Melhoramento genético para altos teores de ferro e zinco em feijoeiro-comum

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dc.contributor.advisor-co1Melo, Leonardo Cunha
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763166D1por
dc.contributor.advisor-co2Melo, Patrícia Guimarães Santos
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763166E8por
dc.contributor.advisor1Pereira, Helton Santos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4766267Z4por
dc.contributor.referee1Pereira, Helton Santos
dc.contributor.referee2Melo, Patrícia Guimarães Santos
dc.contributor.referee3Souza, Thiago Lívio Pessoa Oliveira
dc.contributor.referee4Rodrigues, Fabrício
dc.contributor.referee5Silva Filho, João Luiz da
dc.creatorDi Prado, Poliana Regina Carloni
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4260204Z4por
dc.date.accessioned2017-05-10T12:40:32Z
dc.date.issued2017-03-30
dc.description.abstractThe iron and zinc deficiency reaches millions of people worldwide, generating public health problems. One of the most viable alternatives to minimize this issue is the biofortification and the common bean stands out as a crop with wide potential to be biofortified. The objectives of this work were: i) to verify the importance of genetic (G), environmental (E) and G x E interaction effects for iron content (FeC) and zinc content (ZnC) in common bean grains and to identify the cultivars/lines that associate high potential for FeC, ZnC, protein content (PtC), yield and weight of 100 grains (W100); ii) to verify if exists genetic relation between these traits; iii) to obtain, evaluate and select promising common bean segregating populations for high FeC and ZnC, yield and W100; iv) to estimate parental general (GCA) and specific (SCA) combining ability for FeC and ZnC, aiming the understanding of genetic control and the selection of parental lines; v) to estimate genetic parameters and to select lines for FeC, ZnC, yield and W100; vi) to validate microsatellites molecular markers (SSR), previously identified as linked to QTLs for FeC and ZnC in common bean, in breeding populations, with high mean. On the first study, to verify the importance of G x E interaction, 34 genotypes were evaluated at 19 environments, assessing the FeC, ZnC, PtC, yield and W100. Combined analyses of variance, adaptability and stability analyses by Nunes graphical method were performed, in addition to the estimation of genetic correlations between the traits. There were significant differences between genotypes for all traits. The environment and interaction effects were significant, and the environment represented the most of total variation, 63% (FeC) and 65% (ZnC), followed by G x E interaction effect, 18% (FeC) and 15% (ZnC). The cultivar BRS Sublime, with carioca grains type, combined high FeC, ZnC, PtC, yield and grains with commercial size, in addition to wide adaptability and stability. The genetic correlations between FeC x ZnC, FeC x PtC and ZnC x PtC were significant and positive, indicating, likely, the occurrence of pleiotropy or that some genes that control these traits are linked. It is concluded that, due to the great environmental effect influencing FeC and ZnC the evaluation trials of these traits should be performed in multiple environments. On the second study, 15 segregating populations were obtained and evaluated from crosses on complete diallel design between six parental lines selected for high FeC and ZnC. The populations were assessed at Santo Antônio de Goiás-GO, on winter/2012 (F2), winter/2013 (F3) and rainy/2013 (F4) seasons, and at Brasília-DF, on rainy/2013 (F4) season. The traits evaluated were FeC and ZnC, yield and W100. Significant differences were detected between the populations for all traits. Based on the combine analysis, for FeC additive effects were more important and the line G 2358 stood out by its high GCA (5.63). For ZnC, both additive and non additive effects were important, however no parental line showed significant GCA. The populations selected simultaneously for all four traits, based on combined analysis, were Porto Real x G 2358, BRSMG Majestoso x G 2358, BRS Requinte x BRSMG Majestoso, Porto Real x BRS Requinte and Porto Real x BRSMG Majestoso. The population BRS Requinte x G 2358 is indicated for extraction of lines with high FeC and ZnC. It is concluded that the parental G 2358 has great potential and must be used in new crosses to increase FeC in common bean grains. The population BRS Requinte x G 2358, that presented excellent performance for FeC and ZnC, and the population BRS Requinte x Porto Real, selected simultaneously for all traits, must follow on the breeding program for lines extraction. On the third step of this work, 116 lines of these two populations and five controls were assessed, in a triple lattice experimental design 11x11, at three environments and FeC, ZnC, yield and W100 were evaluated. Analyses of variance and the estimation of genetic parameters were performed. It was also performed the genotyping of the parental lines and lines of these populations with 20 SSR previously identified as linked to FeC and ZnC QTLs and, later, it was performed the single marker mapping analysis. Differences were identified between the lines at all environments for all traits. The estimates of heritability and expected gain from selection indicated the possibility of obtaining genetic gains for each trait individually. On simultaneous selection of lines for the four traits, based on combined analysis, the expected gains from selection of the best 24 lines were 4.7% for FeC, 2.8% for ZnC, 3.9% for yield and 0.9% for W100. Only the marker BM 154 was polymorphic and only on population BRS Requinte x Porto Real. The single marker mapping analysis showed association only between BM 154 and FeC, at one environment, explaining 14.5% of the phenotypic variation. It is concluded that there is possibility on selecting lines that combine desired phenotypes for the four traits of interest and that, likely, the QTLs linked to the tested markers are already fixed and that there is the presence of QTLs x environments interaction.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-10T12:38:29Z No. of bitstreams: 2 Tese - Poliana Regina Carloni Di Prado - 2017.pdf: 2590293 bytes, checksum: eacbd356cd7945faefe77da9fdc3d322 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-10T12:40:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Poliana Regina Carloni Di Prado - 2017.pdf: 2590293 bytes, checksum: eacbd356cd7945faefe77da9fdc3d322 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoA 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 11x11, 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.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEGpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationDI PRADO, P. R. C. Melhoramento genético para altos teores de ferro e zinco em feijoeiro-comum. 2017. 131 f. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2017.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/7294
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia e Engenharia de Alimentos - EAEA (RG)por
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (EAEA)por
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectPhaseolus vulgaris L.por
dc.subjectBiofortificaçãopor
dc.subjectDialelopor
dc.subjectInteração de genótipos com ambientespor
dc.subjectMarcadores molecularespor
dc.subjectPhaseolus vulgaris L.eng
dc.subjectBiofortificationeng
dc.subjectDialleleng
dc.subjectGenotypes by environments interactioneng
dc.subjectMolecular markerseng
dc.subject.cnpqFITOTECNIA::MELHORAMENTO VEGETALpor
dc.thumbnail.urlhttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/retrieve/39076/Tese%20-%20Poliana%20Regina%20Carloni%20Di%20Prado%20-%202017.pdf.jpg*
dc.titleMelhoramento genético para altos teores de ferro e zinco em feijoeiro-comumpor
dc.title.alternativeGenetic breeding for high iron and zinc contents in common beaneng
dc.typeTesepor

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