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Revista Ciência Agronômica

versão On-line ISSN 1806-6690

Rev. Ciênc. Agron. vol.43 no.3 Fortaleza jul./set. 2012

http://dx.doi.org/10.1590/S1806-66902012000300014 

FITOTECNIA

 

Divergência genética em genótipos de milho, no estado do Tocantins1

 

Genetic divergence in populations of maize, in Tocantins State, Brazil

 

 

Eliane Aparecida RotiliI,*; Leandro Lopes CancellierII; Michel Antônio DottoIII; Joênes Mucci PeluzioIV; Edmar Vinícius de CarvalhoIII

IUniversidade Federal do Tocantins, Avenida Rio de Janeiro, 296, Qd. 332 Lt 11, Centro, Gurupi-TO, Brasil, 77.402-970, elianerotili@yahoo.com.br
IIPrograma de Pós-Graduação em Agronomia/Fitotecnia/UFLA, Lavras-MG, Brasil, leandrocancellier@hotmail.com
IIIPrograma de Pós-Graduação em Produção Vegetal/UFT/Campus Universitário de Gurupi, Caixa Postal 66, Gurupi-TO, Brasil, micheldotto@hotmail.com, ed.vinicius_carvalho@hotmail.com
IVUniversidade Federal do Tocantins/Campus Universitário de Palmas, Caixa Postal 66, Palmas-TO, Brasil, joenesp@mail.uft.edu.br

 

 


RESUMO

Este trabalho objetivou avaliar a divergência genética em genótipos de milho no sul do estado do Tocantins. O experimento foi realizado no município de Gurupi - TO. As populações foram obtidas de 70 híbridos top cross pelo cruzamento de linhagens S6 com um testador, utilizando-se 11 cultivares como testemunha, totalizando 81 genótipos. O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados com duas repetições. As características avaliadas foram: altura da planta, altura da espiga, prolificidade, comprimento de espiga, diâmetro de espiga, peso de 100 grãos, peso hectolítrico e produtividade de grãos. A divergência genética foi avaliada por procedimentos multivariados como a distância generalizada de Mahalanobis e pelos métodos de agrupamento de otimização de Tocher e vizinho mais próximo. Encontrou-se divergência genética entre as populações estudadas promovendo a formação de grupos diferentes entre o método de Tocher e do vizinho mais próximo. As características produtividade e comprimento de espiga foram as que mais e menos, respectivamente, contribuíram na diversidade genética dos genótipos.

Palavras-chave: Zea mays. Plantas-melhoramento genético. Análise multivariada.


ABSTRACT

This study aimed to evaluate the genetic diversity in maize genotypes in the southern of Tocantins. The experiment was conducted at Gurupi - TO, Brazil. The populations were obtained from 70 top cross, with crossing the lineages S6 with a tester, and using 11 cultivars as a witness, totaling 81 genotypes. The experimental design was randomized blocks with two replications. The characteristics assessed were: plant height, ear height, prolificacy, ear length, ear diameter, weight of 100 grains, hectoliter weight and grain yield. Genetic divergence was assessed by multivariate procedures: Mahalanobis distance, clustering methods of Tocher and nearest neighbor. It was found genetic divergence among populations and the formation of non congruent groups between the method of Tocher and nearest neighbor. The yield grain was the major contributor to the genetic diversity and the ear length was the least.

Key words: Zea mays. Plant-breeding. Multivariate analysis.


 

 

INTRODUÇÃO

A cultura do milho nos últimos anos está sendo bastante explorada, mesmo com a evolução gradativa das quantidades produzidas e rendimentos obtidos. Entretanto, a produção de grãos por unidade de área ainda não traduz o potencial genético das cultivares disponíveis, levando a constantes buscas por alternativas que aumentem a produtividade (CUNHA et al., 2010).

