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Melhoramento genético para altos teores de ferro e zinco no feijoeiro

Publicado em 27/10/2017

A deficiência de ferro e de zinco atinge milhões de pessoas em todo o mundo e gera problemas de saúde pública. Uma das alternativas mais viáveis para minimizar este problema é a biofortificação e o feijoeiro-comum se destaca com uma cultura com amplo potencial para ser biofortificada. Os objetivos deste trabalho foram: i) verificar a importância do efeito genético (G), ambiental (E) e da interação G x E para teor de ferro (TFe) e teor de zinco (TZn) nos grãos de feijoeiro-comum e identificar as cultivares/linhagens que associem alto potencial para TFe, TZn, teor de proteína (TPt), produtividade (Prod) e massa de 100 grãos (M100); ii) verificar se existe relação genética entre estes caracteres; iii) obter, avaliar e selecionar populações segregantes de feijoeiro-comum promissoras para alto TFe e TZn, Prod e M100, iv) estimar a capacidade geral (CGC) e específica (CEC) de combinação de genitores para TFe e TZn, entender o controle genético e selecionar genitores; v) estimar parâmetros genéticos e selecionar linhagens para TFe, TZn, Prod e M100; vi) validar marcadores moleculares microssatélites (SSR), previamente identificados como ligados a QTLs para TFe e TZn em feijoeiro-comum, em populações de melhoramento, com alta média.

No primeiro estudo, para verificar a importância da interação G x E, avaliou-se o TFe, TZn, TPt, Prod e M100 de 34 genótipos em 19 ambientes. Realizaram-se análises de variância, análises de adaptabilidade e estabilidade pelo método de Nunes, além da estimação de correlações genéticas entre os caracteres. Houve diferenças significativas entre os genótipos para todos os caracteres. Os efeitos de ambientes e de interação foram significativos, sendo que o de ambientes representou a maior parte da variação total, 63% (TFe) e 65% (TZn), seguido pelo efeito de interação G x E, 18% (TFe) e 15% (TZn).

A cultivar BRS Sublime, de grãos tipo carioca, reuniu altos TFe, TZn, TPt, Prod e grãos com tamanho comercial, além de ampla adaptabilidade e estabilidade. As correlações genéticas entre TFe x TZn, TFe x TPt e TZn x TPt foram significativas e positivas, o que indica provavelmente a ocorrência de pleiotropia ou que alguns genes que controlam esses caracteres estejam ligados. Conclui-se que devido ao grande efeito ambiental influenciando TFe e TZn os ensaios de avaliação desses caracteres devem ser realizados em vários ambientes. No segundo estudo, foram obtidas e avaliadas 15 populações segregantes a partir de cruzamentos no esquema de dialelo completo entre seis genitores selecionados para altos TFe e TZn. As populações foram avaliadas em Santo Antônio de Goiás-GO, nas safras de inverno/2012 (F2), inverno/2013 (F3) e águas/2013 (F4), e em Brasília-DF, na safra das águas/2013 (F4). Os caracteres avaliados foram TFe e TZn, Prod e M100. Foram detectadas diferenças significativas entre as populações para todos os caracteres.

Com base na análise conjunta, para TFe os efeitos aditivos foram mais importantes e a linhagem G 2358 se destacou pela alta CGC (5,63). Para TZn, tanto os efeitos aditivos como os não aditivos foram importantes, entretanto nenhum genitor apresentou CGC significativa. As populações selecionadas simultaneamente para os quatro caracteres, com base na análise conjunta, foram Porto Real x G 2358, BRSMG Majestoso x G 2358, BRS Requinte x BRSMG Majestoso, Porto Real x BRS Requinte e Porto Real x BRSMG Majestoso. A população BRS Requinte x G 2358 é indicada para extração de linhagens com altos TFe e TZn.

Conclui-se que o genitor G 2358 possui grande potencial e deve ser utilizado em novos cruzamentos para aumentar o TFe nos grãos de feijoeiro-comum. A população BRS Requinte x G 2358, que apresentou ótimo desempenho para TFe e TZn, e a população BRS Requinte x Porto Real, selecionada simultaneamente para todos os caracteres, devem seguir no programa de melhoramento para extração de linhagens.

Na terceira etapa do trabalho, foram avaliadas 116 linhagens destas duas populações e cinco testemunhas, em delineamento experimental látice triplo 11×11, em três ambientes e foram avaliados TFe, TZn, Prod e M100. Foram realizadas análises de variância e estimação de parâmetros genéticos. Também foi realizada a genotipagem dos genitores e das linhagens destas populações com 20 SSR previamente identificados como ligados a QTLs de TFe e TZn e, posteriormente, realizada a análise de mapeamento por marca simples. Foram identificadas diferenças entre as linhagens em todos os ambientes para todos os caracteres. As estimativas de herdabilidade e de ganho esperado com a seleção indicaram a possibilidade de obtenção de ganhos genéticos para cada caráter isoladamente. Na seleção simultânea das linhagens para os quatro caracteres, com base na análise conjunta, os ganhos esperados com a seleção das 24 melhores linhagens foram de 4,7% para TFe, 2,8% para TZn, 3,9% para Prod e 0,9% para M100. Somente o marcador BM 154 foi polimórfico e apenas na população BRS Requinte x Porto Real.

A análise de mapeamento por marca simples mostrou associação apenas entre BM 154 e TFe, em um ambiente, que explica 14,5% da variação fenotípica. Conclui-se que há possibilidade selecionar linhagens que reúnam fenótipos desejáveis para os quatro caracteres de interesse e que, provavelmente os QTLs ligados aos marcadores testados já estão fixados e que há presença de interação de QTLs com ambientes.

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Fonte: UFG