RESUMO. Estimativas de parâmetros genéticos para a concentração de ferro e zinco em sementes de feijão Andino foram obtidas usando os cruzamentos IAC Boreal × Light Red Kidney e Ouro Branco × Light Red Kidney. Os parentais e as gerações F1, F1 recíproco, F2, F2 recíproco e retrocruzamentos RC11 e RC12 foram avaliados em experimento de campo conduzido em Santa Maria, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A concentração de ferro nas sementes de feijão Andino variou de 24,70 a 102,40 mg kg-1 de matéria seca - MS e a de zinco, de 10,73 a 37,50 mg kg-1 de MS, sem que expressão de efeito materno tem sido observada. A herdabilidade em sentido restrito foi de baixa (h2r= 19,04%) a alta (h2r= 63,60%) magnitude para a concentração de ferro e de zinco, respectivamente. Vigor híbrido e segregação transgressiva foram observados para a concentração de ferro e de zinco em sementes de feijão Andino. Na combinação híbrida IAC Boreal × Ligh Red Kidney é possível selecionar recombinantes para o programa de biofortificação de ferro e zinco. A partir das combinações híbridas testadas podem ser selecionados recombinantes com baixa concentração de ferro e de zinco nas sementes para atender os casos de necessidade de restrição desses minerais na alimentação.

ABSTRACT. The genetic parameter estimates of the iron and zinc concentrations in Andean common bean seeds were obtained using the IAC Boreal × Light Red Kidney and Ouro Branco × Light Red Kidney crosses. The parents and the F1, F1 reciprocal, F2, F2 reciprocal, and backcross BC11 and BC12 generations were evaluated in a field experiment that was carried out in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The iron concentration in Andean common bean seeds ranged from 24.70 to 102.40 mg kg-1 dry matter (DM), the zinc concentration ranged from 10.73 to 37.50 mg kg-1 DM, and no significant maternal effect was observed. The narrow-sense heritability ranged from low (h2n= 19.04%) to high (h2n= 63.60%) for the concentrations of iron and zinc, respectively. Hybrid vigor and transgressive segregation were observed for the iron and zinc concentrations in Andean common bean seeds. In the hybrid combination IAC Boreal × Light Red Kidney, it was possible to select recombinants for the iron and zinc biofortification program. From the tested hybrid combinations, recombinants with low iron and zinc concentrations in seeds could be selected to use when the diet needs to be restricted in those minerals.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento da planta, os caracteres da produtividade de grãos e a acumulação de cálcio, potássio e magnésio nas folhas e grãos de cultivares de feijão em resposta à concentração de cálcio na solução nutritiva. Dois experimentos foram conduzidos em cultivo fora do solo com solução nutritiva e em ambiente protegido. No primeiro experimento foram avaliadas cinco concentrações de cálcio (1,10; 1,65; 2,20; 2,75 e 3,30 mmol L-1) e três cultivares de feijão (Iraí, BRS Expedito e Carioca). Altas concentrações de cálcio foram testadas no segundo experimento: 2,20; 2,75; 3,30; 3,85; 4,40 e 4,95 mmol L-1 e duas cultivares de feijão (BRS Expedito e Carioca). A massa seca da parte aérea e das raízes, a produtividade de grãos e a acumulação de cálcio nas folhas e grãos foram aumentadas linearmente em plantas de feijão supridas com 2,20 a 4,95 mmol L-1 de cálcio. Altas concentrações de cálcio não reduziram a acumulação de cálcio, potássio e magnésio nas folhas e nos grãos. Plantas de feijão cultivadas com alta concentração de cálcio apresentam maior massa seca de parte aérea e de raízes, alta produtividade de grãos e alta concentração de cálcio nas folhas e nos grãos.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the plant growth and grain yield characteristics and the accumulation of calcium, potassium and magnesium in the leaves and grains of common bean cultivars grown with different calcium concentrations in the nutrient solution. Two experiments were conducted with nutrient solutions in a soilless system in a greenhouse. In the first experiment, five calcium concentrations (1.10, 1.65, 2.20, 2.75 and 3.30 mmol L-1) and three common bean cultivars (Iraí, BRS Expedito and Carioca) were evaluated. Higher calcium concentrations (2.20, 2.75, 3.30, 3.85, 4.40 and 4.95 mmol L-1) and two common bean cultivars (BRS Expedito and Carioca) were tested in the second experiment. Dry mass of the shoot and root, grain yield and calcium accumulation in the leaves and grains increased linearly in common bean plants supplied with calcium concentrations between 2.20 and 4.95 mmol L-1. The high calcium concentration did not reduce the accumulation of calcium, potassium and magnesium in the leaves and grains. Common bean plants grown with high calcium concentrations present higher dry mass of the shoot and root, high grain yield and high calcium concentration in the leaves and grains.

