RESUMO

Abstract In soybean breeding program, continuous selection pressure on traits response to yield created a genetic bottleneck for improvements of soybean through hybridization breeding technique. Therefore an initiative was taken to developed high yielding soybean variety applying mutation breeding techniques at Plant Breeding Division, Bangladesh Institute of Nuclear Agriculture (BINA), Bangladesh. Locally available popular cultivar BARI Soybean-5 was used as a parent material and subjected to five different doses of Gamma ray using Co60. In respect to seed yield and yield attributing characters, twelve true breed mutants were selected from M4 generation. High values of heritability and genetic advance with high genotypic coefficient of variance (GCV) for plant height, branch number and pod number were considered as favorable attributes for soybean improvement that ensure expected yield. The mutant SBM-18 obtained from 250Gy provided stable yield performance at diversified environments. It provided maximum seed yield of 3056 kg ha-1 with highest number of pods plant-1 (56). The National Seed Board of Bangladesh (NSB) eventually approved SBM-18 and registered it as a new soybean variety named 'Binasoybean-5' for large-scale planting because of its superior stability in various agro-ecological zones and consistent yield performance.

Resumo No programa de melhoramento da soja, a pressão pela seleção contínua para a resposta das características de rendimento criou um gargalo genético para melhorias da soja por meio da técnica de melhoramento por hibridação. Portanto, foi desenvolvida uma variedade de soja de alto rendimento, aplicando técnicas de reprodução por mutação, na Divisão de Melhoramento de Plantas, no Instituto de Agricultura Nuclear de Bangladesh (BINA), em Bangladesh. A cultivar popular BARI Soybean-5, disponível localmente, foi usada como material original e submetida a cinco doses diferentes de raios gama usando Co60. Em relação ao rendimento de sementes e às características de atribuição de rendimento, 12 mutantes genuínos foram selecionados a partir da geração M4. Altos valores de herdabilidade e avanço genético com alto coeficiente de variância genotípico (GCV) para altura da planta, número de ramos e número de vagens foram considerados atributos favoráveis ​​ao melhoramento da soja, garantindo, assim, a produtividade esperada. O mutante SBM-18, obtido a partir de 250Gy, proporcionou desempenho de rendimento estável em ambientes diversificados e produtividade máxima de sementes de 3.056 kg ha-1 com o maior número de vagens planta-1 (56). O Conselho Nacional de Sementes de Bangladesh (NSB) finalmente aprovou o SBM-18 e o registrou como uma nova variedade de soja, chamada 'Binasoybean-5', para plantio em larga escala por causa de sua estabilidade superior em várias zonas agroecológicas e desempenho de rendimento consistente.

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Abstract In soybean breeding program, continuous selection pressure on traits response to yield created a genetic bottleneck for improvements of soybean through hybridization breeding technique. Therefore an initiative was taken to developed high yielding soybean variety applying mutation breeding techniques at Plant Breeding Division, Bangladesh Institute of Nuclear Agriculture (BINA), Bangladesh. Locally available popular cultivar BARI Soybean-5 was used as a parent material and subjected to five different doses of Gamma ray using Co60. In respect to seed yield and yield attributing characters, twelve true breed mutants were selected from M4 generation. High values of heritability and genetic advance with high genotypic coefficient of variance (GCV) for plant height, branch number and pod number were considered as favorable attributes for soybean improvement that ensure expected yield. The mutant SBM-18 obtained from 250Gy provided stable yield performance at diversified environments. It provided maximum seed yield of 3056 kg ha-1 with highest number of pods plant-1 (56). The National Seed Board of Bangladesh (NSB) eventually approved SBM-18 and registered it as a new soybean variety named Binasoybean-5 for large-scale planting because of its superior stability in various agro-ecological zones and consistent yield performance.

