Genitores potenciais para hibridações identificados por divergência genética em feijão carioca

Bean parents for hybridization identified by genetic divergence in "carioca" bean

Genitores potenciais para hibridações identificados por divergência genética em feijão carioca

Bean parents for hybridization identified by genetic divergence in "carioca" bean

Nerinéia Dalfollo RibeiroI, ^*; Lindolfo Storck^II

^IEngenheiro Agrônomo, Doutor, Professor Adjunto, Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), 97105-900. Santa Maria, RS. E-mail: [e-mail]

^IIEngenheiro Agrônomo, Doutor, Professor Titular, Departamento de Fitotecnia, UFSM. Bolsista do CNPq

RESUMO

Noventa genótipos de feijão carioca (Phaseolus vulgaris L.) foram avaliados, em dois anos agrícolas, em Santa Maria, RS, a fim de definir quais características agromorfológicas constituem-se como melhores descritores, realizar agrupamento em função de dissimilaridade genética e de definir quais combinações híbridas mais promissoras serão obtidas para o desenvolvimento de populações segregantes. Dos 20 caracteres agromorfológicos avaliados, apenas nove (ferrugem nos legumes, acamamento, nota geral, cor do tegumento, rendimento de grãos, massa de 100 sementes, altura de inserção do primeiro legume, altura de inserção do último legume e número de sementes por legume) apresentaram maior contribuição para a divergência genética. Os genótipos de feijão carioca foram agrupados pelo método hierárquico de ligação completa. Populações segregantes, com variabilidade genética superior, podem ser obtidas com hibridações entre o genótipo ESAL 550 com genótipos do grupo 2 (LH-6, 17-4-32, R-78, H-4-5 e R-102) e/ou com genótipos do grupo 3 (FT 97-188, Cati-Taquari, CII-328, Carioca Precoce, FT 97-41, LH-11, FT 91-4067, Iapar 31, CI 102, Carioca MG, CII-54 e R-102).

Palavras-chave: Phaseolus vulgaris, descritores agromorfológicos, agrupamento, variabilidade genética.

ABSTRACT

Carioca bean genotypes (Phaseolus vulgaris L.) were evaluated in two growing seasons in Santa Maria, RS, Brazil. The objectives of this work were to evaluate which morpho-agronomic characteristics were the best descriptors, to group the genotypes in relation to genetic diversity and to determine which hybrid combinations are promissing to obtain higher segregation populations in carioca bean. From the 20 morpho-agronomic characteristics evaluated, only seven (pod rust, lodging, general note, colour of seed tegument, grain yield, 100 seed weight, height of first and final pod insertion and number of seeds per pod) showed higher contribution to genetic diversity. The evaluated carioca bean genotypes were clustered by the complete linkage method. The following hybrid combinations were promissing for obtaining segregant population with higher genetic variability: the genotype ESAL 550 with the genotype of the group 2 (LH-6, 17-4-32, R-78, H-4-5 e R-102) and genotype of the group 3 (FT 97-188, Cati-Taquari, CII-328, Carioca Precoce, FT 97-41, LH-11, FT 91-4067, Iapar 31, CI 102, Carioca MG, CII-54 and R-102).

Key words: Phaseolus vulgaris, morpho-agronomic descriptors, clustering, genetic variability.

INTRODUÇÃO

O feijão (Phaseolus vulgaris L.) tem origem múltipla e sua domesticação ocorreu independentemente, em locais distintos. O tamanho das sementes é a característica marcante no germoplasma que o dividiu em dois grupos: Mesoamérica (sementes pequenas) e Andes (sementes grandes) (McCLEAN et al., 1993).

