o-way cross dans le soja

sélection végétale

estimation de L’Héritabilité dans les premières générations de croisements bidirectionnels dans le soja

Estimativas de herdabilidade em gerações précoces de cruzamentos biparentais de soja

Marcelo Marchi CostaI, *; Antonio Orlando Di MauroII; Sandra Helena Unêda-TrevisoliIII; Nair Helena Castro arrieliv; Ivana Marino bárbarov; Gustavo dias silveirai; frando Romero Silva MUNIZI

résumé

l’estimation des paramètres génétiques, en particulier dans les premières générations, est très utile pour diriger le processus de sélection dans les programmes de sélection., La présente recherche a été entreprise pour estimer les héritabilités au sens large, au sens étroit et en utilisant la régression parent-progéniture dans les populations de soja F3 de six croisements bidirectionnels, provenant du programme de sélection de soja de Facultdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), campus de Jaboticabal. Il a été utilisé la conception de la famille avec des contrôles communs situés dix parcelles à part. Il a été observé des différences très significatives entre les familles., Le coefficient de variation expérimental( CVe), Le rapport CVg/CVe et l’héritabilité ont montré une grande variation entre les caractères, étant les valeurs les plus élevées trouvées pour le nombre de gousses, le nombre de graines et le rendement en grains, ce qui rend évidente l’existence d’une variance à exploiter par la sélection. L’estimation des coefficients d’héritabilité au sens large, au sens étroit et par régression était proche dans la plupart des situations, montrant que la plus grande partie de la variance génétique est de nature additive, dans laquelle des méthodes de sélection simples peuvent conduire à des gains génétiques satisfaisants.,

mots clés: Glycine max, coefficient d’héritabilité, régression parent-progéniture, traits quantitatifs.

résumé

l’estimation des paramètres génétiques, en particulier chez les premières générations, est très utile pour diriger le processus de sélection dans les programmes de sélection., Ainsi, cette étude visait à estimer les herdabilités dans les sens larges et restreints, ainsi que par régression Père-Fils dans les populations F3 de soja à partir de six croisements biparentaux appartenant au programme d’amélioration du soja de la Faculté des Sciences agricoles et vétérinaires (Unesp) – Campus Jaboticabal. Le plan utilisé était celui des familles avec des témoins entrecoupés toutes les dix parcelles. Des différences très significatives ont été observées entre les familles., Le coefficient de variation expérimentale( CVe), Le rapport CVg/CVe et l’héritabilité étaient de grandes variations entre les caractères évalués, étant les valeurs les plus élevées obtenues pour le nombre de gousses, le nombre de graines et la productivité des grains, ce qui prouve l’existence d’une variabilité à exploiter par la sélection. Les estimations des coefficients d’héritabilité au sens large, étroit et par régression étaient proches, dans la plupart des situations, indiquant que la majorité de la variance génétique de nature additive dont les méthodes de sélection simples peuvent conduire à des gains satisfaisants.,

Palavras-chave: Glycine max, coeficiente de herdabilidade, regressão pai-filho, caracteres quantitativos.

1. INTRODUCTION

l’objectif principal des programmes de sélection est d’identifier des génotypes supérieurs dans une population nombreuse et hétérogène. Habituellement, les difficultés pour obtenir des génotypes souhaitables sont dues au grand nombre de génotypes, à la difficulté de détecter les différences phénotypiques pour les caractères polygéniques et à l’action de facteurs environnementaux dans l’expression du phénotype (MONTALVÁN et BARBIN, 1999).,

selon CRUZ et CARNEIRO (2003), le succès de la sélection végétale pour tout trait nécessite, en règle générale, qu’il soit héritable et aussi la présence de variation dans la population sélectionnée. Par conséquent, l’héritabilité est un paramètre très important pour l’obtenteur, permettant l’estimation de la partie héritable de la variation phénotypique, l’estimation du gain génétique et le choix des méthodes de sélection à appliquer (REIS et al., 2002).,

L’Héritabilité peut être estimée comme une mesure de similitude parent-progéniture, et aussi comme une portion génétique large et étroite, étant donné que l’héritabilité ne caractérise pas le trait, mais la structure de la population étudiée (JACQUARD, 1983).

de nombreuses recherches sur le soja ont été effectuées sur des estimations d’héritabilité sens large et étroit (AZEVEDO FILHO et al., 1998; TOLEDO et coll., 2000; Farias NETO et VELLO, 2001; ROSSMAN, 2001; REIS et coll.,, 2002), bien que peu d’entre elles aient été réalisées à l’aide de la régression parent-progéniture, parmi lesquelles une étude sur l’avoine et le soja (CABRAL et al., 2001; MUNIZ et al., 2002).