Resumo No programa de melhoramento da soja, a pressão pela seleção contínua para a resposta das características de rendimento criou um gargalo genético para melhorias da soja por meio da técnica de melhoramento por hibridação. Portanto, foi desenvolvida uma variedade de soja de alto rendimento, aplicando técnicas de reprodução por mutação, na Divisão de Melhoramento de Plantas, no Instituto de Agricultura Nuclear de Bangladesh (BINA), em Bangladesh. A cultivar popular BARI Soybean-5, disponível localmente, foi usada como material original e submetida a cinco doses diferentes de raios gama usando Co60. Em relação ao rendimento de sementes e às características de atribuição de rendimento, 12 mutantes genuínos foram selecionados a partir da geração M4. Altos valores de herdabilidade e avanço genético com alto coeficiente de variância genotípico (GCV) para altura da planta, número de ramos e número de vagens foram considerados atributos favoráveis ao melhoramento da soja, garantindo, assim, a produtividade esperada. O mutante SBM-18, obtido a partir de 250Gy, proporcionou desempenho de rendimento estável em ambientes diversificados e produtividade máxima de sementes de 3.056 kg ha-1 com o maior número de vagens planta-1 (56). O Conselho Nacional de Sementes de Bangladesh (NSB) finalmente aprovou o SBM-18 e o registrou como uma nova variedade de soja, chamada Binasoybean-5, para plantio em larga escala por causa de sua estabilidade superior em várias zonas agroecológicas e desempenho de rendimento consistente.

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Objetivou-se avaliar a sensibilidade dos valores genéticos para características de qualidade da carne em codornas de corte alimentadas com dietas contendo diferentes relações de (metionina + cistina): lisina, do nascimento aos 21 dias de idade, por meio de modelos de normas de reação. Utilizaram-se 9011 informações de qualidade de carne referentes a 1400 progênies de 80 reprodutores e 160 matrizes de duas linhas (LF1 e LF2). Para o ajuste dos modelos de regressão aleatória, foi usado o programa WOMBAT, considerando-se nas análises homogeneidade de variância residual. As codornas foram alimentadas do nascimento aos 21 dias de idade com dietas contendo as relações 0,61; 0,66; 0,71; 0,76 e 0,81 de (metionina + cistina): lisina, mantendo os níveis de proteína bruta de 26,12% e de energia em 2900 kcal EM/kg da dieta. Dos 22 aos 35 dias de idade, todas as codornas foram alimentadas com dieta contendo 22% de proteína bruta e 3050 kcal EM/kg da dieta. As estimativas da variância genética e da herdabilidade foram influenciadas pelo gradiente ambiental e pela linha, com mudanças nessas estimativas com o aumento do gradiente ambiental. Os valores genéticos das características de qualidade de carne referentes a cada uma das linhas se alteraram com o aumento das relações de aminoácidos das dietas em razão das mudanças no ordenamento dos valores genéticos, evidenciando a existência da interação genótipo x nível de relação dos aminoácidos da dieta para características de qualidade de carne. Predições de valores genéticos de características de qualidade de carne com base em determinada relação de (metionina + cistina): lisina da dieta não são válidas para outras relações desses aminoácidos.

This study aimed to evaluate the sensitivity of breeding values for meat quality traits of European quails fed different (methionine + cystine): lysine ratio diets from hatch to 21 days of age, using reaction norm models. A total of 9011 meat quality records from 1400 progenies of 80 sires and 160 dams from two lines (LF1 and LF2) were used in the analyses considering homogeneity of residual variance. The quails from hatch to 21 days of age were fed diets containing 0.61, 0.66, 0.71, 0.76 and 0.81 (methionine + cystine): lysine ratios, 26.12% of crude protein and 2900 ME/kcal of diet. From 22 to 35 days of age all quail were fed a diet containing 22% of crude protein and 3050 kcal ME/kg of diet. The random regression model analyses was performed using the WOMBAT program considering homogeneity of residual variance. Genetic variance and heritability estimates were affected by the environment gradient of diet and line, increasing these estimates with the increase of the (methionine + cystine): lysine ratio of the diet. The breeding values changed with the increase of the environment gradient of the diet with changes in the rank of genetic breeding values characterizing the existence of genotype by environment interaction for meat quality traits. Predictions of meat quality trait breeding values based on a given (methionine + cystine): lysine ratio are not valid for other levels of the amino acid ratio.

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Objetivou-se avaliar a sensibilidade dos valores genéticos para características de qualidade da carne em codornas de corte alimentadas com dietas contendo diferentes relações de (metionina + cistina): lisina, do nascimento aos 21 dias de idade, por meio de modelos de normas de reação. Utilizaram-se 9011 informações de qualidade de carne referentes a 1400 progênies de 80 reprodutores e 160 matrizes de duas linhas (LF1 e LF2). Para o ajuste dos modelos de regressão aleatória, foi usado o programa WOMBAT, considerando-se nas análises homogeneidade de variância residual. As codornas foram alimentadas do nascimento aos 21 dias de idade com dietas contendo as relações 0,61; 0,66; 0,71; 0,76 e 0,81 de (metionina + cistina): lisina, mantendo os níveis de proteína bruta de 26,12% e de energia em 2900 kcal EM/kg da dieta. Dos 22 aos 35 dias de idade, todas as codornas foram alimentadas com dieta contendo 22% de proteína bruta e 3050 kcal EM/kg da dieta. As estimativas da variância genética e da herdabilidade foram influenciadas pelo gradiente ambiental e pela linha, com mudanças nessas estimativas com o aumento do gradiente ambiental. Os valores genéticos das características de qualidade de carne referentes a cada uma das linhas se alteraram com o aumento das relações de aminoácidos das dietas em razão das mudanças no ordenamento dos valores genéticos, evidenciando a existência da interação genótipo x nível de relação dos aminoácidos da dieta para características de qualidade de carne. Predições de valores genéticos de características de qualidade de carne com base em determinada relação de (metionina + cistina): lisina da dieta não são válidas para outras relações desses aminoácidos.(AU)

This study aimed to evaluate the sensitivity of breeding values for meat quality traits of European quails fed different (methionine + cystine): lysine ratio diets from hatch to 21 days of age, using reaction norm models. A total of 9011 meat quality records from 1400 progenies of 80 sires and 160 dams from two lines (LF1 and LF2) were used in the analyses considering homogeneity of residual variance. The quails from hatch to 21 days of age were fed diets containing 0.61, 0.66, 0.71, 0.76 and 0.81 (methionine + cystine): lysine ratios, 26.12% of crude protein and 2900 ME/kcal of diet. From 22 to 35 days of age all quail were fed a diet containing 22% of crude protein and 3050 kcal ME/kg of diet. The random regression model analyses was performed using the WOMBAT program considering homogeneity of residual variance. Genetic variance and heritability estimates were affected by the environment gradient of diet and line, increasing these estimates with the increase of the (methionine + cystine): lysine ratio of the diet. The breeding values changed with the increase of the environment gradient of the diet with changes in the rank of genetic breeding values characterizing the existence of genotype by environment interaction for meat quality traits. Predictions of meat quality trait breeding values based on a given (methionine + cystine): lysine ratio are not valid for other levels of the amino acid ratio.(AU)

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O objetivo deste trabalho foi estimar a repetibilidade de carateres de fruto em araçazeiro e pitangueira. Foram avaliados, em quatro ciclos produtivos, os caracteres peso, diâmetro, sólidos solúveis totais e produção de frutos em 10 seleções de araçazeiro e peso, diâmetro e sólidos solúveis totais em nove seleções de pitangueira, do Banco de Germoplasma da Embrapa Clima Temperado, em Pelotas-RS. O coeficiente de repetibilidade, o número de medições necessárias e o coeficiente de determinação foram estimados pelos métodos de análise de variância, componentes principais e análise estrutural. O coeficiente de repetibilidade foi mais eficientemente estimado pelo método dos componentes principais, com base na matriz de covariâncias. O caractere peso de fruto é mais adequado para ser utilizado na seleção fenotípica em araçazeiro e pitangueira. É necessária apenas uma medição para predizer o valor de peso de fruto de genótipos de araçazeiro, com 90 por cento de acurácia. Com quatro anos de avaliação, é possível inferir o valor real com confiabilidade acima de 80 por cento para todos os caracteres. Isso facilita a seleção fenotípica para esses caracteres em programas de melhoramento de araçazeiro e pitangueira.

