Effect of genetic drift on quantitative traits in a maize (Zea mays L.) population

Plantas do híbrido F1 provenientes do cruzamento entre duas linhagens endogâmicas derivadas do composto ESALQ-PB2, de sementes brancas e ESALQ-PB3, de sementes amarelas, foram intercruzadas aleatória e manualmente para gerar a população parental ( F2 ) que originou o material experimental utilizado neste trabalho. Trinta subpopulações de tamanho N=5, foram tiradas aleatoriamente dessa população e reproduzidas isoladamente durante duas gerações. Posteriormente, essas subpopulações foram avaliadas com base no seu desempenho per se e em cruzamentos com seis testadores. Famílias de meios irmãos, também foram tiradas de cinco subpopulações e da população parental. As avaliações foram conduzidas nos locais de Piracicaba (ESALQ) e Anhembí. Os seguintes caracteres foram estudados: AP (altura da planta), AE (altura da espiga), NRP (número de ramificações do pendão), NEP (número de espigas por planta), REN (produção de espigas), CE (comprimento da espigas) e PE (perímetro da espiga). Dessas avaliações foram obtidas estimativas de médias per se , de depressão endogâmica, de capacidade geral de combinação e de variância genética aditiva. O objetivo deste trabalho foi explorar, mediante o uso dessas estimativas, a possibilidade de usar a amostragem como técnica auxiliar em programas de melhoramento para produzir endogamia, liberar variabilidade genética e promover o acúmulo diferenciado de fatores genéticos favoráveis entre subpopulações. Os resultados deste trabalho mostraram que a depressão por endogamia foi significativa (p ≤ 0,05) para os caracteres AP (-9,42%), AE (-12,22%), NRP (-20,0%) e. REN (-17,66%). Os desvios das médias das subpopulações em torno da média da população parental, estatisticamente significativos, foram negativos em 100% dos casos para AP, AE, NRP, NEP, REN e PE. Não obstante, para todos os caracteres, houve algumas subpopulações para as quais esses desvios foram nulos. Para o caráter REN, considerando os dois locais, 20,6% das subpopulações, em média, tiveram desempenho acima da população paarental. Para todos os caracteres as subpopulações diferiram em seus valores de capacidade geral de combinação. Para o caráter REN as subpopulações com estimativas positivas ( p ≤ 0,05 ), foram: as de número 01, 05 e 21 em Piracicaba-ESALQ e as de número 03, 10, 11, 21 e 27 em Anhembí. As subpopulações de número 10 e 21 tiveram bom desempenho per se e boa capacidade geral de combinação. A estimativa para a população parental foi negativa (p ≤ 0,05) em Piracicaba-ESALQ e não difiriu de zero (p ≤ 0,05) em Anhembí. A correlação para todos os caracteres entre o desempenho per se e as estimativas de capacidade geral de cominação, das subpopulações, foram baixas e estatisticamente não significativas (p ≤ 0,05 ). As variâncias fenotípicas das subpopulações e da população parental não diferiram entre si (p ≤ 0,05) segundo o teste de Qui-quadrado, exceto, para os caracteres REN e NEP. Os valores preditos e observados de variância genética entre famílias de meios irmãos foram semelhantes para os caracteres AP, AE, CE e PE. As diferenças em porcentagens foram: de -2,5, 12,3, -28,8 e -7,8, respectivamente. Visto que a amostragem provocou depressão por endogamia e, o surgimento de subpopulações com médias per se , estimativas de capacidade geral de combinação ou de variância genética aditiva, similares ou superiores à da população parental, conclui-se, então, que poderia ser utilizada como técnicaTwo inbred lines derived from the populations ESALQ-PB2 (white seed) and ESALQ-PB3 (yellow seed) were crossed and the F1 hybrid was randomly pollinated to obtain the F2 generation, which was used as the experimental material in this research. Thirty subpopulations of size N=5 were randomly taken from the F2 population and then isolately reproduced during two generations. Lately, those subpopulations were evaluated on the basis of their performance per se and in crosses with six testers. Half sib families were also randomly obtained from five subpopulations and from the parental population. Evaluations were carried out in two locations, Piracicaba-ESALQ-USP) and Anhembí. The following traits were studied: plant height (AP), ear height (AE), tassel branch number (NRP), number of ears per plant (NEP), ear length (CE) and ear perimeter (PE). For each trait, estimates of the subpopulation means ( per se ) inbreeding depression, general combining ability and additive genetic variance were obtained. The objective of this research was to explore, the possibility of using reduced sample sizes as an auxiliary technique in plant breeding programs in order to inbreeding homozygosis through to release genetic variability and to promote differentiated accumulation of favorable alleles among subpopulations. The results of this research showed inbreeding depression was significant (P≤0.05) for the traits AP (-9.42%), AE (-12.22%), NRP (-20.00%) and REN (-17.66% ). The deviations of subpopulations means in relation to the mean of the parental population, statically significants (P≤0.05), were negative for the 100% of the cases for AP, AE, NRP, NEP, REN and PE. However, for all the characters there were some subpopulations for which those deviates were null. For character REN, considering the two environments, 20.6% of the subpopulations showed a performance above the parental population. For all the traits the subpopulations differed in their general combining ability estimates. For character REN, the subpopulations with positive estimates (P≤0.05) were: those numbered as 01, 05 and 21 in Piracicaba-ESALQ and 03, 10, 11, 21 and 27 in Anhembí. The subpopulations of numbers 1 O and 21 had a good performance per se and good general combining ability. The estimate for parental population was negative (P≤0.05) in Piracicaba-ESALQ and not different of zero (P≤0.05) in Anhembí. The correlation between performance per se and estimates of general combining ability, of the subpopulations, were low and statically non significant (P≤0.05). The phenotypic variances of the subpopulations and the parental population were not different (P≤0.05) by the Chi-square test, except, for the characters REN and NEP. The predicted values and observed values for genetic variance among half sib families were similar for characters AP, AE, CE and PE, with deviations of the order of: -2.5%, 12.3%, -28.8% and -7.8%. Due to fact that sampling caused inbreeding depression and, originated subpopulations with per se means, general combining ability estimates or additive genetic variance, similar or higher than those of the parental population, it is concluded that the technique might be used in plant breeding programs