Agronomic potential of BC1F2 populations of Santa Cruz dwarf tomato plants
Abstract
The use of dwarf lines to obtain mini-tomato hybrid plants has led to agronomic and economic advantages. However, the benefits provided by dwarf parents in tomato hybrids of the Santa Cruz type remain unexplored. The aims of this study were to determine the agronomic enhancement in BC1F2 dwarf populations bearing characteristic fruit of the Santa Cruz type after the first backcross and to select populations with high agronomic potential and fruit quality. The experiment was conducted in a greenhouse using a randomized block design with 15 treatments and 4 replicates. Evaluated genetic materials included 11 BC1F2 dwarf tomato populations, both parents (recurrent and donor), and the cultivars (Santa Cruz Kada and Santa Clara). Traits evaluated included: mean weight, soluble solid concentration, number of locules, shape, pulp thickness, fruit longitudinal and transversal diameters, internode length, and plant height. Univariate, multivariate, correlation, and selection index analyses showed that mean fruit weight, transverse diameter, and pulp thickness increased significantly in dwarf populations after a single backcross, most of them exhibiting a fruit shape similar to that of the Santa Cruz type. The dwarf BC1F2 populations UFU-Sci#11 and UFU-Sci#12 showed high potential for obtaining lines and, subsequently, Santa Cruz type hybrids.
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References
Alvarenga, M. A. R. (2013). Tomate: produção em campo, em casa-de-vegetação e em hidroponia (2. ed.). Lavras, MG: Editora UFLA.
Borém, A., Miranda, G. V., & Fritsche-Neto, R. (2017). Melhoramento de plantas. (6. ed.). Viçosa, MG: Editora UFV.
Chakraborty, I., Vanlalliani, Chattopadhyay, A., & Hazra, P. (2007). Studies on processing and nutritional qualities of tomato as influenced by genotypes and environment. Vegetable Science, 34(1), 26-31.
Costa, M. M., Di Mauro, A. O., Unêda-Trevisoli, S. H., Arriel, N. H. C., Bárbaro, I. M., & Muniz, F. R. S. (2004). Ganho genético por diferentes critérios de seleção em populações segregantes de soja. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 39(11), 1095-1102. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2004001100007
Cruz, C. D., Regazzi, A. J., & Carneiro, P. C. S. (2012). Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético (4. ed.). Viçosa, MG: Editora UFV.
Cruz, C. D. (2016). Genes Software – extended and integrated with the R, Matlab and Selegen. Acta Scientiarum. Agronomy, 38(4), 547-552. DOI: https://doi.org/10.4025/actasciagron.v38i4.32629
Epskamp, S., Cramer, A. O., Waldorn, L. J., Schmittmann, V. D., & Borsboom, D. (2012). qgraph: Network visualizations of relationships in psychometric data. Journal of Statistical Software, 48(4), 1-18. DOI: https://doi.org/10.18637/jss.v048.i04
Falconer, D. S., & Mackay, T. F. C. (1996). Introduction to quantitative genetics. Edinburgh, SC: Addison Wesley Longman.
Food and Agriculture Organization of the United Nations [FAO]. (2016). Production of food and agricultural products. Retrieved on Aug. 1, 2020 from http://faostat.fao.org
Ferreira, M. A. J., Queiróz, M. A. D., Braz, L., & Vencovsky, R. (2003). Correlações genotípicas, fenotípicas e de ambiente entre dez caracteres de melancia e suas implicações para o melhoramento genético. Horticultura Brasileira, 21(3), 438-442. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-05362003000300004
Figueiredo, A. S. T., Meert, L., Paula, J. T., Resende, J. T. V., Rodrigues, J. D., & Ono, E. O. (2015). Comportamento de plantas de tomateiro indeterminado na presença de regulador de crescimento. Revista Campo Digital, 10(1), 31-40.