The aim of this research was to estimate the repeatability traits of strawberry guava and surinam cherry fruits. It was evaluated in four productive cycles, the traits weight, diameter, total soluble solids and fruit production in ten selection of strawberry guava and weight, diameter and total soluble solids in nine selection of surinam cherry from the Germplasm Bank of the Embrapa Clima Temperado, in Pelotas-RS, Brazil. The repeatability coefficient, minimum observations number and determination coefficient were estimated by analysis of variance, principal components analysis and structural analysis. The repeatability coefficient was better estimated by the method of principal components analysis, based on covariance matrix. The fruit weight is adequate to phenotypic selection in strawberry guava and surinam cherry. It's only required a measurement to obtain the value of fruit weight value of strawberry guava selections, with 90 percent accuracy. With four years of evaluation, it's possible to infer the actual value with reliability above 80 percent for all characters. This facilitates phenotypic selection for these traits in strawberry guava and surinam cherry breeding programs.

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Para disponibilizar um sistema de fornecimento de dados que objetivando-se subsidiar pesquisas de Melhoramento Genético Animal direcionadas à comparação de metodologias de avaliação genética, foi avaliado o comportamento da variância genética aditiva de populações selecionadas e não selecionadas, por seis gerações sucessivas, via simulação Monte Carlo. Por meio de um modelo genético aditivo, foram simuladas populações de 40 animais (20 machos e 20 fêmeas), sob seleção e acasalamento aleatório. Da geração zero até a quinta geração notou-se na população selecionada uma redução de 44,4 por cento na variância genética aditiva, devido a um aumento de 11,58 por cento no coeficiente de endogamia. Na população não selecionada a redução da variância genética aditiva foi menor (27,46 por cento) em relação à população selecionada, também devido a aumento de 10,26 por cento no coeficiente de endogamia.

The additive genetic variance in selected and unselected populations was evaluated in six successive generations via Monte Carlo simulation. The aim was to build a data system to help researches compare genetic evaluation methodologies in Animal Breeding. By means of an additive genetic model, populations of 40 individuals (20 males and 20 females) were simulated, under selected and random mating system. From the generation zero until the fifth generation, the selected population showed reduction of 44.4 percent in additive genetic variance due to an increase of 11.58 percent in inbreeding coefficient. In the unselected population the reduction in additive genetic variance was lower (27.46 percent) in relation to the selected population, due to the increasing of 10.26 percent in inbreeding coefficient.

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Estudos de simulação foram conduzidos para verificar o efeito da violação de pressuposições da metodologia de modelos mistos, variâncias genéticas conhecidas sem erro e distribuição normal dos erros aleatórios sobre os ganhos genéticos obtidos durante 10 gerações de seleção. Outros parâmetros, como valor fenotípico e acurácia, também foram avaliados. Inicialmente, foi simulado um genoma constituído de uma única característica quantitativa governada por 500 locos. 0 genoma foi utilizado na construção de uma população-base, na qual a característica quantitativa possuía herdabilidade inicial de 0,10. Para se obter uma estrutura de parentesco a partir das populações-base, foi gerada uma população inicial a partir da qual o processo de seleção teve início e os erros nos componentes de variâncias e as distribuições dos efeitos de ambiente foram introduzidos. Para pressuposição de que a variância genética era conhecida, utilizaram-se as intensidades de erro de 0 por cento, -10 por cento, -30 por cento, -50 por cento, 10 por cento, 30 por cento e 50 por cento, enquanto que para a pressuposição de que a distribuição dos erros aleatórios era normal, utilizaram-se as distribuições normal, exponencial, poisson e uniforme. A cada geração foram selecionados 20 machos e 100 fêmeas, acasalados ao acaso, cada macho acasalado com cinco fêmeas, produzindo cinco descendentes por acasalamento. Esse processo foi repetido 30 vezes para minimização dos efeitos da flutuação gênica. Para a primeira pressuposição, não foi verificado efeito das intensidades de erro, aplicadas ao componente de variância genética aditiva sobre o ganho genético durante as 10 gerações de seleção. 0 mesmo resultado foi verificado para a distribuição dos erros aleatórios, ou seja, não houve influência de diferentes distribuições nos ganhos genéticos verificados (AU)