Les estimations des paramètres génétiques dans les premières générations sont très importantes pour orienter le programme de sélection dans le processus de sélection des génotypes les plus prometteurs. Par conséquent, la présente recherche a été entreprise pour estimer les héritabilités dans un sens large et étroit et par régression parent-progéniture, dans les populations de soja F2 et F3 à partir de croisements bidirectionnels pour plusieurs caractères.

2., Matériel et méthodes

la présente recherche a été réalisée dans la zone expérimentale du Département de la production végétale, à la Facultdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (Unesp), campus de Jaboticabal. Les traitements consistaient en 57 familles F2 et F3 dérivées de 6 croisements bidirectionnels (Tableau 1). Le nombre variable de familles par croisement est dû à la sélection des meilleurs génotypes de la génération F2, à partir de laquelle les familles ont été ouvertes dans F3. Près de neuf plantes par famille ont été sélectionnées au hasard et évaluées pour les estimations des paramètres génétiques.,

l’expérience a été menée en utilisant le plan familial avec des contrôles intercalés, les cultivars témoins (Renascença et Liderança) étant situés à dix parcelles l’un de l’autre. Les parcelles se composaient de lignes de mètres 5, espacées de 0,5 m et avec des plantes 20 par mètre., Les caractères suivants ont été évalués: nombre de jours jusqu’à maturité (NDM); hauteur de la plante à maturité (PHM), en centimètres; Hauteur d’insertion de la première gousse (FPI), en centimètres; gîte (L), échelle de grade variant de 1 (plante dressée) à 5 (plante logée); valeur agronomique (AV), échelle de grade variant de 1 (plante pauvre) à 5 (plante excellente); nombre de gousses par plante (NP); nombre de graines par plante (NS); rendement en grains par plante (GY), en gramme.,

analyse statistique

les variances de caractères pour chaque témoin et pour la génération ségrégatrice ont été analysées selon le modèle statistique follo wing: Yij = µ + fi + ei + pij + dif, où Yij est une observation de la jème plante de lath famille; µ est une moyenne générale de la génération (témoin ou famille); fi est l’effet génétique attribué à lath famille, avec i = 1,2…32; ei est l’effet environnemental entre les rangées (du contrôle ou des familles); pij est l’effet génétique attribué à la jème plante de la ith famille, avec j = 1,2…,293; dij est l’effet environnemental entre les plantes à l’intérieur des rangées (du contrôle ou des familles).

Les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide du logiciel Genes (CRUZ, 2001). Les données originales de L et AV et de NP et NS ont été transformées respectivement en Et, , afin de mieux ajuster les données à la courbe de distribution normale.

le tableau 2 présente un schéma de l’analyse de variance pour la génération de ségrégation (Ft+1 = F3) et pour chaque témoin.,iv> où: kf, k1 e k2 sont les moyennes pondérées du nombre de plantes par parcelle pour les familles témoins 1 et 2 respectivement; est la variance phénotypique parmi les plantes au sein des familles; est la variance génotypique parmi les plantes au sein des familles; est variance entre les plantes au sein des familles; est la variance phénotypique entre les familles; est la variance génotypique entre les familles; et est la variance environnementale entre les familles., les cultivars utilisés comme contrôles sont complètement homozygote génotypes, de sorte qu’ils peuvent être utilisés pour estimer les variations environnementales, d’où: = est la variance environnementale parmi les plantes à l’intérieur de contrôle 1; = est la variance environnementale entre intrigue de contrôle 1; = est la variance environnementale parmi les plantes à l’intérieur de contrôle 2; et = , l’environnement, la variance entre les parcelles de contrôle 2.,d= »b0eabc2dbc »>

Genotypic Variance

= –

= –

Additive Genetic Variance and Variance due to the Dominance

Table 3 contains the total genotypic variance fractioning ( ) into additive variance ( ) and variance due to dominance deviations ( ), considering the endogamy coefficient in F3 generation of ½ (CRUZ, 2001)., Ce fractionnement a été possible parce que des familles autofécondées, dérivées de populations issues d’un croisement entre deux parents contrastés ont été utilisées.,familles ong:

– au sein des familles:

– Total:

Héritabilité basée sur la régression parent-progéniture

où b est le coefficient de régression, avec:, où: COV(YFT, ft+1) fait référence à la co-variance entre les valeurs des individus Ft et la moyenne des lignes ft+1 Ft; est la moyenne de la population ft; est la variance de la population Ft; R est le coefficient d’endogamie de Malecot.,

3. Résultats et DISCUSSION

Le Tableau 4 présente un résumé de l’analyse de variance portant sur 57 familles issues de 6 croisements et contrôles intercalés (Renascença et Liderança) pour les huit caractères étudiés. Des différences significatives ont été observées entre les familles pour presque tous les traits dans les 6 croisements, ce qui témoigne de la grande variabilité entre les progénitures appartenant à différentes familles. Néanmoins, parmi les progénitures au sein des familles et parmi et dans les parcelles de contrôle, aucune différence significative n »a été trouvée pour la plupart des traits dans les croisements.,

Les coefficients de variance expérimentaux (%CVe) allaient de 0,54% pour NDM dans le cross 6 à 22,47% pour GY dans le cross 4. Les valeurs de CVe Les plus expressives (%) ont été obtenues pour les traits FPI, NP, NS, GY, les trois derniers étant considérés comme les traits de production primaires, contrôlés par un grand nombre de gènes et fortement affectés par l’environnement.

