RESUMO: O objetivo deste estudo foi estimar a variação do teor de açúcar (°Brix) existente entre 95 acessos do banco ativo de germoplasma de capim-elefante da Embrapa Gado de Leite, localizado no campo experimental de Coronel Pacheco. Foram identificados os acessos com maior teor de açúcar, bem como avaliado o efeito da idade da planta sobre a variação da concentração de açúcar. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso com duas repetições, 95 genótipos, duas idades de planta, 70 e 100 dias de crescimento, e análise do teor de açúcar em duas secções amostradas à 30 cm da base e na metade do colmo. A análise de variância considerou modelo de parcela subdividida no tempo, sendo os acessos, as parcelas e a idade da planta as subparcelas. As médias foram comparadas pelo teste de Scott Knott. Observou-se variação no teor de açúcar entre os acessos, porém não foi observado efeito significativo no teor de açúcar devido ao aumento da idade da planta. Entretanto, alguns acessos apresentaram interação significativa com aumento ou redução do teor de açúcar em decorrência do aumento da idade da planta. O acesso de maior média de teor de açúcares entre as duas idades foi BAG80, com 6,96%, e o de menor foi BAG13, com 4,03%.

ABSTRACT: The objective of this study was to estimate sugar content variation (°Brix) in 95 accessions from the elephant grass germplasm active bank of Embrapa Dairy Cattle research center, located in Coronel Pacheco, MG, Brazil. The accessions with the highest sugar content were identified, and the effect of plant age on sugar concentration was evaluated. The experiment was conducted in randomized blocks design with two replications. Sugar content analysis occurred twice during the growth-cycle (at 70 and 100 days) along two points of the stem, one 30 cm from the base and the other at the midpoint. The analysis of variance considered the split plot model, with accessions as main plots and plant age as subplots. The means were compared using the Scott Knott test. While there was sugar content variation between accessions, increased plant age had no significant effect on the sugar content. However, some accessions did have a significant increase or decrease in sugar content as they aged. The highest and lowest mean sugar content was 6.96% (in the accession BAG80) and 4.03% (in the accession BAG13) °Brix, respectively.

Abstract Pasture is the main food source for more than 200 million cattle heads in Brazil. Although Brazilian forage breeding programs have successfully released well-adapted, high-yielding cultivars over the years, the use of genomic tools in these programs is currently limited. These tools are required to tackle the main challenges for tropical forage breeding in Brazil. In this context, this notes lists the main research priorities raised at the workshop “Breeding Forages in the Genomic Era”, which are necessary to accelerate the use of genomic tools for next-generation breeding of tropical forages and allow breeders to increase genetic gains. Additionally, an online discussion forum (hosted at http://www.cnpgl.embrapa.br/genfor) has been launched to strengthen collaborations among research groups. The research priorities and more synergistic collaborations will assist researchers and decision-makers in delivering a sustainable increase in production of animal products, especially beef and milk, which are required to feed a rising world population.

ABSTRACT The efficient use of fodder and grassland as the basis of animal feed represents a way of raising productivity and reducing production costs. In this scenario, elephant-grass stands out among the most used forages in the intensive animal production systems in the world mainly due to its high productive potential, support capacity and nutritional quality. The purpose of this work was to estimate genetic parameters for the selection of elephant-grass (Pennisetum purpureum Schumach.) clones for forage production in two seasons, a period of water restriction and the total period of study. We evaluated 80 accessions of elephant-grass by means of the mixed-models methodology (REML/BLUP). The evaluation of DM yield (DMY) of the different genotypes were executed in edaphoclimatic conditions in Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil. The Selegen-REML/BLUP software accomplished the statistical and genetic analyses. It was seen that the DMY trait was with a low estimate of coefficient of genotypic variation (3.08%), which demonstrates possible difficulties with the selection for this trait. Heritability-coefficient estimate was 0.3606 for the dry season and 0.4193 for the total period. Those results were the variation in that trait due to genetic causes. Although those values may not be considered of high magnitude, they are of great interest for the breeding mainly because it is a polygenic trait. In both periods, genotypes 7, 25, 41, 43, 57, 58, 62, 64, 68, and 77 stood out among the others, since it presented the highest genetic gains for DMY, which will enhance progress in the evaluated trait.

