Genetic potential of inbred lines and hybrids from two brachytic maize (Zea mays L.) populations

O presente trabalho teve por objetivo a avaliação do potencial genético de linhagens endogâmicas e híbridos simples obtidos de duas populações de milho braquítico, Piranão VD-2B e Piranão VF-1B. Utilizou-se uma nova metodologia, tendo por base o esquema de cruzamento dialélico parcial envolvendo dois conjuntos fixos de linhagens: para um modelo aleatório, o esquema de cruzamento equivale ao Delineamento II de COMSTOCK e ROBINSON (1948). No presente caso as 30 linhagens de Piranão VD-2B (dente) e as 15 linhagens de Piranão VF-1B (flint) foram agrupadas, respectivamente, em seis e três conjuntos de cinco linhagens. Foram feitos seis conjuntos de cruzamentos 5x5 (dente x flint): DIxFI, DIIxFII, DIIIxFIII, DIVxFI, DVxFII e DVIxFIII: portanto, os três conjuntos Flint participaram duas em cruzamento com os conjuntos Dente. Os híbridos simples de cada dialélico foram avaliados em látice balanceado 5x5, em um local com parcelas de 5 m, em um total de seis experimentos; as falhas de cruzamentos foram substituídas pela testemunha, Piranão VD-2. Foram avaliados dez caracteres para os quais a análise preliminar forneceu as seguintes estimativas: média, variâncias genética e fenotípica e herdabilidade no sentido amplo, coeficiente de variação experimental e coeficiente de correlação fenotípica. Na análise de variância foi detectada significância para a variação entre híbridos simples em todos os experimentos, para todos os caracteres. Os valores de herdabilidade no sentido amplo foram altos para todos os caracteres. A análise da variância decomposta segundo o modelo de dialélico parcial, para os caracteres de produção, revelou alta significância para os efeitos de capacidade geral de combinação para linhagens dente e flint, em todos os experimentos; constatou-se que a variação entre linhagens flint foi consistentemente maior do que entre linhagens dente, quando avaliadas em cruzamento. Por outro lado, os efeitos de capacidade específica de combinação foram menos expressivos em todos os experimentos, do que se conclui que o comportamento de híbridos simples quanto a produção, é menos dependente da interação entre linhagens. Foram obtidas as estimativas da variância genética aditiva σ2A(12) e dominante, σ2D12 ao nível interpopulacional para os caracteres de produção, considerando-se como aleatória a amostragem de linhagens de ambas as populações; ô2A(12) foi consistentemente maior do que ô2D12, indicando um nível de dominância parcial para os genes que controlam os caracteres de produção (PT, PE e PG). A metodologia proposta neste trabalho refere-se à avaliação de linhagens de duas populações, em um esquema de cruzamento dialélico parcial, em que cada conjunto de N linhagens é dividido em subconjuntos de tamanho k, efetuando-se os cruzamentos kxk, tomando-se aleatoriamente os pares de subconjuntos. Assim, para n subconjuntos de k linhagens de cada população são possíveis n2k2 híbridos simples; porém, avaliam-se diretamente nk2 híbridos simples e os nk2(n-1) restantes são avaliados indiretamente pela capacidade geral de combinação das respectivas linhagens envolvidas. A eficiência do método de predição é medida pelo coeficiente de determinação (r2). Em uma segunda etapa de metodologia, podem ser reavaliados os melhores híbridos e avaliadas diretamente novas combinações híbridas, previamente preditas ou entre linhagens aparentadas dos híbridos selecionados. Os resultados obtidos permitem concluir que: 1) As duas populações apresentam um bom potencial para produção de híbridos a partir de linhagens endogâmicas, haja visto que cerca de 50% dos híbridos simples avaliados apresentaram produção superior à testemunha. 2) A utilização de uma amostra aleatória de cinco espigas pode ser um procedimento eficiente e ocasionalmente empregado na avaliação dos híbridos simples. 3) A metodologia utilizada mostrou-se eficaz e pode ser recomendada como opção em relação ao procedimento usual para a avaliação de linhagens.The objective of the present work was the evaluation of the genetic potential of inbred lines and single cross hybrids obtained from two brachytic maize populations, Piranão VD-2B and Piranão VF-1B. A new methodology was used, based on a partial diallel cross scheme involving two fixed sets of inbred lines; for a random model the mating scheme is equivalent to the Design II (COMSTOCK and ROBINSON, 1948). In this work, the 30 lines from Piranão VD-2B (dent type) and the 15 lines from Piranão VF-1B (flint type) were grouped, respectively, into six and three sets with five lines each. Six 5x5 (dent x flint) crossing sets were done: DIxFI, DIIx FII, DIIIxFIII, DIVxFI, DVxFII and DVIxFIII; therefore, the three flint type sets entered twice in crosses with dent type sets . The single crosses of each partial diallel were evaluated in 5x5 balanced lattice experiments, at one location in plots with 5 m2, thus totalizing six trials for the whole set of hybrids; missing crosses were replaced by the check, variety Piranão VD-2. Ten traits were analyzed, and the preliminary analysis provide the following estimates: mean, genetic and phenotypic variances and the coefficient of heritability (broad sense), coefficient of variation and the phenotypic correlation between traits. In the analysis of variance, the variation among single cross hybrids was highly significant in all experiments, for all traits. The coefficients of heritability were high for all traits. The partition of the sum of squares for yield traits, according to the partial diallel model showed a high significance for the general combining ability effects for both dent and flint lines in all of the experiments; the variation among flint lines was consistently higher than dent lines, when evaluated in crosses. On the other hand, the effects of specific combining ability were less expressive in all of the experiments, leading to conclude that the yielding performance of single cross hybrids do not depend at a great extent on the interaction between line effects. An estimate of the additive genetic variance, σ2A(12), and dominance variance, σ2D12, at the interpopulation level, was obtained for the yield traits, by considering as random the sample of lines for both populations; ô2A(12) was consistently higher than ô2D12 indicating a partial dominance for genes controlling yield traits (PT, PE and PG). The proposed methodology refers to the evaluation of lines from two populations, according to a partial diallel mating scheme, such that each set of N lines is splited into subsets of size k, and the kxk crosses are made by randomly taking the pairs of subsets. Thus, for n subsets with k lines, from each population, n2k2 single crosses are possible; however, only nk2 single crosses are directly evaluated and the nk2(n-1) remaining crosses are indirectly evaluated based on the general combining ability of the respective lines. The efficiency of the prediction method is given by the coefficient of determination (r2). In a second step, following the methodology, the best hybrids can be reevaluated and new hybrid combinations, as indicated by the predicted means, can be evaluated directly; evaluation also can incluse other hybrid combinations obtained from relatives of the selected lines. The results herein obtained allow the following conclusions: 1) The studied populations showed a good potential for the obtention of outstanding hybrids from inbred lines. 2) The use of a random sample of five ears per plot can be an efficient procedure and occasionally employed in the evaluation of single cross hybrids. 3) The methodology used in this work showed to be efficient and may be indicated as an alternative in relation to the usual procedure for the evaluation of inbred lines