Le rapport CVg/CVe était très élevé, allant de 1,27 pour le NDM dans le cross 2 à 8,36 pour le FPI dans le cross 6., En général, les valeurs les plus élevées ont été trouvées pour les caractères primaires (NP, NS et GY) contrastant avec ce qui a été observé par REIS et al. (2002), où les caractères secondaires (NDM, PHM et FPI) étaient plus élevés.

Les valeurs élevées DE CVg/CVe observées pour NP, NS et GY reflètent une situation très favorable pour la sélection visant ces traits, avec des possibilités de gains en utilisant des méthodes de sélection simples, comme observé par CRUZ et REGAZZI (1997).,

Le Tableau 5 présente les estimations des coefficients d’héritabilité au sens large parmi et au sein des familles, le sens étroit parmi les familles, au sein des familles et le total et basé sur la régression parent-progéniture. L’héritabilité totale du sens étroit est basée sur un individu, étant son information familiale méprisée.

en général, les coefficients d’héritabilité les plus élevés ont été obtenus pour les caractères de production primaires (NP, NS et GY), dans la plupart des croisements (Tableau 5)., Ces valeurs sont dues à la grande variance génotypique de ces traits, en raison de la supériorité frappante de certains individus et de certaines familles par rapport à la moyenne de la population. Ceci peut être confirmé par la supériorité de ces mêmes caractères par rapport au coefficient de variance génétique (Tableau 4).

individuellement, on peut observer dans cross 4, que certaines valeurs ont surmonté l’unité pour NP, NS et GY, ce qui selon REIS et al., (2002), est le signe d’une variance génétique additive surestimée ou d’une variance environnementale sous-estimée, ce qui peut caractériser une insuffisance des méthodes d’estimation de ces variances. Ce fait peut avoir été causé par le faible nombre de représentants de certaines familles, dont le développement a bénéficié de la faible position dans la ligne correspondant à sa famille.

Les six coefficients d’héritabilité ont montré une forte variation. L’héritabilité au sens large parmi les familles variait de 0,34 (L dans le croisement 1) à 0,95 (FPI dans le croisement 6). Des estimations similaires ont été trouvées par REIS et al., (2002), pour le NDM, le PHM, le NP, le NS et le GY. MAURO et coll. (1995) ont également obtenu des résultats similaires pour PHM et FPI, mais inférieurs pour NP, NS et GY, en utilisant le même type de graphique. L’héritabilité au sens large au sein des familles, qui variait de 0,11 (L dans le croisement 1) à 0,89 (GY dans le croisement 4) était également similaire aux résultats obtenus par REIS et al (2002) pour le NDM et le PHM, bien qu’elle ait été dépassée par ceux obtenus pour le NP, le NS et le GY.

l’héritabilité du sens étroit parmi les familles variait de 0,27 (L dans le croisement 1) à 1,00 (GY dans le croisement 4), présentant des similitudes avec ce qui a été trouvé par REIS et al. (2002) pour NDM, NP, NS et GY., Des estimations plus faibles ont été trouvées pour le PHM. ROSSMANN (2001) a obtenu des niveaux d’amplitude similaires à ceux de NDM et de GY, avec des résultats légèrement supérieurs pour PHM et L. l’héritabilité du sens étroit au sein des familles a présenté une variance plus élevée, de 0,06 (L dans le croisement 1 et FPI dans le croisement 5) à 1,25 (GY dans le croisement 4), avec des résultats supérieurs à ceux trouvés par REIS et al. (2002) pour NDM et PHM et légèrement inférieur pour NP, NS et GY. L’héritabilité totale du sens étroit variait de 0,12 (L dans le croisement 1) à 1,07 (GY dans le croisement 4), présentant des résultats inférieurs à ceux obtenus par REIS et al., (2002) pour NDM et PHM et similaire pour NP, NS et GY.

l’héritabilité estimée par la régression parent-progéniture située entre 0,14 (PHM dans le croisement 1) et 1,33 (NS dans le croisement 4), présentait des niveaux d’amplitude similaires à ceux obtenus par MUNIZ et al. (2002) pour PHM et FPI et supérieur pour NS et GY. FARIAS NETO et VELLO (2001) ont obtenu des résultats similaires pour NDM, PHM, L, AV et GY.

