Caracterização de germoplasma de trigo por meio dos caracteres adaptativos ciclo e estatura

Characterization of wheat germplasm through the cycle and height adaptive characters

Caracterização de germoplasma de trigo por meio dos caracteres adaptativos ciclo e estatura(¹)

Fernanda Bered(²), José Fernandes Barbosa Neto(³), Bibiana Mariano da Rocha(³), Diego Girardi Pegoraro(³), Elton Vacaro(³) e Fernando Irajá Félix de Carvalho(⁴)

Resumo ¾ A caracterização de variabilidade genética é essencial para qualquer programa de melhoramento. O conhecimento dos genótipos permite que o melhorista planeje seus cruzamentos objetivando a ampliação da variância genética. O objetivo deste trabalho foi caracterizar e agrupar o germoplasma de trigo disponível para o melhorista do Sul do Brasil através dos caracteres adaptativos ciclo e estatura. Foram avaliados 53 genótipos e evidenciada uma redução significativa dos dois caracteres analisados no decorrer das últimas décadas. O agrupamento dos genótipos revelou a formação de cinco grupos principais, constituídos, basicamente, de cultivares da mesma época de recomendação para cultivo.

Termos para indexação: Triticum aestivum, genótipos, variação genética, métodos de melhoramento.

Characterization of wheat germplasm through the cycle and height adaptive characters

Abstract ¾ Identification of genetic variability is crucial in any breeding program. The knowledge of genotypes helps the breeder in planning crosses aiming to increase genetic variance. The objective of this study was to identify and cluster useful wheat germplasm through the adaptive characters heading date and plant height. Fifty-three wheat genotypes which revealed a significant decrease of both characters in the last years were evaluated. The dendrogram clustered five groups composed mainly of cultivars of the same era of release.

Index terms: Triticum aestivum, genotypes, genetic variation, breeding methods.

Introdução

Desde o início do século XX, os principais cereais cultivados vêm sofrendo intensa manipulação humana a partir da hibridação artificial e seleção, com o objetivo de aumentar o rendimento de grãos. Como resultado, os melhoristas obtiveram um expressivo ganho genético na maioria das espécies. No caso do trigo, o ganho foi estimado em até 50%; entretanto, em virtude dos freqüentes e intensos ciclos de seleção, está ocorrendo uma redução da variabilidade genética (Rodgers et al., 1983). Não existe melhoramento sem a presença de variabilidade genética, e portanto ela deve ser conhecida e preservada. Coleções de germoplasma têm sido estabelecidas, em diferentes espécies, e revelam ser extremamente úteis como fontes de variabilidade genética à disposição do melhorista. No entanto, somente uma pequena porção das coleções tem sido caracterizada por meio de caracteres de importância agronômica (Zeuli & Qualset, 1987). Atualmente, há um interesse muito grande na caracterização da variabilidade genética de linhas puras (cultivares), pois o cruzamento artificial entre genitores de menor similaridade permite maior segregação e a combinação de diferentes alelos favoráveis (Beuningen & Busch, 1997). As relações genéticas entre cultivares podem ser estimadas de diferentes maneiras, inclusive por meio de caracteres de interesse agronômico. Essas relações podem ser observadas através de dendrogramas, os quais classificam os genótipos em grupos de similaridade genética (Souza & Sorrells, 1991).

Dois caracteres adaptativos vêm sendo modificados intensamente por parte dos melhoristas de trigo nas últimas décadas e podem ser utilizados para caracterizar a variabilidade genética da espécie: o ciclo e a estatura da planta. Esses caracteres são de fundamental importância e serviram como marco no melhoramento para que, a partir da década de 40, o trigo assumisse o ideotipo considerado ideal, ainda hoje, na Região Sul do Brasil: cultivares precoces e de estatura reduzida. A precocidade das novas cultivares possibilitou o aproveitamento imediato da terra para cultivos de verão, como o milho, feijão e soja (Lagos, 1983), e o porte baixo das plantas determinou um aumento de rendimento de grãos, pois proporcionou uma melhor colheita mecanizada, resistência ao acamamento, utilização de uma maior densidade de plantas e maior quantidade de adubo (Canci, 1996).

