Imaging phenotyping, estimates of genetic parameters and selection indexes in biofortified lettuce

Autor: Joicy Vitória Miranda Peixoto
Přispěvatelé: Maciel, Gabriel Mascarenhas, Gallis, Rodrigo Bezerra de Araujo, Siquieroli, Ana Carolina Silva, Carvalho, Fábio Janoni, Pontes, Nadson de Carvalho
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFU
Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
Popis: A tese de doutorado contém quatro capítulos. Esses são relacionados a técnica de fenotipagem por imagem e a aplicação de índices de seleção na cultura da alface. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A obtenção de alimentos biofortificados é objetivo constante em programas de melhoramento. No entanto a quantidade de genótipos a serem avaliados e os custos temporal e monetário na determinação dos constituintes foliares representam um entrave no processo. Uma alternativa é a utilização de fenotipagem por imagem e métodos estatísticos que forneçam maior quantidade de informações ao melhorista. A fenotipagem por imagem possibilita a análise de todo o experimento de forma rápida, objetiva e sem destruição de amostras. Dentre os métodos estatísticos que permitem obter conhecimento relevante do germoplasma analisado, destaca-se a estimativa de parâmetros genéticos como a herdabilidade, o coeficiente de variação genética e ambiental, correlação entre as características analisadas e análise de trilha. Outro método é a aplicação de índices não paramétricos. Este possibilita a análise simultânea de várias informações, o conhecimento do ganho de seleção e a triagem de genótipos promissores ao melhoramento genético. Neste contexto, foram realizados dois experimentos, sendo um com 31 genótipos de alface roxa (30 linhagens + cultivar Belíssima) e o segundo com 25 genótipos de alface de coloração verde (22 linhagens + três cultivares - cv. Grand Rapids, UFU-Biofort e Uberlândia 10000), todos do tipo crespa. O experimento foi realizado em 2018 na Estação Experimental de Hortaliças da Universidade Federal de Uberlândia, campus Monte Carmelo. As linhagens de alface de ambos experimentos são provenientes da hibridação entre as cultivares Belíssima versus Uberlândia 10000 (rica em carotenoides). A hibridação foi seguida de seis sucessivas autofecundações realizadas entre 2013 e 2017. Objetivou-se, com este trabalho, comprovar a diversidade genética no germoplasma de alface, validar o uso da fenotipagem por imagem na identificação de genótipos ricos em carotenoides e avaliar a eficiência de índices de seleção na escolha de linhagens de alface crespa biofortificada com características agronômicas favoráveis aliadas a boas propriedades nutricionais. Os resultados obtidos no trabalho permitiram concluir que o banco de germoplasma analisado possui ampla variabilidade genética. A fenotipagem de alto desempenho apresentou alta correlação em relação à metodologia tradicional de determinação de carotenoides, sendo uma alternativa para identificar diferentes backgrounds genéticos em um banco de germoplasma. Os resultados deste estudo podem ser utilizados para predizer os valores nutricionais do conteúdo de carotenoides em folhas de alface antes da comercialização. O índice de Mulamba e Mock permitiu os maiores ganhos de seleção para as características analisadas em ambos experimentos, selecionando os genótipos superiores em teores de carotenoides e desempenho agronômico. Developing biofortified foods is a constant objective of breeding programs. However, the number of genotypes to be evaluated and the time and monetary cost in determining leaf constituents represents an obstacle. An alternative is the use of image phenotyping and statistical methods to achieve a greater amount of information. Image phenotyping allows a quick, objective analysis of the entire experiment without destructing samples. The main statistical methods to obtain relevant knowledge about the germplasm analyzed include the estimation of genetic parameters, such as heritability, the coefficient of genetic and environmental variation, correlation between the characteristics analyzed, and trail analysis. Another method is the application of non-parametric indices. This enables the simultaneous analysis of various information and reveals the selection gain and the screening of promising genotypes for genetic improvement. In this context, two experiments were carried out: one with 31 genotypes of red lettuce (30 lines + cultivar Belíssima) and another one with 25 genotypes of green lettuce (22 lines + three cultivars – Grand Rapids, UFU-Biofort and Uberlândia 10000); all lettuce types were looseleaf. The experiment was carried out in 2018, at the Experimental Vegetable Station at the Federal University of Uberlândia, Monte Carmelo campus. The lettuce lines in both experiments came from the hybridization of the cultivars Belíssima versus Uberlândia 10000 (rich in carotenoids). Hybridization was followed by six successive self-foundations carried out between 2013 and 2017. This study aimed to prove the genetic diversity of lettuce germplasm, to validate the use of image phenotyping in the identification of carotenoid-rich genotypes, and to evaluate the efficiency of selection indices to chose biofortified looseleaf lettuce strains with favorable agronomic characteristics and good nutritional properties. The results indicated that the germplasm bank analyzed had a wide genetic variability. Highperformance phenotyping showed a high correlation with the traditional methodology to determine carotenoids; it is an alternative to identify different genetic backgrounds in a germplasm bank. These results can also help predict the nutritional values of the content of carotenoids in lettuce leaves before commercialization. The Mulamba and Mock index allowed the greatest selection gains for the characteristics analyzed in both experiments; it selected the superior genotypes in carotenoid levels and agronomic performance. Tese (Doutorado)
Databáze: OpenAIRE
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