RESUMOO capim-elefante e o milheto são forragerias tropicais pertencentes ao gênero Pennisetum. A variabilidade existente dentro de cada uma dessas espécies é explorada no melhoramento de forragens, assim como na hibridização interespecífica entre elas. A hibridização interespecífica é um fenômeno que pode levar a conflitos intergenômicos, ocasionando a eliminação de sequências genômicas, assim como rearranjos cromossômicos. Objetivo-se, do presente trabalho, estudar as possíveis alterações cariotípicas nos cromossomos da combinação híbrida. Para tanto, os cromossomos dos parentais, capim-elefante e milheto, e do híbrido interespecífico foram analisados, por meio de técnicas de citogenética, e os genomas por citometria de fluxo. Foi avaliada a morfometria dos cromossomos dessas espécies, seu conteúdo de DNA e as proporções genômicas dos parentais no híbrido. O capim-elefante e o milheto apresentaram tamanhos cromossômicos sobrepostos, e o híbrido avaliado apresentou cromossomos com comprimento menor do que o esperado. Adicionalmente, comparando-se o híbrido com os parentais foi possível identificar perda no conteúdo de DNA e alteração na relação dos genomas parentais no núcleo híbrido. Além disso, foi demonstrada a ocorrência de rearranjos genômicos, por meio das alterações cariotípicas no híbrido.

ABSTRACTNapier grass and pearl millet are tropical forages from the genus Pennisetum. The variability in those species is explored in breeding programs of forages, as well as in the production of interspecific hybrids. Hybridization is a phenomenon that leads to intergenomic conflicts following the elimination of genomic sequences. In this sense, the present work aimed to study the genomic alterations occurring after interspecific hybridization of pearl millet and Napier grass with the use of cytogenetics and flow cytometry tools. These methods allowed the evaluation of chromosome morphometry, DNA content and genomic ratio in pearl millet, Napier grass and hybrids. It was observed that pearl millet and Napier grass have chromosomes with superposed size. The hybrid presents chromosomes that are smaller than expected, leading to karyotype alterations. Additionally, comparing the DNA content of parents and hybrids, loss of DNA content was demonstrated. Further, changes in the pearl millet and Napier grass genome ratio were also verified in the hybrid nucleus. Moreover, genomic rearrangements were shown to occur through karyotype alterations in the hybrid.

Objetivou-se com este trabalho, avaliar o comportamento agronômico de combinações genômicas oriundas do cruzamento entre capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) e milheto (Pennisetum glaucum (E.) Leek), visando determinar o potencial de Pennisetum glaucum para o melhoramento da qualidade forrageira do capim-elefante. Três cultivares de capim-elefante e 11 combinações genômicas foram avaliadas para produção de matéria verde total (PMV), produção de matéria seca total (PMS), percentagem de matéria seca (%MS), produção de matéria seca de folhas (PMSF), produção de matéria seca de caule (PMSC), relação caule/folha (RFC), altura (ALT), vigor fenotípico (VF), número de perfilhos (NP), fibra em detergente ácido (FDA), fibra em detergente neutro (FDN), proteína bruta (PB) e digestibilidade in vitro de matéria seca (DIVMS). Excetuando RFC e NP, todas as demais características apresentaram diferenças significativas para os genótipos (p < 0,05), indicando variabilidade genética entre os genótipos avaliados. A combinação genômica HCM-5x-2 destacou-se entre os pentaploides quanto à produção de matéria seca de forragem e a combinação genômica HCM-4x-2 destacou-se entre os tetraploides para a mesma característica. O efeito na melhoria da qualidade forrageira em Pennisetum através da introgressão de características favoráveis do milheto foi evidenciado pelo melhor desempenho das combinações genômicas pentaploides para características bromatológicas, mostrando o potencial das mesmas para inclusão em programas de melhoramento genético.

The objective of this work was to evaluate the agronomic performance of genomic combinations from elephant grass (Pennisetum purpureum Schum.) and pearl millet (Pennisetum glaucum (E.) Leek), in order to determine the Pennisetum glaucum potencial as a germoplasm for elephant grass improvement. Three cultivars and eleven genomic combinations were evaluated for fresh forage production (PMV), total dry matter production (PMS), dry matter ratio (%MS), leaves dry matter production (PMSF), stem dry matter production (PMSC), leaf/stem ratio (RFC), height (ALT), plant vigor (VF), number of tillers (NP), acid detergent fiber ratio (FDA), Neutral detergent fiber ratio (FDN), crude protein ratio (PB) and in vitro dry matter digestibility (DIVMS). All characteristics, except for RFC and NP, showed significant difference for genotypes (p < 0.05), point out to the genetic variability among the evaluated genotypes. As to forage dry matter production, the HCM-5x-2 genomic combination outstood the pentaploids while the HCM-4x-2 outstood the tetraployds. The improvement of forage quality in Pennisetum through the introgression of favorable traits to the millet was enhanced by the improvement of genomic pentaploids combinations peformance for bromatologic traits, what showed their potential for being included in genetic breeding programs.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento genômico de combinações híbridas resultantes do cruzamento entre capim-elefante (Pennisetum purpureum) e milheto (P. glaucum). Raças cromossômicas tetraploides (AAA'B) e pentaploides (AA'A'BB), resultantes do retrocruzamento do híbrido hexaploide com seus parentais capim-elefante (A'A'BB) e milheto (AA), foram avaliadas quanto ao número cromossômico e ao conteúdo de DNA. Foram comparados os genótipos de capim-elefante, milheto e de híbridos triploides e hexaploides induzidos. As combinações genômicas pentaploides e tetraploides mostraram elevado grau de mixoploidia, em desacordo com o complemento cromossômico somático esperado. O número cromossômico dos pentaploides variou de 20 a 34, e o dos tetraploides de 16 a 28. A variação do número cromossômico foi maior nas combinações genômicas pentaploides do que nas tetraploides, e a mixoploidia foi verificada entre hexaploides. As combinações genômicas 4x e 5x são mixoploides, e a variação do número de cromossomos na raça cromossômica 5x é maior do que na 4x.

The objective of this work was to evaluate the genomic behavior of hybrid combinations between elephant grass (Pennisetum purpureum) and pearl millet (P. glaucum). Tetraploid (AAA'B) and pentaploid (AA'A'BB) chromosome races resulting from the backcross of the hexaploid hybrid to its parents elephant grass (A'A'BB) and pearl millet (AA) were analyzed as to chromosome number and DNA content. Genotypes of elephant grass, millet, and triploid and hexaploid induced hybrids were compared. Pentaploid and tetraploid genomic combinations showed high level of mixoploidy, in discordance with the expected somatic chromosome set. The pentaploid chromosome number ranged from 20 to 34, and the tetraploid chromosome number from 16 to 28. Chromosome number variation was higher in pentaploid genomic combinations than in tetraploid, and mixoploidy was observed among hexaploids. Genomic combinations 4x and 5x are mixoploid, and the variation of chromosome number within chromosomal race 5x is greater than in 4x.

Objetivou-se avaliar a variabilidade e herdabilidade de caracteres quantitativos relacionados à qualidade de forragem de 32 clones de capim-elefante (três testemunhas locais, da Zona da Mata de Pernambuco, e os demais provenientes da RENACE/CNPGL). Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado com testemunhas adicionais e aplicou-se a análise de variância por meio do procedimento de famílias com testemunhas intercalares. A avaliação foi realizada no período seco, aos 60 dias de crescimento. Foram observadas diferenças significativas entre os clones para as características fibra em detergente ácido de lâmina foliar e matéria orgânica no colmo, com médias de 34,05 e 78,83%, respectivamente. De maneira geral, a herdabilidade dos caracteres qualitativos foi baixa, inclusive com valores nulos para proteína bruta e fibra em detergente neutro de lâmina foliar e digestibilidade in vitro da MS da lâmina e do colmo. A composição química e a digestibilidade dos clones avaliados foram similares. Há poucas possibilidades de ganho na seleção de caracteres qualitativos, tendo em vista a baixa variabilidade e herdabilidade dos caracteres estudados.

The objective of this research was to evaluate variability and heritability of quantitative traits related to forage quality of 32 clones of elephant grass (three local controls, from Zona da Mata de Pernambuco, and the remaining from RENACE/CNPGL). A complete randomized design was used with additional controls and analyses of variance was applied by using the procedure of families with controls between rows. Evaluation was performed during the dry period, at 60 days of growth. It was observed significant differences among clones for the traits acid detergent of leaf blade and stem organic matter, with means of 34.05 and 78.83%, respectively. In general, heritability of qualitative traits was low, including null values for crude protein and neutral detergent fiber of leaf blade and in vitro digestibility of dry matter of leaf blade and stem. Chemical composition and digestibility of evaluated clones were similar. There are few possibilities of gain in selection for qualitative traits considering the low variability and heritability of the studied characters.

Este trabalho foi realizado para estimar a diversidade genética de 30 acessos de capim-elefante utilizando-se marcadores moleculares. Amostras de DNA genômico de cada acesso foram obtidas para realização da amplificação por PCR utilizando a técnica de marcadores RAPD. Foram utilizados 20 primers aleatórios que geraram 88 bandas de DNA de alta intensidade e reprodutíveis (64 bandas polimórficas e 24 monomórficas). Os acessos foram agrupados pelo método UPGMA com base na estimativa das distâncias genéticas. Os grupos de acessos Porto Rico, Santa Rita e IJ-7136 cv. EMPASC 307 e; Mineiro e Mineiro Ipeaco apresentaram distância genética nula entre si, comprovando tratar-se do mesmo material genético com designação diferente. Alguns pares de acessos apresentaram distância genética mínima, como Napier e Mineiro ou Mineiro Ipeaco (0,01); P 241 Piracicaba e Guaçu / IZ2 (0,01); Capim Cana D'África e Vrukwona (0,02); Merker Comum e Merker Comum de Pinda (0,03), indicando tratar-se de genótipos com estreito grau de parentesco. A maior distância genética foi obtida entre os acessos Mercker Comum de Pinda e Napier X 23A (0,34). Os resultados indicam que existe variabilidade genética entre os acessos e que as estimativas de distância genética podem ser utilizadas como critério para seleção de genitores em programas de melhoramento desta gramínea forrageira.

This study aimed to estimate the genetic diversity among Elephantgrass accessions using molecular markers. DNA samples of 30 accessions were obtained to perform PCR amplification using RAPD technique. Twenty random primers were used to obtain 88 high intensity and reproducible DNA bands (64 were polymorphic and 24 were monomorphic). Accessions were grouped by genetic distance estimates using UPGMA clustering. Genetic distances among Porto Rico, Santa Rita, IJ-7136 cv EMPASC 307; Mineiro and Mineiro Ipeaco accessions were null, suggesting that they are genetically the same although labeled with different names. Genetic distances were minimum between the pairs of accessions Napier and Mineiro or Mineiro Ipeaco (0,01); P 241 Piracicaba and Guaçu / IZ2 (0,01); Capim Cana D'África and Vrukwona (0,02); Merker Comum and Merker Comum de Pinda (0,03) and indicate that their genotypes are closely related. The largest genetic distance (0,34) was observed between the Mercker Comum de Pinda and Napier X 23A accessions. Overall, the results indicate genetic variability among accessions and suggest that genetic distance may be used as an auxiliary criterion of selection in breeding programs of elephantgrass genotypes.

