RESUMO O desenvolvimento de programas de melhoramento genético requer o conhecimento dos níveis de diversidade presente nas populações, desse modo o objetivo desse estudo foi caracterizar com base em descritores morfológicos a diversidade genética de variedades crioulas de feijão-fava (Phaseolus lunatus L.). A diversidade genética foi estimada a partir dos métodos multivariados que selecionaram variedades crioulas atendendo tanto os agricultores como o mercado consumidor. De acordo com as características morfológicas propostas pelo Biodiversity International, os genótipos UFPI-667 e UFPI-682 são os mais divergentes e apresentam alto potencial para serem utilizados em cruzamentos por serem geneticamente distantes e complementares. A análise de componentes principais detectou associações fenotípicas positivas e significativas entre as variáveis: comprimento da vagem, largura da vagem e produção de grãos. Ao usar métodos multivariados, as variedades crioulas UFPI-666, UFPI-650, UFPI-651, UFPI-687, UFPI-658, UFPI- 673, UFPI-667 e UFPI-674 são candidatos à seleção por apresentarem ciclos mais curtos e maiores produções de grãos, características importantes para o melhoramento do feijão-fava. Este estudo mostrou que as análises multivariadas podem ser usadas como uma ferramenta eficaz para encontrar características potenciais em feijão-fava e pode auxiliar os melhoristas de feijão-fava na seleção de variedades locais superiores. Os acessos UFPI- 667 e UFPI-682 podem ser indicados como genitores em programas de melhoramento genético, pois são distantes geneticamente e complementares em suas características.

ABSTRACT The knowledge of genetic diversity in plant population is essential to the success of plant breeding programs. Thus, previous characterization of landraces is one of the first steps before the indication of genotypes to these plant breeding programs. This study aimed to characterize, through morphological traits, and estimate the genetic diversity in landraces of lima bean (Phaseolus lunatus L.). Genetic diversity was estimated by using multivariate methods that selected individual landraces to be indicated for farmers and consumers. According to morphological traits proposed by Biodiversity International, the genotypes UFPI-667 and UFPI- 682 showed higher dissimilarity and high potential to be used in crosses since they are genetically distant and complementary. The principal component analysis identified positive and significant phenotypic associations between variables: pod length, pod width, and grain production. According to the multivariate methods used, the landraces UFPI-666, UFPI-650, UFPI-651, UFPI-687, UFPI-658, UFPI-673, UFPI-667, and UFPI-674 are potential candidates for selection since they have relevant features for lima bean breeding, such as shorter cycles and higher grain production. This study showed that multivariate analysis can be used as an effective tool to find potential traits in lima bean and can assist the lima bean breeders in the selection of potential landraces. Accessions UFPI-667 and UFPI-682 can be indicated as genitors for breeding programs, as they are genetically distant and complementary in their characteristics.

RESUMO O feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) é a segunda espécie de maior importância socioeconômica do gênero, constituindo alternativa alimentar na forma de grãos verdes ou maduros. Sendo uma opção de renda para agricultores familiares, a falta de variedades superiores dificulta a recomendação considerando a peculiar variabilidade do feijão-fava. Objetivou-se selecionar variedades crioulas de feijão-fava com base em caracteres agronômicos, visando a utilização em programas de melhoramento e posterior recomendação para agricultores. Foram conduzidos ensaios de avaliação com 14 variedades crioulas de feijão-fava, nos municípios de São Domingos do Maranhão - MA, Teresina - PI, Bom Jesus - PI e Tianguá - CE. Foram avaliados: número de dias até o início da floração, número de dias até a maturação das vagens, comprimento da vagem, largura da vagem, espessura da vagem, número de sementes por vagem, peso de 100 sementes e produtividade de grãos. Os dados foram submetidos à análise de variância univariada, para determinação da variabilidade genética em diferentes ambientes, e, em seguida, às análises multivariada e de agrupamento. As variedades crioulas apresentam divergência genética, mas não se agrupam segundo origem geográfica, demonstrando a existência de similaridade entre o germoplasma de comunidades rurais estados vizinhos. As variedades Boca de Moça, Raio de Sol e Fava Branca CE são as mais precoces; Boca de Moça, Rajada e Raio de Sol as de vagens mais longas e sementes maiores; e Boca de Moça, Rajada e Mulatinha são as mais produtivas, o que as credencia para recomendação para agricultores familiares e/ou incorporação em programas de melhoramento do feijão- fava.

ABSTRACT Lima bean (Phaseolus lunatus L.) is the second most important socioeconomic species of the genus, consisting of a food alternative as green or mature beans. It is an income option for family farmers and the lack of superior varieties makes its recommendation difficult, considering the peculiar lima bean variability. Thus, aimed to select landraces of lima beans based on desirable agronomic traits, enabling their use in breeding programs and later recommendations to family farmers. Evaluation trials were carried out with 14 landraces of lima beans in the municipalities of São Domingos do Maranhão - MA, Teresina - PI, Bom Jesus - PI, and Tianguá - CE. The agronomic traits were evaluated: number of days until flowering, number of days until pod maturation, pod length, pod width, pod thickness, number of seeds per pod, 100-seed weight, and grain yield. The data were initially subjected to univariate analysis of variance to determine the genetic variability in different environments and, subsequently, to multivariate and cluster analyses. The evaluated landraces showed genetic divergence, not being grouped according to geographic origin, demonstrating the existence of similarity between germplasms of rural communities in neighboring states. The varieties Boca de Moça, Raio de Sol, and Fava Branca CE are the earliest; Boca de Moça, Rajada, and Raio de Sol presented the longest pods and largest seeds; and Boca de Moça, Rajada, and Mulatinha are the most productive. Therefore, it qualifies them for recommendation to family farmers and/or incorporation in lima bean breeding programs.

RESUMO Estudos de caracterização morfoagronômica que visam a discriminação e classificação de acessos de feijão-fava quanto aos centros de domesticação e estado biológico têm sido de grande importância para a conservação da biodiversidade da espécie. Para esse fim, é muito utilizada a análise multivariada denominada análise discriminante, que nem sempre é capaz de produzir resultados satisfatórios. Classificadores baseados em inteligência computacional constituem-se ferramentas adicionais para a compreensão de problemas complexos de classificação. Neste estudo, objetivou-se testar o uso da árvore de decisão na classificação do feijão-fava de acordo com os centros de domesticação e estado biológico (cultivado e silvestre), com base em oito caracteres fenotípicos da semente. Foram avaliados 60 acessos de feijão-fava do Banco de Germoplasma de Phaseolus da Universidade Federal do Piauí (BGP/UFPI), em cuja classificação foram utilizadas duas abordagens: estatística convencional com análise discriminante sob componentes principais (DAPC) e inteligência computacional por meio da árvore de decisão (AD). Os resultados mostraram que o uso da AD foi eficiente para identificar padrões na classificação dos acessos de feijão-fava, devido à sua compreensibilidade. O peso da semente foi um dos principais descritores utilizado para explicar a origem e a diversidade da espécie. Os resultados encontrados serão úteis para estudos que envolvem a conservação de recursos genéticos, principalmente para a manutenção de bancos de germoplasma e em programas de melhoramento. Além disso, recomenda-se a integração de algoritmos de aprendizado de máquina em estudos voltados à classificação de feijão-fava.

ABSTRACT Morpho-agronomic characterization studies aiming at the discrimination and classification of lima bean accessions in relation to the centers of domestication and biological status have been of great importance for conserving the biodiversity of this species. For this purpose, researchers have widely used the multivariate analysis called discriminant analysis, which is not always capable of producing satisfactory results. Computational intelligence-based classifiers are additional tools for understanding complex classification problems. In this study, the objective was to test the use of the decision tree in the classification of lima bean according to the centers of domestication and biological status (cultivated and wild), based on eight phenotypic traits of the seed. Sixty accessions of lima bean from the Phaseolus Germplasm Bank of Universidade Federal do Piauí (BGP / UFPI) were evaluated, and classification was performed using two approaches: conventional statistics with discriminant analysis of principal components (DAPC) and computational intelligence through decision tree (DT). The results showed that the use of DT was efficient to identify patterns in the classification of lima bean accessions, due to its comprehensibility. Seed weight was one of the main descriptors used to explain the origin and diversity of the species. The results found will be useful for studies that involve the conservation of genetic resources, mainly for the maintenance of germplasm banks and in breeding programs. In addition, it is recommended to integrate machine learning algorithms in studies aimed at classifying lima bean.

Abstract The aim of this study was to compare the Multiple Linear Regression and Artificial Neural Network models in prediction of grain yield of ten landrace varieties of lima bean and evaluate adaptability and stability through the Lin and Binns method for identification of the best performing variety. Trials were conducted in the municipalities of Teresina, PI, and São Domingos do Maranhão, MA, through measurement of 12 traits, except for grain yield in São Domingos do Maranhão. The parameters of Pearson and Spearman correlation, root mean square error, mean absolute error, and coefficient of determination were used to compare the models. The Artificial Neural Network proved to be more adequate for prediction of grain yield. Adaptability and stability analyses indicated that the environments are discriminant for selection of promising genotypes, and that the landrace variety Mulatinha can be recommended for planting in the municipalities.

RESUMO Planta ornamental é toda aquela cultivada por sua beleza e que normalmente é usada em jardinagem e paisagismo. A variada cor da folhagem e os frutos coloridos que caracterizam as pimentas ornamentais garantem uma exibição vívida e brilhante em jardins que rivaliza com outras ornamentais. No presente estudo, objetivou-se avaliar o potencial uso ornamental de oito acessos de pimenta, Capsicum annuum, procedentes do Banco Ativo de Germoplasma de Capsicum (BAGC) da Universidade Federal do Piauí (UFPI) por meio de descritores qualitativos e quantitativos. O experimento foi conduzido em telado, localizado no Departamento de Fitotecnia, do Centro de Ciências Agrárias, da UFPI, onde os acessos foram avaliados em delineamento inteiramente ao acaso, com oito repetições, sendo uma planta por parcela, e caracterizados com base em 35 descritores, sendo 23 qualitativos multicategóricos e 12 quantitativos. Os dados dos descritores quantitativos foram submetidos à análise de variância univariada, seguida do agrupamento das médias por meio do teste de Scott-Knott, a 5% de probabilidade, já os dados dos descritores qualitativos multicategóricos foram ponderados a partir da moda observada. Os oito acessos avaliados possuem potencial ornamental e estão dentro dos padrões estabelecidos pelo Instituto Brasileiro de Floricultura, sendo que os acessos BAGC 98, 100, 203, 207, 224 e 236 foram adequados para o cultivo em vasos, enquanto BAGC 220, para cultivo em jardins. O acesso BAGC 199 destacou-se como o mais promissor por corresponder a todos os critérios de qualidade para porte, folhagem, flores e frutos propostos pela Cooperativa Veiling Holambra.

ABSTRACT Ornamental plants are all plants grown for their beauty and are commonly used in gardening and landscaping. The colorful fruits and varied foliage colors that typify ornamental peppers provide a vibrant garden display that rivals other ornamental plants. This study aimed to evaluate the potential ornamental use of eight pepper accessions, Capsicum annuum, from the Capsicum Germplasm Bank of the Universidade Federal do Piauí, using qualitative and quantitative descriptors. The experiment was carried out in a greenhouse at the Department of Plant Science, Centre of Agricultural Sciences of Universidade Federal do Piauí, where the accessions were evaluated through a completely randomized design, with eight replicates, one plant per plot, and characterized based on 35 descriptors, 23 of which were qualitative and 12 quantitative. Data on quantitative descriptors were submitted to univariate analysis of variance, followed by Scott-Knott clustering test at 5% probability. Data on qualitative multicategorical descriptors were considered based on observations of statistical mode. The eight accessions evaluated have ornamental potential and are within the standards established by the Instituto Brasileiro de Floricultura. The accessions BAGC 98, 100, 203, 207, 224, and 236 accessions are suitable for cultivation in pots, while BAGC 220 is suitable for garden cultivation. BAGC 199 is the most promising accession because it supports all quality criteria required for size, foliage, flowers, and fruit proposed by the Veiling Holambra Cooperative.