Simulation studies were conducted to evaluate the effects of two assumption violations of the methodology of mixed models (the variances are known without errors and normal distribution of the random errors) on the genetic gains. Phenotypic values and accuracy during 10 generations of selection were also studied. Initially, a genome of only one quantitative trait governed by 500 loci was simulated. The genome was used to construct the base population in which the initial heritability of the quantitative trait was 0.10. To obtain a relationship structure from the base population, a initial population was generated. To this population a selection process and the errors in the components of variance and the distribution of the environment effects were introduced. To violate the assumption that the genetic variance is known without errors, the following errors intensities 0%, -10%, -30%, -50%, 10%, 30% and 50% were tested, and to violate the assumption that the distribution of the random errors is normal, the following distribution were considered: normal, exponential, poisson and uniform. In each generation 20 males and 100 females were selected and they were mated in the ratio of one male to five females and five offspring per each mating. To minimize random drift this process was reapeted 30 times. There was no evidence of the effect of both assumption violations on the genetic gain, the phenotypic value and accuracy over 10 generations of selection. (AU)

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Variance components and heritability estimation of agronomic traits, such as fruit shape in bottlegourd are very importam to define selection strategies and to estimate selection gain. Nine progénies of half-sib families were evaluated aiming to estimate variance and covariance components, the heritability of fruit shape and to understand the origin of the genetic gain with mass selection in bottlegourd fruits. Significative estimates were found for genetic variance of large diameter and neck diameter o f the "cuia" (commercial part of the bottlegourd) and for environmental variance of fruit shape. Heritability estimate for fruit shape selection based on fruit was moderately (0.36) and moderately high for family mean (0.53). Mass selection based upon mean population performance or within populations is the breeding method more appropriate for improvement of fruit shape in bottlegourd.

O conhecimento das estimativas dos componentes de variância e da herdabilidade de importantes características agronómicas, como é o caso do formato de fruto em porongo, é fundamental para definir as estratégias de seleção e estimar o ganho genético. Progênies de meio-irmãos de porongo foram avaliadas com os objetivos de: (i) estimar os componentes de variância e de covariância; (ii) estimar a herdabilidade do caráter formato de fruto e; (iii) delinear algumas inferências em relação ao ganho genético obtido com seleçâo de frutos individuais em porongo. Componentes de variância genética significativos foram obtidos para diâmetro maior e do pescoço da cuia e, ambiental, para formato de fruto. A estimativa de herdabilidade para o caráter formato de fruto, para seleçâo em nível de frutos individuais, foi intermediária (0,36), e moderadamente alta para médias de famílias (0,53). Seleçâo massal entre médias ou dentro de famílias de meio-irmãos é o método de melhoramento mais apropriado para seleçâo do caráter formato de fruto em porongo.

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Variance components and heritability estimation of agronomic traits, such as fruit shape in bottlegourd are very importam to define selection strategies and to estimate selection gain. Nine progénies of half-sib families were evaluated aiming to estimate variance and covariance components, the heritability of fruit shape and to understand the origin of the genetic gain with mass selection in bottlegourd fruits. Significative estimates were found for genetic variance of large diameter and neck diameter o f the "cuia" (commercial part of the bottlegourd) and for environmental variance of fruit shape. Heritability estimate for fruit shape selection based on fruit was moderately (0.36) and moderately high for family mean (0.53). Mass selection based upon mean population performance or within populations is the breeding method more appropriate for improvement of fruit shape in bottlegourd.

O conhecimento das estimativas dos componentes de variância e da herdabilidade de importantes características agronómicas, como é o caso do formato de fruto em porongo, é fundamental para definir as estratégias de seleção e estimar o ganho genético. Progênies de meio-irmãos de porongo foram avaliadas com os objetivos de: (i) estimar os componentes de variância e de covariância; (ii) estimar a herdabilidade do caráter formato de fruto e; (iii) delinear algumas inferências em relação ao ganho genético obtido com seleçâo de frutos individuais em porongo. Componentes de variância genética significativos foram obtidos para diâmetro maior e do pescoço da cuia e, ambiental, para formato de fruto. A estimativa de herdabilidade para o caráter formato de fruto, para seleçâo em nível de frutos individuais, foi intermediária (0,36), e moderadamente alta para médias de famílias (0,53). Seleçâo massal entre médias ou dentro de famílias de meio-irmãos é o método de melhoramento mais apropriado para seleçâo do caráter formato de fruto em porongo.