Atualmente, no Brasil, há um grande número de genótipos com características distintas dos mais variados grupos comerciais (preto, carioca e outros). Embora exista preferência local por determinada coloração de sementes, o feijão carioca tem maior aceitação nacional e é o tipo de grão mais semeado no país. Desse grupo, a cultivar Carioca é responsável pela maioria da produção de grãos de feijão e qualquer nova cultivar deverá ter características de grãos semelhantes às da 'Carioca', para aumentar a sua probabilidade de aceitação por produtores e consumidores (ABREU et al., 1994). Por isso, esta foi muito utilizada como genitor em grande número de cruzamentos, até 1996, quando houve o lançamento da 'Pérola', gerando germoplasma aparentado (RIBEIRO, 2001). Além disso, sabe-se que a utilização de genitores não divergentes ou similares reduz as chances de obtenção de progressos na seleção, pois, além da perda de tempo com hibridações e condução de populações segregantes a campo, diminui a probabilidade de desenvolver uma cultivar superior, com características competitivas, para um mercado cada vez mais exigente.

Como o melhoramento do feijoeiro baseia-se, principalmente, na hibridação de cultivares e linhagens, gerando populações segregantes, em que se procede à seleção de linhagens superiores, torna-se importante o conhecimento da dissimilaridade genética entre os genitores. Em vista disso, estudos sobre divergência genética são de grande importância em programas de melhoramento, pois fornecem parâmetros para a identificação de genitores que, quando cruzados, possibilitam maior probabilidade de recuperar genótipos superiores nas gerações segregantes (CRUZ & REGAZZI, 1997).

A divergência genética tem sido avaliada por meio de técnicas biométricas, baseadas na quantificação da heterose, ou por processos preditivos. Dentro dos métodos fundamentados em modelos biométricos, cita-se a análise dialélica, na qual faz-se necessária a avaliação de 'p' genitores e de todas as suas combinações híbridas possíveis (p(p-1)/2) (CRUZ & REGAZZI, 1997). Assim, quando o valor de 'p' é elevado, a obtenção de material experimental pode ser impraticável e o estudo inviabilizado. Em feijão, associa-se ainda a hibridação manual controlada, técnica bastante meticulosa e dependente de vários fatores ambientais, além de habilidades manuais do operador.

Os métodos preditivos, por dispensarem a obtenção prévia das combinações híbridas, têm merecido considerável ênfase na cultura do feijoeiro. Esses métodos consideram as diferenças morfológicas, fisiológicas, entre outras, apresentadas pelos genitores na determinação da divergência genética (FONSECA & SILVA, 1997; COIMBRA & CARVALHO, 1999; COIMBRA et al., 1999; FONSECA & SILVA, 1999; COIMBRA et al., 2000; MACHADO et al., 2000).

Diante desses fatos, foram objetivos desse trabalho: determinar quais as características agromorfológicas constituem-se como descritores para genótipos de feijão carioca; agrupar os genótipos em grupos de dissimilaridade genética, através do método hierárquico de ligação completa; definir as combinações híbridas mais promissoras para o desenvolvimento de populações segregantes em feijão carioca.

MATERIAL E MÉTODOS

Os experimentos foram conduzidos em área do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, nos anos agrícolas 1998/99 e 1999/00, em solo da Unidade de Mapeamento Santa Maria (Brunizem Hidromórfico).

Os tratamentos consistiram de 90 genótipos de feijão carioca, sendo os genótipos com genealogia conhecida identificados na tabela 1. Para a escolha dos genótipos considerou-se a utilização das cultivares registradas para a semeadura e das linhagens homozigotas promissoras, provenientes de vários programas de melhoramento no Brasil.

O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados, com duas repetições. No primeiro ano, as parcelas foram compostas de uma fileira com 5m de comprimento, espaçadas de 0,50m, e com área útil de 2,5m². A semeadura foi realizada em 4/11/1998 e com densidade de 10 sementes por metro. No segundo ano agrícola, usaram-se parcelas compostas de duas fileiras de 3m de comprimento, espaçadas de 0,50m, e área útil de 3m². A semeadura foi em 27/10/1999, e a densidade foi ajustada de acordo com os diferentes hábitos de crescimento dos genótipos (CEPEF, 2000). O preparo do solo foi realizado de forma convencional e as adubações foram baseadas na análise química do solo, seguindo as Recomendações de Adubação e Calagem para os Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (ROLAS, 1995).

