UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS CAMPUS DE JABOTICABAL MILHO ALTO ÓLEO – PARÂMETROS GENÉTICOS, CORRELAÇÕES ENTRE MODELOS FIXO E MISTO E SELEÇÃO. Otávio Briganti Solferini Engenheiro Agrônomo JABOTICABAL – SÃO PAULO - BRASIL Junho de 2010 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS CAMPUS DE JABOTICABAL MILHO ALTO ÓLEO – PARÂMETROS GENÉTICOS, CORRELAÇÕES ENTRE MODELOS FIXO E MISTO E SELEÇÃO. Otávio Briganti Solferini Orientador: Prof. Dr. José Roberto Moro Co-orientador: Dr. Heyder Diniz Silva Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – UNESP, Campus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Doutor em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas). JABOTICABAL – SÃO PAULO - BRASIL Junho 2010 DADOS CURRICULARES DO AUTOR OTÁVIO BRIGANTI SOLFERINI – Nascido em São Paulo, SP em vinte e sete de Agosto de um mil novecentos e cinquenta e cinco. Engenheiro Agrônomo formado pela Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiróz” – ESALQ/USP em 1977. Mestre em Genética e Melhoramento de Plantas em 1980, pela ESALQ/USP. Em 1979 ingressou na Dekalb Agrícola do Brasil, Ltda., como melhorista de milho para a região central do Brasil. Em 1982 passou a gerente geral de pesquisa da mesma empresa com atribuições em vários países da América do Sul. Em 1999 ingressou na Monsanto do Brasil Ltda. como gerente do programa de milho alto óleo do projeto Renessen para o Brasil. Em 2007 assumiu o programa de desenvolvimento de linhagens e híbridos de milho para a região com altitudes abaixo de 700 m no cerrado e para a safrinha. Para a realização de um sonho o tempo é uma mera formalidade ! Aos meus pais, Ida e Romeu ...pelo amor, carinho, amor e apoio incondicional... DEDICO A minha esposa Nilza e a meus filhos Bruno e André... .... pela compreensão, carinho e apoio... OFEREÇO AGRADECIMENTOS Á Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias UNESP- Campus de Jaboticabal, que me concedeu estrutura para a realização do curso. À Monsanto pelo apoio e fomento. Aos meus orientadores Prof. Dr José Roberto Moro e Dr. Heyder Diniz Silva pela paciência, apoio e ensinamentos recebidos. Ao José Reinaldo de Moraes pelo apoio na coleta dos dados dos ensaios À Carolina Messias Silva pelo apoio na coleta dos dados no grão e embrião. A todos aqueles que de forma direta ou indireta me ajudaram realizar este trabalho. vii SUMÁRIO Página CAPÍTULO 1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS….…......…................…………………......1 1 - INTRODUÇÃO ..........................................................................................................1 2 - REVISÃO DA LITERATURA.....................................................................................3 2.1- Milho alto óleo...................................................................................................3 2.2 - Utilização do milho alto óleo..........................................................................4 2.2.1– Utilização na ração animal ...........................................................................4 2.2.2 - Utilização industrial.......................................................................................6 2.3 - Síntese de ácidos graxos em vegetais...........................................................7 2.4 - Base genética do caráter alto óleo em milho................................................9 2.5 - Cultivares de milho alto óleo.........................................................................12 2.6 - Técnicas de detecção da composição Nutricional do grão de milho .......14 2.6.1- Método do infravermelho próximo por refletância – NIR........................14 2.6.2- Ressonância nuclear magnetica – NMR.....................................................16 2.6.3- Ressonância nuclear de imagem – MRI ....................................................16 2.7 - Método dos duplo haplóides para obtenção de linhagens homozigóticas .................................................................................................17 2.8 - Seleção de caracteres quantitativos e correlações...................................19 2.9. Estimativa de parâmetros genéticos............................................................21 2.9.1. Herdabilidade..............................................................................................22 2.10. Correlações entre caracteres.....................................................................23 2.11. – Seleção indireta.........................................................................................26 2.12. Estimadores REML/BLUP de componentes de variância........................28 3 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................33 viii CAPÍTULO 2 - SELEÇÃO PARA ALTO ÓLEO EM MILHO VIA DIMENSÕES DO EMBRIÃO...................................................................................................................46 RESUMO....................................................................................................................46 1- INTRODUÇÃO.....................................................................................................46 2- MATERIAL E MÉTODOS....................................................................................48 3- RESULTADOS E DISCUSSÃO...........................................................................51 4- CONCLUSÕES....................................................................................................61 5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................62 CAPÍTULO 3 - ORDENAÇÃO, SELEÇÃO E PARÂMETROS GENÉTICOS DO CARÁTER “ALTO ÓLEO” EM MILHO...............................................................67 3.1: ORDENAÇÃO, SELEÇÃO E PARÂMETROS GENÉTICOS DO CARÁTER “ALTO ÓLEO” EM MILHO AVALIADO POR METODOLOGIAS DE