Finzi, R. R., Maciel, G. M., Silva, E. C. D., Luz, J. M. Q., & Borba, M. E. A. (2017a). Agronomic performance of mini-tomato hybrids from dwarf lines. Ciência e Agrotecnologia, 41(1), 15-21. DOI: https://doi.org/10.1590/1413-70542017411021416
Finzi, R. R., Maciel, G. M., Luz, J. M. Q., Clemente, A. A., & Siquieroli, A. C. S. (2017b). Growth habit in mini tomato hybrids from a dwarf line. Bioscience Journal, 33(1), 52-56. DOI: https://doi.org/10.14393/Bj-v33n1a2017-35763
Finzi, R. R., Marquez, G. R., Maciel, G. M., Momesso, M. P., Pereira, L. M., & Silveira, A. J. (2019). Soluble solids due to the truss position in minitomato hybrids from dwarf lines. Agrarian, 12(43), 33-39. DOI: https://doi.org/10.30612/agrarian.v12i43.8948
Finzi, R. R., Maciel, G. M., Peres, H. G., Silva, M. F., Peixoto, J. V. M., & Gomes, D. A. (2020). Agronomic potential of BC1F2 dwarf round tomato populations. Ciência e Agrotecnologia, 44(2), 1-8. DOI: https://doi.org/10.1590/1413-7054202044028819
García-Fortea, E., Gramazio, P., Vilanova, S., Fita, A., Mangino, G., Villanueva, G., ... Plazas, M. (2019). First successful backcrossing towards eggplant (Solanum melongena) of a New World species, the silverleaf nightshade (S. elaeagnifolium), and characterization of interspecific hybrids and backcrosses. Scientia Horticuturae, 246(4), 563-573. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.11.018
Gonçalves Neto, Á. C., Silva, V. D. F., Maluf, W. R., Maciel, G. M., Nízio, D. A., Gomes, L. A., & Azevedo, S. M. (2010). Resistência à traça-do-tomateiro em plantas com altos teores de acilaçúcares nas folhas. Horticultura Brasileira, 28(2), 203-208. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-05362010000200011
Gonçalves, L. S. A., Rodrigues, R., Amaral Junior, A. T., Karasawa, M., & Sudré, C. P. (2009). Heirloom tomato gene bank: assessing genetic divergence based on morphological, agronomic and molecular data using a Ward-modified location model. Genetics and Molecular Research, 8(1), 364-374. DOI: https://doi.org/10.4238/vol8-1gmr549
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística [IBGE]. (2020). Levantamento sistemático da produção agrícola. Retrieved on Jan. 18, 2020 from https://sidra.ibge.gov.br/home/lspa/brasil
Kader, A. A., Morris, L. L., Stevens, M. A., & Albright-Holton, M. (1978). Composition and flavor quality of fresh market tomatoes as influenced by some postharvest handling procedures. Journal of the American Society for Horticultural Science, 103(1), 6-13.
Luz, J. M. Q., Bittar, C. A., Oliveira. R. C., Nascimento, A. R., & Nogueira, A. P. (2016). Desempenho e divergência genética de genótipos de tomate para processamento industrial. Horticultura Brasileira, 34(4), 483-490. DOI: https://doi.org/10.1590/s0102-053620160406
Maciel, G. M., Almeida, R. S., Rocha, J. P., Andaló, V., Marquez, G. R., Santos, N. C., & Finzi, R. R. (2017). Mini tomato genotypes resistant to the silverleaf whitefly and to two-spotted spider mites. Genetics and Molecular Research, 16(1), 1-9. DOI: https://doi.org/10.4238/gmr16019539
Maciel, G. M., Fernandes, M. A. R., Hillebrand, V., & Azevedo, B. N. R. (2015a). Influência da época de colheita no teor de sólidos solúveis em frutos de minitomate. Scientia Plena, 11(12), 1-6. DOI: https://doi.org/10.14808/sci.plena.2015.120203
Maciel, G. M., Silva, E. C. D., & Fernandes, M. A. R. (2015b). Ocorrência de nanismo em planta de tomateiro do tipo grape. Revista Caatinga, 28(4), 259-264. DOI: https://doi.org/10.1590/1983-21252015v28n429rc
Marim, B. G., Silva, D. J. H. D., Carneiro, P. C. S., Miranda, G. V., Mattedi, A. P., & Caliman, F. R. B. (2009). Variabilidade genética e importância relativa de caracteres em acessos de germoplasma de tomateiro. Pesquisa Agropecuára Brasileira, 44(10), 1283-1289. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2009001000011
Melo, C. A. F., Souza, M. M., Sousa, A. G. R., Viana, A. P., & Santos, E. A. (2015). Multivariate analysis of backcross progeny of Passiflora L. (Passifloraceae) for pre-breeding genotype selection. Genetics and Molecular Research, 14(4),15376-15389. DOI: https://doi.org/10.4238/2015.November.30.15
Mulamba, N. N., & Mock, J. J. (1978). Improvement of yield potential of the Eto Blanco maize (Zea mays L.) population by breeding for plant traits. Egyptian Journal of Genetics and Citology, 7(1), 40-41.
