Genetic divergence and combining ability among soybean cultivars for fatty acid content

A obtenção de genótipos com teores modificados de ácidos graxos tem sido, marcadamente, um dos principais objetivos em programas de melhoramento de soja. A redução do teor de ácido linolênico, com o concomitante aumento do teor de ácido oléico, é considerada como a principal estratégia para tais programas, tendo em vista a obtenção de ganhos na qualidade do óleo. Não obstante, pouco progresso foi alcançado por meio de métodos de melhoramento convencionais, levando os melhoristas a optarem por diferentes tecnologias, como o uso de mutação induzida e a obtenção de variedades transgênicas. O entendimento e a quantificação do tipo de ação gênica é de fundamental importância para a obtenção de ganhos genéticos e, nesse sentido, pouco se conhece com relação aos teores de ácidos graxos. Com base em sete genótipos de soja com teores diferenciados de ácidos graxos, objetivou-se no presente estudo: (1) avaliar o potencial genético dos genitores; (2) realizar estudo de divergência genética com base nos teores de ácidos graxos e por meio de marcadores microssatélites; (3) avaliar a capacidade de combinação entre os genótipos utilizados, por meio de cruzamentos dialélicos, bem como quantificar os efeitos recíprocos na análise de sementes F 1 ; (4) identificar os cruzamentos de maior potencial com base nos parâmetros genéticos estimados. Os genótipos BARC-12, C2022, N85- 2124 e N85-2176 apresentaram o melhor desempenho quanto ao reduzido teor de ácido linolênico (≤ 4,0%). Os genótipos BARC-12 e N85-2176 apresentaram o teor de ácido oléico superior a 47,0%. A divergência genética entre os progenitores calculada com base nas distâncias generalizadas de Mahalanobis, evidenciou a formação de grupos divergentes entre os genótipos avaliados. As dissimilaridades moleculares estimadas pelo complemento do coeficiente de coincidência simples foram suficientes para a determinação de grupos coincidentes àqueles determinados pelas distâncias generalizadas de Mahalanobis, no entanto, não houve correlação entre as medidas de distâncias. Ação gênica aditiva e não-aditiva foram significativamente influentes na determinação dos teores de ácidos graxos havendo, no entanto, preponderância de ação aditiva. Efeito recíproco geral foi significativo para o teor de ácido oléico, indicando a influência de genes extranucleares de origem materna e paterna. Para o teor de ácido linolênico, verificou-se a influência da interação de genes nucleares e extranucleares. A presença de efeitos recíprocos pode indicar em maior ou menor escala a ação de efeito citoplasmático na determinação dos teores de ácidos graxos. Os progenitores N85-2124 e N85-2176 apresentaram a mais alta capacidade geral de combinação tanto para a redução do teor de ácido linolênico quanto para o aumento do ácido oléico. Tendo por base um programa de retrocruzamentos, os cruzamentos N85-2124 vs CS926602 e N85-2176 vs B412113 foram os mais recomendados, com base na média e na capacidade de combinação para o aumento do teor de ácido oléico. Da mesma maneira, os cruzamentos entre N85-2124 vs B412113 e N85-2176 vs CS92 6602 foram os mais recomendados para a obtenção de populações visando a seleção de genótipos com reduzido teor de ácido linolênico.The development of cultivars with modified fatty acid contents is one of the main goals of several soybean breeding programs. Reduction on linolenic acid and increase on oleic acid contents are pursued in these programs because these modifications lead to gain on oil quality. However, little progress has been achieved through conventional breeding methods. This fact has led to the use of alternative breeding strategies such as induced mutagenesis and transgenesis. Understanding and quantifying the type of gene action is of paramount importance to obtain genetic gain. However, little is known in this aspect in relation to fatty acid content. Based on seven soybean genotypes contrasting for fatty acid composition, this work aimed at: (1) evaluating the genetic potential of the progenitors used; (2) determining the genetic divergence based on the fatty acids content and through microsatellites markers; (3) evaluating the combining capacity and reciprocal effects in F 1 seeds using diallel crosses; (4) identifying the crosses with greater potential based on the genetic parameters estimated. The genotypes BARC-12, C2022, N85-2124 and N85-2176 presented better performance for reduced linolenic acid content (= 4%). The genotypes BARC-12 and N85-2176 presented an oleic acid content higher than 47%. The genetic divergence among the progenitors based on the Mahalanobis generalized distances lead to the clustering of divergent groups among the genotypes analyzed. Cluster analyses based on the molecular dissimilarities measured by the complement of the simple match coefficient lead to groups which were coincident with those obtained with data determined by the Mahalanobis generalized distances, however, there were no coincidences among the distances determined by the two methods. Both additive and non-additive gene actions affected significantly the fatty acid content, however, the additive component was the most preponderant. The general reciprocal effect was significant for oleic acid content indicating the influence of extranuclear genes on this character. The interaction between nuclear and extranuclear genes was observed on the determination of linolenic acid content. The presence of reciprocal effects are indicative of the cytoplasmic action on the determination of fatty acid content. The progenitors N85-2124 and N85-2176 showed the highest general combining capacity both for reduction of linolenic acid content and for the increase on oleic acid content. Being based on one it programs of backcross, the crosses N85-2124 vs CS926602 and N85-2176 vs B412113 were the most recommended based on the means and on the combination ability for high oleic acid content. In this way, the crosses N85-2124 vs B412113 and N85-2176 vs CS92 6602 were the most recommended for obtaining populations aiming the selection of genotypes with reduced linolenic acid content.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic