Respostas esperadas de seleção para coloração de fritura em quatro populações híbridas de batata
https://doi.org/10.1590/S0102-05362012000200019
Expected response to selection for frying color in four hybrid potato populations
Laerte R TerresI; Vicenti G NeyI; Murilo de F CerioliI; Arione da S PereiraII; Rosa de O TreptowII
IUFPel-FAEM, C. Postal 354, 96010-900 Pelotas-RS; laerte_terres@yahoo.com.br; vicentig@gmail.com; murilo.cerioli@hotmail.com
IIEmbrapa Clima Temperado, C. Postal 403, 96010-971 Pelotas-RS; arione.pereira@cpact.embrapa.br; rotreptow@hotmail.com
O objetivo deste estudo foi investigar a resposta esperada de seleção para coloração de fritura, bem como suas correlações com caracteres agronômicos, em quatro populações híbridas de batata. Os trabalhos foram realizados no campo experimental e no laboratório da Embrapa Clima Temperado, nas safras de outono de 2007 e 2008. As quatro populações foram derivadas de cruzamentos entre genitores com diferentes níveis de açúcares redutores (AR). Foram avaliadas a coloração de fritura na forma de chips, o ciclo de desenvolvimento das plantas, a massa de tubérculos, o número de tubérculos, a massa média de tubérculos e a aparência de tubérculos. Os dados foram analisados estatisticamente segundo modelo (Maximum Restricted Likelihood/ Best Linear Unbiased Prediction) REML/BLUP, de modo que distinguissem os efeitos fixos e os aleatórios. As populações não apresentaram diferenças significativas de respostas esperadas de seleção, apesar de diferirem em estimativa de valor genético e de herdabilidade. Maiores ganhos de seleção para coloração de chips poderiam ser esperados somente como resultados das menores médias (coloração mais clara) das populações que não envolveram genitor com alto AR nas suas gerações. Coloração de chips foi fracamente correlacionado com caracteres agronômicos.
Palavras-chave: Solanum tuberosum, avanço genético, herdabilidade, valor genético, qualidade de processamento, açúcares redutores.
The objective of this study was to investigate the expected response to selection for chip color, and its correlations with some horticultural traits, in four hybrid potato populations. The work was carried out on the experimental field and the laboratory of Embrapa Temperate Agriculture, Pelotas, Rio Grande do Sul State, Brazil, in the autumn seasons of 2007 and 2008. The four populations were derived from crossing genitors with different levels of reducing sugars (AR). The chip color, plant development cycle, tuber yield, number of tubers, average tuber weight and tuber appearance were evaluated. Data were statistically analyzed according to the REML/BLUP model, in a way to distinguish fixed and random effects. The populations did not show significant differences in expected response to selection for chip color, despite differing in genetic value and heritability estimates. Higher genetic gains for chip color could be expected only as result of the lower means (lighter color) of the populations that did not include high AR parent in their generation.
Keywords: Solanum tuberosum, genetic advance, heritability, genetic value, processing quality, reducing sugars.
Os produtos industrializados de batata têm alcançado um desenvolvimento importante e uma rápida diversificação, como na forma de chips e batata palha, ou prontos para serem preparados, como batatas descascadas ou cortadas em palitos resfriados e pré-fritas congeladas (Geraldini et al., 2011). Entretanto, existe uma grande carência de cultivares com características que atendam plenamente os requisitos da indústria e a adaptação à produção no Brasil (Pereira & Daniels, 2003). Para que uma cultivar de batata seja aceita pelo mercado de processamento na forma de palitos ou chips, precisa principalmente que a coloração do produto final seja clara (Pereira et al., 2007).
O escurecimento dos chips e palitos fritos é devido à reação de açúcares redutores com proteínas e aminoácidos livres que ocorre durante a fritura, reação de Maillard (Feltran et al., 2004). Há uma forte e positiva associação entre a coloração do produto frito e o teor de açúcares redutores nos tubérculos (Menéndes et al., 2002; MacCann et al., 2010), caráter limitante na seleção de clones de batata para processamento industrial (Souza et al., 2011). Em batatas para processamento, o teor de açúcares redutores geralmente aceito é abaixo de 0,035% da massa fresca para chips e 0,12% para palitos (Stark et al., 2003).
A coloração de chips é influenciada por fatores genéticos e ambientais (Pastorini et al., 2003). O valor fenotípico do indivíduo pode ser medido diretamente, mas é o valor genético que determina a sua influência na geração seguinte (Falconer, 1989). Portanto, a escolha de indivíduos, de acordo com seus valores fenotípicos, depende do sucesso das alterações das características da população, que pode ser predito somente por intermédio do conhecimento do grau de correspondência entre o valor fenotípico e o valor genético.
A herdabilidade de um caráter depende dos componentes da variância, qualquer alteração em um deles influencia o valor da proporção herdável. É o grau em que o fenótipo é influenciado geneticamente, portanto, o grau em que ele pode ser modificado pela seleção fenotípica (Carvalho et al., 2001).
