ABSTRACT Witches' broom, caused by Moniliophthora perniciosa, is the most important cacao disease in Brazil, and the final objective of this study is increasing the level and durability of resistance to this fungus, through the association of different alleles or genes favorable to the character, for the generation of new cocoa varieties. It was conducted, for 10 years, the evaluation of the number of vegetative brooms and cushions brooms per plant, of progenies from a cross breeding scheme in North Carolina II design, with the clones: Be 4, Cepec 89, CSul 7, EEG 29, ICS 98, Oc 67, RB 39 and Scavina 6, as group 1 of progenitors, and CCN 10, CCN 51, Cepec 86, ICS 9, IMC 76, Na 33, P4b, and SGu 54, as group 2. For both groups there were differences in terms of the general combining ability and specific combining ability. Differences among progenitors and among progenies were also found for the tendencies in the evolution of the number of brooms over the evaluation period. And it was possible to increase the level and durability of resistance through the association of alleles or genes favorable to this character, all the three results confirming the original hypothesis.

RESUMO Foram avaliados durante 10 anos o número de vassouras vegetativas e de almofada floral em cada planta das progênies de cruzamentos em delineamento North Carolina II com os clones Ca 5, CAB 5003, Chuao 120, ICS 1, Moq 216, Scavina 12, Scavina 6 e SPA 5, no grupo 1 de progenitores e, CC 10, CCN 34, Cepec 90, CSul 3, Ma 16, RB 36, SGu 26 e SIAL 70 no grupo 2. Efeitos altamente significativos foram obtidos para progenitores e interação entre progenitores indicando que na espécie Theobroma cacao existe alta diversidade genética para resistência à vassoura de bruxa. Foi demonstrada a presença de genes, alelos ou combinações de genes entre progenitores; a associação de vários genes, alelos ou combinações de genes nas progênies; e, a presença de efeitos aditivos e dominantes na herança destes fatores. Constatou-se também perda significativa na herdabilidade da resistência de Scavina 6, a fonte mais tradicional de resistência, quando usada sozinha, mas não nas combinações com outros clones portadores de genes ou alelos para resistência. Isto demonstrou que a associação de genes aumenta a durabilidade da resistência naquela fonte.

ABSTRACT Over a 10-year period, the number of vegetative brooms and floral cushion brooms was evaluated in each plant of progenies from a North Carolina II mating design with the clones: Ca 5, CAB 5003, Chuao 120, ICS 1, Moq 216, Scavina 12, Scavina 6 and SPA 5 as group 1 of progenitors, and CC 10, CCN 34, Cepec 90, CSul 3, Ma 16, RB 36, SGu 26 and SIAL 70 as group 2. Highly significant effects were found for progenitors and interactions among progenitors, indicating that the species Theobroma cacao has a high level of genetic diversity for resistance to witches’ broom. Results demonstrated the presence of different genes, alleles or gene combinations among progenitors; the association of various genes, alleles or gene combinations in the progenies, and the presence of additive and dominant effects on the inheritance of these factors. There was also significant loss of inheritance of Scavina 6, the most traditional source of resistance, when it was used alone but not when it was combined with other clones bearing resistance genes or alleles. This demonstrated that gene association increases resistance durability in that source.

RESUMO Progênies de 69 cruzamentos entre genitores obtidos por seleção recorrente para resistência e produtividade foram inoculadas com basidiósporos de Moniliophthora perniciosa. Os sintomas foram avaliados e comparados com aqueles nas progênies de Catongo, SIC 23 e SCA 6, igualmente inoculadas. Quarenta e três das novas progênies não diferiram estatisticamente de SCA 6, enquanto 10 novas progênies foram estatisticamente melhores do que esse controle. Os genitores femininos que podem ser destacados são (P4B x SCA 6), (MA 16 x SCA 6), (CEPEC 86 x SCA 6) e o clone EET 75. Os melhores genitores do sexo masculino foram (CAB 214), (CAB 208) e (P4B x OC 67), que não diferiram entre si. Este estudo comprovou a existência de combinações gênicas entre pais e mães, a ocorrência de efeitos aditivos e a dominância na herança desses fatores, o que deve permitir a seleção de clones com maiores níveis de resistência e durabilidade.

