ANÁLISE GENÉTICA PARA COMPRIMENTO DO HIPOCOTILO EM SOJA

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1 ANÁLISE GENÉTICA PARA COMPRIMENTO DO HIPOCOTILO EM SOJA GENETIC ANALYSIS FOR HYPOCOTYL LENGTH IN SOYBEAN Alex Júnio de Oliveira Santana (1) Ana Paula Oliveira Nogueira (2) Bruno de Moraes Nunes (3) Fernanda da Silva Bernardes (4) Flaviani Gabriela Pierdoná (4) Bruna Alves Mundim Borges (5) Jade Alves Martin (6) Arthur Felipe Eustáquio e Silva (6) Resumo Através de análises genéticas é possível obter bases para os melhoristas a obter parâmetros que irá auxiliar o melhoristas na tomada de decisão durante o processo seletivo. Nos programas de melhoramento uma das formas de se aumentar a variabilidade genética é a partir da hibridização onde a partir do avanço de gerações são desenvolvidas populações com variabilidade genética, para a aplicação de métodos apropriados de avaliação e seleção de caracteres superiores. O hipocótilo é uma das principais estruturas que colaboram com a emergência dos cotilédones e do epicótilo. Dada esta importância este presente trabalho teve por objetivo realizar a análise genética para o comprimento do hipocótilo a partir de uma população segregante de soja. O experimento foi realizado em campo, localizada na estação experimental Fazenda Capim Branco pertencente à Universidade Federal de Uberlândia, Minas Gerais. As cultivares comerciais BRSGO 7560 e BMX Desafio foram utilizadas para o cruzamento biparental. Os cruzamentos, para a obtenção das sementes da geração F1, através de hibridizações, foram feitos em casas de vegetação no ano agrícola de O avanço para obter a geração F2 e os retrocruzamentos foram realizados em 2017.Foi possível observar que as estimativas dos parâmetros genéticos para comprimento do hipocótilo mostraram alto componente ambiental na expressão fenotípica, havendo a probabilidade de baixos ganhos genéticos, assim sendo há baixas possibilidades de identificação de genótipos superiores para o comprimento do hipocótilo em gerações precoces em função da baixa herdabilidade e ainda foi estimado 77 genes que controlam a característica. Palavras-chave: Glycine max. Melhoramento. População segregante. Abstract Through genetic analysis it is possible to obtain bases for the breeders to obtain parameters that will assist the improvement of decision making during the selection process. In breeding programs one of the ways to increase genetic variability is from the hybridization where from the advancement of generations populations with genetic variability are developed for the application of appropriate methods of evaluation and selection of superior traits. 1 Mestrando em Agronomia pelo Instituto de Ciências Agrárias, UFU alexjunio315@gmail.com Cel: (34) ; 2 Professora associada ao Instituto de Ciências Agrárias, UFU; 3 Doutorando pelo Instituto de Ciências Agrárias, UFU; 4 Mestranda pelo Instituto de Ciências Agrárias, UFU; 5 Mestranda pelo Instituto de Genética e Bioquímica, UFU; 6 Graduando (a) em agronomia pelo Instituto de Ciências Agrárias.

