, proporcionalidade índice de Shanonn juntamente com metodologias de escolha dos acessos dentro de estrato utilizando seleção ao acaso, seleção baseada na curva de distribuição e métodos de agrupamento bem como análise multivariada, multi-estratificação e escolha ao acaso foram utilizados para seleção dos acessos e formação de coleções nucleares com dados morfo-ecogeográfico (Tabelas, 2, e 4. Para avaliar a qualidade das coleções nucleares constituídas segundo cada estratégia de amostragem (Tabelas e, processo também chamado de validação das coleções propostas, empregaram-se três estatísticas de caráter exploratório, isto é, não inferencial. Tais comparações foram realizadas através dos coeficientes de similaridade (CR% de diversidade fenotípica (DF e heterogeneidade como medida da diversidade (Índice de Shanonn H`. Na seleção de acessos usando descritores fenotípicos verificou-se que todas as estratégias de amostragem possuíram similaridade máxima (00,0% com a coleção base. Quando esses acessos foram estudados do ponto de vista ecogeográfico e de fenótipo-ecogeográfico dentro da seleção fenotípica, a similaridade entre a coleção base e as coleções nucleares, diminuíram. No estudo da relação entre a coleção base e as coleções nucleares, utilizando descritores ecogeográfico, apenas as estratégias multivariada, multivariada ao acaso e multivariada equidistante, tiveram similaridade máxima (00,0%. Na abordagem fenotípica pela seleção ecogeográfica, três estratégias não tiveram similaridade máxima: equidistante (9,2%, Índice de Shanonn equidistante (9,2% e multivariada equidistante (94,4%. Por outro lado, na abordagem fenótipo-ecogeográfico, apenas multivariada e ao acaso, tiveram similaridade máxima (00,0% com a coleção base. Para as coleções nucleares multi-estratificada e amostragem ao acaso, somente os dados de fenótipos tiveram similares máxima (00,0% com a coleção base. A estratégia multivariada morfo-geográfica, foi a única estratégia que apresentou similaridade máxima (00,0% em todos os coeficientes: fenótipo, ecogeográfico e fenótipo-ecogeográfico. Como o coeficiente de similaridade mede o grau de concordância das categorias de variáveis na coleção nuclear e na coleção base, tendo relação direta com o propósito de preservação, na coleção nuclear, dos alelos responsáveis pela expressão das categorias (fenótipo que se manifestaram na coleção base, ressalta-se que tal estratégia de amostragem seria a mais Engenheiro agrônomo, Doutor em Agronomia, pesquisador da Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás, GO, jaison@cnpaf.embrapa.br