ABSTRACT Progenies from 69 crosses between parents obtained by recurrent selection for resistance and yield were inoculated with Moniliophthora perniciosa basidiospores. The symptoms were evaluated and compared with those in the equally inoculated progenies of Catongo, SIC 23 and SCA 6. Forty-three of the new progenies did not differ statistically from SCA 6, while 10 new progenies were statistically better than this control. The female parents that can be highlighted are (P4B x SCA 6), (MA 16 x SCA 6), (CEPEC 86 x SCA 6), and the EET 75 clone. The best male parents were (CAB 214), (CAB 208) and (P4B x OC 67), which did not differ from each other. This study proved the existence of gene combinations between fathers and mothers, the occurrence of additive effects and the dominant inheritance of these factors, which should allow the selection of clones with higher resistance levels and durability.

RESUMO Diferentes espécies de Phytophthora são responsáveis por causar uma das doenças mais importantes do cacaueiro, a podridão parda, sendo P. palmivora a espécie predominante e bem distribuída mundialmente. Avaliou-se a morfologia e a agressividade de 100 isolados de P. palmivora, coletados em fazendas de 13 municípios da região cacaueira da Bahia, durante três anos consecutivos. Foram inoculados discos de folhas dos clones Scavina6 (SCA-6), padrão de resistência e SiC-23, padrão de suscetibilidade, com suspensões de cada um dos isolados, provenientes da coleção de Phytophthora Arnaldo Gomes Medeiros do Centro de Pesquisas do Cacau/CEPLAC, à concentração de 3 x 105 zoósporos/ mL. Foi utilizado o método patométrico escala de notas para avaliação da infecção sete dias após a inoculação. Avaliou- se o aspecto das colônias, a produção de esporângios e clamidósporos de cada isolado e foram mensuradas as estruturas de 61 isolados e a determinação do tipo de compatibilidade dos 100 isolados. Observou-se ampla variação na reação dos dois clones de cacaueiro aos isolados de P. palmivora, demonstrando diferentes graus de agressividade entre os mesmos. Esta agressividade não está relacionada ao local ou ano de coleta, pois isolados mais e menos agressivos foram obtidos nos mesmos municípios e anos de coleta. Houve também variação na morfologia das colônias. Os esporângios elipsóides a ovóides apresentaram dimensões médias de 28,3 – 50,5 x 18 – 36,7 ?m, com pedicelos curtos (1,5 – 4,4 µm) e relação comprimento largura variando de 1,1 a 2,2. Os clamidósporos, globosos terminais ou intercalares variaram de 18,4 – 43,5 ?m de diâmetro. Todos os 100 isolados são do tipo compatível A2. A variabilidade observada na agressividade dos isolados terá implicações nos estudos epidemiológicos e na seleção de genótipos resistentes a P. palmivora.

ABSTRACT Different Phytophthora species are responsible for causing one of the most important diseases of cacao, the black pod rot, and P. palmivora, well distributed worldwide, is the predominant species. Morphology and aggressiveness of 100 isolates of P. palmivora, collected from farms in 13 municipalities of the cacao growing region in Bahia State, were evaluated for three consecutive years. Leaf discs from the clones Scavina 6 (SCA-6), resistance standard, and SIC-23, susceptibility standard, were inoculated with suspensions of each of the isolates obtained from the Phytophthora Collection “Arnaldo Gomes Medeiros” of Cacao Research Center/CEPLAC, at the concentration of 3.0 x 105 zoospores/mL. A pathophysiological scale was used to evaluate the infection seven days after inoculation. Colony appearance and sporangium and chlamydospore production of each isolate were evaluated; the structures of 61 isolates were measured, and the type of compatibility of the 100 isolates was determined. Reaction of the two cacao clones to the isolates of P. palmivora had a great variation, demonstrating different degrees of aggressiveness among isolates. Such aggressiveness is not related to the site or the year of collection, since more and less aggressive isolates were obtained in the same municipalities and years of collection. There was also a variation in the morphology of colonies. Ellipsoid to ovoid sporangia had a mean size of 28.3 - 50.5 x 18 - 36.7 ?m, short pedicels (1.5 - 4.4 ?m) and length-width ratio ranging from 1.1 to 2.2. Globose, terminal or intercalary chlamydospores ranged from 18.4 - 43.5 µm in diameter. All 100 isolates were A2 compatible. The observed variability in the aggressiveness of P. palmivora isolates will have implications for the epidemiological studies and the selection of genotypes resistant to P. palmivora.