MODELO FIXO MISTO EM CONJUNTOS DE ENSAIOS BALANCEADOS......................................67 RESUMO.....................................................................................................................67 1 - INTRODUÇÃO......................................................................................................68 2 - MATERIAL E MÉTODOS...................................................................................69 2.1- Metodologia Tradicional...................................................................................73 2.2- Metodologia de modelos mistos com estrutura residual homogênea.........74 2.3- Metodologia de modelos mistos com estrutura residual heterogênea........75 2.4-Parâmetros de comparação entre modelos.....................................................76 3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................................................77 4 - CONCLUSÃO.....................................................................................................91 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................91 3.2 - ORDENAÇÃO, SELEÇÃO E PARÂMETROS GENÉTICOS DO CARÁTER “ALTO ÓLEO” EM MILHO AVALIADO POR METODOLOGIAS DE MODELO FIXO E MISTO EM ENSAIOS SEMI BALANCEADOS............................................................95 ix RESUMO.....................................................................................................................95 1-INTRODUÇÃO..........................................................................................................95 2-MATERIAL E MÉTODOS.........................................................................................97 2.1- Metodologia tradicional....................................................................................101 2.2- Metodologia de modelos mistos com estrutura residual homogênea.........102 2.3- Metodologia de modelos mistos com estrutura residual heterogênea........103 2.4-Parâmetros de comparação entre modelos.....................................................104 3-RESULTADOS E DISCUSSÃO..............................................................................105 4-CONCLUSÕES.......................................................................................................120 5-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................120 3.3. ORDENAÇÃO, SELEÇÃO E PARÂMETROS GENÉTICOS DO CARÁTER “ALTO ÓLEO” EM MILHO AVALIADO POR METODOLOGIAS DE MODELO MISTO E O ÍNDICE “OILCK” EM ENSAIOS NÃO BALANCEADOS......................124 RESUMO.....................................................................................................................124 1-INTRODUÇÃO.........................................................................................................124 2-MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................126 2.1- Metodologia de modelos mistos com estrutura residual homogênea..........130 2.2- Metodologia de modelos mistos com estrutura residual heterogênea.........132 2.3-Parâmetros de comparação entre modelos......................................................132 2.4- Índice OILCK.......................................................................................................133 3-RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................................133 4-CONCLUSÃO...........................................................................................................141 5-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................142 x MILHO ALTO ÓLEO – PARÂMETROS GENÉTICOS, CORRELAÇÕES ENTRE MODELOS FIXO E MISTO E SELEÇÃO . RESUMO - As correlações entre os componentes das dimensões do grão e do embrião, com o caráter alto óleo, no grão de milho, foram obtidas apartir de 250 linhagens de milho com diferentes teores de óleo, tendo como objetivo encontrar a melhor variável para seleção indireta e com a maior resposta correlacionada para o caráter porcentagem de óleo no grão de milho. As correlações genotípicas entre os caráters foram desdobrados em efeitos diretos e indiretos, via análise de trilha. Os caracteres com as maiores correlações foram os componentes da dimensão do embrião e, dentre estes, o comprimento do embrião foi o que obteve a maior correlação direta e indireta e forneceu a resposta correlacionada mais próxima da seleção direta no caráter porcentagem de óleo no grão. As 315 linhagens irmãs de milho com diferentes teores de óleo no grão, produzidas pela técnica de duplo haplóides, foram testadas em sete ensaios avaliados dentro de seis ambientes no Brasil Central de forma balanceada e não balanceada. Foram avaliadas três metodologias para a estimativa dos parâmetros genéticos, a metodologia tradicional, a metodologia REML/BLUP com variância homogênea (BLUP Homo), a metodologia RML/BLUP com variância heterogênea (BLUP Hetero). A metodologia BLUP Homo estimou os mesmos valores das variâncias genética, da interação genótipo por ambiente, do erro e da herdabilidade que a metodologia tradicional quando os dados foram balanceados. BLUP Hetero apresentou menor estimativa da variância da interação genótipo por ambiente, maior estimativa da variância genética e maior estimativa da herdabilidade. As metodologias BLUP Homo e BLUP Hetero mostraram maior poder de discriminação das estimativas da porcentagem de óleo nos grãos. A metodologia BLUP Hetero apresentou as menores estimativas do desvio padrão da média, mostrando maior poder de separação das estimativas do que as outras metodologias testadas. A substituição dos genótipos selecionados pela metodologia tradicional pelos selecionados pela metodologia BLUP Homo e BLUP Hetero deveu-se à menor variância das estimativas dentro e entre locais. Palavras Chave: Milho Alto Óleo; Modelos Mistos; REML/BLUP, correlação, seleção indireta.