Haploides de milho-pipoca identificados pelo fenótipo navajo e pela citometria de fluxo

Abstract

Na produção de linhagens duplo-haploides (DH) inicialmente é necessário obter indivíduos haploides e que se tenha disponíveis ferramentas capazes de identifica-los. Em milho-pipoca a obtenção e identificação de haploides ainda são desafios Visto isso, o objetivo deste trabalho foi verificar a ocorrência e magnitude de indução in vivo de haploides maternos em milho- pipoca (Zea mays L. var. everta), a expressão do marcador R1-nj e sua eficiência isoladamente e associada a avaliação do vigor de plântulas em germoplasma de origem tropical e temperado de diferentes bases genéticas. O experimento foi conduzido na safra 2021/2022, em Viçosa, Estado de Minas Gerais, em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Para a indução de haploides foi utilizado à população temperada KHI (Krasnodar Haploid Inducer), em cruzamentos com 20 fontes de germoplasma de milho- pipoca e cinco testemunhas de milho. Os cruzamentos de indução ocorreram de forma natural, em campo isolado. As variáveis analisadas foram: penetrância do R1-nj, taxa de indução de haploidia (HIR), e as taxas de falsas descobertas (FDR) e de falsos negativos (FNR) utilizando como “padão ouro” citometria de fluxo As variáveis HIR e penetrância foram analisadas através de um modelo linear generalizado (GLM), com função de ligação logit. Através da analise de deviance, foram encontrados efeitos significativos para as fontes de germoplasma (p<0,01) e não significativas para repetições (p>0,05), para a variável HIR. Para penetrância, os efeitos foram significativos tanto para fontes de germoplasma quanto para repetições (p<0,01). O coeficiente de correlação de Matthews (MCC) foi utilizado para estimar a correlação entre o nível de ploidia determinado pelo fenótipo Navajo e os níveis de ploidia determinados pelo “padrão ouro”. Haploides foram identificados através de indução in vivo em todas as fontes de germoplasma e confirmados por CF. A penetrância do marcador R1-nj é variável em função da origem e base genética do germoplasma-fonte. A seleção de haploides pelo fenótipo Navajo associada à avaliação do vigor de plântulas reduz as taxas de erro de classificação. Palavras-Chave: Zea mays L. var. everta. Indução de haploides. Citometria de fluxo. Penetrância

In the production of double-haploid (DH) strains, it is initially necessary to obtain haploid individuals and to have available tools capable of identifying them. In popcorn, obtaining and identifying haploids are still challenges. Therefore, the objective of this work was to verify the occurrence and magnitude of in vivo induction of maternal haploids in popcorn (Zea mays L. var. everta), the expression of R1-nj marker and its efficiency alone and associated with the evaluation of seedling vigor in germplasm of tropical and temperate origin of different genetic bases. The experiment was carried out in the 2021/2022 harvest, in Viçosa, State of Minas Gerais, in a completely randomized design, with three replications. For the induction of haploids, the temperate population KHI (Krasnodar Haploid Inducer) was used in crosses with 20 sources of popcorn germplasm and five corn controls. The induction crosses occurred naturally, in an isolated field. The variables analyzed were: R1-nj penetrance, haploidy induction rate (HIR), and false discovery (FDR) and false negative (FNR) rates using flow cytometry as the “gold standard” The variables HIR and penetrance were analyzed using a generalized linear model (GLM), with logit linkage function. Through the deviance analysis, significant effects were found for the sources of germplasm (p<0.01) and non-significant effects for repetitions (p>0.05), for the variable HIR. For penetrance, the effects were significant for both germplasm sources and replicates (p<0.01). The Matthews correlation coefficient (MCC) was used to estimate the correlation between the ploidy level determined by the Navajo phenotype and the ploidy levels determined by the “gold standard”. Haploids were identified by in vivo induction in all germplasm sources and confirmed by CF. The penetration of the R1-nj marker is variable depending on the origin and genetic basis of the source germplasm. The selection of haploids by the Navajo phenotype associated with the evaluation of seedling vigor reduces the classification error rates. Keywords: Zea mays L. var. everta. Haploid induction. Flow cytometry. Penetrance;