Este trabalho teve o objetivo de avaliar 27 progênies de cruzamentos de cacaueiro, de acordo com as características agronômicas e, dentro destas, selecionar plantas F1 superiores. O experimento foi instalado em Março de 2005, na Estação Joaquim Bahiana (ESJOB), no município de Itajuípe, Bahia. A área do experimento é de aproximadamente 3 ha, com total de 3240 plantas. Foram realizadas 13 avaliações de vassoura vegetativa, cinco avaliações de vassoura de almofada e 15 avaliações do número de frutos/planta. Foram feitas 30 polinizações em cada planta selecionada, para testar sua autocompatibilidade. Os dados de produção, baseados no número de frutos por planta e na resistência à vassoura-de-bruxa, indicaram o CEPEC 94 x CCN 10, RB 39 x CCN 51 e CCN 10 x VB 1151 como progênies superiores. Todas as seleções testadas foram autocompatíveis. A análise de dados de progênies e de plantas individuais, associada a observações visuais no campo, permitiu a seleção de 17 plantas, que foram incluídas em uma rede de testes de ensaios regionais, para determinar a estabilidade fenotípica.

The objective of the present work was to evaluate 27 progenies of cocoa crosses considering the agronomic traits and select F1 plants within superior crosses. The experiment was installed in March 2005, in the Experimental Station Joaquim Bahiana (ESJOB), in Itajuipe, Bahia. The area of the experiment is of approximately 3 ha, with a total of 3240 plants. Thirteen evaluations of vegetative brooms, five of cushion brooms and 15 of number of pods per plant were accomplished. Thirty pollinations were made for each selected plant to test for self-compatibility. The production, based on the number of pods per plant, and resistance to witches´ broom indicated CEPEC 94 x CCN 10, RB 39 x CCN 51 and CCN 10 x VB 1151 as superior progenies. All selections tested were self-compatible. The analyses of progenies and individual tree data, associated to visual field observations, allowed the selection of 17 plants which were included in a network of regional tests to determine the phenotypic stability.

32 clones de cacau selecionados como resistentes após a epidemia da vassoura-de-bruxa e com destacada produtividade foram caracterizados quanto à diversidade genética e submetidos a nova seleção. Essas plantas foram avaliadas por oito anos na Fazenda Oceania (FO), em Itagibá, BA, Brazil. Os 13 primers microssatélites geraram em média 11,7 alelos (amplicons) por loco, com base nos quais se demonstrou que os 32 clones distribuem-se em grupos distintos dos nove clones utilizados como testemunhas. Os 32 materiais apresentaram diferenças significativas para os caracteres analisados em campo. Dois critérios foram formados pela classificação das plantas mais produtivas e resistentes e utilizados para selecionar plantas dentro dos agrupamentos. Essas plantas selecionadas apresentam potencial para o programa de melhoramento do cacau, possuem elevada produção e alta resistência à vassoura-de-bruxa.

