Uma década de melhoramento do arroz de terras altas em Minas Gerais: do progresso genético aos impactos da interação genótipos × ambientes

dc.contributor.advisorBotelho, Flávia Barbosa Silva
dc.contributor.refereeNunes, José Airton Rodrigues
dc.contributor.refereeAndrade Júnior, Válter Carvalho de
dc.contributor.refereeFurtini, Isabela Volpi
dc.contributor.refereeRodrigues, Cinthia Souza
dc.creatorCardoso, Felipe Pereira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1626932490256232
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7510-9113
dc.date.accessioned2025-12-02T10:42:00Z
dc.date.issued2025-10-22
dc.description.abstractThe work brings together two complementary studies on upland rice breeding, based on a decade of data from the UFLA Genetic Breeding Program. We analyzed Value for Cultivation and Use (VCU) trials conducted between 2014/15 and 2023/24 across different locations in Minas Gerais, encompassing 74 elite lines evaluated in 26 experimental environments. The first study, using mixed models (REML/BLUP), quantified genetic progress in grain yield: the accumulated gain was ~430 kg ha⁻¹, equivalent to a 13% increase over the program’s baseline. Decomposition indicated that 62% of the gain arose from within-program advancement of superior lines, and 38% from the introduction of new genotypes, evidencing a balanced strategy between exploiting variability and renewing germplasm. Heritability of genotype means increased from ~0.20 to ~0.85, and selection accuracy from 0.45–0.67 to 0.92. The genotype × environment (GE) interaction accounted for 21–83% of phenotypic variance. The second study employed 26 quantitative environmental covariates for stratification. Climatic similarity (Environmental Kinship, KE) identified four mega-environments with significant yield differences among groups (p = 0.003; η² = 0.411). Principal component analysis explained 77.3% of environmental variation: PC1 was associated with water availability and PC2 with thermal conditions. In parallel, the GGE biplot arranged environments into three groups oriented by genotypic response, without consolidated statistical differences (p = 0.323). Global concordance between methods was moderate (42.3%), higher in ME2 (71.4%). Taken together, the findings indicate interannual variability as the dominant driver of GE, repositioning locations in environmental space. Lines G40, G47, G57, and G63 combined high yield and stability and remained under evaluation through the 2023/24 season. Practically, the results support integrating envirotyping and GGE biplot to guide strategic trial allocation, maintaining renewal rates around 30–35%, and applying stability indices within each mega-environment. These approaches provide a robust methodological basis for quantifying genetic progress and environmental stratification, with potential extension to other crops and regions.
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoEducação
dc.description.areastematicasdaextensaoTrabalho
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até novembro de 2026.
dc.description.odsODS 1: Erradicação da pobreza
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.odsODS 17: Parcerias e meios de implementação
dc.description.resumoO trabalho agrupa dois estudos complementares do melhoramento de arroz de terras altas, baseados em uma década de dados do Programa de Melhoramento Genético da UFLA. Foram analisados experimentos de Valor de Cultivo e Uso (VCU) conduzidos entre 2014/15 e 2023/24, abrangendo 74 linhagens elite avaliadas em 26 ambientes experimentais. No primeiro estudo, quantificou-se o progresso genético para produtividade de grãos: o ganho acumulado foi de ~ 430 kg ha⁻¹, equivalendo a 13% sobre a linha de base. A decomposição do progresso indicou que 62% do ganho veio do avanço interno de linhagens superiores, e 38% da introdução de novos genótipos, evidenciando estratégia equilibrada entre manutenção da variabilidade e renovação de linhagens. Observou-se aumento da herdabilidade média de ~0,20 para ~0,85 e da acurácia seletiva de 0,45 – 0,67 para até 0,92. A interação genótipos × ambientes (GE) explicou 21– 83% da variância fenotípica. O segundo estudo empregou 26 covariáveis ambientais quantitativas para clusterização ambiental. A similaridade climática (Environmental Kinship, KE) identificou quatro mega ambientes com diferenças significativas de produtividade (p = 0,003; η² = 0,411). A PCA explicou 77,3% da variação ambiental: PC1 associado à disponibilidade hídrica e PC2 às condições térmicas. Em paralelo, o GGE biplot organizou os ambientes em três grupos orientados pela resposta genotípica, sem diferenças estatísticas consolidadas (p = 0,323). A concordância global entre métodos foi moderada (42,3%), maior em ME2 (71,4%). Em conjunto, os achados indicam variabilidade interanual como modulador dominante da GE, reposicionando locais no espaço ambiental. As linhagens G40, G47, G57 e G63 combinaram alto rendimento e estabilidade e permaneceram até a safra 2023/24. Em termos aplicados, os resultados sustentam a integração entre envirotipagem e GGE biplot para alocação estratégica de experimentos, manutenção de taxas de renovação em torno de 30 – 35% e associação das metodologias para delineamento de mega ambientes. As abordagens propostas oferecem base metodológica robusta para quantificação de progresso genético e estratificação ambiental, com potencial de extensão a outras culturas e regiões.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationCARDOSO, Felipe Pereira. Uma década de melhoramento do arroz de terras altas em Minas Gerais: do progresso genético aos impactos da interação genótipos × ambientes. 2025. 82 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60493
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeInstituto de Ciências Naturais (ICN)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Biologia
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectArroz de terras altas
dc.subjectInteração genótipos × ambientes
dc.subjectMelhoramento genético vegetal
dc.subjectEstratificação ambiental
dc.subjectEnsaios agronômicos
dc.subjectProdutividade agrícola
dc.subjectUpland rice
dc.subjectGenotype environment interaction
dc.subjectPlant breeding
dc.subjectAgronomic trials
dc.subjectAgricultural productivity
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleUma década de melhoramento do arroz de terras altas em Minas Gerais: do progresso genético aos impactos da interação genótipos × ambientes
dc.title.alternativeA decade of upland rice breeding in Minas Gerais: from genetic progress to genotype × environment impacts
dc.typetese

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