Nick, C., Laurindo, B. S., Almeida, V. D. S., Freitas, R. D. D., Aguilera, J. G., Silva, E. C. F. D., ... Silva, D. J. H. D. (2013). Seleção simultânea para qualidade do fruto e resistência à requeima em progênies de tomateiro. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 48(1), 59-65. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2013000100008
Nogueira, A. P. O., Sediyama, T., Sousa, L. B., Hamawaki, O. T., Cruz, C. D., & Pereira, D. G. (2012). Análise de trilha e correlações entre caracteres em soja cultivada em duas épocas de semeadura. Bioscience Journal, 28(6), 877-888.
Oliveira, R. S., Silva, S. A., Brasileiro, B. P., Medeiros, E. P., & dos Anjos, E. V. A. (2013). Divergência genética em mamoneira utilizando a estratégia ward-mlm. Revista Ciência Agronômica, 44(3), 564-570. DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-66902013000300019
R Core Team. (2020). R: A language and environment for statistical computing. Vienna, AT: R Foundation for Statistical Computing. Retrieved on Feb. 27, 2020 from http://www.R-project.org
Rezende, J. C. D., Boltelho, C. E., Oliveira, A. C. B. D., Silva, F. L. D., Carvalho, G. R., & Pereira, A. A. (2014). Genetic progress in coffee progenies by different selection criteria. Coffee Science, 9(3), 347-353. DOI: https://doi.org/10.25186/cs.v9i3.643
Rodrigues, G. B., Marim, B. G., Silva, D. J. H. D., Mattedi, A. P., & Almeida, V. D. S. (2010). Análise de trilha de componentes de produção primários e secundários em tomateiro do grupo Salada. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 45(2), 155-162. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-24X2010000200006
Rosado, L. D. S., Santos, C. E. M. D., Bruckner, C. H., Nunes, E. S., & Cruz, C. D. (2012). Simultaneous selection in progenies of yellow passion fruit using selection indices. Revista Ceres, 59(1), 95-101. DOI: https://doi.org/10.1590/S0034-737X2012000100014
Schwarz, K., Resende, J. T. V., Preczenhak, A. P., Paula, J. T., Faria, M. V., & Dias, D. M. (2013). Desempenho agronômico e qualidade físico-química de híbridos de tomateiro em cultivo rasteiro. Horticultura Brasileira, 31(3), 410-418. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-05362013000300011
Shirahige, F. H., Melo, A. M. T., Purquerio, L. F. V., Carvalho, C. R. L., & Melo, P. C. T. (2010). Produtividade e qualidade de tomates Santa Cruz e Italiano em função do raleio de frutos. Horticultura Brasileira, 28(3), 292-298. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-05362010000300009
Siddiqui, M. W., Ayala-Zavala, J. F., & Dhua, R. S. (2015). Genotypic variation in tomatoes affecting processing and antioxidant properties. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 55(13), 1819-1835. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2012.710278
Valadares, R. N., Melo, R. A., Silva, J. A. S., Araújo, A. L. R., Silva, F. S., Carvalho Filho, J. L. S., & Menezes, D. (2017). Estimativas de parâmetros genéticos e correlações em acessos de melão do grupo momordica. Horticultura Brasileira, 35(4), 557-563. DOI: https://doi.org/10.1590/s0102-053620170413
Vasconcelos, E. S., Ferreira, R. D. P., Cruz, C. D., Moreira, A., Rassani, J. B., & Freitas, A. R. D. (2010). Estimativas de ganho genético por diferentes critérios de seleção em genótipos de alfafa. Revista Ceres, 57(2), 205-210. DOI: https://doi.org/10.1590/S0034-737X2010000200011
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