2 indicada na seleção de acessos para compor a coleção nuclear de feijoeiro comum. Por outro lado ressalta-se que a coleção nuclear formada pela estratégia multivariada morfo-geográfica foi a que apresentou maiores valores (,4;,09 e, respectivamente para as variáveis fenotípica, ecogeográfico e fenotípica-ecogeográfica de diversidade fenotípica. Valores de DF >,0 indicam que a distribuição dos acessos nas categorias das variáveis é mais equilibrada na coleção nuclear do que na coleção base. Do ponto de vista ecogeográfico pelo fenótipo, a maioria das estratégias tiveram valores de Índice de Shanonn, menores que a coleção base. Já na abordagem fenótipo-ecogeográfico pelo fenótipo, a estratégia multivariada (, teve o maior valor. Do ponto de vista ecogeográfico e análise do fenótipoecogeográfico pelo ecogeográfico todas as estratégias de formação da coleção nuclear tiveram maiores índice de diversidade que o valor da coleção base (, e, respectivamente. Os maiores valores foram os da coleção nuclear composta pela estratégia multivariada (2,2 e,9 respectivamente. Na abordagem fenotípica, as estratégias de seleção de acessos para compor a coleção nuclear tiveram comportamentos similares em relação ao índice de diversidade de Shanonn. Em alguns casos, os valores foram sutilmente maiores ou menores que o valor da coleção base (,4. A estratégia multivariada morfogeográfica, apresentou similaridade máxima (00,0% com a coleção base. A estratégia multiestratificada e amostragem ao acaso, apresentaram similaridade máxima somente nos dados de fenótipo. Com relação ao coeficiente de diversidade fenotípica (DF, as coleções nucleares sugeridas pela estratégia multivariada, multi-estratificada e amostragem ao acaso tiveram comportamento similar ou superior a coleção base. A estratégia multi-estratificada também apresentou valores maiores que a coleção base, para esses três dados (,;,0 e,09 respectivamente. Como o valor de DF foi maior que um, pode-se afirmar que a distribuição dos acessos nas categorias das variáveis é mais equilibrada na coleção nuclear do que na coleção base. Para o índice de diversidade de Shanonn, as coleções nucleares formadas pelas estratégias multivariada morfo-geográfica e multi-estratificada, tiveram valores maiores que a coleção base. A amostragem ao acaso, teve comportamento inferior a coleção base. A coleção nuclear pela estratégia multivariada foi a que apresentou os maiores índices para os dados estudados, ou seja, fenótipo (,4, ecogeográfico (2, e dados conjuntos de fenótipoecogeográfico (,9. A coleção nuclear formada pela estratégia multi-estratificada tiveram valores maiores que a coleção base, mas inferior a estratégia multivariada morfo-geográfica.. O estudo da diversidade através do coeficiente de diversidade fenotípica (DF e do índice de diversidade de Shanonn (H complementa a avaliação do coeficiente de similaridade. A coleção nuclear proposta foi a gerada pela estratégia multivariada morfo-geográfica. Em tal coleção o coeficiente de similaridade (CR% foi de 00,00%, coincidindo com a coleção base. Essa similaridade, indicou a preservação, na coleção nuclear, dos alelos responsáveis pela expressão das categorias (fenótipo que se manifestaram na coleção base. O coeficiente de diversidade fenotípica (DF foi de,, sendo 0, maior que na coleção base. Isso indicou que a distribuição dos acessos nas categorias das variáveis é mais equilibrada na coleção nuclear do que na coleção base. Por outro lado, o índice de diversidade (H` com,9, foi maior que o da coleção base (,. Nesse caso, indicou que a riqueza de alelos contidos na coleção base, foi preservada na coleção nuclear. Com isso, conclui-se que, embora se dispusesse de poucos descritores morfológicos, foi possível formar coleções nucleares representativas; os descritores ecogeográficos foram importantes na formação das coleções nucleares; todas as estratégias utilizadas tiveram potencial para formação de uma coleção nuclear; as estratégias, quando empregou modelos de análise multivariada, possibilitaram uma melhor seleção de acessos para compor uma coleção nuclear; a estratégia multivariada morfogeográfica foi a que possibilitou a formação de uma coleção nuclear que melhor representou a variabilidade genética contida na coleção base e a estratégia multivariada morfo-geográfica

3 foi a que possibilitou a formação de uma coleção nuclear com maior probabilidade de atender às necessidades do melhoramento genético. Figura. Pontos de coletas de germoplasma de feijoeiro comum referente a 290 acessos da coleção base. Figura 2. Pontos de coletas de germoplasma de feijoeiro comum referente a 400 acessos da coleção base.

4 REFERÊNCIAS BROWN, A.H.D. Core collections: a practical approach to genetic resources management. Genome : FRANKEL, O.H.; BROWN, A.H.D. Plant genetic resources today: A critical appraisal. In: HOLDEN, J.H.W.; WILLIAMS, J.T. (eds.. Crop Genetic Resources: Conservation and Evaluation. Allen and Unwin, Winchester, Massachusetts, USA. 94. PIELOU, E.C. Ecological diversity. New York: Wiley. 9. SOUZA, J.; PEÑALOZA, R. A. S. Estatística exploratória de séries nominais e ordinais: teoria de aplicação a medidas multidimensionais nebulosas de pobreza para dados ordinais. Disponível em: Acesso em: 2 de novembro de 200.

5 Tabela. Distribuição de frequência absoluta ( e de frequência relativa (FR (% da coleção base e nas estratégias de amostragem para compor a coleção nuclear de acessos tradicionais de feijoeiro comum, em relação a dados fenotípicos em cada estrato do grupo de cor. Grupo cor Coleção base Proporciona l Shanonn Estratégia de escolha de acessos Índice Shanonn Multivariad a Multivariad a ecogeográfi ca Multi estratificad a Seleção ao acaso FR( % Branco 0,2 2 0,0 4,0 0,,0 9 2,2,2,0 0, Bege 4 2, 0 2, 4,2 20,2,00 2,2 2,0 (Mulatinho 2,00 0 2,00 Amarelo,2 2, 4,0 29,2 2,00 2,2 9,0 4,0 2, Marrom 2 9,20 9,2 9,0 4 0, 4 0, 9,00 9,2,, Rosa 2,9 2, 29,2 4,00 9 4, 4,0 2, 4,2,2 Roxo 2,, 9,2 42 0,0 42 0,0 9,00 0,0, 0,0 Vermelho 2,24 9 2,2 2,00 2,00 4,2,, 4,0 2,00 Preto 0 2, 2, 4,2 4 2,00 0,0 9 2,2 0 2,0,0 0 2,0 Carioca 2 4,4 4,2 2,00 2, 2, 22,0 2,00 2, 4,0 Rajado 2,2 2,2, 2,00 4,0 2, 49 2,2 4 0,2 2,0 Outros,20 2,2 4,0 2, 0,0 2,2 4 0, 9 9, 2,2 Jalo 42,4,0 2,2 2,00 2,00,2 2,00 4,0,2 Total

