Recurrent selection in common bean breeding: optimization of progeny selection and recombination stages

Os objetivos deste trabalho foram propor estratégias visando otimizar as etapas de seleção e recombinação de progênies em programas de seleção recorrente de plantas autógamas, aplicando-as no melhoramento do feijoeiro. Para isso, 380 progênies endogâmicas oriundas de 20 diferentes populações do ciclo I do programa de seleção recorrente para porte de feijão carioca da Universidade Federal de Viçosa foram avaliadas em dois ambientes, inverno de 2012 (progênies F2:3) e seca de 2014 (progênies F2:4), quanto aos caracteres arquitetura de plantas (ARQ), produtividade (PROD) e aspecto comercial de grãos tipo carioca (AG). Na predição dos valores genotípicos das progênies foi utilizada a estrutura aninhada de progênies às suas populações de origem. Na seleção das progênies, visando a extração de linhagens superiores e a recombinação, foi utilizado o índice FAI-BLUP. Observou-se variabilidade genotípica tanto entre quanto dentro das populações para os três caracteres nos dois ambientes considerados, justificando o uso da estrutura aninhada às populações de origem. Trinta e oito progênies, oriundas de sete populações diferentes, foram selecionadas apresentando ganhos médios preditos de -3,8%, 4,8% e -20,1% para ARQ, PROD e AG, respectivamente. As progênies selecionadas apresentaram diversidade genética tanto para os caracteres avaliados quanto ambientes testados, o que indica maior chance de sucesso de alguma linhagem extraída dessas progênies apresentar maior adaptabilidade em outros ambientes. Das 38 progênies selecionadas, 19 apresentaram ganhos em sentido favorável para as três características, sendo de elevado potencial para extração de linhagens superiores. Entretanto, nenhuma progênie apresentou ganho máximo predito para as três características, indicando a necessidade de recombinação para dar continuidade ao programa de seleção recorrente. A estratégia proposta para otimizar a recombinação das progênies de maior potencial, oriundas de cada população, priorizou tanto a diversidade genética quanto o desempenho médio das populações a serem obtidas no ciclo II, com ganhos preditos em sentido e magnitude favoráveis para a maioria das variáveis nas combinações recomendadas. As metodologias propostas mostraram-se promissoras visando otimizar as etapas de seleção e recombinação de progênies em programas de seleção recorrente do feijoeiro e de outras plantas autógamas.The objectives of this study were to propose strategies to optimize selection and recombination stages in recurrent selection programs for autogamous species, here applied to common bean breeding. With this in mind, 380 inbred progenies from 20 different populations of first cycle of common bean recurrent selection program from Universidade Federal de Viçosa (UFV) were evaluated at two environments, winter growing season of 2012 (F2:3 progenies) and dry growing season of 2014 (F2:4 progenies). The evaluated traits were: plant architecture (ARQ), grain yield (PROD) and appearance of carioca-type grains (AG). For prediction of progenies genotypic values, a nested structure of progenies within original populations was utilized. For progeny selection, aiming to obtain superior inbred lines as well as progeny recombination, FAI- BLUP index was used. Genotypic variability was observed within and among populations concerning all traits and environments evaluated, which justifies the adoption of the nested structure of progenies within populations. Thirty-eight progenies, from seven different populations, were selected with mean predicted genotypic gains of -3,8%, 4,8% and -20,1% for ARQ, PROD and AG, respectively. Genetic diversity was observed among the selected progenies for both considered environments, which increases the possibility to obtain any inbred line with greater adaptability to other environments. For 19 out of the 38 selected progenies were observed genotypic gains in favorable direction for all three traits. Therefore, these 19 progenies have great potential for the obtainment of superior inbred lines. However, maximum values of predicted gains for all traits were not observed, simultaneously, for none of the selected progenies, which indicates that recombination is necessary to continue the recurrent selection program. The proposed strategy to optimize the recombination of progenies of greatest potential of each population prioritized both genetic diversity and mean performance of the populations in the second cycle of recurrent selection program. Favorable magnitudes and directions for predicted genotypic gains were observed for most of the considered variables during crossing orientation. The proposed methodologies to optimize progeny selection and recombination stages are promising strategies for recurrent selection programs of common bean and other autogamous species.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic