Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar processos fisiológicos em genótipos contrastantes de pinhão-manso (Jatropha curcas), durante as fases de florescimento e frutificação. As trocas gasosas foram mensuradas com analisador de gás por infravermelho, e as características morfológicas foram avaliadas em cada fase sob condições naturais, em delineamento de blocos ao acaso, com cinco repetições. As diferenças no rendimento entre os acessos de J. curcas não estiveram relacionadas ao desempenho fotossintético, mas sim ao número de inflorescências e flores femininas, que são geneticamente determinadas. Além disso, a assimilação líquida de CO2 foi similar em ambos os genótipos, apesar de eles terem diferido na produção de frutos. Os genótipos diferiram consistentemente quanto à eficiência de carboxilação e à regeneração da ribulose bifosfato. Finalmente, o crescimento de ramo de J. curcas não é prejudicado pelo aumento no dreno durante a frutificação, e os frutos possivelmente estavam exercendo efeito positivo na assimilação líquida de CO2, o que pode ter permitido que as plantas mantivessem o crescimento ao produzir flores e frutos.

Abstract: The objective of this work was to evaluate physiological processes in contrasting physic nut (Jatropha curcas) genotypes during the flowering and fruiting stages. Gas exchange parameters were measured using an infrared gas analyzer, and morphological traits were evaluated during each stage under natural conditions, in a randomized complete block design with five replicates. Differences in yield between J. curcas accessions were not related to photosynthetic performance, but rather to the number of inflorescences and female flowers, which are genetically determined. Moreover, the net CO2 assimilation was equivalent in both genotypes, although they produced different amount of fruit. The genotypes differed consistently in terms of carboxylation efficiency and ribulose bisphosphate regeneration. Finally, J. curcas branch growth is not impaired by the increased sink strength during fruiting, and fruit may have been actually exerting a positive effect on the net CO2 assimilation, which may have enabled plants to maintain growth while producing flowers and fruits.

A obtenção de estimativas confiáveis de parâmetros genéticos, incluindo dados relacionados à variabilidade das populações sob melhoramento, é essencial para se elucidar a estrutura genética das populações e para se inferir sobre sua variabilidade genética e seu potencial de melhoramento. Nesse sentido, este trabalho teve por objetivo estimar parâmetros genéticos e a diversidade em progênies de Macaúba com base em características morfológicas e fisiológicas. Para o estudo, foram avaliadas características morfológicas e fisiológicas em 15 progênies de macaúba, em delineamento em blocos ao acaso com 5 repetições e 3 plantas por parcela, no espaçamento de 5x5m. Não houve variabilidade para a maioria das características fisiológicas no conjunto de progênies avaliadas. Porém, verificou-se variabilidade genética para os caracteres morfológicos avaliados. As famílias de macaúba agruparam-se em três grupos distintos quanto à diversidade genética, sendo a família CPAC-03 a mais divergente em relação às demais. A eficiência no uso da água e o comprimento de raquis foram as características que mais contribuíram para a dissimilaridade das famílias de macaúba.