6 Tabela 2. Distribuição de frequência absoluta ( e de frequência relativa (FR (% da coleção base e nas estratégias de amostragem para compor a coleção nuclear de acessos tradicionais de feijoeiro comum, em relação a dados ecogeográficos em cada estrato do estado da federação. Estado Coleção base Proporciona l Shanonn Estratégia de escolha de acessos Índice Shanonn Multivariad a Ecogeográfi co Multivariad a ecogeográfic o Multi estratificada Seleção ao acaso Distrito Federação 0,0 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0, Goiás 9,20 2,00, 20,00 24,00 24,00 2,00 2,2 9 2,2 Mato Grosso do Sul 42 4,9 9 4, 4,0 0,0,2 2,2 2,0 9,0 2, Mato Grosso 2,9, 2, 2, 4,00,,2,2 2,00 Alagoas 4,0 20,00 4,0,,2 2,2 2,2 4,2 4,0 Bahia 22,9, 9,2 44,00 44,00 9,00 2,0 2,2 24,00 Ceará 0, 0,2,2 0,2 2 0,0 0,2 2 0,0 2 0,0 0,2 Pernambuco 0, 0,2,2 0,2 2 0,0 2 0,0,2 0,2 0,2 Rio Grande do 2 0,0 0,2 2 0,0 0,2 0,2 0,2 2 0, Norte Sergipe 0,0 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - - Acre 4 0,4 0,2 4,00 0,2 2 0,0 0, 4,00 0, 0,2 Amazonas 0, 0,2,2 0,2 2 0,0 0,2 4,00 0, 0,2 Maranhão 0,0 0,2 0, 0,2 0,2 0,2 0,2 0, - - Rondônia 0,0 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 - - Tocantins 0,2 0,2,0 0,2 0, 0,2 2 0,0 2 0,0 - - Espirito Santo 2 4,24 4,2,2 2,0 0,0,, 2,00,2 Minas Gerais 40 4,2 90 4,0 0 2,0 04 2,00 9,0 42, ,0 9 4, 9 4,2

7 São Paulo 0,2 2 0,0, 0,,0 2 0,0, 2,00 0,2 Paraná 4 2, 0 2,0 0,0 4,00 2,2,2 24,00 4,0 4,2 Rio Grande do Sul 422 4,4 4,0 4 0,2 9,2 2,0 4,0 2 20,0,0 4,00 Santa Catarina,0 24,00, 9,00 9,2 22,0 29,2 9 4, 2,0 Total Tabela. Distribuição de frequência das variáveis morfológicas e ecogeográfica na coleção base e em cada coleção nuclear formada em função da escolha dos acessos tradicionais de feijoeiro comum, pelo fenótipo grupo de cor como grupo principal. Tamanho de Hábito de crescimento Grupo de cor grão Coleções HC HC 2 H HC C 4 H HC C G GC C 2 G GC GC C 4 G GC C G GC GC C 9 0 Base Acaso Acaso Shanonn Acaso Shanonn G C GC 2 P M G M G Região Geográfica CO ND NO SD SU

8 Shanonn 9 Acaso Acaso 2 Ecogeográfico Multi-estratificada Acaso Base Coleções Acaso Acaso DF G O Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Estado da Federação Classe de solo M M S T AL BA CE PE RN SE AC A M M A RO TO ES M G SP PR R G SC S S2 S S4 S S S S S

9 Shanonn Acaso Shanonn Shanonn Acaso Acaso Ecogeográfico Multi-estratificada Acaso Base Coleções Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Classe de solo (continuação S S S S S S S S S S S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S Altitude A A2 A A4 A A A A A A 0 A 0

10 Acaso Acaso Shanonn Acaso Shanonn Shanonn Acaso Acaso Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Ecogeográfico Multi-estratificada Acaso