RESUMO Vários métodos têm sido propostos para medir a influência da interação genótipos por ambientes em características de interesse, tais como a produtividade de grãos. Entre estes, modelos mistos utilizando abordagens REML/BLUP com efeitos de genótipos aleatórios são apontados como vantajosos, visto que permitem obter os valores genotípicos reais de cultivo e uso. O objetivo deste estudo foi avaliar, por meio de modelos mistos, a resposta da produtividade de grãos em feijão-caupi às variações de locais e anos e a influência da interação genótipos por ambientes no desempenho dos genótipos. Vinte genótipos foram avaliados em 47 locais, sob regime de sequeiro, nos anos de 2010, 2011 e 2012, sob o delineamento de blocos casualizados. Após análise conjunta, os padrões de adaptabilidade e estabilidade dos genótipos dentro e entre anos foram testados pela estística da MHPRVG (Média Harmônica da Performance Relativa dos Valores Genotípicos). Para a análise dentro de anos, os efeitos da interação genótipos x locais foram altamente significativas para todos os anos considerados. Na análise conjunta, os efeitos de genótipos e da interação tripla (Genótipo x Local x Ano) foram altamente significativos (p≤0,01 e p≤0,001, respectivamente), indicando forte influência da interação genótipos por ambientes no desempenho dos genótipos. A avaliação por meio da MHPRVG foi adequada para identificar genótipos superiores, e destacou MNC02-676F-3, MNC03-737F-5-1, MNC03-737F-5-9, BRS Tumucumaque e BRS Guariba como os genótipos com melhor estabilidade e desempenho para a produtividade de grãos. A seleção dos genótipos mencionados resultou em uma nova média de 1.402 kg ha-1, que é maior do que a média obtida por seleção com base apenas no fenótipo (1.230 kg ha-1).

ABSTRACT Several methods have been proposed to measure effects of genotype × environment interaction (G×E) on various traits of interest of plant species, such as grain yield. Among these methods, mixed models using the Restricted Maximum Likelihood (REML)-Best Linear Unbiased Prediction (BLUP) procedure with random genotype effects have been reported as advantageous, since they allow the obtaining of actual genotypic values for cultivation and use. The objective of this work was to evaluate the response of grain yield to different locations and years, and the effects of G×E on the performance of cowpea genotypes by the methodology of mixed models. Twenty genotypes were evaluated under rainfed conditions in 47 locations in 2010, 2011 and 2012 using randomized block design. After joint analysis, the genotypes adaptability and stability patterns within and between years were tested by the Harmonic Mean of Relative Performance of Genetic Values (HMRPGV) statistics. The analysis within the years showed highly significant effects of the genotype × location interaction in all the years evaluated. The results of the joint analysis presented highly significant effects (. ≤0.01) of the genotype, and triple interaction (genotype × location × year) (. ≤0.001), denoting a strong effect of the G×E on the genotype performances. The HMRPGV analysis was adequate to identify superior genotypes, highlighting the MNC02-676F-3, MNC03-737F-5-1, MNC03-737F-5-9, BRS-Tumucumaque, and BRS-Guariba as the genotypes with best stability and highest grain yield. The selection of these genotypes resulted in a new average yield (1,402 kg ha-1) which is higher than that obtained by selection based only on the phenotype (1,230 kg ha-1).

A cultura do feijão-caupi vem desempenhando um forte papel socioeconômico, principalmente em países em desenvolvimento. Os estudos de correlação são importantes para determinar a associação entre caracteres quantitativos e a produtividade, de forma a direcionar a seleção, ou seja, seleção direta ou seleção indireta. Objetivou-se estimar as correlações fenotípicas entre seis caracteres agronômicos em feijão-caupi, assim como as correlações entre as estimativas das capacidades de combinação dos genitores. Genótipos com elevado peso e comprimento de vagem, elevado peso de cem grãos e número de grãos por vagem devem ser usados para melhorar a produtividade de grãos em feijão-caupi. O melhorista deve preferencialmente inserir em seu grupo de cruzamentos, indivíduos com alta capacidade de combinação para comprimento de vagens, número de grãos por vagem e produção por parcela.

Cowpea is a crop that has become socio-economically relevant, mainly in developing countries. Correlation studies are important to determine the association between quantitative traits and yield to guide the selection, i.e., choose direct or indirect selection. The objective was to estimate the correlations between six agronomic traits in cowpea as well as the correlations between the estimates of combining abilities of parents. Genotypes with high pod weight and pod length, 100-grain weight, and number of beans per pod should be used to improve grain yield in cowpea. The breeder should preferably insert plants into his group of crosses that have a high combining ability for pod length, number of grains per pod and yield per plot.