A avaliação de linhagens com base no seu comportamento em combinações híbridas é uma das etapas mais importantes e dispendiosas do programa de híbridos. Entre os métodos desenvolvidos para facilitar essa avaliação destaca-se o uso de top cross, que representa o cruzamento de linhagens com um testador comum de base genética ampla, para avaliação da capacidade geral de combinação, ou base restrita, para avaliação da capacidade específica de combinação (MIRANDA FILHO; VIEGAS, 1987; SAWAZAKI et al, 2000).

Entre as decisões que os melhoristas de plantas tomam constantemente, uma das mais importantes é a escolha de populações para um programa de seleção, que deve ser a mais acertada, uma vez que escolha inadequada de população implicará em perda do tempo e dos recursos destinados ao melhoramento (FUZATTO, 2002).

O conhecimento da divergência genética fornece parâmetros para escolha de genitores que, ao serem cruzados, possibilitam maior efeito heterótico na progênie, aumentando as chances de obtenção de genótipos superiores em gerações segregantes. Tais estimativas são de grande utilidade nos programas de melhoramento e também na escolha de genitores para mapeamento de genes (BUZAR; OLIVEIRA; BOITEUX, 2007; PAIXÃO et al., 2008). Conforme Cruz e Carneiro (2003) a divergência genética é importante para o conhecimento da variabilidade genética das populações e possibilita o monitoramento de bancos de germoplasmas, pois gera informações úteis para preservação e uso dos acessos.

No estudo da diversidade genética de uma população, são utilizados caracteres agronômicos e morfológicos que, por sua vez, são submetidos às técnicas biométricas multivariadas, permitindo unificar múltiplas informações de um conjunto de caracteres (CRUZ; REGAZZI, 2004). Este trabalho objetivou avaliar a divergência genética em genótipos de milho no sul do estado do Tocantins.

 

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado no município de Gurupi, no Estado do Tocantins, situado a 11º43' de latitude Sul e 49º15' de longitude Oeste, numa altitude média de 300 m, solo do tipo Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico, com clima tropical semi-úmido classificado de AW (tropical de verão úmido e período de estiagem no inverno), a vegetação predominante é cerrado (87% de seu território) com a floresta de transição (13%) amazônica. A semeadura foi realizada no dia 11 de dezembro de 2008. Os tratamentos foram constituídos de 70 híbridos top cross obtido de cruzamento de linhagens S6 com um testador, que foi constituído de uma massa de grãos em igual proporção das linhagens, formando combinações híbridas, e 11 cultivares como testemunha, totalizando 81 genótipos (Tabela 1).

O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados com duas repetições. O espaçamento utilizado foi 0,9 m entre linha e as parcelas constaram de duas linhas de quatro metros lineares. Na instalação do experimento, foi utilizado o sistema de preparo de solo tipo convencional, com uma gradagem. O plantio das sementes e a adubação no sulco foram feitos manualmente. A adubação de plantio foi realizada utilizando 400 kg ha-1 de 5-25-15+0,5% Zn de NPK. Plantou-se o milho na parcela a fim de obter 55 mil plantas ha-1. A adubação de cobertura foi realizada aos 25 e 45 dias após o plantio, com 60 kg ha-1 de N em cada aplicação utilizando como fonte o sulfato de amônio. Os tratos culturais foram realizados de acordo com as recomendações técnicas da cultura (FANCELLI; DOURADO NETO, 2000).

As características avaliadas foram: altura da planta (AP) - foi medida, em centímetros, após o florescimento masculino, do nível do solo à inserção da folha bandeira; altura da espiga (AE) - foi medida, em centímetros, após o florescimento masculino, do nível do solo até a inserção da espiga superior no colmo; prolificidade (PROL) - foi obtida pela razão entre o número de espigas e respectivo número de plantas; comprimento de espiga (COMP) - comprimento em milímetros da base ao ápice da espiga; diâmetro de espiga (DESP) - diâmetro da parte mediana da espiga em milímetros; peso de 100 grãos (P100G) - peso em gramas, de amostras de 100 grãos, corrigido para 13% de umidade; peso hectolítrico (PH) - peso em gramas, de cem litros de grãos, corrigido para 13% de umidade; produtividade de grãos (PG) - foi obtida por pesagem dos grãos debulhados, em kg parcela-1, corrigidos para 13% de umidade em kg ha-1.

Na análise dos dados, foi realizada a análise de variância nas características para procedimento da análise da divergência genética, empregando-se as técnicas multivariadas. Na aplicação da técnica de agrupamento dos genótipos, adotou-se a distância generalizada de Mahalanobis (D2), como medida de dissimilaridade, levando em consideração o grau de dependência entre as variáveis estudadas. Com relação ao estabelecimento de grupos similares, foi aplicado o método hierárquico aglomerativo de otimização proposto por Tocher, cujos cálculos foram igualmente embasados na distância generalizada de Mahalanobis e o método do vizinho mais próximo. Para a realização das análises de variância, divergência genética e contribuição relativa das características utilizou-se o programa Genes (CRUZ, 2004).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Utilizando o Método de Tocher para o agrupamento de população em milho, a partir da avaliação de 81 genótipos foram encontrados 17 grupos (Tabela 2), sendo que os genótipos que fazem parte do mesmo grupo apresentam similaridade genética entre os mesmos. A análise de agrupamento tem por finalidade reunir por critério de classificação, os genitores (ou qualquer outro tipo de unidade amostral) em vários grupos, de tal forma que exista homogeneidade dentro do grupo e heterogeneidade entre grupos (CRUZ; REGAZZI, 2004; BERTAN et al., 2006). O grupo 1, foi formado por 41 genótipos, o qual destacou-se por apresentar um maior número de genótipos, indicando que 63% das cultivares, estão contidos no mesmo grupo.

Na busca de divergência genética entre as populações, a porcentagem elevada de genótipos similares, reduz a possibilidade de obtenção de híbridos interpopulacionais. Neste sentido, a escolha de populações de grupos que apresentem maiores divergências, podem ser usados na busca de cruzamentos contrastantes, pois podem explorar a heterose, mas para isso é necessário que a semente híbrida seja acessível, sobretudo no que se refere ao custo. A exemplo de populações, uma opção são os híbridos interpopulacionais, como indicado por Souza Sobrinho, Ramalho e Souza (2002).

Pelo método de Tocher (Tabela 2), os grupos de 2 a 5 apresentaram cinco genótipos, o grupo 6 apresentou quatro genótipos, o grupo 8 apresentou três genótipos, os grupos 7; 9 e 10 com dois genótipos e os grupos de 11 a 17 com um genótipo, mostrando que 41% dos grupos formados, apresentam apenas um genótipo, e de acordo com Vieira et al. (2005) grupos formados por apenas um indivíduo apontam na direção de que tais indivíduos sejam mais divergentes em relação aos demais. Isto facilita a projeção dos trabalhos de melhoramento, encontrando-se genótipos distintos para futuros cruzamentos. Neste sentido, há interesse na obtenção de populações distintas no programa de melhoramento de milho, aumentando as possibilidades de cruzamentos. Portanto, os genótipos dos grupos de 14 a 17, podem ser cruzados com os genótipos do grupo 1 (6; 44; 19; .... 30; 33; 17), obtendo-se assim, híbridos interpopulacionais para o desenvolvimento futuro de possíveis cultivares, pois tais cruzamentos poderão ser resultantes de genitores contrastantes.

O método do vizinho mais próximo identifica os genitores mais similares na matriz de dissimilaridade, os quais são reunidos para formar o grupo inicial (CRUZ; REGAZZI, 2004). A aplicação desse método resulta em um dendrograma, que permite identificar grupos homogêneos e tem como objetivo acumular as informações intra e inter grupos. A partir do dendrograma representativo das populações de 81 genótipos de milho (Figura 1), utilizando a linha de corte em 1,86, foi possível identificar a formação de vários grupos. O genótipo 61 foi o mais divergente formando o primeiro grupo, divergindo do restante do segundo grupo, formado a partir do genótipo 35, seguido dos demais grupos. A divergência do genótipo 61 também foi identificada pelo método de Tocher (Tabela 2), o qual encontra-se isolado dentro de apenas um grupo.

