Recurrent selection with inbreeding in two maize populations: quantitative evaluation and perspectives for hybrid selection

O presente trabalho refere-se a: i) avaliação de progênies S1 no quarto ciclo de seleção recorrente com endogamia nas populações de milho ESALQ PB-2 C3 e ESALQ PB-3 C3, com ênfase na determinação da depressão por endogamia; ii) avaliação de "testcrosses" reciprocas de progênies S2 derivadas de ESALQ PB-2 C2 e ESALQ PB-3 C2, inferindo sobre a performance esperada de híbridos de linhagens endogâmicas. No primeiro conjunto de experimentos, foram avaliadas 200 progênies de cada população em dois locais: Ponta Grossa (PR) e Rondonópolis (MT); as populações base não endogâmicas (S0) e o híbrido comercial C511 foram incluídos. Para as populações bases ESALQ PB-2 e ESALQ PB-3, a depressão por endogamia [DE = (S̄1 - S̄o) / S̄o) estimada foi de -40,0% e -44,0% para produção de grãos (PG), -8,1% e -8,0% para altura de planta (AP) e -8,9% e -8,2% para altura de espiga (AE), respectivamente; os desvios (S̄1 - S̄o) / S̄o) foram apresentados graficamente, com limites inferiores de: -1,5% e -12,4% para PG; +13,4% e +15,6% para AP; e +18,0% e +16,6% para AE. Estimativas da média de uma amostra aleatória de linhas homozigotas, são também apresentadas. As estimativas de variância genética aditiva para ESALQ PB-2 (C3) e ESALQ PB-3 (C3) foram: 211 e 130 para PG (g/pl), 231 e 243 para AP (cm), e 131 e 105 para AE (cm), sob a suposição de igualdade de frequências alélicas (p = q = 0,5 para locos segregantes) e para as relações de Α2A : Α2 2D iguais a 2:1 para PG e 5:1 para AP e AE. Os coeficientes de variação genética foram da ordem de 15%, 7% e 9% para PG, AP, AE, respectivamente para as duas populações. No segundo conjunto de experimentos, 171 "testcrosses recíprocos (T) foram avaliados em um local (Cravinhos, SP), compondo 80 cruzamentos de ESALQ PB-2♀ x ESALQ PB-3♂ (T12) e 91 cruzamentos de ESALQ PB-3♀ x ESALQ PB-2♂ (T21), onde as fêmeas são representadas por progênies S2 individuais e os machos pela mistura de pólen das progênies S2 da população recíproca; o híbrido comercial C511 foi incluído como testemunha. As estimativas das médias do híbrido interpopulacional, em relação a testemunha, foram 97%, 102% e 106% para PG, AP e AE, respectivamente. Para a interpopulação, as estimativas de variância aditiva foram 304,240 e 144 para PG (g/pl), AP (cm) e AE (cm), respectivamente. Os progressos esperados com a seleção de híbridos simples (HS), híbridos triplos (HT) e híbridos duplos (HD) de linhagens completamente endogâmicas foram, respectivamente: 27,2%, 21,0% e 15,0%, para a relação Α2A : Α2 2D = 1:1; ·e 23,0%, 18,0% e 13,0% para a relação 2:1. Os progressos esperados com a seleção de híbridos são também apresentados para altura de planta, altura de espiga e para híbridos de linhagens com endogamia parcial. As médias preditas dos melhores "testcrosses" (progênies S2), HS, HT, HD (linhagem F=1) foram iguais a 130%, 154%, 145% e 137%, respectivamente, à produção da testemunha C511, para Α2A : Α2 2D = 1:1.The present work was carried out for: i) evaluation of S1 progenies in the fourth cycle of recurrent selection with inbreeding in the maize populations ESALQ PB-2 C3 and ESALQ PB-3 C3, with emphasis for inbreeding depression determination; ii) evaluation of reciprocal testcrosses of S2 progenies derived from ESALQ PB-2 C2 and ESALQ PD-3 C2, followed by inferences on the expected performance of hybrids from inbred lines. In the first set of experiments, 200 S1 progenies from each population were evaluated at two locations: Ponta Grossa (PR) and Rondonópolis (MT); the non- inbred (S0) base populations and the hybrid check C-511 were included. For the base populations ESALQ PB-2 and ESALQ PB-3, the inbreeding depression (I = (S̄1 - S̄o) / S̄o) was estimated as -40.0% and -44.0% for grain yield (GY), -8.1% and -8.0% for plant height (PH) and -8.9% and -8.2% for ear height (EH), respectively; the deviations (S̄1 - S̄o) / S̄o) were shown graphically and the lower limits were -1.5% and -12.4% for GY, +13.4% and +15.6% for PH and +18.0% and +16.0% for EH. Estimates of the expected mean of a random sample of homozigous lines, are also shown. The estimates of the additive genetic variance for ESALQ PB-2 (C3) and ESALQ PB-3 (C3) were: 211 and 130 for GY (g/pl), 231 and 243 for PH (cm) and 131 and 105 for EH (cm), under the assumption of equal alIeI frequency (p = q = 0,5 for segregating loci) and ratios of Α2A : Α2 2D of 2:1 for GY and 5:1 for PH and EH. The genetic coefficients of variation were of the order of 15%, 7% and 9% for GY, PH and EH, respectively, for both populations. In the second set of experiments, 171 reciprocal testcrosses (T) were evaluated at one location (Cravinhos, SP), comprising 80 crosses of ESALQ PB-2♀ x ESALQ PB-3♂ (T12) and 91 crosses of ESALQ PB-3♀ x ESALQ PB-2♂ (T21) where the females are represented by individual S progenies and the males by a mixture of S2 progenies for each population; the hybrid check C-511 was included. The estimates of the interpopulation hybrid means relative to check mean were 97%, 102% and 106% per GY, PH and EH, respectively. For the interpopuIation the estimates of the additive genetic variance were 304, 240 and 144 for GY (g/pl), PH (cm) and EH (cm), respectively. The expected gain from selection for grain yield of single-crosses (SC), three-way crosses (TC) and double crosses (DC) from completely homozygous lines were, respectively: 27.2%, 21.0% and 15.0% for the ratio Α2A : Α2 2D 1:1; and 23.0%, 18.0% and 13.0% for the ratio 2:1. Expected gains for hybrid selection are also shown for PH and EH and for hybrids from partially homozygous lines. The predicted mean of the best testcrosses (S2 progenies), TC and DC (inbred lines F=1) out yielded the check (C-511) mean by 130%, 154%, 145% and 137%, respectively, for the ratio (Α2A : Α2 2D)= 1:1