Obtaining reliable estimates of genetic parameters, including data related to the existing level of variability in breeding populations is essential to elucidate the genetic structure of populations and to infer their genetic variability and potential for improvement. Therefore, this study aimed to estimate genetic parameters and diversity in progenies from Macaw Palm based on morphological and physiological traits. For that, morphological and physiological traits were evaluated in 15 macaw palm progenies (established following a random block design with 5 repetitions and 3 plants per plot - 5x5m spacing). No significant genetic variability was observed for physiological traits in the evaluated progenies. However, for the morphological traits, the existence of genetic variability was evidenced. The macaw palm families were grouped into three distinct groups based on its genetic dissimilarity, being CPAC-03, the most divergent progeny to the others. The water use efficiency and the leaflet length were the traits that contributed most to the dissimilarity of the families.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico e o ganho genético pela seleção de famílias de meio-irmãos de pinhão-manso, cultivado em três regiões do Brasil. A partir de seleção fenotípica prévia, foram instalados três testes de progênies, em 2008, nos municípios de Planaltina, DF, Nova Porteirinha, MG, e Pelotas, RS. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com três repetições e cinco plantas por parcela. Como testemunha, foram utilizadas sementes, colhidas ao acaso, de uma população sem seleção. Houve interação significativa entre os efeitos de genótipos por ambientes. As estimativas dos componentes de variância e dos parâmetros genéticos indicaram que é possível obter ganhos com a seleção das melhores famílias, nos ambientes avaliados. Em cada ambiente, ao menos uma família foi selecionada com desempenho superior ao tratamento-controle. O ganho genético médio, obtido pela seleção massal nos três ambientes, foi de 72%. Observou-se alto coeficiente de correlação entre os ambientes de Planaltina e Nova Porteirinha, quanto ao desempenho agronômico, o que não se repetiu no Município de Pelotas. A interação genótipo x ambiente deve ser considerada na recomendação de materiais genéticos de pinhão-manso para ambientes distintos.

The objective of this study was to evaluate the agronomic performance and genetic gain by the selection of half-sib families of physic nut grown in three Brazilian regions. Based on previous phenotypic selection, three progeny tests were performed, in 2008, in the municipalities of Planaltina, DF, Nova Porteirinha, MG, and Pelotas, RS. A randomized complete block design was used, with three replicates, and five plants per plot. Randomly collected seeds from a population without selection were used as control. There was a significant interaction between the effects of genotypes and environments. Estimates of variance components and genetic parameters indicated that it is possible to obtain genetic gains from selection of the best families in the evaluated environments. In each environment, at least one family was selected with a higher performance than the control treatment. Mass selection in the three environments provided 72% of genetic gains. The agronomic performance had a high correlation coefficient between the environments of Planaltina and Nova Porteirinha, which did not occur in Pelotas. Genotype x environment interaction should be considered in the recommendations of physic nut genetic material for different environments.

The genetic variability of the Brazilian physic nut (Jatropha curcas) germplasm bank (117 accessions) was assessed using a combination of phenotypic and molecular data. The joint dissimilarity matrix showed moderate correlation with the original matrices of phenotypic and molecular data. However, the correlation between the phenotypic dissimilarity matrix and the genotypic dissimilarity matrix was low. This finding indicated that molecular markers (RAPD and SSR) did not adequately sample the genomic regions that were relevant for phenotypic differentiation of the accessions. The dissimilarity values of the joint dissimilarity matrix were used to measure phenotypic + molecular diversity. This diversity varied from 0 to 1.29 among the 117 accessions, with an average dissimilarity among genotypes of 0.51. Joint analysis of phenotypic and molecular diversity indicated that the genetic diversity of the physic nut germplasm was 156% and 64% higher than the diversity estimated from phenotypic and molecular data, respectively. These results show that Jatropha genetic variability in Brazil is not as limited as previously thought.

O objetivo deste trabalho foi estimar os parâmetros genéticos e determinar a eficiência da seleção simultânea de clones de eucalipto baseada em produtividade, estabilidade e adaptabilidade. Foram utilizados 21 clones, com 36 meses de idade, pertencentes ao programa de melhoramento genético da empresa Cenibra. O experimento foi instalado em delineamento de blocos ao acaso, em quatro ambientes, com 21 repetições de uma planta por parcela. Os clones foram avaliados quanto às variáveis: diâmetro à altura do peito, altura da planta e volume total com casca. Os parâmetros genéticos foram estimados pela metodologia de modelos mistos (REML/BLUP), e a seleção baseou-se no método da média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (MHPRVG), em três estratégias: seleção com base no valor genético predito, tendo-se considerado o desempenho médio dos genótipos em todos os ambientes (sem efeito de interação) ou o desempenho em cada ambiente (com efeito da interação); e seleção simultânea quanto à produção, estabilidade e adaptabilidade. As particularidades dos ambientes influenciaram a expressão fenotípica dos clones. As estimativas de herdabilidade indicaram boas perspectivas para a seleção de clones com alta produtividade, estabilidade e adaptabilidade. A seleção simultânea otimiza a seleção de clones e pode ser usada na construção de populações de melhoramento e na recomendação de materiais genéticos para plantios comerciais.

The objective of this work was to estimate genetic parameters and to determine the efficiency of the simultaneous selection of eucalyptus clones based on yield, stability, and adaptability. Twenty-one clones, with 36 months of age, from the genetic breeding program of the company Cenibra were used. The experiment was done in a randomized complete block design, in four environments, with 21 replicates of one plant per plot. The clones were evaluated as to the variables: diameter at breast height, plant height, and total volume with bark. The genetic parameters were estimated using the mixed model procedure (REML/BLUP), and selection was based on the harmonic mean of the relative performance of the genetic values (HMRPGV), with three strategies: selection based on the predicted genetic gain, considering the average performance of genotypes in all environments (without interaction effect) or the performance on each environment (with interaction effect); and simultaneous selection based on productivity, stability, and adaptability. Environment particularities influenced the phenotypic expression of the clones. The heritability estimates indicated good perspectives for selecting clones with high yield, stability, and adaptability. Simultaneous selection optimizes clone selection and can be used in the construction of breeding populations and in the recommendation of genetic materials for commercial plantations.

Uma avaliação inicial da seleção precoce de genótipos baseados em dados fenotípicos é apresentada aqui. Para predizer os ganhos genéticos com a seleção precoce, parâmetros genéticos, e.g. variância genética aditiva, foram obtidos para a produção de grãos e vários outros caracteres. Os resultados demonstram que variância genética aditiva existe, não apenas para produção de grãos, que é considerada a característica mais importante para produção de óleo e biodiesel, mas também para outras características. Os ganhos genéticos preditos com a seleção das 30, 20, 10 e 5 melhores famílias no segundo ano de avaliação são respectivamente 40,47, 48,43, 61,78 e 70,28%. Com a seleção de genótipos mais produtivos de pinhão manso, indiretamente genótipos com elevado volume também serão selecionados, uma vez que a produção exibe correlação alta a moderada com altura e volume de copa. Conjuntamente, os resultados aqui apresentados demonstram o potencial da população representada no banco ativo de germoplasma de pinhão manso brasileiro, para fins de melhoramento e que famílias superiores de pinhão manso podem ser selecionadas com alta acurácia baseada na avaliação da segunda produção.

An initial evaluation of early selection of physic nut genotypes based on phenotypic data is presented. In order to predict the genetic gains with early selection, genetic parameters, e.g. additive genetic variance, were first obtained for grain yield along with other numerous traits. The results demonstrated that additive genetic variance exists not only for grain yield, which is considered to be the most important trait for oil and biodiesel production, but also for numerous other traits. The predicted genetic gains for grain yield, considering the selection of the 30, 20, 10 and 5 best families in the second crop year are respectively, 40.47, 48.43, 61.78 and 70.28%. With the selection of highly yielding physic nut genotypes indirectly genotypes with enhanced volume would be also selected, because yield exhibits moderate to high genetic correlations with height e canopy volume. The results here presented demonstrate the potential of the population gathered in the Brazilian physic nut germplasm bank for genetic breeding purposes and that superior physic nut families can be selected with high accuracy based on the evaluation of its second crop.

