Genetic analysis of the stay green trait in maize using the design III

Diversas pesquisas têm reportado que o aumento da produtividade da cultura do milho se deve muito mais à tolerância a estresses abióticos do que a aumentos per se. O déficit hídrico é um dos mais importantes fatores envolvidos na redução de produtividade nessa cultura, mas devido à dificuldade de seleção direta para tolerância à seca, são empregados caracteres secundários como o caráter stay green ou senescência retardada de folhas e colmos. Todavia, estudos sobre a herança desse caráter são escassos na literatura. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo estudar a herança deste caráter em milho tropical, utilizando o delineamento III (Comstock e Robinson, 1952). A partir do cruzamento entre as linhagens endogâmicas L08-05F e L38-05D, foram obtidas 100 progênies F2:3, as quais foram retrocruzadas com cada um dos parentais, resultando em 200 progênies de retrocruzamento. Estas progênies foram avaliadas em dez ambientes, com duas repetições por ambiente, em Piracicaba SP, utilizando o delineamento ?-látice. A avaliação do stay green foi feita em dez plantas competitivas por parcela, 120 dias após a semeadura, utilizando uma escala de notas variando de 1 a 5, em que 1 correspondeu às plantas com todas as folhas acima e pelo menos duas folhas verdes abaixo da espiga e 5 à planta com todas as folhas secas. O caráter florescimento feminino foi avaliado e utilizado como covariável para ajuste das variações de maturação das progênies, e as médias das parcelas foram utilizadas para as análises. A estimativa da variância aditiva foi muito superior à de dominância e a variância da interação aditiva por ambiente apresentou maior magnitude que a variância aditiva. O tipo de ação gênica foi de dominância parcial, mas devido ao desequilíbrio de ligação da população, este pode estar superestimado. O coeficiente de herdabilidade em nível de plantas apresentou baixa magnitude (~25%) enquanto que em nível de médias a magnitude foi elevada (~70%). Estes resultados indicam que os efeitos aditivos são mais importantes que os dominantes no controle do caráter stay green e que os efeitos aditivos não são consistentes nos diversos ambientes de avaliação. Assim, o nível de heterose deve apresentar baixa magnitude, e a seleção fenotípica não pode ser realizada em nível de plantas, mas baseada em médias de experimentos com repetições, conduzidas em diversos ambientes para minimizar os efeitos destes e suas interações com os genótipos. A linhagem L08-05F apresentou maior nível de stay green que a linhagem L38-05D e, portanto, pode ser utilizada como fonte de alelos favoráveis para serem transferidos para outras linhagens visando aumentar o nível deste caráter em linhagens que apresentarem baixos níveis de senescência retardada.Several researches have reported that the increase in maize productivity could be attributed to the tolerance to abiotic stresses rather than to an increase on a plant productivity per se. Moisture stress is one of the most important stresses that reduce the maize productivity, but because of the difficulties for the direct selection for tolerance to moisture stress secondary traits as delayed senescence, also known as stay green trait, has been employed for this purpose. However, there is limited information reported on the inheritance of this trait. Thus, the objective of this research was to study the inheritance of the stay green trait in maize using the design III (Comstock and Robinson, 1952). One hundred F2:3 progenies were developed from a population derived from the cross between the inbred lines L08-05F and L38-05D; and these progenies were backcrossed to the inbred parents giving rise to 200 backcrossed progenies. These progenies were evaluated in ten environments, with two replications per environment, in Piracicaba City, São Paulo State, using the experimental design ?-lattice. The stay green trait was recorded in ten competitive plants per plot 120 days after sowing, using a scale with scores from 1 to 5, where score 1 was assigned to the plants with all leaves above the ear and at least two leaves below the ear green, and score 5 was assigned to plants with all leaves senescent. The trait days to silking was also recorded and used as covariate to adjust the maturation variation of the backcrossed progenies, and the mean of the plots was used for analysis. The estimate of the additive variance was quite larger than the dominance variance, the additive x environment variance was quite larger than the additive variance, and the average level of dominance was partial dominance, but since the population was in linkage disequilibrium the level of dominance may be overestimated. The heritability coefficient on a plant level was of low magnitude (~25%) while that one on a mean level presented high magnitude (~70%). These results indicated that the additive effects were more important than the dominance effects for the control of the stay green trait, and that the additive effects are not consistent across the environments. Therefore, the level of heterosis should present low magnitude, and the phenotypic selection should not be conducted on a plant level; instead selection should be based on the means of replicated experiments assessed in several environments to minimize their effects and the genotype by environment interactions. The inbred line L08-05F presented higher level of stay green than the inbred L38-05D and thus the former inbred could be used as a source of favorable alleles to be transferred to others inbreds to increase the level of this trait in inbreds that have low levels of delayed senescence