 

 

O estudo comparativo entre o método de Tocher e vizinho mais próximo revelou que 80% dos 41 genótipos que constituíam o grupo 1 oriundos do método de Tocher, os quais podem ser comparados pelo método do vizinho mais próximo (D2, significativo a 5%), indicando que o método do vizinho mais próximo, através dessa linha de corte pode apresentar uma maior diferenciação entre os genótipos deste estudo. O método de Tocher permitiu visualizar maior similaridade entre as populações utilizadas. Portanto, hibridação das linhagens do programa de melhoramento, através de cruzamentos top cross, promoveu a formação de genótipos divergentes, concordando com Arnhold et al. (2009) que considera o método de cruzamento top cross, como muito utilizado na seleção de linhagens para produção de híbridos em milho.

No caso em que se necessite de um método para avaliar a divergência genética com o objetivo de comparar os pares, em determinado genótipo nesta pesquisa, pode optar pela utilização do método do vizinho mais próximo, na perspectiva da busca em visualizar a divergência genética entre determinados genótipos dentro deste trabalho.

A Tabela 3 apresenta a contribuição das características para a divergência, observa-se que das oito características avaliadas, a característica que mais contribuiu para a divergência foi à produtividade (21,8%), já a característica que apresentou uma menor contribuição foi comprimento de espiga (6,9%). Estes dados diferem dos encontrados por Paixão et al. (2008) que analisaram a divergência genética em populações de milho e constataram que a característica mais importante no melhoramento que é a produtividade contribuiu em menor proporção na determinação da divergência genética. A identificação de genitores menos divergentes pode ser de grande valia em retrocruzamentos, quando se deseja recuperar características do parental recorrente. Porém, a maior contribuição relativa da característica produtividade é importante no estudo de populações, em função da escolha das mais divergentes, mas que apresentem elevada produtividade, sendo muitas vezes esta, a característica prioritária no melhoramento.

 

 

O método de Singh (1981), baseado em D2 de Mahalanobis, considera de menor importância características que expressam menor variabilidade. Sugere-se, portanto, que seja descartada neste caso, a variável comprimento de espiga (Tabela 3) que apresentou menor contribuição para a divergência. Conforme Alves et al. (2003), o grande interesse na avaliação da importância relativa dos caracteres reside na possibilidade de se descartarem características que contribuem pouco para a discriminação do material avaliado, reduzindo dessa forma, mão-de-obra, tempo e custo despendidos na experimentação. De acordo com Lopes et al. (2007), as relações entre as características de espigas são dependentes dos genótipos, e este fato pode complicar a tarefa dos melhoristas de plantas ao selecionar genótipos. Portanto, embora a contribuição relativa do comprimento de espiga tenha obtido um valor baixo, para outros estudos pode haver a necessidade desta informação. O comprimento médio de espiga é um dos caracteres que pode interferir, diretamente, no número de grãos por fileira e, consequentemente, na produtividade do milho (KAPPES et al., 2009). Coimbra et al. (2010) ao avaliarem genótipos de milho, na maioria das populações, também não encontraram diferenças significativas no comprimento de espigas.

 

CONCLUSÕES

1. Houve divergência genética entre os genótipos estudados;

2. Os métodos utilizados foram importantes para o estudo da divergência desta pesquisa;

3. As características produtividade e comprimento de espiga foram as que mais e menos, respectivamente, contribuíram na diversidade genética das populações.

 

AGRADECIMENTOS

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq - Brasil, pelo apoio financeiro. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES - Brasil, pela concessão das bolsas de mestrado e PNPD.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido para publicação em 07/10/2010; aprovado em 09/01/2012

 

 

* Autor para correspondência
1 Pesquisa desenvolvida junto a Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitário de Gurupi