PROJEÇÃO
GGE
BIPLOT
PARA
SELEÇÃO
DE
VARIEDADES DE MILHO DE ALTO DESEMPENHO
GGE BIPLOT PROJECTION FOR SELECITON OF HIGH
PERFORMANCE MAIZE VARIETIES
Camila Baptista do Amaral (1)
Gustavo Hugo Ferreira de Oliveira (2)
Gustavo Vitti Môro (3)
Resumo
O objetivo do trabalho foi selecionar variedades de polinização aberta de milho com alta produtividade e estabilidade, utilizando o método multivariado GGE Biplot. Foram feitos seis experimentos em Jaboticabal - SP, totalizando 6 ambientes. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com cinco repetições. Foram utilizadas 12 variedades de polinização aberta de milho e duas testemunhas, Ipanema e AL Avaré, levando-se em consideração a produtividade de grãos. Houve efeito significativo na análise de variância para todas as fontes de variação, indicando presença de variabilidade no que diz respeito às variedades e aos ambientes, assim como interação entre os fatores. As variedades com maior desempenho relativo foram a testemunha AL Avaré, seguida pelas variedades 5, 4, 1, 2, 3 e Ipanema, todas com produtividade acima da média. Dentre as mais produtivas, as variedades 2, 3, Ipanema, 4, Avaré e 5 apresentaram as maiores estabilidades, enquanto a variedade 1 foi a menos estável.
Palavras-chave: Análise multivariada. Estabilidade. Interação G x A. Zea mays.
Abstract
The aim of the work was the selection of open-pollinated varieties of maize with high grain yield and stability, using the GGE Biplot multivariate method. Six experiments were carried out in Jaboticabal - SP, totalizing 6 environments. The experimental design used was randomized blocks with five replicates. Twelve open-pollinated varieties of maize and two controls, Ipanema and AL Avaré, were evaluated, and the grain yield was taken account. There was a significant effect in the analysis of variance for all the sources of variation, indicating the presence of variability for varieties and environments, as well as interaction between the factors. The varieties with higher performance were AL Avaré, followed by 5, 4, 1, 2, 3 and Ipanema, all with grain yield above the mean. Among the most productive, the varieties 2, 3, Ipanema 4, Avaré and 5 presented the highest stabilities, while variety 1 was the least stable.
Keywords: Multivariate analysis. Stability. G x E interaction. Zea mays.
______________________________________________________________________________ Identificação dos autores: 1Pós-graduanda em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) pela Unesp/FCAV; 2Doutor em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) pela Unesp/FCAV. 3Professor Assistente Doutor em Melhoramento de Plantas. Departamento de Produção Vegetal, Unesp/FCAV. E-mail para correspondência: camila.agro07@gmail.com
1 Introdução
No melhoramento genético, a seleção de genótipos superiores deve ser feita com base no desempenho das cultivares em múltiplos ambientes, uma vez que apesar da constituição genética das plantas, o desenvolvimento e a produção são influenciados pela interação genótipo x ambiente, que pode ser definida como sendo a resposta diferencial dos genótipos às mudanças ambientais (SILVA; DUARTE, 2006).
A maioria das metodologias propostas para o estudo da interação genótipo x ambiente (GE) sintetizam os dados em um dou dois parâmetros, utilizando como base a estatística univariada (SANTOS et al., 2017). Por isso, metodologias multivariadas como o GGE Biplot têm sido utilizadas no sentido de simplificar a análise de interação, ao mesmo tempo que fornece informações de parâmetros como estabilidade.
Assim, o objetivo do trabalho foi selecionar variedades de polinização aberta de milho com alta produtividade e estabilidade, utilizando o método multivariado GGE Biplot.
2 Materiais e Métodos
Os experimentos foram conduzidos em Jaboticabal – SP (latitude 21º14’33’’S, 48º17’10’’W, 565 m acima do mar). Foram feitos seis experimentos, sendo dois na primeira safra de 2015/2016, duas na segunda safra de 2016 e dois na primeira safra de 2016/2017, totalizando 6 ambientes. Dentro de cada safra, dois níveis de nitrogênio foram aplicados para simular ambientes distintos. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com cinco repetições. Foram utilizadas 12 variedades de polinização aberta de milho e duas testemunhas, Ipanema e AL Avaré, totalizado 14 tratamentos. Cada parcela foi constituída de duas linhas de 5 m de comprimento com 3 sementes por metro e espaçamento entrelinhas de 0,5 m.
A colheita foi feita após a maturidade fisiológica, colhendo-se todas as espigas de cada parcela. Após a debulha dessas espigas os grãos foram pesados, foi determinada a umidade, convertida para produtividade em kg ha-1 a 13% de base úmida, e corrigida em função do estande ideal de 56.000 plantas por ha-1 por covariância.
Os dados foram submetidos à análise de variância individual, para verificar a homogeneidade das variâncias e, uma vez constatada, foi feita a análise conjunta,
(interação G x A), como fixos. A porcentagem da parte simples da interação também foi estimada.
A análise multivariada GGE Biplot foi realizada a partir das médias de produtividade, de acordo com o modelo: Yij - yj = y1εi1ϱj1 + y2εi2ϱj2 + εij onde: Yij representa a
produtividade de grãos média da variedade i no ambiente j; yj é a média geral de todas as variedades no ambiente j; y1εi1ρj1 é o primeiro componente principal (CP1); y2εi2ϱj2 é o
segundo componente principal (CP2) e εij é o erro associado com o modelo da i-ésima
variedade e j-ésimo ambiente. A análise foi realizada no software R, com o auxílio do pacote GGEBiplotGui.
