Mapping QTLs in maize testcrosses with different testers and soil acidity levels

Nas regiões tropicais os solos apresentam diferentes níveis de acidez. Assim, o estudo da herança dos caracteres de importância econômica no milho nas regiões tropicais é necessário para se delinear os programas de melhoramento para os diferentes níveis de acidez do solo. Atualmente, o estudo da arquitetura dos caracteres quantitativos tem sido realizado através do mapeamento de QTLs. Nos programas de melhoramento de milho, linhagens de populações de melhoramento são cruzadas com linhagens elites (testadores) e os testecrosses são utilizados para avaliar o potencial genético de cada linhagem para o desenvolvimento de híbridos. O objetivo deste estudo foi mapear QTLs em testecrosses avaliados sob diferentes níveis de acidez do solo. Duzentas e cinqüenta e seis plantas F2, obtidas do cruzamento das linhagens L 14-04B e L 08-05F, foram genotipadas com marcadores microssatélites para a construção de um mapa genético. As 256 plantas F2 foram autofecundadas e suas respectivas progênies F2:3 foram cruzadas com os testadores L 04-05F e L 02-03D. Os testecrosses foram avaliados em três tipos de solos: solo não ácido (SNA), solo de moderada acidez (SMA) e solo de alta acidez (SAA) em três anos agrícolas em Piracicaba, SP, em látices simples 16 x 16. Foram avaliados os caracteres: produção de grãos (PG), acamamento e quebramento de plantas (ACQ), prolificidade (PROL), alturas de planta (AP) e de espiga (AE), posição relativa de espiga (PRE), florescimento masculino (FM) e feminino (FF) e intervalo entre florescimentos (IF). O método de mapeamento por intervalo composto expandido para múltiplos ambientes foi utilizado para o mapeamento de QTLs e para detectar a interação QTL x acidez do solo. O número de QTLs mapeados diferiu de acordo com o testador utilizado; por exemplo, para PG foram mapeados 20 e 39 QTLs nos testecrosses da linhagem L 04-05F (TC1) e nos testecrosses da linhagem L 02-03D (TC2), respectivamente. Houve uma grande variação nas variâncias fenotípicas explicadas pelos QTLs; por exemplo, para PG houve uma variação de 0,01% a 5,29% e para AP houve uma variação de 0,01% a 13,54%. Foram mapeados QTLs em todos os cromossomos para a PG, ACQ e PROL; e para os outros caracteres foram mapeados QTLs na maioria dos cromossomos. A maioria dos QTLs mapeados para todos os caracteres interagiu com a acidez do solo. Por exemplo, para PG cerca de 80,00% dos QTLs mapeados apresentaram interação com a acidez do solo, enquanto que para os outros caracteres a porcentagem de QTLs que interagiu com a acidez do solo variou de 50,00% para FM a 93,03% para ACQ. O grande número de QTLs que interagiu com a acidez do solo é um sério desafio para a aplicação da seleção assistida por marcadores moleculares em programas de melhoramento de milho em regiões tropicais.In tropical maize cropping areas the soils present different levels of acidity. Thus, to study the inheritance of maize traits for these areas it is necessary to conduct experiments under different levels of soil acidity. Nowadays the architecture of the polygenic traits has been assessed by means of QTL mapping. Also, in applied breeding programs, experimental lines are crossed to elite lines (testers), and the testcrosses are used to assess their genetic potential for hybrid development. The objective of this research was to map QTLs in testcrosses evaluated under three levels of soil acidity. Two hundred and fifty six F2 plants, developed from the cross between the inbreds lines L14-04B and L08-05F, were genotyped with microsatellite markers to construct a genetic map. The 256 F2 plants were selfed and their respective F2:3 progenies were testcrossed to the testers L04-05F and L02-03D, and these testcrosses were evaluated in three types of soils: non-acid soil (NAS), moderate acitity soil (MAS) and high acidity soil (HAS) in three cropping seasons in Piracicaba, SP, in 16 x 16 simple lattices. The traits recorded were: grain yield (GY), plant lodging (PL), prolificacy (PRO), plant (PH) and ear heights (EH), ear placement (EP), days to anthesis (DA), days to silking (DS), and anthesis-silking interval (ASI). The composite interval mapping extended to multiple environment was used to map QTLs and to detect QTL x soil interaction. The number of QTLs mapped was different for each tester; for instance, for GY, 20 and 39 QTLs were mapped in the testcrosses with L04-05F and L02-03D, respectively. The range of the phenotypic variance explained by the QTLs was very large for all traits; for instance for GY the range was from 0.01% to 5.29% and for plant height it was from 0.01% to 13.54%. QTLs were mapped in all chromosomes for GY, PL, and PRO; and for the other traits QTLs were mapped in almost all chromosomes. Most of the QTLs mapped for all traits interacted significantly with soil acidity. For instance, for GY about 80.00% of the QTLs mapped interacted with soil acidity, whereas for the other traits the percentage of the QTLs that interacted with soil acidity ranged from 50.00% for DS to 93.03% to PL. The high number of the QTLs that interacted with soil acidity imposes a serious challenge for marker assisted selection in maize breeding programs for tropical regions