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metadata.teses.dc.title: Estratégias de condução de populações segregantes utilizando o método BULK/F2 ou S0
metadata.teses.dc.title.alternative: Segregating population conduction strategies when applying the BULK/F2 or S0 method
metadata.teses.dc.creator: Pereira, Laís Andrade
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/9312115576261054
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Ramalho, Magno Antonio Patto
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Abreu, Ângela de Fatima Barbosa
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Bruzi, Adriano Teodoro
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Von Pinho, Édila Vilela de Resende
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Carneiro, José Eustáquio de Souza
metadata.teses.dc.subject: Feijão – Melhoramento genético
Feijão – Resistência a doenças e pragas
Feijão – Produtividade agrícola
Beans – Breeding
Beans – Disease and pest resistance
Beans – Agricultural productivity
Phaseolus vulgaris
metadata.teses.dc.date.issued: 26-Feb-2018
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
metadata.teses.dc.identifier.citation: PEREIRA, L. A. Estratégias de condução de populações segregantes utilizando o método BULK/F2 ou S0. 2018. 118 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.
metadata.teses.dc.description.resumo: Nos programas de melhoramento genético do feijoeiro e de outras espécies autógamas cultivadas no Brasil, o método do Bulk dentro de progênies F2 ou S0 (Bulk/F2) é amplamente utilizado. Embora o método tenha sido proposto há mais de sessenta anos, muito pouco tem sido discutido da sua base teórica, sobretudo a respeito do que ocorre em termo de frequência das diferentes combinações genotípicas, de variância genética e do efeito da seleção natural dentro das progênies ao longo das gerações de endogamia. Para responder inúmeras questões ainda pendentes com esse método, foi realizado o presente trabalho com os seguintes objetivos: utilizar os princípios Mendelianos, considerando um grande número de genes segregando, durante algumas gerações, para obter informações que possam auxiliar na racionalização da condução dos programas de seleção de plantas autógamas, por meio de simulação computacional. Verificar se existe variabilidade entre as plantas S0, e dentro das progênies dessas plantas com relação à resistência a Pseudocercospora griseola e Colletotrichum lindemuthianum; inferir se as plantas S0 eram, ou não, heterozigotas para os possíveis locos de resistência aos dois patógenos; e verificar se a frequência das plantas resistentes varia em função do momento da abertura do bulk. Avaliar se a variação liberada dentro das progênies conduzidas pelo método do bulk/F2 ou S0 é a mesma da que ocorre entre progênies; e verificar se a seleção natural atua para o caráter produtividade de grãos durante o avanço das gerações de endogamia. Para atingir esses objetivos foram conduzidos três atividades de pesquisa: a) Emprego da simulação para o entendimento do que ocorre entre e dentro das progênies em termos de frequência de locos em heterozigose ou homozigose e da variância genética. Para isso simulou-se um cruzamento bi-parental obtendo-se 2000 indivíduos na geração F2. A partir desses indivíduos foram obtidas 150 progênies F2:3 com 100 indivíduos em cada. Foram realizadas 1000 simulações nas gerações F2, F2:3, F2:5 e F2:8 considerando dois tipos de interação alélica: aditiva e dominância completa. A partir dessas simulações obteve-se a porcentagem de locos em homozigose e heterozigose, assim como a amplitude desse valores, considerando 10, 50, 100 e 200 locos para a população F2 e 10, 50 e 100 locos paras as progênies segregantes. b) Avaliar a existência de variação entre e dentro de progênies da seleção recorrente (SR) com relação à resistência à P. griseola, causador da mancha angular (MA) e C. lindemuthianum responsável pela antracnose (AT). Foram utilizadas progênies do décimo quarto ciclo (C.XIV) da SR. De cada uma das dez progênies