The 32 cacao clones selected as being resistant following the witches’ broom epidemic and for having distinct productivity were characterized according to their genetic diversity and were submitted to a new selection. These plants were assessed for eight years at the Oceania Farm (FO) in Itagibá, Bahia, Brazil. The 13 microsatellite primers generated an average of 11.7 amplicons per locus, and based on them it was demonstrated that the 32 clones distribute themselves in groups apart from the nine clones used as controls. The 32 materials displayed significant differences in relation to the characters assessed in the field. Two criteria were formed from the classification of the most productive and resistant plants, and then used to select plants within the clusters. The selected plants displayed potential for the cacao improvement program, that they have a high production and high resistance to witches' broom.

Mudas de progênies de polinização livre de 20 clones de cacaueiro (Theobroma cacao) foram inoculadas com o fungo Ceratocystis cacaofunesta, agente causal da murcha-de-Ceratocystis, e a resposta avaliada pelo percentual de plantas mortas. Progênies de polinização aberta dos clones TSH1188 e VB1151 foram usadas como padrões de resistência, e de CCN51 e SJ02 como suscetíveis. Foram estimados contrastes entre estes referenciais e as progênies em estudo, e avaliados pelo teste t de Dunnett (α= 0,05). As progênies apresentaram diferentes respostas a C. cacaofunesta sendo possível classificá-las em três grupos: resistente (FCB01, CSG70, BOBA01, VB902, TSH1188, VB1151, PS1319 e MAC01), moderadamente suscetível (HW25, PM02, FA13, PH15, M05 e BJ11) e suscetível (CCN51, FB206, PH16, SJ02, CCN10 e FSU77).

Seedlings from open-pollinated progenies of 20 clones of cocoa (Theobroma cacao) were inoculated with the fungus Ceratocystis cacaofunesta, the causal agent of Ceratocystis wilt, and their response was assessed based on the percentage of dead plants. Open pollinated progeny of clones TSH1188 and VB1151 were used as standards for resistance, while CCN51 and SJ02 for susceptibility. Contrasts between these benchmarks and the progenies studied were estimated and evaluated by Dunnett's t test (α= 0.05). The progenies showed different responses to C. cacaofunesta, and it was possible to classify them into three groups: resistant (FCB01, CSG70, BOBA01, VB902, TSH1188, VB1151, PS1319 and MAC01), moderately susceptible (HW25, PM02, FA13, PH15, M05 and BJ11) and susceptible (CCN51, FB206, PH16, SJ02, CCN10 and FSU77).

Cacau foi introduzido na Bahia em 1756, tornando-se posteriormente o estado maior produtor no país. Visando dar suporte ao plantio de cacau na região, um programa de melhoramento foi estabelecido pelo CEPEC no início dos anos 1970. Por longo tempo, o programa consistiu em testar novos híbridos (irmãos completos) e distribuir uma mistura dos melhores para os produtores. Posteriormente, particularmente após a chegada da vassoura-de-bruxa à região, em 1989, estratégias de melhoramento recorrente foram implementadas visando principalmente o desenvolvimento de clones. De 1993 a 2010, mais de 500 progênies, acumulando mais de 30 mil árvores, foram desenvolvidas por cruzamento de muitos progenitores com resistência à vassoura-de-bruxa, alta produção e outros caracteres. Neste período, mais de 500 clones foram colocados em ensaios e 39 deles e três híbridos foram recomendados para os produtores. Neste artigo as estratégias e os resultados obtidos pelo programa são revistos. De modo geral o programa tem boa interface com os programas de fitopatologia e genômica.

Cacao was introduced in Bahia in 1756, becoming later the largest producer state in the country. In order to support the planting of cacao in the region, a breeding program was established by CEPEC at the beginning of the 1970s. For a long time, the program consisted in testing new hybrids (full-sibs) and releasing a mixture of the best ones to farmers. Lately, particularly after the witches´ broom arrival in the region, in 1989, recurrent breeding strategies were implemented, aiming mainly the development of clones. From 1993 to 2010, more than 500 progenies, accumulating 30 thousand trees, were developed by crossing many parents with resistance to witches´ broom, high yield and other traits. In this period, more than 500 clones were put in trials and 39 clones and 3 hybrids were released to farmers. In this paper the strategies and results achieved by the program are reviewed. Overall the program has good interface with pathology and genomic programs.

