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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2017.tde-24082017-135219
Documento
Autor
Nome completo
Thiago Ricielli de Paula Aragão
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2017
Orientador
Banca examinadora
Souza Junior, Claudio Lopes de (Presidente)
Miranda Filho, Jose Branco de
Paterniani, Maria Elisa Ayres Guidetti Zagatto
Santos, Mateus Figueirêdo
Veasey, Elizabeth Ann
Título em português
Epistasia em testecrosses de milho em ambientes contrastantes para estresse hídrico
Palavras-chave em português
Triple test cross
Zea mays L.
Epistasia pleiotrópica
Interação epistasia x ambiente
Resumo em português
A epistasia tem sido considerada como um componente importante da herança de caracteres quantitativos, estando presente nos componentes de variância e covariância genética. No entanto, por ser desconsiderada na maioria dos modelos genético-estatísticos, seu impacto nos programas de melhoramento ainda é pouco conhecido. Além disso, como os programas de melhoramento de milho, em especial no Brasil, têm realizado seleção sob condições de estresse hídrico, é importante analisar o efeito desse estresse sobre a epistasia. Assim, este trabalho teve como objetivo a análise genética de caracteres quantitativos em milho, incluindo epistasia e epistasia pleiotrópica, em ambientes contrastantes para estresse hídrico. Foi utilizado o delineamento triple test cross modificado com testadores, em que cem progênies F2:3 foram retrocruzadas com suas linhagens genitoras L-08-05F e L-38-05D e sua geração F1. Posteriormente, as 300 progênies de retrocruzamento foram cruzadas com duas linhagens testadoras, L-02-03D e L-04-05F. Os testecrosses foram avaliados em dez ambientes no município de Piracicaba/SP, sendo cinco ambientes sem estresse hídrico e cinco com estresse hídrico, utilizando o delineamento α-látice em esquema fatorial com duas repetições por ambiente. Os caracteres analisados foram produção de grãos (PG), acamamento e quebramento de plantas (ACQ), prolificidade (PROL), altura da planta (AP) e da espiga (AE), posição relativa da espiga (PRE), florescimento masculino (FM) e feminino (FF) e intervalo entre florescimentos (IF). A presença de epistasia foi detectada para todos os caracteres. No entanto, os grupos de ambientes, sem e com estresse hídrico, e os diferentes testadores afetaram a detecção de epistasia para todos os caracteres, com exceção de PG, PROL e AP em que a epistasia foi detectada em todas as análises de variâncias conjuntas. A interação epistasia x grupos de ambientes foi significativa apenas para os caracteres PG e PROL dos testecrosses provenientes do testador L-02-03D (TC1) e AP e AE dos testecrosses provenientes do testador L-04-05F (TC2), enquanto que, a interação epistasia x testadores foi significativa para todos os caracteres. Os efeitos epistáticos de testecrosses referentes às plantas F2 significativos foram bidirecionais, com exceção do caráter PROL do TC2 no grupo de ambientes com estresse hídrico, em que os efeitos foram unidirecionais e positivos. Além disso, para cada testador e grupo de ambientes foram detectados efeitos epistáticos significativos para um grupo específico de testecrosses, ocorrendo variações na magnitude e/ou sinais dos testecrosses coincidentes. A presença de epistasia pleiotrópica foi detectada entre diversos pares de caracteres e, além disso, foi observada a formação de agrupamentos de caracteres relacionados, indicando que a epistasia pleiotrópica é modular, porém sofre influência do ambiente, presença ou ausência de estresse hídrico, e dos testadores. Portanto, na população analisada, a epistasia é um componente importante tanto da variância genética de caracteres quantitativos como da covariância genética entre caracteres, indicando que não considerá-la nas análises pode resultar em interpretações que não refletem a real complexidade do controle genético destes caracteres.
Título em inglês
Epistasis in maize testcrosses in contrasting environments for water stress
Palavras-chave em inglês
Zea mays L.
Epistasis by environment interaction
Pleiotropic epistasis
Triple test cross
Resumo em inglês
Epistasis has been considered an important part of quantitative traits inheritance and it is present in the components of genetic variance and covariance. However, its impact on breeding programs is still little-known because it is disregarded in most statistical genetic models. In addition, maize breeding programs, especially in Brazil, have been practicing selection under water stress conditions, so it is important to analyze the effects of these environments on epistasis. In this context, the objective of this study was to perform a genetic analysis of quantitative traits in maize, including epistasis and pleiotropic epistasis, in contrasting environments for water stress. The modified triple test cross design with testers was used, in which 100 F2:3 progenies were backcrossed to their parental inbred lines, L-08-05F and L-38-05D, and their F1 generation. Thereafter, the 300 backcrossed progenies were testcrossed to the inbred lines testers L-02-03D and L-04-05F. The testcrosses were evaluated in Piracicaba, SP, Brazil, in ten environments, which five environments presented water stress and the other five not, in an α-lattice design on a factorial scheme with two replications by environment. The analyzed traits were grain yield (GY), root and stalk lodging (PL), ear per plant (EPP), plant height (PH), ear height (EH), ear placement (EP), days to anthesis (DA), days to silking (DS) and anthesis-silking interval (ASI). Epistasis was detected for all traits. However, the environmental groups and the different testers affected epistasis detection for all traits, except for GY, EPP and PH, in which epistasis was detected in all joint analysis of variance. The interaction epistasis x environments groups was significant only for GY and EPP of testcrosses from the tester L-02-03D (TC1) and PH and EH of testcrosses from the tester L-04-05F (TC2), whereas the interaction epistasis x testers was significant for all traits. The significant epistatic effects of testcrosses referring to F2 plants were bidirectional, except for EPP of TC2 in the water stress environmental group, where the effects were unidirectional and positives. Besides that, for each tester and environmental group, significant epistatic effects for a specific group of testcrosses were detected, occurring variation in magnitude and/or sign of coincident testcrosses. Pleiotropic epistasis was detected between many pairs of traits and it was observed formation of related traits clusters, suggesting that pleiotropic epistasis is modular, but the modules suffered influence of environments and testers. Therefore, in the population analyzed, epistasis is an important component of genetic variance of quantitative traits and also of genetic covariance between traits, showing that disregarding epistasis in analyses may result in interpretations that do not reflect the real complexity of the genetic control of these traits.
 
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Data de Publicação
2017-08-30
 
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