Para definir estratégias eficientes de seleção, é necessário dispor de informações de genética quantitativa em relação às populações a serem utilizadas, sobre a extensão da variância genética, herdabilidade, correlação entre caracteres e predição de resposta de seleção (Nguyen & Sleper, 1983).
Neste contexto, este estudo objetivou investigar a resposta esperada de seleção para coloração de chips, bem como suas correlações com caracteres agronômicos, em quatro populações híbridas de batata.
Foram avaliadas quatro populações híbridas de batata derivadas de cruzamentos entre clones com diferentes níveis de açúcares redutores (AR): população C-2504, obtida do cruzamento C-1750-15-95/C-1883-22-97 (médio AR / baixo AR); população C-2509, derivada do cruzamento BR-3/C-1890-1-97 (alto AR / médio-alto AR); população C-2524, produzida do cruzamento C-1786-6-96/C-1883-22-97 (médio-baixo AR / baixo AR); população C-2530, derivada do cruzamento C-1750-15-95/C-1890-1-97 (médio AR / médio-alto AR). Além dos genitores, foram incluídos como testemunhas os seguintes genótipos: Agata (alto AR), Atlantic (baixo AR), Monte Bonito (médio-alto AR), 2CRI-1149-1-78 (médio-alto AR) e C-1714-7-94 (médio AR), representando a amplitude de coloração de chips.
Os trabalhos foram realizados no campo experimental e no da Embrapa Clima Temperado, Pelotas-RS (31º52'S, 52º21'W), nas safras de outono de 2007 e 2008. O delineamento experimental foi blocos aumentados de Federer & Raghavarao (1955), com quatro repetições das testemunhas. Em 2007, a parcela foi constituída por três plantas de cada clone, enquanto em 2008, consistiu de cinco plantas. O solo onde foram conduzidos os experimentos é classificado como Argissolo Vermelho Amarelo Distrófico Típico, e foi adubado nos sulcos de plantio com 2.000 kg ha-1 de NPK (5-30-10). Os plantios dos experimentos foram realizados em 11 de março de 2007 e 20 de março de 2008, com espaçamento de 30 cm entre plantas e de 80 cm entre linhas. O controle de doenças e outras práticas foram uniformes e semelhantes às usadas nos plantios comerciais da região. As plantas foram mantidas em campo até completarem o ciclo de desenvolvimento, quando os tubérculos foram colhidos em 24 de junho de 2007 e 5 de julho de 2008, e transportados para instalações apropriadas, onde foram efetuadas as avaliações.
Amostras de três tubérculos sadios de cada parcela, classificados como comerciais (diâmetro >45 mm), foram utilizadas para avaliação da coloração de fritura. Os tubérculos foram descascados e fatiados na forma de chips a uma espessura de 2 mm. Doze fatias foram fritas em uma fritadeira elétrica (marca Tedesco), utilizando gordura hidrogenada à temperatura inicial de 180ºC até cessar a borbulha. A coloração dos chips foi avaliada, atribuindo notas visualmente, por avaliadores treinados, comparando com a escala da Potato Chip and Snack Food Association (Douches, 1996),adaptada para nove pontos: 1= coloração clara, 9= coloração escura. Foram considerados como aceitável para processamento os clones com chips de nota 2 ou inferior.
No experimento de 2008, adicionalmente à avaliação da coloração de chips, os clones foram avaliados quanto ao ciclo de desenvolvimento das plantas, segundo o grau de senescência (1= tardia; 9= precoce), massa de tubérculos (kg parcela-1), número de tubérculos por parcela, massa média de tubérculos e aparência de tubérculos (1= excelente; 9= péssimo). A massa média de tubérculos foi obtida por meio da razão entre a massa e o número de tubérculos. A aparência de tubérculos foi considerada excelente naqueles que apresentaram tubérculos atrativos, com uma coloração amarela clara ou vermelha "viva", película lisa, brilhante, formato alongado e uniforme, olhos rasos e tamanho médio a grande (Pereira & Daniels, 2003).
Os dados foram analisados por meio dos programas computacionais GENES (Cruz, 2006) e SAS Learning Edition (2002). O programa GENES foi utilizado para análise de variância, comparação de médias, segundo o teste de Tukey, e análise de correlação entre caracteres.
O programa SAS Learning Edition (2002) foi aplicado, utilizando o procedimento Proc Mixed, apropriado para a análise de modelos mistos desbalanceados, pois distingue claramente os efeitos fixos e os aleatórios (Littell et al., 1996). O modelo estatístico usado para a determinação dos efeitos genéticos, desconsiderando o efeito ambiental, foi REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita/melhor estimativa linear não-viesada). Matricialmente, o modelo misto linear geral (Harville, 1977) é definido como:
y = Xβ + Zν + e
em que: ny1 é o vetor de observações; nXp+1 é a matriz de incidência dos efeitos fixos (conhecida); p+1β1 é o vetor de efeitos fixos desconhecidos; nZq é a matriz de incidência dos efeitos aleatórios (conhecida); qν1 é o vetor de efeitos aleatórios desconhecidos; ne1 é o vetor de erros aleatórios; sendo, n o número de observações, p, o número de parâmetros e q o números de efeitos aleatórios.