O objetivo deste trabalho foi identificar genótipos com alta capacidade geral de combinação quanto à resistência à vassoura-de-bruxa (Moniliophthora perniciosa), em populações formadas a partir do primeiro ciclo de seleção recorrente. Clones altamente produtivos e resistentes à vassoura-de-bruxa, de diferentes procedências, foram intercruzados com uso do delineamento Carolina do Norte II. Como progenitores paternos, foram utilizados os clones SCA 6, CSUL 7, RB 39, CEPEC 89, OC 67, BE 4, EEG 29 e ICS 98 e, como maternos, NA 33, CCN 10, IMC 67, P 4B, CCN 51, CEPEC 86, SGU 54 e ICS 9. Vinte dias após a germinação, 56 plântulas de cada cruzamento (quatro repetições de 14 plântulas) receberam inoculação de 1 mL de suspensão com 7,5x10(4) basidiósporos mL-1. Os sintomas foram avaliados 60 dias após a inoculação. Foram observadas diferenças significativas, entre os progenitores paternais e entre os progenitores maternais, quanto à resistência à vassoura-de-bruxa avaliada pela proporção de plântulas das progênies com sintomas da doença. Diferenças também foram observadas entre grupos de progenitores paternais ou maternais previamente definidos como resistentes, e grupos previamente definidos como suscetíveis. É possível obter, diretamente de primeiros ciclos de seleção recorrente, uma combinação de genes que possa aumentar a resistência à vassoura-de-bruxa.

The objective of this work was to identify genotypes with high general combining ability for resistance to witches'-broom (Moniliophthora perniciosa) in populations formed from a first cycle of recurrent selection. Highly productive and resistant clones from different origins were interbred using the North Carolina II design. The clones SCA 6, CSUL 7, RB 39, CEPEC 89, OC 67, BE 4, EEG 29 and ICS 98 were used as paternal parents, while the maternal ones were NA 33, CCN 10, IMC 67, P 4B, CCN 51, CEPEC 86, SGU 54 and ICS 9. Twenty days after germination, 56 seedlings of each cross (four replicates of 14 seedlings) received the inoculation of a 1-mL suspension with 7.5x10(4 ) basidiospores mL-1. Symptoms were evaluated 60 days after inoculation. Significant differences were observed among paternal and among maternal parents, for resistance to witches'-broom assessed according to the proportion of progeny seedlings with the disease symptoms. Differences were also observed between groups of mothers or fathers previously defined as resistant, and groups previously defined as susceptible. It is possible to obtain a combination of genes that can increase the level of resistance to witches'-broom directly from the first cycle of recurrent selection.

O retrocruzamento tem sido pouco usado no melhoramento do cacaueiro, particularmente devido ao longo tempo requerido para transferir genes e recuperar o genoma do pai recorrente. O objetivo deste estudo foi selecionar indivíduos resultantes do retrocruzamento de CEPEC-42 x SIC-19, geneticamente relacionado ao pai recorrente SIC 19 por meio do uso de marcador molecular RAPD, dentre aqueles com resistência à vassoura-de-bruxa. Das 31 plantas que agruparam com SIC-19, 18 das replantadas permanecem sem a vassoura-de-bruxa no campo, com bom aspecto vegetativo. Essas 18 plantas podem ser usadas em retrocruzamento para alcançar o objetivo desejado.

Backcrossing has been little used in cacao breeding, particularly due to the long time required to transfer genes and recover the genetic background of the recurrent parent. The objective of this study was to select individuals, resulting from the backcross CEPEC-42 x SIC-19, genetically related to the recurrent parent SIC-19 by using RAPD molecular markers, among those with resistance to witches' broom. Of the 31 plants that clustered with SIC-19, 18 from the replanted material remained free of the disease in the field, with good vegetative aspect and, therefore can be used for backcross to reach the desired objective.