Na Região Sudeste o período do inverno é caracterizado pela escassez e perda de qualidade das pastagens, sendo o azevém anual uma das forrageiras invernais mais recomendadas para suplementação da dieta dos rebanhos leiteiros nesta época do ano. Com este trabalho, buscou-se avaliar o comportamento de populações de azevém resultantes de coleta de germoplasma. Foram avaliadas 30 populações, sendo 22 resultantes de coletas recentes realizadas na Região Sul e oito pertencentes à coleção da Embrapa. Foi utilizado o delineamento experimental de blocos ao acaso com três repetições, sendo realizados sete cortes. Foram avaliados: altura da planta, porcentagem e produção de matéria seca, rebrota, número de dias até o florescimento e produção de sementes. Observou-se variação entre as populações para todas as características avaliadas. A estimativa da produção total de matéria seca variou de 3654 kg/ha (população LE 284) a 8544 kg/ha (CNPGL 164). Os resultados demonstraram elevado potencial de produção de forragem entre as populações de azevém coletadas, sendo que algumas delas podem ser recomendadas para cultivo invernal na Região Sudeste.

In the Southeast Region of Brazil, the winter season is characterized by poor quality and low availability of the pastures. In that region the annual ryegrass is one of the most recommended winter forage to be used for dairy cattle diets. The objective of this study was to evaluate the behavior of ryegrass populations under the Mata Atlantica environment. From the 30 evaluated populations, 22 were collected and eight belong to Embrapa's collection. A randomized blocks design with three replications was used, and seven cuts were done. Plant height, percent and dry matter production, regrowth, days to flowering and seed production were recorded. For all these parameters there were differences between populations. Total dry matter production varied from 3654 kg/ha (LE 284) to 8544 kg/ha (CNPGL 164 population). The results showed that collected ryegrass populations have high potential for forage production and some of them can be recommended for Southeast region during the winter season.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de 42 cultivares de alfafa (Medicago sativa L.) e estimar o coeficiente de repetibilidade das características produção de matéria seca, teor de proteína bruta na folha e no caule e tolerância a doenças, avaliadas no período das águas (outubro a março) e da seca (abril a setembro), em seis cortes. Observou-se variabilidade significativa entre as cultivares quanto à produção de matéria seca e ao teor de proteína bruta na folha, em ambas as estações. No tocante a teor de proteína bruta no caule e tolerância a doenças, a variabilidade foi manifestada apenas no período da seca. As cultivares de melhor desempenho, para a maioria das características avaliadas, foram Crioula e Cibola. Em geral, o coeficiente de repetibilidade apresentou estimativas de baixa magnitude (inferior a 0,4). Quanto à produção de matéria seca, constatou-se a existência de comportamento similar das cultivares avaliadas nos dois períodos estudados, coeficiente de repetibilidade variando de 0,3195 a 0,4270, determinação genotípica em torno de 65%, e possibilidade de se atingir a predição do valor real por meio de sete a nove cortes.

The objective of this study was to evaluate the performance of 42 cultivars of alfalfa (Medicago sativa L.) and to estimate the repeatability coefficient for dry matter production, leaf and stem protein content and disease tolerance features during the dry (April to September) and rainy (October to March) seasons with six cuts. Dry matter yield and leaf protein content presented significant variation in both seasons, although stem protein content and tolerance to diseases were different only during the dry season. Cultivars Crioula and Cibola had the best performance in most features. In general, the repeatability coefficient showed a low magnitude estimate (below 0,40). Regarding dry matter production, the cultivars showed similar behavior in both seasons, with repeatability coefficient ranging from 0.3195 to 0.4270, genotypic determination around 65% and the possibility to predict the real value after seven to nine cuts.