Os objetivos deste trabalho foram caracterizar germoplasmas de trigo de origens e épocas distintas a partir dos caracteres adaptativos ciclo e estatura; analisar o progresso genético e a modificação do ciclo e estatura ocorridos a partir da década de 30 até a atual, e verificar a variabilidade genética disponível mediante o agrupamento dos genótipos de trigo de acordo com os caracteres adaptativos.

Material e Métodos

Foram avaliados 53 genótipos de trigo (Tabela 1), incluindo linhagens e cultivares, de diferentes procedências e instituições e distintas épocas de lançamento em escala comercial, ou de identificação das linhagens (abrangendo as décadas de 30 a 90). Foram escolhidos genótipos atuais e antigos, todos importantes para o reservatório genético de trigo disponível para o melhoramento genético do Sul do Brasil. A semeadura foi realizada em três blocos casualizados, cada um contendo duas linhas de três metros de cada genótipo, com espaçamento de 30 cm entre elas. Os experimentos foram realizados nos anos agrícolas de 1997 e 1998 na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Eldorado do Sul.

Foram analisados os caracteres adaptativos ciclo e estatura das plantas de forma individual e, posteriormente, as médias foram utilizadas para a análise estatística. A seguir, foi realizada análise de variância em relação aos caracteres ciclo e estatura utilizando repetição, ano, genótipo e interação ano x genótipo como fontes de variação. As médias foram submetidas ao teste de Tukey e divididas em classes de até quatro desvios-padrão ao redor da média geral de cada caráter. Também realizou-se distribuição de freqüências, considerando as oito classes identificadas.

A análise de regressão foi realizada considerando o ano de lançamento ou de identificação dos genótipos e os caracteres adaptativos. Com o objetivo de construir uma matriz de similaridade entre os genótipos, as médias dos caracteres adaptativos foram comparadas pela distância Euclidiana, utilizando o programa NTSYS. Após, os genótipos foram agrupados de acordo com o método de agrupamento UPGMA, e foi gerado um dendrograma com os resultados obtidos. A formação dos grupos foi estabelecida a partir da média obtida pela distância Euclidiana entre os genótipos.

Resultados e Discussão

Houve diferenças entre os genótipos avaliados quanto aos caracteres ciclo e estatura (Tabela 2). A interação entre genótipos e anos também foi significativa, evidenciando o comportamento dos genótipos de forma distinta em diferentes ambientes. O Trintecinco formou um grupo distinto, considerando os dois caracteres, de genótipo mais tardio e de estatura mais alta (Tabela 3). Os genótipos, agrupados em classes, apresentaram uma distribuição semelhante à curva normal considerando os dois caracteres avaliados (Figura 1). De maneira geral, os genótipos mais antigos estão localizados na extrema direita das curvas, com ciclo tardio e estatura alta, entretanto alguns genótipos mexicanos da década de 70, como o Sonora 64 e Cajeme 71, destacaram-se por possuírem caracteres adaptativos desejáveis, sendo extremamente precoces e baixos, o que pode ser confirmado com o resultado do teste de Tukey, no qual esses genótipos estão agrupados isoladamente dos demais.

A análise de regressão quadrática, considerando o ano de lançamento dos genótipos, foi significativa para ambos os caracteres, revelando inicialmente um decréscimo acentuado no ciclo e estatura (principalmente até a década de 50) e, após, tendência à estabilização (Figura 2). Esses dados revelam o progresso genético obtido em relação aos dois caracteres estudados a partir da redução acentuada do ciclo e da estatura. A tendência à estabilização vem ocorrendo, provavelmente, em virtude da ocorrência de erosão genética e obtenção de genótipos, por parte dos melhoristas, de estatura e ciclo ideais para as condições de ambiente do Sul do Brasil. A erosão genética ocorre pelo sucessivo desenvolvimento de cultivares uniformes (Jaradat, 1991) e utilização constante dos mesmos genitores nos cruzamentos artificiais, buscando uma melhor capacidade combinatória e alta adaptabilidade, o que torna a base genética da espécie cada vez mais estreita (Franco & Carvalho, 1987).