O controle de insetos foi efetuado com a aplicação de metamidofós (750mL ha^-1) e, para a eliminação de plantas invasoras usou-se o herbicida fusilade (850mL ha^-1) e arranquio manual de plantas remanecentes. Os tratos culturais e a irrigação foram realizados sempre que necessário, de forma a não prejudicar o desenvolvimento normal da cultura. Não se fez o controle de moléstias a fim de se verificar a ocorrência de patógenos nos genótipos.

Os caracteres agromorfológicos avaliados foram: estande inicial, antracnose (Colletotrichum lindemuthianum), crestamento bacteriano comum (Xanthomonas campestrispv. phaseoli) e ferrugem (Uromyces phaseoli var. typica) nas folhas e nos legumes (por ocasião da floração e da maturação fisiológica, respectivamente), acamamento, nota geral de adaptação, maturação de colheita, ciclo cultural e estande final. Essas avaliações foram baseadas nos estádios de crescimento da cultura segundo a escala proposta pelo CIAT (1987). O rendimento de grãos a 13% de umidade e a cor do tegumento das sementes, através do sistema L – a – b, com um colorímetro, marca Minolta, modelo CR-310, foram obtidos logo após a colheita. O eixo vertical 'L' avalia a claridade da cor do tegumento da amostra, variando do preto ao branco, o eixo 'a' da cor verde ao vermelho e o eixo 'b' da cor azul ao amarelo. Para o feijão carioca, importa a cor clara do tegumento das sementes, razão pela qual foram apresentados apenas os valores 'L'. As avaliações baseadas na média de cinco plantas coletadas ao acaso, na parcela útil, foram: altura de inserção do primeiro legume, altura de inserção do último legume, número de legumes por planta, número de sementes por planta, número de sementes por legume e massa de 100 sementes.

Os dados foram submetidos à análise da variância conjunta (90 genótipos, dois anos e dois blocos por ano), considerando anos, blocos, interação ano X genótipo e erro como sendo de efeito aleatório e genótipo de efeito fixo. As médias de genótipos foram comparadas pelo teste de Skott-Knott (RAMALHO et al., 2000). Com a utilização das matrizes das médias, das variâncias e covariâncias residuais das variáveis mais importantes para a divergência genética, procederam-se os cálculos das distâncias de Mahalanobis entre todos os pares de genótipos, sendo o agrupamento realizado pelo método hierárquico de ligação completa (CRUZ & REGAZZI, 1997; CRUZ, 2001).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O resumo das análises da variância, médias e coeficiente de variação para os 20 caracteres agromorfológicos estudados, envolvendo os 90 genótipos de feijão carioca, encontra-se na tabela 2. Diferenças significativas, entre genótipos, ocorreram em relação à maioria das características, exceto para moléstias (antracnose, crestamento bacteriano comum e ferrugem nas folhas), estande inicial e final, maturação e ciclo cultural e número de legumes e de sementes por planta. A não observância de diferenças significativas para moléstias deve-se ao fato de que, praticamente, não houve incidência de moléstias nos dois anos, pois as condições ambientais não foram propícias a sua ocorrência. Com relação ao estande inicial e final, observou-se homogeneidade para número de plantas, indicando uma boa emergência e pouca (11,1%) perda de plantas durante o desenvolvimento das plantas.

O fato da interação ano X genótipo ser significativa é prejudicial para o planejamento das hibridações e para a seleção de genótipos superiores. Mas, se os ensaios fossem realizados em um único ano, em quatro blocos, também haveria interação blocos X genótipos (estimado pelo erro experimental) e as médias e as medidas de dissimilaridades teriam validade apenas para aquele ano. Assim, na média de dois anos, os resultados devem ser mais representativos para o planejamento das hibridações, mesmo com interação significativa.