S0:2 identificadas como mais produtivas na geração S0:1, foram colhidas dez plantas, progênies S2:3, cujas sementes foram armazenadas em câmara fria. O restante das plantas continuaram sendo avançadas até S0:5, quando foi aplicado o mesmo procedimento anterior, sendo obtidas progênies S5:6. As 100 progênis S2:3 e as 100 S5:6 foram multiplicadas por sucessivas gerações sendo obtidas progênies S2:6 e S5:8. Em experimentos separados para cada patógeno, os descendentes dessas progênies foram avaliados. As plântulas foram inoculadas com o isolado da raça 63-63 de P.griseola e da raça 65 de C. lindemuthianum. A partir das notas obtidas foram realizadas as análises de variância e estimados os parâmetros genotípicos e fenotípicos.c) Estimação de parâmetros genéticos e fenotípicos entre e dentro de progênies com diferentes níveis de endogamia e estrutura genética das populações para a produtividade de grãos no feijoeiro. Para isso foram utilizadas duas populações distintas, a primeira oriunda do décimo quarto ciclo do programa de seleção recorrente (SR) da UFLA (C.XIV), a segunda obtida a partir do cruzamento entre as linhagens Pérola e Madrepérola. Os procedimentos descritos para o experimento (b)foram aplicados também para a população biparental. Tendo como referência as três atividades, concluiu-se que: Como era esperado, a simulação computacional evidenciou com “n” genes o que ocorre quando se considera um gene. Cada planta F2 tem, em média, a mesma frequência de locos em homozigose e heterozigose que é esperada entre as plantas da população F2. A amplitude de variação entre o esperado e o observado reduz com o aumento do número de genes. Desta forma, a variabilidade liberada entre os descendentes de uma planta F2 é semelhante à existente entre plantas da população F2. Com um grande número de locos é impossível ter todos os genótipos esperados na descendência. Desse modo, fica evidente que a população F2 não precisa ser muito grande, pois acima de 20 locos segregando, por exemplo, o número de indivíduos que deve ser manuseado é fora das possibilidades de qualquer programa de melhoramento.Depreende-se que quando se utiliza o método bulk dentro de F2 , no final do processo, isto é, quando a frequência de locos em heterozigose tende para zero, tem-se uma mistura de linhagens com a mesma variabilidade da existente entre progênies e que foi explorada com a seleção.Desse modo, cabe ao melhorista decidir entre selecionar linhas puras dentro das progênies, ou se selecionar somente entre as progênies optando por uma mistura de linhas puras. Constatou-se que as progênies de SR da UFLA, C.XIV, têm variabilidade com relação à resistência aos dois patógenos avaliados, P. griseola e C. lindemuthianum. Essa variabilidade é detectada tanto entre plantas da população como entre descendentes de algumas plantas S0, indicando que estas provavelmente eram heterozigóticas. A frequência de progênies/plantas resistentes aos dois patógenos na população é alta, mesmo a seleção não tendo sido realizada especificamente para esses patógenos nos ciclos anteriores. O momento de abertura do bulk não altera expressivamente o resultado da severidade de ocorrência dos dois patógenos. Constatou-se que uma baixa precisão experimental associada a uma amostragem deficiente não possibilita obter estimativas da variabilidade genética entre e dentro das progênies como é, teroricamente, esperado no método do bulk/F2 ou S0. Todavia, o fato da população segregante ter frequência alélica igual ou diferente de 0.5 não afeta o que se espera com a variação entre e dentro de progênies utilizando o método do bulk/F2 ou S0.Em princípio, mesmo com apenas duas ou três gerações de diferença, tem-se evidências que a seleção natural atuou no sentido de manter as plantas/progênies com maior produtividade de grãos.Quando se usa o método do bulk/F2 ou S0 para caracteres controlados por muitos genes, no final do processo, pode-se optar por selecionar linhas puras dentro das melhores progênies F2 ou S0 ou, usar a mistura das linhas como se fossem uma multilinha.