O genótipo Trintecinco agrupou-se separadamente dos demais (grupo 1), confirmando as análises previamente realizadas (Figura 3). Os genótipos Bonaerense e Las Rosas Inta, ambos da década de 80, formaram o segundo grupo. O grupo 3 está constituído basicamente das linhagens provenientes da Cooperativa Central Agropecuária de Desenvolvimento Tecnológico e Econômico Ltda. (Coodetec), lançadas na década de 90, e também inclui os genótipos Sonora 64 e Cajeme 71, os quais se destacaram, a partir do teste de Tukey, respectivamente, como precoce e de estatura reduzida. No grupo 4 encontram-se grande parte das cultivares das décadas de 60 e 70, com algumas exceções, como o E7414, que se agregou com os genótipos do grupo 5. O grupo 5 constitui-se basicamente das cultivares das décadas de 80 e 90, principalmente aquelas provenientes da Fundação Centro de Experimentos e Pesquisa do Rio Grande do Sul (Fundacep), Coodetec e Embrapa.

Atualmente, a caracterização de germoplasma tem sido explorada de diversas formas. No entanto, muito pouco vem sendo realizado para a classificação dos genótipos considerando os caracteres de importância agronômica, embora represente pré-requisito para uma seleção eficiente de pais para o programa de melhoramento (Zeuli & Qualset, 1987). Segundo Beuningen & Busch (1997), apesar da ocorrência indesejável da interação genótipo x ambiente na avaliação de caracteres morfológicos quantitativos em trigo, esse tipo de estudo apresenta muitas vantagens, tais como a utilização de genótipos uniformes com caracteres altamente herdáveis e uma freqüente ocorrência de heterose quando cruzados genótipos diferenciados a partir de caracteres morfológicos.

Conclusões

1. Reduções expressivas na estatura das plantas e no ciclo vegetativo do trigo, ocorridas nas últimas décadas, permitem drástica modificação nesses caracteres de importância adaptativa.

2. É possível obter progresso genético nos caracteres avaliados em razão da presença de variabilidade genética que se verifica neles.

Referências

• BEUNINGEN, L. T. van; BUSCH, R. H. Genetic diversity among North American spring wheat cultivars: III. Cluster analysis based on quantitative morphological traits. Crop Science, Madison, v. 37, p. 981-988, 1997.
• CANCI, P. C. Caracterização de genes de pequeno efeito sobre o caráter estatura de planta em trigo (Triticum aestivum L.) Porto Alegre: UFRGS, 1996. 86 p. Dissertação de Mestrado.
• FRANCO, F. A.; CARVALHO, F. I. F. Progresso genético no rendimento do trigo e sua associação com diferentes caracteres sob variações ambientais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 22, n. 3, p. 311-321, mar. 1987.
• JARADAT, A. A. Phenotypic divergence for morphological and yield-related traits among landrace genotypes of durum wheat from Jordan. Euphytica, Dordrecht, v. 52, p. 155-164, 1991.
• LAGOS, M. B. História do melhoramento de trigo no Brasil Porto Alegre: Instituto de Pesquisas Agronômicas, 1983. 79 p. (Boletim Técnico, 10).
• RODGERS, D. M.; MURPHY, J. P.; FREY, K. J. Impact of plant breeding on the gain yield and genetic diversity of spring oats. Crop Science, Madison, v. 23, p. 737-740, 1983.
• SOUZA, E.; SORRELLS, M. E. Relationships among 70 North American oat germplasms: I. Cluster analysis using quantitative characters. Crop Science, Madison, v. 31, p. 599-605, 1991.
• ZEULI, P. L. S. S.; QUALSET, C. O. Geographical diversity for quantitative spike characters in a world collection of durum wheat. Crop Science, Madison, v. 27, p. 235-241, 1987.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  11 Jun 2002
• Data do Fascículo
  Fev 2002

Histórico

• Aceito
  02 Abr 2001