O objetivo deste trabalho foi estimar o ganho genético em pinhão-manso (Jatropha curcas) com uso de diferentes índices de seleção e estabelecer a melhor estratégia de seleção para a espécie. A seleção direta e indireta foi realizada com diferentes índices de seleção, o que totalizou 14 estratégias. Foram analisadas 175 famílias pertencentes ao banco ativo de germoplasma da Embrapa Agroenergia, em blocos ao acaso, com duas repetições. Foram avaliadas as variáveis: produtividade de grãos; sementes por fruto; razão endosperma/semente; peso, comprimento, largura e espessura de sementes; número de ramos a 0,5, 1,0 e 1,5 m; altura de plantas; diâmetro do caule; projeção da copa nas linhas e nas entrelinhas; volume da copa; juvenilidade (dias até o florescimento); e altura de inserção da primeira inflorescência. As avaliações foram realizadas durante o segundo ano de cultivo. A utilização de índices de seleção é relevante para maximizar os ganhos genéticos em pinhão-manso e favorece uma melhor distribuição de características desejáveis. Os índices multiplicativos e restritivos são considerados os mais promissores para uso na seleção.

The objective of this work was to estimate genetic gains in physic nut (Jatropha curcas) using selection indexes and to establish the best selection strategy for the species. Direct and indirect selection was carried out using different selection indexes, totalizing 14 strategies. One hundred and seventy five families from the active germplasm bank of Embrapa Agroenergy, Brasília, Brazil, were analyzed in a randomized complete block design with two replicates. The evaluated traits were: grain yield; seeds per fruit; endosperm/seed ratio; seed weight, length, width, and thickness; branches per plant at 0.5, 1.0, and 1.5 m; plant height; stem diameter; canopy projection on rows and between lines; canopy volume; juvenility (days to the first flowering); and height of the first inflorescence. Evaluations were done during the second year of cultivation. The use of selection indexes is relevant to maximize the genetic gains in physic nut, favoring a better distribution of desirable traits. The multiplicative and restrictive indexes are considered the most promising for selection.

O objetivo deste trabalho foi verificar a existência de loco letal, em uma população hibrída de eucalipto, e quantificar a distorção de segregação no grupo de ligação 3 do genoma de Eucalyptus. Uma população híbrida de E. grandis x E. urophylla, que segrega quanto à resistência à ferrugem, foi genotipada com 19 marcadores microssatélites do grupo de ligação 3 do genoma de Eucalyptus. Para quantificar a distorção de segregação, modelos de máxima verossimilhança (ML), específicos para população exogâmica, foram utilizados. Esses modelos consideram os genótipos dos marcadores observados e o loco letal como parâmetros. As soluções ML foram obtidas por meio do algoritmo de esperança e maximização. Um loco letal, no grupo de ligação 3, foi verificado e mapeado com alta confiabilidade entre os microssatélites EMBRA 189 e EMBRA 122. Este loco letal causa intensa seleção gamética no genitor masculino. Nessa população, sua posição é de 25 cM de distância do loco que controla a resistência à ferrugem.

The objective of this work was to verify the existence of a lethal locus in a eucalyptus hybrid population, and to quantify the segregation distortion in the linkage group 3 of the Eucalyptus genome. A E. grandis x E. urophylla hybrid population, which segregates for rust resistance, was genotyped with 19 microsatellite markers belonging to linkage group 3 of the Eucalyptus genome. To quantify the segregation distortion, maximum likelihood (ML) models, specific to outbreeding populations, were used. These models consider the observed marker genotypes and the lethal locus viability as parameters. The ML solutions were obtained using the expectation‑maximization algorithm. A lethal locus in the linkage group 3 was verified and mapped, with high confidence, between the microssatellites EMBRA 189 e EMBRA 122. This lethal locus causes an intense gametic selection from the male side. Its map position is 25 cM from the locus which controls the rust resistance in this population.