O estudo da eficiência no uso de cálcio é inédita em feijão. Portanto, foram objetivos deste trabalho avaliar a variabilidade genética de linhagens de feijão para os caracteres do crescimento da planta e da produtividade de grãos e a acumulação de cálcio nos tecidos da planta em baixa e alta disponibilidade de cálcio e selecionar linhagens de feijão eficientes no uso de cálcio e responsivas a aplicação deste mineral por diferentes índices. Para tanto, 12 linhagens de feijão foram avaliadas em baixa (1,10 mmol L-1) e em alta (3,85 mmol L-1) concentração de cálcio na solução nutritiva. A linhagem L 15 produziu os maiores valores de massa seca de parte aérea, número de vagens e de grãos por planta, número de grãos por vagem e produtividade de grãos em baixa concentração de cálcio. A acumulação de cálcio nos tecidos foi, em média, maior nas folhas, seguidos pelos caules, vagens e grãos. As linhagens L 175 e L 159 possuem alta concentração de cálcio nos grãos (> 1,1 g kg-1 de MS), independente da concentração de cálcio fornecida às plantas. A linhagem L15 é eficiente no uso de cálcio. As linhagens L 221 e L 159 são responsivas à aplicação de cálcio no ambiente radicular.

The study of the calcium use efficiency in common bean is unprecedented. Therefore, the objectives of this work were to evaluate the genetic variability of common bean lines for plant growth and grain yield characters, the calcium accumulation in different plant tissues at low and high calcium availabilities, and to select common bean lines with high calcium use efficiency and responsive to the calcium application by different indices. Twelve common bean lines were supplied with a nutrient solution at low (1.10 mmol L-1) and high (3.85 mmol L-1) calcium concentration and were evaluated. The L 15 line reached the higher values of dry mass of shoot, number of pods and grains per plant, number of grains per pod and grain yield at the low calcium concentration. Calcium accumulation in tissues was, on average, higher in leaves, followed by stems, pods and grains. The L 175 and L 159 lines have higher calcium concentration in grains (> 1.1 g kg-1 MS), regardless of the calcium concentration supplied to plants. The L15 line is efficient in calcium use. The L 221 and L 159 lines are responsive to the calcium application in the rooting medium.

O cultivo de feijão de grãos especiais ainda é restrito no Brasil. Portanto, os objetivos foram: i) avaliar os efeitos da interação linhagem x ambiente nos caracteres que controlam o desempenho agronômico e o tempo de cozimento em linhagens de feijão de grãos especiais e ii) identificar linhagens de alto desempenho agronômico e de reduzido tempo de cozimento. Para isso, 29 linhagens de feijão de grãos especiais foram avaliadas em diferentes locais, anos e épocas de cultivo. Interação linhagem x ambiente significativa foi observada para todos os caracteres avaliados. As linhagens Light Red Kidney, Red Kanner, Montcalm, Chinock e BRS Radiante apresentaram produtividade de grãos similar nos quatro ambientes. As linhagens avaliadas possuem ciclo semi-precoce ou precoce e têm características morfológicas desejáveis. Os seguintes valores de claridade de tegumento de grãos foram obtidos para feijão branco (72,85 a 82,25), rajado (33,06 a 62,57), vermelho (24,51 a 43,69), verde (57,01 a 62,36) e rosa (49,95 a 55,60). O tempo de cozimento variou de 14 min e 38 seg a 36 min e 21 seg. As linhagens de feijão de grãos especiais de tegumento vermelho (Light Red Kidney, Red Kanner, Montcalm e Chinock) e de tegumento rajado (BRS Radiante) apresentam alto desempenho agronômico e reduzido tempo de cozimento nas condições avaliadas.

