Soybean genetic progress in Brazil: physiological and agronomic traits

Soybean (Glycine max L. Merrill) is one of the main crops in a global level, being used in the most diverse fields of agroindustry for being an excellent oil and protein source. Productivity of the crop in Brazil has increased considerably in the last decades, from 1748 kg ha-1 in the 1970s, to 3362 kg ha-1 in the 2016/17 crop season. In this sense, genetic progress researches of agronomic and physiological characters are of great value, since they can indicate new directions for the feature improvement of the culture. The objective of this study was to identify the genetic progress in agronomic and physiological characteristics of soybean in a historical series of cultivars released for cultivation in south Brazil. There were 29 soybean cultivars evaluated, which were released between years of 1965 to 2011. The experiments were conducted in Realeza – PR and Pato Branco – PR, in 2016/17 crop season. The used experimental design was the random block design with three replications. The experimental units were constructed with four lines of five meters long spaced in 0,5 m between lines, using 35 seeds m-2. Cultural practices were carried out in accordance with the technical recommendations for the culture. The results showed genetic gain of 39,42 kg ha-1 year-1 in the locals average. The moderns cultivars present higher values of biological yield (BY), harvest index (HI), number of pods per plant (NPP), and height of the bottom pod (HBP), in addition to presenting lower number of branches per plant (NBP), plant height (PH), and lodging score (LS). There was a reduction in the vegetative period of the modern cultivars, causing the relationship between the reproductive and vegetative (R/V) to be increased. Genetic progress was also observed for photosynthetic rate (Pn – r= 0,67**) and transpiration rate (Tr – r= 0,88**). However, for the traits of water use efficiency (WUE) and stomatal conductance (gs), no significant differences were found. Among the evaluated traits, BY, NPP, HI, R/V, and number of grains per pod (NGP) presented the highest associations with grain yield (GY), besides the physiological characters Pn, Tr, and indices of chlorophyll a and b (ICF a and b, respectively). Therefore, breeding strategies that maximize the R/V ratio, and also prioritize indirect selection through the HI, BY, and NPP traits, as well as the physiological ones of Pn, Tr, and ICF a and b, may contribute to increased genetic progress of the culture in the coming years.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A soja (Glycine max L. Merrill) é uma das principais culturas produzidas a nível mundial, sendo utilizada nos mais diversos ramos da agroindústria por ser uma excelente fonte de óleo e proteína. A produtividade da cultura no Brasil tem aumentado consideravelmente nas últimas décadas, passando de 1748 kg ha-1 na década de 1970, para 3362 kg ha-1 na safra 2016/17. Neste sentido, pesquisas com progresso genético de caracteres agronômicos e fisiológicos são de grande valia, pois podem indicar novos rumos para o melhoramento futuro da cultura. O objetivo deste estudo foi identificar o progresso genético em caracteres agronômicos e fisiológicos de soja, em uma série histórica de cultivares disponibilizadas para cultivo na região Sul do Brasil. Foram avaliadas 29 cultivares de soja, disponibilizadas para cultivo entre os anos de 1965 e 2011. Os experimentos foram conduzidos em Realeza-PR e Pato Branco-PR, na safra agrícola 2016/17. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com três repetições. As unidades experimentais foram constituídas de quatro linhas de cinco metros de comprimento, espaçadas 0,5 m entre linhas, e com densidade de semeadura de 35 sementes m-2. Os tratos culturais foram realizados de acordo com as recomendações técnicas para a cultura. Os resultados mostraram ganho genético de 39,42 kg ha-1 ano-1 na média dos locais. As cultivares modernas apresentam maior rendimento biológico (RB), índice de colheita (IC), número de vagens por planta (NVP), e altura da inserção da primeira vagem (AIPV), além de apresentarem menor número de ramos por planta (NRP), altura (AP), e score de acamamento (SA). Houve redução no período vegetativo das cultivares modernas, fazendo com que a relação entre os períodos reprodutivo e o vegetativo (R/V) fosse elevada. Também foi observado progresso genético para taxa fotossintética (Pn – r= 0,67**) e taxa de transpiração (Tr – r= 0,88**). No entanto, para os caracteres eficiência de uso da água (WUE) e condutância estomática (gs), não foram constatadas diferenças significativas. Dentre os caracteres avaliados, o RB, NVP, IC, R/V e o número de grãos por vagens (NGV), apresentaram as maiores associações com o rendimento de grãos (RG), além dos caracteres fisiológicos Pn, Tr, e índices de clorofila a e b (ICF a e b, respectivamente). Portanto, estratégias de melhoramento que maximizem a razão R/V, e que priorizem a seleção indireta através dos caracteres IC, RB e NVP, além dos caracteres fisiológicos Pn, Tr e ICF a e b, podem contribuir para o aumento do progresso genético da cultura nos próximos anos