2 Hypocotyl is one of the major structures that collaborate with the emergence of cotyledons and epicotyl. Given this importance, this work aimed to perform the genetic analysis for the length of the hypocotyl from a segregating soybean population. The experiment was carried out in the field, located at Fazenda Capim Branco experimental station belonging to the Federal University of Uberlândia, Minas Gerais. Commercial cultivars BRSGO 7560 and BMX Desafio were used for biparental crosses. The crosses to obtain the F1 generation seeds through hybridizations were made in greenhouses in the agricultural year of The advance to obtain the F2 generation and backcrossing were carried out in It was possible to observe that the estimates of the genetic parameters for hypocotyl length showed a high environmental component in the phenotypic expression, with the probability of low genetic gains, so there is a low possibility of identification of superior genotypes for hypocotyl length in early generations due to low heritability, and 77 genes that control the trait. Key words: Glycine max. Breeding. Segregating population. 1 Introdução A soja é uma das principais culturas atualmente produzida. Dada essa importância no cenário global, estudos genéticos são de suma importância para aumentar esses números. Com o auxilio do melhoramento genético é possível o desenvolvimento de cultivares que sejam cada vez mais produtivas e que possam atender às demandas do mercado atual. Os caracteres alvo de um programa de melhoramento podem ser diversos mas em em sua maioria os mais desejados são de herança poligênica, ou seja, governados por um grande número de genes e são altamente influenciados pelo ambiente o que contribui para a dificuldade do processo seletivo (Teixeira et al., 2017). Essa dificuldade pode ser superada através de análises genéticas que oferecem bases para os melhoristas que realizam este estudo para a obtenção de parâmetros e variâncias para entender o comportamento e a herança de determinado caráter de interesse. Nos programas de melhoramento uma das formas de se aumentar a variabilidade genética é a partir da hibridização que se trata da fusão de gametas geneticamente diferentes, que resulta em indivíduos híbridos heterozigóticos para um ou mais loci (BORÉM & MIRANDA, 2009). Partindo-se do cruzamento de parentais geneticamente distintos, são desenvolvidas populações com variabilidade genética, para a aplicação de métodos apropriados de avaliação e seleção de caracteres superiores. O caráter hipocótilo é uma das principais estruturas que colaboram com a emergência dos cotilédones e do epicótilo. Fatores como encrostamento do solo e profundidade de semeadura são fatores que contrariam a emergência ocasionando na redução populacional da lavoura dado o impedimento da elevação da plântula, desta forma um maior hipocótilo tende a superar estas limitações com maior facilidade.

3 Dada esta importância este presente trabalho teve por objetivo realizar a análise genética para o comprimento do hipocótilo a partir de uma população segregante de soja. 2 Material e Métodos O experimento foi realizado em campo, localizada na estação experimental Fazenda Capim Branco pertencente à Universidade Federal de Uberlândia UFU, no município de Uberlândia, Minas Gerais. As cultivares comerciais BRSGO 7560 e BMX Desafio foram utilizadas para o cruzamento biparental. Essas cultivares foram escolhidas devido a resistência à ferrugem asiática da soja apresentada pela BRSGO7560 e pela produtividade e precocidade apresentada pela BMX Desafio. Os cruzamentos, para a obtenção das sementes da geração F1, através de hibridizações, foram feitos em casas de vegetação no ano agrícola de O avanço da geração F1 para obter a geração F2 (população segregante) e os retrocruzamentos foram realizados em O conjunto de materiais utilizados, composto pelos genitores e as gerações deles obtidas, e a amostragem avaliada constam na Tabela 1. TABELA 1 - Populações e número de indivíduos em soja. Parental 1 (P1), Parental 2 (P2), Geração filial 2 (F2), Retrocruzamento 1 (RC1), Retrocruzamento (RC2). Populações P1 BMX Desafio P2 BRSGO 7560 F2 Autofecundação de F1 (BMX Desafio x BRSGO7560) RC1 BMX Desafio x F1 RC2 BRSGO7560 x F1 Nº indivíduos 42 plantas 43 plantas 457 plantas 47 plantas 30 plantas As avaliações foram feitas em plantas dispostas em campo em 14 linhas sendo estas espaçadas 0,5m entre si e com um espaçamento entre plantas de 0,3m. As plantas se encontravam em estádio vegetativo V2-V3, pela mensuração do comprimento do hipocótilo (CH) com o auxilio de uma régua graduada em centímetros. A partir dos dados obtidos dos genitores, das gerações F2 e retrocruzamentos 1 e 2, foram feitos estudos com médias e variâncias, e calculado herdabilidade no sentido amplo e restrito, variância aditiva e número de genes relacionados às características. As análises estatístico-genéticas foram realizadas utilizando-se o programa computacional GENES (CRUZ, 2013). 3 Resultados e Discussão Como é possível observar na Tabela 2 os genitores não apresentaram uma alta divergência para o caráter CH evidenciada pela proximidade das médias e das variâncias. As

4 maiores variâncias foram evidenciadas na geração RC1 e também na F2 mostrando uma coerência dado ao fato desta ser a população com a maioria dos loci segregantes. TABELA 2 - Estimativas de médias e variâncias para o comprimento do hipocótilo nas gerações Parental 1 (P1), Parental 2 (P2), Geração filial 2 (F2), Retrocruzamento 1 (RC1), Retrocruzamento (RC2). Geração Média Variância P1 1,88 0,46 P2 1,71 0,30 F2 1,62 0,50 RC1 1,48 0,50 RC2 1,66 0,43 Os parâmetros genéticos para o caráter CH na geração F2 estão apresentados na Tabela 3. Conforme Falconer e Mackay (1996) a herdabilidade (H²) é um parâmetro que expressa a proporção da variância fenotípica que é devido às causas genética e no presente estudo a estimativa deste parâmetro no sentido amplo foi de 0,24 para o diâmetro do hipocótilo em soja, sendo, portanto uma herdabilidade de baixa magnitude significando que a maior parte das variações fenotípicas são atribuídas à causas ambientais. Como relata Borém e Miranda (2009), a herdabilidade no sentido restrito é mais útil, uma vez que ela quantifica a importância relativa da proporção aditiva da variância genética, que pode ser transmitida para a próxima geração, neste caso foi de 0,12. TABELA 3 - Estimativas de parâmetros genéticos obtidos na geração F2 Parâmetros Estimativas Variância Fenotípica 0,50 Variância Genotípica 0,12 Variância Ambiental 0,38 Variância Aditiva 0,06 Herdabilidade Ampla 0,24 Herdabilidade Restrita 0,12 Número de Genes 77,0 Este valor também foi baixo e este fato indica que haverá dificuldade e baixa resposta na seleção de plantas superiores para o CH em gerações iniciais devendo esta ser realizada apenas em gerações avançadas exigindo maior tempo como pode ser observado em trabalho realizado por Nogueira et al. (2008) que ao avaliarem o comprimento do hipocotilo de 11

5 cultivares de soja em quatro épocas diferentes obtiveram valores de coeficientes de determinação genotípico (H²) oscilando de 71,09 e 98,19%. Cruz et al. (2004) recomendam cautela ao interpretar o número de genes (Tabela 3), pois o mesmo é apenas um indicio de uma natureza monogênica, oligogênica ou poligênica, neste estudo foi possível observar herança poligênica para o CH com 77 genes governando o comprimento do hipocótilo. Lightfoot et al. (2007) ao estudarem locus de caráter quantitativos (QTL) para o comprimento do hipocótilo em soja encontraram 2 QTL s (qhyl1 e qhyl2) relacionados com esta característica evidenciando seu caráter quantitativo. 4 Conclusão As estimativas dos parâmetros genéticos para comprimento do hipocótilo mostraram alto componente ambiental na expressão fenotípica, havendo a probabilidade de baixos ganhos genéticos considerando a seleção com base no fenótipo. Há baixas possibilidades de identificação de genótipos superiores para o comprimento do hipocótilo em gerações precoces em função da baixa herdabilidade. Foi estimado 77 genes que controlam a característica o demonstrando o teor poligênico do comprimento do hipocótilo. Referências BORÉM, A.; Miranda, G. V. Melhoramento de plantas. 5.ed. rev. e ampl Viçosa : UFV, p CRUZ, C. D. Programa Genes: Aplicativo computacional em genética e estatística. Versão Windows-2013,Viçosa, UFV. CRUZ C. D; REGAZZI A. J. CARNEIRO P. C. S Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. 3ed. Viçosa: UFV, 480p. NOGUEIRA, A. P. O.; SEDIYAMA, T.; CRUZ C. D.; REIS, M. S.; PEREIRA, D. G.; JANGARELLI, M. Novas características para diferenciação de cultivares de soja pela análise discriminante. Ciência Rural, v. 38, n. 9, p , LIGHTFOOT, D.; ALCIVAR, A.; JACOBSON, J.; RAINHO, J. Genetic Analysis of Soybean Plant Height, Hypocotyl and Internode Lengths. J Agric Food Environ Sci. v. 1, (2007). TEIXEIRA, F.G.; HAMAWAKI, O.T.; NOGUEIRA, A.P.O.; HAMAWAKI, R.L.; HAMAWAKI, C.L.; MATTOS, T.P.; SILVEIRA, I.C.; MEDEIROS, L.A. Inheritance of Precocity and of Agronomic Characters in Soybean. Genetics and molecular research v. 16, n. 4, 2017.