metadata.teses.dc.description.abstract: In the breeding programs of bean and other autogamous species cultivated in Brazil, the Bulk method within F2 or S0 progenies (Bulk/F2) is widely used. Although the method has been proposed more than sixty years ago, very little has been discussed about its theoretical basis, especially regarding what occurs in frequency terms of the different genotypic combinations, genetic variance and the effect of natural selection within progenies along with generations of inbreeding. To answer many questions still pending with this method, the present work was carried out with the following objectives: to apply the Mendelian principles, using the bulk/F2 method, considering a large number of segregating genes, for some generations, to obtain information that can help in the autogamous plant selection programs; to verify if there is variability among S0 plants, and within the progenies of these plants with when evaluating the resistance to P. griseola and C. lindemuthianum, to infer if the S0 plants were or not heterozygous for the possible resistance to the two pathogens; and to verify if the resistant plants frequency varies as a function of the moment of bulk opening; was to show that the variation released within the progenies conducted by the bulk / F2 or S0 method is the same as that occurring among progenies, and to verify whether natural selection acts at grain yield as endogamy goes in the dry bean crop. To achieve these objectives, three research activities were carried out: a) Use of the simulation to understand what occurs between and within the progenies in terms of the frequency of loci in heterozygosis or homozygosis and genetic variance. A bi-parental crossing was made, obtaining 2000 individuals in the F2 generation. From these individuals, 150 F2:3 progenies with 100 individuals were obtained. A thousand simulations were performed in the F2, F2:3, F2:5 and F2:8 generations considering two types of allele interaction: additive and complete dominance. From these simulations, the percentage of loci in homozygous and heterozygosis, as well as the amplitude of these values, considering 10, 50, 100 and 200 loci for the F2 population and 10, 50 and 100 loci for the segregating progenies were obtained. b) Evaluate the existence of variation between and within SR progenies with respect to resistance to Pseudocercospora griseola, which causes angular leaf spot (ALS) and Colletotrichum lindemuthianum responsible for anthracnose (AT). Progenies from the fourteenth cycle (C.XIV) of RS were used. From each of the ten S0:2 progenies identified as most productive in the S0:1 generation, ten plants were harvested individually, progenies S2:3, and stored in a cold chamber. The remaining plants continued to be advanced to S0:5, when the same procedure was applied, and S5:6 progenies were obtained. The 100 S2:3 progenies and the 100 S5:6 progenies were multiplied by successive generations and S2:6 and S5:8 progenies were obtained. In separate experiments for each pathogen, the offspring of these progenies were evaluated. The seedlings were inoculated with the isolate of the race 63-63 of P.griseola and of the race 65 of C. lindemuthianum. c) Estimation of genetic and phenotypic parameters among and within progenies with different levels of inbreeding and genetic structure of populations for grain yield in common bean. For this, two distinct populations were used, the first one from the fourteenth cycle of the UFLA (C.XIV) recurrent selection program, the second obtained from the crossbreeding between the Pérola and Madrepérola lines. The procedures described for experiment (b) were also applied to the biparental population. With reference to the three activities, it was concluded that: As expected, computational simulation demonstrated with "n" genes what happens when a gene is considered. Each F2 plant has, on average, the same frequency of loci in homozygosis and heterozygosis that is expected between plants of the F2 population. The amplitude of variation between the expected and the observed reduces with the number of genes increase. Thus, the variability released among the offspring of an F2 plant is similar to that between plants of the F2 population. With a large number of loci it is impossible to have all the expected genotypes in the offspring. Thus, it is evident that the F2 population don’t need to be very large, since over 20 loci segregating, for example, the number of individuals that must be handled is out of the possibilities of any breeding program. It is understood that when using the bulk within F2 method, at the end of the process, that is, when the frequency of loci in heterozygosity tends to zero, there is a mixture of lines with the same variability of the existing progenies has been explored with the selection. Thus, it is up to the breeder to decide between selecting pure lines within the progenies, or selecting only progenies by choosing a mixture of pure lines. It was found that the UFLA’s RS progenies, C.XIV, have variability with regarding the resistance to the two evaluated pathogens, P. griseola and C. lindemuthianum. This variability is detected both among plants within populations and am ong descendants of some S0 plants, indicating that they were probably heterozygous. The frequency of progenies / plants resistant to both pathogens in the population is high, even though the selection was not performed specifically for these pathogens in previous cycles. The opening moment of the bulk does not significantly affect the occurrence severity of the two pathogens. It was found that a low experimental precision associated with a poor sampling does not make it possible to obtain estimates of the genetic variability among and within the progenies as it is terorically expected in the bulk / F2 or S0 method. However, the fact that the segregating population has allelic frequency equal to or different from 0.5 does not affect what is expected with variation among and within progenies using the bulk / F2 or S0 method. In principle, even with only two or three generations of difference, there is evidence that natural selection acted to maintain the plants/progenies with higher grain yield.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/28696
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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