Análises biométricas e moleculares visando o desenvolvimento de linhagens de soja com alto teor protéico e produtivas - Piovesan, Newton Deniz (2008)
A melhoria do potencial produtivo das cultivares de soja é o principal objetivo de todos os programas de melhoramento genético conduzidos no país. No entanto, em alguns programas de melhoramento, o aumento do teor de proteína nos grãos vem também sendo privilegiado. Com o propósito de desenvolver variedades produtivas e com alto conteúdo de proteína, este trabalho teve como objetivos específicos: a) comparar diferentes estratégias de seleção para a predição de ganhos em produção de grãos (PROD), altura da planta na maturação (APM), número de dias para maturação (NDM), teor de proteína (PTN) e teor de óleo (OL); b) comparar diferentes critérios de seleção por meio de índices de seleção; e c) identificar marcadores SSR ligados a QTLs que contribuam para o aumento do teor de proteína em uma população de linhagens quase isogênicas (NILs). Para alcançar estes objetivos, foram utilizadas duas populações neste trabalho, a primeira chamada população de seleção foi derivada de retrocruzamento parcial envolvendo uma linhagem de alto teor protéico e uma possuindo resistência ao herbicida glifosato. Nesta população RC1F4 segregante, foram estimados os parâmetros genéticos e praticada a seleção durante três ciclos em função do ano agrícola. Na primeira etapa, utilizaram-se as seguintes estratégias: seleção entre (SE), seleção entre e dentro (SED), seleção massal (SM) e seleção combinada (SC). A herdabilidade no sentido restrito dentro apresentou reduzido valor para PROD (8,1%), comprometendo a eficiência de seleção em nível de indivíduo. Na segunda etapa, utilizaram-se 205 progênies, pré- selecionadas para PROD, na seleção simultânea de famílias para as características PROD, PTN e OL empregando os critérios de seleção baseados nos índices de Smith e Hazel (SH), Kempthorne e Nordskog (KN), Pesek e Baker (PB) e Pesek e Baker generalizado por Tai (PB-Tai). Correlações genéticas significativas só foram detectadas para PTN × OL com valor de -0,398. Foram selecionadas as 40 famílias que maximizaram os ganhos para PTN e que proporcionaram ganhos moderados em PROD e redução mínima em OL. O índice PB-Tai apresentou melhores predições, em função do objetivo proposto, com um ganho de 4,2%, 8,9% e -3,68%, enquanto a seleção direta para PTN proporcionou um ganho de 4,45%, 3,91% e -5,85% para PTN, PROD e OL, respectivamente. Na terceira etapa, procedeu-se à estimação dos parâmetros genéticos e à predição de ganhos tanto para PROD e PTN com informação de família e planta, empregando- se diferentes estratégias e critérios de seleção. Para PTN, a herdabilidade restrita entre foi de 60,7% (superior à restrita dentro que foi de 15,6%), o que revelou uma pequena superioridade dos ganhos proporcionados por estratégias que também empregam a informação do individuo. Nesta etapa, a combinação da seleção simultânea utilizando o índice clássico de Smith e Hazel com a seleção praticada entre e dentro proporcionou ganhos significativos para PTN e PROD, porém inferiores aos da segunda etapa devido à redução da variabilidade genética. O terceiro ciclo de seleção foi realizado no ano 2006/2007 em um ensaio utilizando o DBC com as 84 famílias RC1F4:6 selecionadas no primeiro e multiplicadas no segundo ciclo com o objetivo de aumentar PTN e PROD e reduzir NDM. Para este fim, utilizou-se a seleção simultânea baseada nos índices de SH, PB, KN e PB-Tai. Novamente o índice PB-Tai foi o critério de seleção mais indicado, pois proporcionou a seleção de um grupo de progênies que em média possuíam maior produtividade e menor ciclo do que a variedade comercial Monarca e outro grupo com maior PTN e menor NDM do que Monarca. Na segunda população, foi realizado um estudo de mapeamento para identificar marcadores SSR associados à QTLs que controlam o teor de proteína nos grãos de soja. Esta população chamada de população de mapeamento foi composta de 168 NILs (isolinhas na geração RC4F6) e foi obtida a partir de retrocruzamentos entre o genótipo com alto teor protéico BARC-8 com a variedade recorrente Monarca. De um total de 350 primers de microssatélites utilizados nos progenitores, apenas 20 foram polimórficos na população de NILs. Utilizando-se a análise de associação pelo método da ANOVA e regressão linear simples, foram encontrados dois marcadores (Satt 239 e Satt 384) associados à QTLs que explicavam 19,04% e 7,42% da variação do fenótipo. Empregando-se regressão linear múltipla com o procedimento stepwise, esses mesmos QTLs foram mantidos e explicaram 26,01% da variação fenotípica. Utilizando-se o mapeamento por intervalo simples no GL E, foi estimado o efeito aditivo do QTL (+ 0,54) na expressão do caráter e determinada a posição do marcador em relação ao QTL. Esta marca foi posicionada muito próxima ou coincidente do QTL, o que resulta em uma marca extremamente confiável para futuros trabalhos de seleção assistida.