on peut également remarquer, au Tableau 5, les moyennes d’héritabilité des six croisements, pour toutes les estimations et tous les traits., D’une manière générale, le cross 1 présentait des estimations inférieures à la moyenne pour presque toutes les situations, traits et méthodes d’estimation de l’héritabilité, à l’exception du trait FPI. Pour le cross 2, la plupart des estimations étaient supérieures à la moyenne, à l’exception du trait GY où tous les coefficients d’héritabilité étaient inférieurs. Le cross 3 a montré un léger avantage par rapport aux estimations moyennes, principalement pour les traits AV, NP et NS. Pour le cross 4, la plupart des estimations étaient supérieures à la moyenne pour tous les traits., Sinon, sur le cross 5, on peut observer que la plupart des coefficients étaient inférieurs à la moyenne, à l’exception du trait L. Enfin, le cross 6 a montré des estimations supérieures et inférieures à la moyenne dans un nombre similaire.

les résultats ont montré que les coefficients d’héritabilité des sens larges et étroits étaient souvent plus proches, ce qui indique que la majeure partie de la variance génétique est probablement due à la nature additive., Ce fait est renforcé par le rapport CVg/CVe élevé obtenu, avec des valeurs nettement supérieures à l’unité, montrant que des méthodes de sélection assez simples peuvent conduire à des gains satisfaisants, en particulier pour les traits primaires (NP, NS et GY), qui sont plus importants économiquement, même dans les premières générations.

Les estimations de l’héritabilité calculées par régression parent-progéniture étaient similaires à l’héritabilité du sens étroit, présentant les mêmes surestimations dans le cross 4 pour NP, NS et GY, avec des valeurs supérieures à l’unité., Il est important de souligner cependant que BORÉM (1997) considère que les estimations obtenues par la régression parent-progéniture, en particulier dans les générations F2 et F3, sont de nature large, en raison du fait que la covariance parent-progéniture comprend des composantes de l’additif, de la dominance et de la variance épistatique., Cependant, étant donné que la majeure partie de la variance génétique dans la présente expérience était de nature additive, avec une dominance et des effets épistatiques minimisés, on a remarqué que les trois coefficients d’héritabilité (large, étroit et régression) présentaient des valeurs proches, pour la plupart des situations, en particulier dans les estimations obtenues parmi les familles.

Les coefficients d’héritabilité élevés observés spécifiquement pour le NP, le NS et le GY indiquent qu’il pourrait y avoir du succès dans la sélection de la première génération, même dans la génération F3, en dirigeant le processus de sélection pour les génotypes les plus prometteurs., Les estimations d’héritabilité pour le GY, principalement dans les croisements 4, 3 et 6, présentaient des possibilités de gain plus élevées, compte tenu des coefficients de sens large et étroit comme régression parent-progéniture. Les croisements les moins prometteurs, compte tenu des trois méthodes d’estimation, étaient les croisements 1 et 2.

considérant que le coefficient d’héritabilité définit la proportion différentielle de sélection qui sera transmise à la génération suivante, on peut en déduire que la sélection parmi les familles sera plus prometteuse que la sélection au sein des familles., En outre, les traits et les croisements qui présentaient les meilleures estimations des coefficients d’héritabilité présentaient également des possibilités de gain plus élevées grâce à des méthodes de sélection simples, même dans les premières générations.

4. CONCLUSIONS

1. L’estimation de l’héritabilité au sens large, au sens étroit et par régression était proche dans les conditions expérimentales, ce qui prouve que la nature additive représente la partie la plus élevée de la variance génétique.

2. La sélection au sein des familles s’est révélée plus prometteuse que la sélection au sein des familles.,

remerciements

au CAPES et à la FAPESP pour les bourses accordées et l’aide financière à la recherche. Aux techniciens Geraldo Mangela de Assis et Amanda Roberta Corrado pour l’assistance dans la conduite des expériences.

BORÉM, A.; MIRANDA, G. V. Melhoramento de plantas. 4 éd. Viçosa: Editora UFV, Imprensa Universitária, 2005. 525p.

CRUZ, C. D. programa Genes: versão Windows; aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa: Editora UFV, Imprensa Universitária, 2001. 648P.

JACQUARD, A. Héritabilité: un mot, trois concepts., La biométrie, Arlington, v. 39, n. 2, p. 465-477, 1983.

ROSSMANN, H. estimations de génétique et phénotypique des paramètres de soja de la population évaluée dans quatre ans. 2001. 80P. mémoire (Master en agronomie) – ESALQ/USP, Piracicaba.

unêda-TREVISOLI, S. H. phenotypic stability and desceny potential obtained by octuple Crossings in soybeans. 1999. 228p. thèse (doctorat en agronomie) – ESALQ/USP, Piracicaba.

---