Chrysophorte cubensis induced canker occurs in nearly all tropical and subtropical regions where eucalypts are planted, causing losses in both wood quality and volume productivity, especially so in the warmer and more humid regions of Brazil. The wide inter and intra-specific genetic variability of resistance to canker among Eucalyptus species facilitates the selection of resistant plants. In this study, we evaluated resistance to this pathogen in five Eucalyptus grandis (G) and 15 E. urophylla (U) trees, as well as in 495 individuals from 27 progenies derived from crosses between the trees. In the field, six-months-old test seedlings were inoculated with C. cubensis. Lesion length in the xylem and bark was measured eight months later. The results demonstrated that xylem lesions could preferentially be used for the selection of resistant clones. Eight trees (7 U and 1 G) were susceptible, and the remainder (8 U and 4 G) resistant. Individual narrow and broad sense heritability estimates were 17 and 81%, respectively, thereby suggesting that canker resistance is quantitative and highly dependent on dominance and epistasis.

As high-throughput genomic tools, such as the DNA microarray platform, have lead to the development of novel genotyping procedures, such as Diversity Arrays Technology (DArT) and Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), it is likely that, in the future, high density linkage maps will be constructed from both dominant and co-dominant markers. Recently, a strictly genetic approach was described for estimating recombination frequency (r) between co-dominant markers in full-sib families. The complete set of maximum likelihood estimators for r in full-sib families was almost obtained, but unfortunately, one particular configuration involving dominant markers, segregating in a 3:1 ratio and co-dominant markers, was not considered. Here we add nine further estimators to the previously published set, thereby making it possible to cover all combinations of molecular markers with two to four alleles (without epistasis) in a full-sib family. This includes segregation in one or both parents, dominance and all linkage phase configurations.

Solanum commersonii subsp. commersonii Dun. e Solanum commersonii subsp. malmeanum Bitt. (2n=2x=24 - 1EBN) não podem ser diretamente cruzadas com a batata cultivada de S. tuberosum subsp. tuberosum L. (2n=4x=48 -4 EBN) em razão da barreira da ploidia e do número de equilíbrio do endosperma (EBN). No entanto, a produção de pólen não reduzido por S. commersonii ssp. (2x=2n=24 - 1EBN), permite o cruzamento desta com dihaplóides de batata e com as espécies diplóides S. phureja Juz. & Bukasov. e S. chacoense Bitt., que possuem 2 EBN. Conduziu-se este trabalho, com o objetivo de determinar o mecanismo meiótico e a freqüência dos grãos de pólen não reduzidos em cinco clones de Solanum commersonii ssp. Foram avaliados três clones de S. commersonii subsp. commersonii (SCC) e dois de S. commersonii subsp. malmeanum (SCM). Nas avaliações, duzentos grãos de pólen viáveis foram corados (carmim acético 2%) e mensurados, sendo considerados não reduzidos aqueles com o diâmetro igual ou superior a 25 µm. O clone Solanum commersonii subsp. commersonii Dun. (SCC 100) produz 26.1% de polen não reduzido, por fusos fundidos e fusos paralelos, o qual pode ser utilizado em programas de melhoramento.

Solanum commersonii subsp. commersonii Dun. and Solanum commersonii subsp. malmeanum Bitt. (2n=2x=24 -1EBN) cannot be directly crossed with the cultivated Solanum tuberosum subsp. Tuberosum L. (2n=4x=48 - 4EBN) species due to ploidy barriers and endosperm balance number (EBN). However, non-reduced pollen production by the wild species S. commersonii ssp. (2x=2n=24 -1EBN), allows the crossing of these species with dihaploids of potato and with the diploids species, S. phureja Juz. & Bukasov. and S. chacoense Bitt., all with 2EBN. The aim of this work was to determine the meiotic mechanism and frequency of non-reduced pollen production of five clones of S. commersonii ssp. Three different clones of S. commersonii subsp. commersonii Dun. (SCC) and two of S. commersonii subsp. malmeanum Bitt. (SCM) were evaluated. In the evaluation, two hundred viable pollen grains were stained (2% acetic carmin) and measured. The pollen grains measuring 25 µm in diameter or more were considered nonreduced. The clone Solanum commersonii subsp. commersonii Dun. (SCC 100) produces 26.1% of non-reduced pollen grains caused by parallel spindles and fusion spindles, which may be used in breeding program.