3 Resultados e Discussão
Houve efeito significativo para todas as fontes de variação a 1% de probabilidade, indicando presença de variabilidade no que diz respeito às variedades e aos ambientes, bem como a interação entre os fatores. De acordo com Perecin e Cargnelutti Filho (2008), a ausência de interação indica que o comportamento de um fator independe da variação do outro fator. Desta forma, interação G x A significativa indica que o comportamento dos genótipos não foi consistente entre os ambientes (Tabela 1).
TABELA 1 - Resumo da análise de variância para produtividade de grãos de 14 variedades de milho em 6 ambientes, no município de Jaboticabal – SP.
Fonte de variação Variedades (G) Ambientes (A) Interação G x A Resíduo
Quadrado médio 13.965.727** 191.142.804** 670.632** 439.618
Graus de liberdade 13 5 65 336
** - significativo a 1% de probabilidade pelo teste F.
Verificou-se, pela decomposição da interação G x A, que a menor porcentagem de interação simples foi de 50%, ocorrida entre os ambientes 1 e 5, e que a maior foi de 91%, entre os ambientes 4 e 5. Variedades de polinização aberta possuem alta variabilidade dentro da população, como demonstrado por Semagn et al. (2014), o que resulta em estabilidade, definida como a habilidade de manter o desempenho entre os ambientes (MANSFIELD; MUMM, 2014). A alta estabilidade das variedades de polinização aberta faz com que a parte simples da interação G x A seja predominante, o que facilita o processo de seleção, haja vista que não há alteração significativa do ranking das variedades entre os ambientes.
-1000 0 1000 2000 3000 -1 5 0 0 -5 0 0 0 500 1000 1500 Mean vs. Stability AXIS1 85.27 % A X IS 2 7 .6 6 % 1 2 3 4 5 Av 7 8 Ip 10 11 12 13 14 Amb 1 Amb 2 Amb 3 Amb 4 Amb 5 Amb 6 CP1 85,27% C P 2 7, 66 %
O resultado da análise GGE Biplot está representado na Figura 1, com o valor genotípico e a estabilidade das variedades avaliadas. As variedades alocadas à direita da linha vertical apresentam produtividade acima da média, sendo que a seta horizontal aponta para o valor genotípico mais alto com efeito principal. A distância entre a linha horizontal e a linha pontilhada para cada variedade indica a estabilidade, sendo que quanto maior a distância, menor a estabilidade.
FIGURA 1 – GGE Biplot representando média x estabilidade de 14 variedades de milho em 6 ambientes.
As variedades com maior desempenho relativo foram a testemunha AL Avaré, seguida pelas variedades 5, 4, 1, 2, 3 e Ipanema, todas com produtividade acima da média. Dentre as mais produtivas, as variedades 2, 3, Ipanema, 4, Avaré e 5 apresentaram as maiores estabilidades, enquanto a variedade 1 foi a menos estável para os ambientes de avaliação.
A proporção da variação total explicada pelo CP1 foi de 85,27%, enquanto pelo CP2 foi de 7,66%, totalizando 92,93%. Para este tipo de análise, o ideal é que o primeiro componente principal apresente score alto, pois representa a capacidade de discriminar os genótipos, e o segundo componente principal tenha score próximo a zero, pois isto demonstra maior habilidade em representar todos os ambientes (SANTOS et al., 2017). Desta forma, os
valores obtidos na análise podem ser considerados apropriados para seleção nas condições desses experimentos.
4 Conclusão
Segundo a metodologia GGE Biplot, as variedades experimentais 2, 3, 4 e 5 e as testemunhas Ipanema e AL Avaré são as que apresentam maior estabilidade e produtividade, sendo selecionadas pelo alto desempenho.
Referências
SILVA, C. J.; DUARTE, J. B. Métodos estatísticos para estudo de adaptabilidade e estabilidade fenotípica em soja. Pesquisa agropecuária brasileira, Brasília, v.41, n.1, p.23-30, jan. 2006.
SANTOS, ADRIANO DOS; DO AMARAL JÚNIOR, A. T.; KUROSAWA, R. N.; GERHARDT, I. F. S.; FRITSCHE NETO, R. GGE Biplot projection in discriminating the efficiency of popcorn lines to use nitrogen. Ciência e Agrotecnologia, Lavas, v. 41, n. 1, p. 22-31, 2017.
MANSFIELD, B. D.; MUMM, R.H. Survey of plant density tolerance in US maize germplasm. Crop Science, Madison, n. 1, p. 157-173, 2014.
SEMAGN, K.; MAGOROKOSHO, C.; OGUGO, V.; MAKUMBI, D.; WARBURTON, M. L. Genetic relationships and structure among open-pollinated maize varieties adapted to eastern and southern Africa using microsatellite markers. Molecular breeding, Lleida, n. 3, p. 1423-1435, 2014.
PERECIN, D.; CARGNELUTTI FILHO, A. Efeitos por comparações e por experimento em interações de experimentos fatoriais. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 32, n. 1, p. 68-72, 2008.