11 Tabela 4. Distribuição de frequência das variáveis morfológicas e ecogeográfica na coleção base e em cada coleção nuclear formada em função da escolha dos acessos tradicionais de feijoeiro comum, pelo dado ecogeográfico estado da federação como grupo principal. Coleções Tamanho de Hábito de crescimento Grupo de cor Região Geográfica grão HC HC HC HC HC HC GC GC GC GC GC GC GC GC GC GC GC GC M P M G CO ND NO SD SU G Base Acaso Acaso Shanonn Acaso 4 Shanonn Shanonn Acaso

12 Acaso Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Ecogeográfico 4 Multi-estratificada Acaso Estado da Federação Coleções DF GO MS M T AL BA CE PE RN SE AC A M M A RO TO ES M SP PR RG SC G Base Classe de solo S S2 S S4 S S S S S9 9 4 Acaso Acaso Shanonn Acaso Shanonn Shanonn

13 4 Acaso Acaso Ecogeográfico Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Multi-estratificada Acaso Classe de solo (continuação Altitude Coleções S S S S S S S S S S S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 A A2 A A4 A A A A A9 A A Base Acaso Acaso

14 Shanonn Acaso Shanonn Shanonn Acaso Acaso Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Ecogeográfico Multi-estratificada Acaso Tabela. Validação das coleções propostas segundo cada método e com escolha dos acessos tradicionais de feijoeiro comum, pelo fenótipo Coeficiente de diversidade Coeficiente de similaridade (% Índice de diversidade (H' fenotípica Coleções Fenótip Ecogeográf Fenóti Ecogeográfic Fenóti Ecogeográf Ecogeográfi Ecogeográfi o ico po o po ico Ecogeográfi co co co Base 00,00 00,00 00,00,00,00,00,4,, Acaso 00,00,00 92,0 0,99,0,00,4,2, 00,00,40 92,20,0,00,00,4,, 00,00,0 9,0,04,0,0,,94, Acaso 00,00,0 9,40,09 0,99,04,,, 00,00,40 92,20,0 0,9,0,9,9,

15 00,00 9,90 94,0,,0,0,,92, Shanonn Acaso 00,00,00 92,0,0,00,0,4,0,9 Shanonn 00,00,40 9,0,0,00,02,,2, Shanonn 00,00,0 9,0,0,0,0,,9,9 ÍndiceShanonn Acaso 00,00 9,40 94,00,0,0,0,0,4, ÍndiceShanonn 00,00,40 92,20,0 0,99,0,2,, ÍndiceShanonn 00,00,0 9,0,0,0,0,,90, Acaso 00,00,40 9,0,0,0,0,4,, 00,00,0 92,90,0,00,0,2,2,4 Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Ecogeográfico 00,00 00,00 00,00,4,09,,4 2,,9 Multi-estratificada 00,00 9,0 9,0,,0,09,,9,4 Amostragem ao Acaso 00,00,00 92,00 0,99,02,0,4,, Tabela. Validação das coleções propostas segundo cada método e com escolha dos acessos tradicionais de feijoeiro comum, pelo ecogeográfico Coeficiente de diversidade Coeficiente de similaridade (% Índice de diversidade (H' fenotípica Coleções Fenótip Ecogeográf Fenótip Ecogeográfic Fenótip Ecogeográfic Ecogeográf Ecogeográfic o ico o o o o Ecogeográfic o ico o Base 00,00 00,00 00,00,00,00,00,4,, Acaso 00,00 9,0 9,90,02,0,0,4,,9 9,20 9,20 9,20,00,0,00,44,, 00,00 99,0 99,0,0,0,0,4,90, Acaso 00,00 9,0 9,90,0,2,0,4 2,9, 00,00 99,0 99,0,0,2,0,4 2,2, 00,00 00,00 00,00,0,,0,4 2,2,9 Shanonn Acaso 00,00 9,20 9,40,0,09,0,4 2,04,

16 Shanonn 00,00 9,0 9,90,00,09,0,44 2,0, Shanonn 00,00 99,0 99,0,00,09,0,4 2,0,0 ÍndiceShanonn Acaso 00,00 9,20 9,40,0,0,0,4 2,,2 ÍndiceShanonn 9,20 9,0 9,0,0,,0,4 2,2,2 ÍndiceShanonn 00,00 99,0 99,0,00,,0,44 2,4, Acaso 00,00 00,00 00,00,00,04,0,4,9,4 94,40 00,00 9,0,02,0,0,4,9, Estratégias considerando dados de fenótipo e ecogeográfico conjuntamente Ecogeográfico 00,00 00,00 00,00,4,09,,4 2,,9 Multi-estratificada 00,00 9,0 9,0,,0,09,,9,4 Amostragem ao Acaso 00,00,00 92,00 0,99,02,0,4,, Fonte Financiadora: Embrapa