Para identificar os caracteres importantes para a discriminação da variabilidade genética entre os genótipos, considerou-se a exclusão de caracteres em que não houve efeito significativo para genótipos. Assim, dos vinte descritores agromorfológicos avaliados, apenas nove, os da tabela 3, foram utilizados para a estimação das dissimilaridades e para o agrupamento dos genótipos (Figura 1).

As médias dos caracteres agromorfológicos que foram usados para a análise de agrupamento, comparados pelo método de Skott-Knott, estão apresentados na tabela 3. O rendimento médio dos genótipos foi de 1.802kg ha^-1. Se considerarmos o fato de que apenas a 'TPS Bonito' está registrada para o cultivo no Rio Grande do Sul, para a safra 2000/01 (CEPEF, 2000), sendo, portanto, a única testemunha para esse grupo de grãos, verifica-se que 86 dos 90 genótipos a superaram em rendimento de grãos, em Santa Maria, nos anos agrícolas 1998/99 e 1999/00. A linhagem FT 97-188 superou em 290% a 'TPS Bonito' em rendimento de grãos, sendo que essa apresenta várias outras características de destaque, como a coloração clara do tegumento das sementes, maior massa de 100 sementes e número de sementes por planta.

Procedendo à análise dos resultados dos grupos de dissimilaridade, verifica-se que a formação de três grandes grupos pode ser obtida com distâncias próximas a 75% entre os mesmos (Figura 1). O grupo 1 (G1) constituído pelo genótipo ESAL 550, na parte inferior da figura. O grupo 1 (G2) constituído por 16 genótipos, R-244 até R-78 (do segundo até o décimo sétimo, de baixo para cima); e, o grupo 3 (G3), pelos demais 73 genótipos (ESAL 694 até CII-244). Como as hibridações promissoras devem ser planejadas entre genótipos dos três grupos dissimilares, ter-se-á que identificar, dentro de cada grupo, os genótipos com características que visam a complementar a formação da linhagem a ser obtida. O genótipo ESAL 550, única do grupo G1, tem como característica favorável o tamanho das sementes (maior massa de cem sementes). No grupo G2, os genótipos LH-6, 17-4-32, R-78, H-4-5 e R-102 possuem a coloração clara do tegumento das sementes (característico de feijão recém-colhido) que é uma característica de grande importância em programas de melhoramento de feijão carioca, pois quanto maior o valor de 'L', maior será a claridade do tegumento das sementes e, conseqüentemente, maior será sua aceitação comercial.

No grupo G3, os genótipos com destaque na produtividade de grãos (classes A, B e C do teste de médias) em ordem decrescente são: FT 97-188, Cati-Taquari, CII-328, Carioca Precoce, FT 97-41, LH-11, FT 91-4067, Iapar 31, CI 102, Carioca MG, CII-54 e R-102. Além do rendimento, o genótipo FT 97-188 têm características de altura de inserção de primeiro e de último legume favoráveis à colheita mecânica e os genótipos FT 97-188, Cati Taquari, Carioca Precoce, Iapar 31, Carioca MG e CII-54 têm maior número de sementes por legume.

CONCLUSÕES

Os caracteres incidência de ferrugem nos legumes, acamamento, nota geral, cor do tegumento ("L"), rendimento de grãos, massa de 100 sementes, altura de inserção do primeiro legume, altura de inserção do último legume e número de sementes por legume são os fatores que mais contribuem para a divergência genética entre os genótipos de feijão carioca.

Populações segregantes com variabilidade genética superior, podem ser obtidas com hibridações entre o genótipo ESAL 550 com genótipos do grupo 2 (LH-6, 17-4-32, R-78, H-4-5 e R-102) e/ou com genótipos do grupo 3 (FT 97-188, Cati-Taquari, CII-328, Carioca Precoce, FT 97-41, LH-11, FT 91-4067, Iapar 31, CI 102, Carioca MG, CII-54 e R-102).

Recebido para publicação 10.09.01

Aprovado em 29.05.02

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*

Autor para correspondência.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  03 Nov 2003
• Data do Fascículo
  Jun 2003

Histórico

• Aceito
  29 Maio 2002
• Recebido
  10 Set 2001