Variedades locais de milho doce do extremo oeste de Santa Catarina: caracterização, potencial agronômico e estudo de base genética

Abstract

O milho doce (Zea mays L.) é um tipo especial de milho que apresenta elevados teores de açúcares no endosperma, resultantes da ação de genes mutantes e recessivos. No Brasil, este milho apresenta baixa diversidade de variedades e poucas cultivares adaptadas as condições brasileiras. Entretanto, variedades locais de milho doce vêm sendo conservadas in situ-on farm no Extremo Oeste de Santa Catarina (EOSC). O objetivo deste estudo foi estabelecer bases genéticas de um programa de melhoramento de milho doce para a região do EOSC. Assim, nove variedades foram caracterizadas e cruzadas com materiais de genótipo conhecidos, para identificação dos alelos mutantes responsáveis pelo fenótipo doce. A caracterização morfológica de espiga e grão apontou similaridade entre as variedades para caracteres qualitativos, e uma maior variação, entre e dentro, para os caracteres quantitativos. Os testes alélicos comprovaram a presença do mutante sugary1 em sete variedades, e do mutante shrunken2 em uma variedade. A variedade 2433F apresentou dissimilaridade em relação às demais, porém, não foi possível a identificação do gene mutante. As variedades locais e duas cultivares de milho doce da Embrapa foram avaliadas quanto aos teores de açúcares solúveis totais (AST) e amido, a partir de uma amostra de espigas polinizadas manualmente. As variedades 2255A, 319A, 741B e 2276A se destacaram com 32,1, 31,8, 28,8 e 27,5% de AST, respectivamente, e 17,2, 24,7, 23,4 e 22,4% de amido, nesta ordem. O potencial agronômico das variedades sugary1 foi verificado em quatro experimentos, em agroecossistemas distintos de Santa Catarina, sendo dois em diferentes altitudes de Anchieta (L1 ? 717 m, e L3 ? 422 m), um em Guaraciaba (L2 ? 624 m) e um em Florianópolis (L4 ? 5 m). Os ambientes ocasionaram variação no desempenho fenológico, morfológico e agronômico das variedades. Os acessos 3000A, 319A e 2029A se destacaram para caracteres agronômicos. O potencial genético de combinação das variedades de milho doce sugary1 foi estudado a partir de 15 híbridos F1?s e 6 genitores, avaliados em delineamento de blocos completos casualizados com três repetições em dois ambientes. As análises dialélicas e as magnitudes dos quadrados médios associados a CGC e CEC denotam a existência de variabilidade, resultante da ação de efeitos aditivos e não-aditivos para a maioria dos caracteres. Estimativas gi favoráveis foram obtidas pelas variedades 741B, 2276A e 319A e Cubano para diminuição do ciclo, 741B e 319A para a diminuição da altura de plantas; 741B e 2276A para aumento do diâmetro do colmo, e 319A, 2276A e Cubano para aumento da produtividade. As combinações 2276Ax319A e 741Bx2276Ax319A apresentaram os melhores resultados para produtividade, diâmetro de colmo, e altura média de plantas. Os resultados alcançados geraram subsídios científicos para o desenvolvimento de um programa de melhoramento participativo de milho doce para o EOSC, e permitem afirmar que as variedades locais de fenótipo doce desta região apresentam potencial genético, passíveis de serem utilizadas pelos agricultores para comercialização na linha de milhos especiais e como populações base em programas de melhoramento que visam ampliar a variabilidade genética deste tipo de milho e estimular o uso de germoplasma local.

Abstract: Sweet corn (Zea mays L.) is a special type of maize that has high endosperm sugar content resulting from the action of mutant and recessive genes. In Brazil, this maize presents low variety diversity and few cultivars adapted to the Brazilian conditions. However, local sweet corn varieties are being conserved in situ-on farm in the Far West of Santa Catarina (FWSC). The aim this study was to establish the genetic basis of a breeding program for sweet corn for the FWSC region. Thus, nine varieties were characterized and crossed with known genotype materials to identify the mutant alleles responsible for the sweet phenotype. The morphological characterization of ear and grain pointed similarity between the varieties for qualitative characters, and a greater variation, between and within, for the quantitative characters. Allelic tests showed the presence of the sugary1 in seven varieties and the shrunken2 in one variety. The variety 2433F showed dissimilarity in relation to the others, however, it was not possible to identify the gene mutant. Local varieties and two Embrapa sweet corn cultivars were evaluated for total soluble sugar (TSS) and starch content of a sample of hand pollinated ears. The varieties 2255A, 319A, 741B and 2276A stood out with 32.1, 31.8, 28.8 and 27.5% of AST, respectively, and 17.2, 24.7, 23.4 and 22.4%. starch, in this order. The agronomic potential of the sugary1 local varieties was verified in four experiments in different agroecosystems of Santa Catarina, two at different altitudes of Anchieta (L1 - 717 m, and L3 - 422 m), one in Guaraciaba (L2 - 624 m) and one in Florianópolis (L4 - 5 m). The environments caused variation in the phenological, morphological and agronomic performance of the varieties. The accessions 3000A, 319A and 2029A stood out for agronomic characters. The genetic potential of the sugary1 sweet corn varieties combination was studied from 15 F1's hybrids and 6 parents, evaluated in a randomized complete block design with three replications in two environments. The diallel analyzes and the magnitude of the mean squares associated with CGC and ECC shows the existence of variability resulting from the action of additive and nonadditive effects for most characters. Favorable gi estimates were obtained for varieties 741B, 2276A and 319A and Cuban for cycle shortening, 741B and 319A for plant height reduction; 741B and 2276A for increased stem diameter, and 319A, 2276A and Cuban for increased productivity. The combinations 2276Ax319A and 741Bx2276Ax319A showed the best results for yield, stem diameter, and average plant height. The obtained results generated scientific subsidies for the development of a participatory sweet corn breeding program for the FWSC, and it can be affirmed that the local sweet phenotype varieties of this region have genetic potential, which can be used by farmers for marketing in the specialty corn line and as base populations in breeding programs aimed at increasing the genetic variability of this type of maize and stimulating the use of local germplasm.