Genetic diversity, path analysis and association mapping for nitrogen use efficiency in popcorn

Abstract

Os objetivos deste estudo foram (i) identificar linhagens de milho-pipoca eficientes no uso de nitrogênio; (ii) avaliar a diversidade genética entre linhagens de milhopipoca em alto e baixo N; (iii) investigar os efeitos causais de vários caracteres sobre a eficiência no uso de nitrogênio (NUE) e (iv) identificar marcadores SSR associados com caracteres relacionados à NUE. Foram avaliadas 25 linhagens-elite de milhopipoca pertencentes às populações 'Viçosa' e 'Beija-Flor', em alto e baixo N. Foram mensurados os seguintes caracteres: crescimento diário (DG, cm), massa de parte aérea (SDW, mg), de raiz (RDW, mg), e da planta total seca (TDW, mg), razão parte aérea:raiz seca (RSR), eficiência no uso (NUE, mg mg-¹), na absorção (NUpE, mg mg-¹) e na utilização (NUtE, mg mg-¹) de nitrogênio, diâmetro médio (RAD, mm), comprimento total (TRL, cm), área superficial (RSA, cm²) e volume (RV, cm³) de raízes. Foram identificadas linhagens eficientes em cada nível de N. A avaliação da diversidade genética pelo método de agrupamento UPGMA baseado no quadrado da Distância Euclidiana Média resultou em quatro grupos de linhagens para cada nível de N e a análise de componentes principais mostrou que as linhagens poderiam ser agrupadas predominantemente pelos seus caracteres de parte aérea. A eficiência na absorção de N (NUpE) foi a característica mais importante para a NUE em estádios precoces de desenvolvimento da planta em ambos os níveis de N, por apresentar alta correlação e alto efeito direto sobre a variável principal (NUE) na análise de trilha. Em baixo N, a eficiência na utilização de N (NUtE) também apresentou alta correlação e alto efeito direto sobre a variável NUE, mostrando ser uma característica importante para esta condição nesses estádios. Contudo, a seleção direta ainda parece ser o melhor método para aumentar a eficiência de seleção para NUE em estádios precoces. Três marcadores SSR foram validados como associados com os caracteres relacionados à NUE pela análise de mapeamento associativo baseada em ANOVA.