Metodologias de identificação e capacidade combinatória de linhagens duplo-haploides de milho

Abstract

A tecnologia de duplo-haploides é utilizada nos programas de melhoramento genético de milho para obtenção de linhagens, principal insumo para desenvolvimento de novas cultivares. Atualmente, a classificação de sementes haploides é baseada na análise visual, pelo marcador genético R1-navajo, o qual condiciona a presença de pigmentação púrpura no endosperma e a ausência de pigmentação púrpura no embrião. Em campo, plantas haploides e duplo-haploides podem ser identificadas por seu desenvolvimento lento e pela sua arquitetura, com porte baixo e folhas eretas e estreitas, em comparação com plantas diploides. No entanto, são importantes métodos alternativos que auxiliem na identificação de haploides e duplo-haploides antes do transplantio a campo, economizando tempo e recursos. A análise anatômica dos estômatos e a espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) associada a métodos de calibração multivariados são técnicas alternativas para identificação de haploides e duplo-haploides de forma rápida, porém é importante a validação destas metodologias para ajustes de protocolos e uso em larga escala. Outra questão relativa ao uso de linhagens DHs é que devido ao grande número de linhagens e pela variabilidade das progênies que podem ser obtidas pela tecnologia de duplo-haploides em um programa de melhoramento de milho, torna-se essencial a avaliação da capacidade combinatória (CC). A CC estima o potencial de um dado genótipo como genitor em uma série de combinações híbridas, assim como auxilia o melhorista na escolha de genitores com alto potencial genético. A CC é constituida pela capacidade geral de combinação (CGC) e pela capacidade especifica de combinação (CEC). A CGC determina o comportamento médio de uma linhagem em combinações hibrídas. E a CEC tem por finalidade identificar combinações hibridas superiores ou inferiores ao valor médio determinado pela CGC. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram: 1) Identificar pela anatomia foliar plântulas duplo haploides e diploides derivadas de genótipos-fonte de milho, com diferentes gerações (F 1 , F 2 e S 1 ); 2) Identificar e classificar, pelo método discriminante por quadrados mínimos parciais (PLS-DA) associado ao infravermelho próximo sementes haploides e diploides derivadas de diferentes genótipos-fonte, e; 3) avaliar linhagens duplo-haploides como genitoras com base na capacidade combinatória e no desempenho agronômico de seus híbridos. Para o estudo da anatomia foliar, foram avaliadas linhagens DH e falso-positivos (FP) derivadas de novegenótipos-fonte de milho tropical, com diferentes gerações (F 1 , F 2 e S 1 ). Para o estudo da espectroscopia do infravermelho próximo, foram realizados dois experimentos. No primeiro experimento foram analisadas sementes de milho haploides e diploides de quatro genótipos- fonte. E no segundo experimento foram avaliadas plantas diploides, haploides e duplo- haploides de 34 genótipos-fonte. Para avaliação da capacidade combinatória geral e específica foi analisado o desempenho agronômico de híbridos simples obtidos de linhagens duplo- haploides derivados de genótipos-fonte com diferentes gerações (F 1 , F 2 , S 1 ) em dois níveis de adubação. A área estomática se mostrou a característica mais eficiente para distinção entre linhagens DH e falso-positivos. O MicroNIR portátil, associado ao método PLS-DA, possibilitou a classificação de sementes e plantas haploides, e, plantas duplo-haploides. A avaliação de linhagens duplo-haploides com base no desempenho de seus híbridos permitiu selecionar genitores DHs com alto potencial como genitoras de cultivares superiores.