Genotype by environment interaction in slash pine and methodologies comparison for radiata pine wood properties

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Data

2016-05-20

Autores

Pagliarini, Maximiliano Kawahata [UNESP]

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Exotic forest species have been introduced in Brazil in order to promote improvements in socioeconomic development and help to reduce the pressure caused to native forests. With growing demand for these species, research on genetic improvement has increased to find new, more productive germplasm and preferably in less time. Two species were used in the study: slash pine (Pinus elliottii Engelm. var. elliottii) and radiata pine (Pinus radiata D. Don). The first part of the study had the purpose to identify the stability, adaptability, productivity and genetic parameters, in addition to selection gain and genetic divergence in slash pine open pollinated second generation progenies considering phenotypic trait. Two tests were established, one in Ponta Grossa-PR with 24 progenies and one in Ribeirão Branco-SP with 44 progenies, both in Brazil, to identify the most productive genotypes for commercial planting areas in both sites. There was significant variation (p<0.01) among progenies for growth and form traits. The high coefficients of genetic variation for wood volume (14.31% to 16.24% - Ribeirão Branco-SP and 31.78% to 33.77% - Ponta Grossa-PR) and heritability (0.10 to 0.15 – Ribeirão Branco-SP and 0.36 to 0.48 – Ponta Grossa-PR) have shown low environmental influence on phenotypic variation, which is important for the prediction of genetic gain by selecting and confirming genetic potential in both places, especially Ponta Grossa. The effect of genotype x environment interaction is simple. Progenies planted in one site can also be planted in the other. Among these C-197, C-189-1, C-084-2 and C-032-2 progenies are suitable for plantations in both studied region of São Paulo and Paraná. Although larger number of progenies in Ribeirão Branco, it was found the same number of clusters through UPGMA and Tocher methods in both tests. There is genetic diversity among slash pine progenies. For breeding programs, it is recommended to cross progenies between different groups to increase genetic variation, and consequently the genetic gain in subsequent generations, not forgetting to take into account the performance of interest trait. The objective of the study in Radiata pine was relate wood quality traits obtained from two methods Pilodyn and SilviScan to validate an efficient phenotyping methodology for a greater number of samples. A test with 30 progenies of Radiata pine was established in Flynn Australia. The evaluated traits were wood density, microfibril ange and modulus of elasticity. Genetic and phenotypic correlation between traits of wood quality obtained from two methods and narrow-sense individual heritability were estimated. The Pilodyn data showed high heritability and high genetic and phenotypic correlation between wood density and moderate with microfibril angle and modulus of elasticity. The results confirm that the Pylodyn is an effective indirect and rapid method for evaluation of genetic parameters for wood quality traits in Radiata pine.
Espécies exóticas de Pinus foram introduzidas no Brasil para promoverem o crescimento socioeconômico do país e ajudar na redução da pressão causada pelo uso de florestas nativas Com a crescente demanda por essas espécies, pesquisas em melhoramento genético tem aumentado na busca de novos germoplasma mais produtivos em menor tempo. Duas espécies foram utilizadas no presente trabalho: Pinus elliottii Engelm. var. elliottii e Pinus radiata D. Don. A primeira parte do trabalho teve a finalidade de identificar a estabilidade, a adaptabilidade, a produtividade e os parâmetros genéticos, além do ganho de seleção e diversidade genética em progênies de polinização aberta de segunda geração de P. elliottii var. elliottii considerando os caracteres fenotípicos. Foram estabelecidos dois testes, um em Ponta Grossa-PR com 24 progênies e outro em Ribeirão Branco-SP com 44 progênies visando identificar os genótipos mais produtivos para áreas de plantio comercial em ambos locais. Foi observada variação significativa (p<0,01) entre as progênies para os caracteres de crescimento e alguns caracteres de forma. Os altos coeficientes de variação genética para volume de madeira (14,31% a 16,24% - Ribeirão Branco e 31,78% a 33,77% - Ponta Grossa) e herdabilidade (0,10 a 0,15 – Ribeirão Branco e 0,36 a 0,48 – Ponta Grossa) mostraram baixa influência do ambiente na variação fenotípica, o que é importante para a predição do ganho genético mediante a seleção e confirmam potencial genético em ambos os locais, especialmente Ponta Grossa. O efeito da interação genótipo x ambiente é simples. As progênies plantadas em um local poderão também ser plantadas no outro. Dentre essas as C-197, C-189-1, C-084-2 e C-032-2 são indicadas para plantações tanto na região estudada do estado de São Paulo quanto do Paraná. Apesar de um número maior de progênies em Ribeirão Branco, constatou-se o mesmo número de agrupamentos de progênies pelo método UPGMA e de otimização de Tocher em ambos os testes. Existe diversidade genética entre as progênies de P. elliottii. Para programas de melhoramento, recomenda-se o cruzamento entre progênies de grupos divergentes para aumentar a variação genética, e consequentemente, o ganho genético nas gerações subsequentes, sem esquecer de se levar em consideração a performance do caráter de interesse. O objetivo do trabalho em P. radiata foi relacionar os resultados de características da madeira obtidas a partir de dois métodos Pilodyn e SilviScan visando validar uma metodologia eficiente para fenotipagem de um maior número de amostras. Um teste com 30 progênies de P. radiata foi estabelecido em Flynn na Austrália. As características avaliadas foram densidade da madeira, o ângulo microfibrilar e o módulo de elasticidade. A correlação genética e fenotípica entre os caracteres da madeira obtidas a partir dos dois métodos e a herdabilidade individual no sentido restrito foram estimadas. Os dados de Pilodyn apresentaram alta herdabilidade e alta correlação genética e fenotípica entre densidade de madeira e moderada com ângulo microfibrilar e módulo de elasticidade. Os resultados confirmam que o Pylodyn é um efetivo método indireto e rápido para avaliação de parâmetros genéticos para caracteres de qualidade madeira em P. radiata.

Descrição

Palavras-chave

Pinus elliottii Engelm. var. elliottii, Pinus radiata D. Don, Genetic diversity, Genotype by environment interaction, Pilodyn, SilviScan, Diversidade genética, Interação genótipo x ambiente

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