The cultivation of the special-grain bean is still limited in Brazil. The objectives here therefore, were: i) to evaluate the effects of the interaction of line and environment on the characteristics that control the agronomic performance and cooking time in special-grain beans lines, and ii) to identify those lines having a high agronomic performance and reduced cooking time. To do this, 29 special-grain beans lines were evaluated for different locations, years and growing seasons. Significant interaction of line and environment was observed for all the traits evaluated. The Light Red Kidney, Red Kanner, Montcalm, Chinock and BRS Radiante lines showed a similar grain yield for the four environments. The tested lines have a semi-early or early cycle and desirable morphological characteristics. The following values for the clarity of the grain tegument were obtained for white beans (72.85 to 82.25), cranberry (33.06 to 62.57), red (24.51 to 43.69), green (57.01 to 62.36) and pink (49.95 to 55.60). Cooking time varied from 14 min and 38 sec to 36 min and 21 sec. The special-grain beans lines of red tegument (Light Red Kidney, Red Kanner, Montcalm and Chinock) and cranberry (BRS Radiante) show high agronomic performance and reduced cooking time under the evaluated conditions.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética de linhagens de feijão para ciclo, massa de 100 grãos, produtividade de grãos, tempo de cozimento e concentração de cálcio e ferro nos grãos. Vinte e quatro linhagens de feijão foram avaliadas em dois ciclos de cultura (2010 e 2011). O índice ¯Z foi usado para a seleção de linhagens superiores, para a maioria dos caracteres. As linhagens DF 06-19, DF 06-03, DF 06-17, DF 06-20, DF 06-11, DF 06-14, DF 06-01, DF 06-08, DF 06-22 e DF 06-04 apresentaram alta produtividade de grãos. Todas as linhagens foram de ciclo semiprecoce e de rápido cozimento. As linhagens DF 06-08 e DF 06-23 apresentaram alta concentração de cálcio nos grãos (>1,4 g kg-1 de matéria seca - MS), e as linhagens DF 06-09, DF 06-03, DF 06-04 e DF 06-06 apresentaram alta concentração de ferro nos grãos (>0,95 g kg-1 de MS), nos dois anos agrícolas. As linhagens do grupo carioca DF 06-09 e DF 06-03 apresentam alto desempenho agronômico e alta concentração de ferro nos grãos. As linhagens do grupo preto DF 06-17 e DF 06-08 apresentam alto desempenho agronômico e alta concentração de cálcio nos grãos. A seleção das linhagens DF 06-09, DF 06-03, DF 06-17 e DF 06-08 é recomendada.

The objective of this work was to evaluate the genetic variability of common bean lines for cycle, weight of 100 grains, grain yield, cooking time, and grain calcium and iron concentrations. Twenty-four common bean lines were evaluated in two crop cycles (2010 and 2011). The ¯Z index was used for the selection of superior lines for most of the traits. The DF 06-19, DF 06-03, DF 06-17, DF 06-20, DF 06-11, DF 06-14, DF 06-01, DF 06-08, DF 06-22, and DF 06-04 lines showed high grain yield. All lines were of semi-early cycle and of fast cooking. The DF 06-08 and DF 06-23 lines showed high calcium concentration in grains (>1.4 g kg-1 dry matter - DM), and the DF 06-09, DF 06-03, DF 06-04, and DF 06-06 lines presented high iron concentration in grains (>0.95 g kg-1 DM) in the two crop cycles. The DF 06-09 and DF 06-03 carioca lines present high agronomic performance and high iron concentration in grains. The DF 06-17 and DF 06-08 black lines present high agronomic performance and high calcium concentration in grains. The selection of the DF 06-09, DF 06-03, DF 06-17, and DF 06-08 lines is recommended.