A herdabilidade e a resposta esperada de seleção para coloração de chips foram estimadas segundo Simmonds (1979), calculado pela média dos valores genéticos dos clones selecionados e a intensidade de seleção de 10%.
A análise da variância revelou diferenças significativas (p<0,05) entre as populações híbridas de batata quanto à coloração de chips (dados não apresentados). A interação ano de cultivo x populações não foi significativa.
As médias de coloração de chips foram mais baixas, isto é, mais claras nas populações C-2504 (médio de açúcares redutores (AR)/baixo teor de açúcares redutores), C-2524 (médio-baixo AR/baixo AR) e C-2530 (médio AR/médio-alto AR) que na população C-2509 (alto AR/médio AR) (Tabela 1). 'C-2509' foi a única das quatro populações que foi derivada de cruzamento, envolvendo um genitor com alto AR. Por outro lado, os dados de amplitude mostram que todas as quatro populações incluíram indivíduos com chips de coloração clara (nota igual ou menor que 2).
Os valores genéticos médios das populações C-2524, C-2530 e C-2504 foram negativos, favorecendo a coloração mais clara de chips, enquanto da população C-2509 foi positivo, contribuindo para coloração escura de chips (Tabela 2). No entanto, o valor genético da população C-2524 foi significativamente superior somente da população C-2509, não diferindo das populações C-2530 e C-2504, nem estas da população C-2509.
A herdabilidade estimada para a população C-2509 foi alta (h= 0,87) e significativamente maior que para as outras três populações, superando estimativa encontrada por Haynes (2008) em estudo com três ciclos de seleção com híbridos diplóides. Para as populações C-2524 e C-2530, as herdabilidade foram de magnitude moderada (h= 0,42 e h= 0,35, respectivamente), enquanto para a população C-2504 a estimativa foi baixa (h= 0,18), mas não diferiu significativamente da estimativa para população C-2530. Herdabilidades de magnitude moderada para coloração de chips também foram relatadas por outros autores (Thill & Peloquin, 1994; Salamoni et al., 2000; Rodrigues & Pereira, 2003).
A herdabilidade depende da diversidade genética do material em estudo e dos fatores ambientais (Falconer, 1989). Por conta disso, a população C-2509, que é originária de cruzamento entre um genitor com baixo AR e outro de elevado AR, apresentou a maior estimativa de herdabilidade, enquanto a população C-2504, que foi derivada do cruzamento entre genitores com médio AR e baixo AR, apresentou a estimativa de menor magnitude.
A resposta esperada de seleção serve de indicativo para a escolha de população a ser utilizada no desenvolvimento de cultivares (Allard, 1960). A média de resposta esperada de seleção para população C-2509 foi a mais elevada, mas não diferiu significativamente das outras três populações (Tabela 2).
O progresso esperado com a seleção depende da herdabilidade do caráter, da intensidade de seleção e do desvio padrão fenotípico do caráter (Dudley & Moll, 1969; Simmonds, 1979). Embora a herdabilidade estimada para a população C-2509 tenha sido superior às estimativas para as demais populações, não foi suficiente para resultar em resposta esperada de seleção significativamente mais elevada.
Os resultados encontrados neste estudo sugerem que maiores ganhos de seleção para coloração de chips poderiam ser esperados somente como produto da menor média (coloração mais clara) das populações que não envolveram genitor com alto AR nas suas gerações.
Quanto às correlações entre coloração de chips e caracteres componentes de produção e ciclo de desenvolvimento das plantas, apenas a correlação entre coloração de chips e massa de tubérculos foi significativa, porém de baixa magnitude (Tabela 3). Este resultado confirma os níveis de correlação entre coloração de chips e caracteres de produção relatados anteriormente (Rodrigues & Pereira, 2003; Augustin, 2007). Os coeficientes de correlação entre coloração de chips e número de tubérculos, massa média de tubérculos, aparência de tubérculos e ciclo de desenvolvimento das plantas foram baixos e não significativas. O ciclo de desenvolvimento das plantas não se correlacionou com nenhum dos outros caracteres, enquanto aparência de tubérculos esteve fracamente correlacionada com caracteres de produção.
Os resultados deste estudo permitem concluir que a herdabilidade do caráter coloração de chips varia de baixa a alta, dependendo do nível de açúcares redutores dos genitores envolvidos na geração da população; as respostas esperadas de seleção para coloração de chips não diferem entre populações derivadas de cruzamentos entre genitores com médio AR/baixo AR, médio-baixo AR/baixo AR, médio AR/médio-alto AR e alto AR/médio AR; ganhos maiores de seleção para coloração de chips podem ser esperados somente como produto da menor média (chips mais claros) das populações que não envolvem genitor com alto AR; e coloração de chips é fracamente correlacionada com caracteres agronômicos.
Os autores agradecem a CAPES e ao CNPq pelas bolsas concedidas e suporte financeiro.
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