Partial diallel and genetic divergence analyses in maize inbred lines

Abstract

In this study, we aimed to estimate general and specific combining abilities (GCA and SCA, respectively) and to verify genetic divergence (Rogers distance, Unweighted Pair-Group Method Using Arithmetic Average - UPGMA) using microsatellite markers in maize inbred lines. Using a partial diallel scheme, a total of 19 inbred lines were crossed as (9 x 10), which were derived from the single hybrids SG6015 and P30F53, respectively. The 90 hybrids were evaluated in an incomplete randomized block design with common checks and three replications during the 2017-2018 growing season. Flowering time, average plant height, ear height insertion, average ear diameter, ear length, number of lodged and broken plants, mass of 100 grains and grain yield were measured. According to the analysis of variance, GCA, and SCA were significant (p < 0.05) in all the measured traits; inbred line B as well as 1 and 8, derived from the single hybrids SG6015 and P30F53, respectively, were selected due to their higher GCA values in grain yield to be used in crosses as testers, while the single cross hybrid (B x 1) was selected due to their higher SCA value in grain yield to be used in future breeding programs. The molecular marker analysis divided the inbred lines into two groups, where the highest dissimilarity (0.74) was observed between lines A and 9; however, these did not result in a high SCA value, therefore the hybrids obtained by such crossings were not selected for grain yield.

Combining Ability and Molecular Marker Approach Identified Genetic Resources to Improve Agronomic Performance in Coffea arabica Breeding

“…Another strategy to explore GD among individuals and select genetic resource to be included in breeding programs is to use diallel crosses. Diallel analysis evaluates the general and specific combining abilities of the parents and predicts the average behavior of the hybrids (Kaushik and Dhaliwal, 2018;Maioli et al, 2020). This approach is widely used to identify elite parents for developing hybrids or cultivars for use in breeding programs, understand hybrid heterosis, and provide information about gene action (Moura et al, 2016;Pereira et al, 2017;Ofori and Padi, 2020;Olivo et al, 2020).…”

Metodologias de identificação e capacidade combinatória de linhagens duplo-haploides de milho

“…Para a seleção de linhagens superiores, uma das metodologias mais utilizadas tem sido a análise dialélica (Griffing, 1956). O uso do dialelo parcial permite a avaliação de um grande número de linhagens em cruzamentos, estimando a capacidade geral de combinação dos progenitores e a capacidade especifica de combinação das combinações hibridas e a estimação de parâmetros genéticos que auxiliam os melhoristas a adotarem estratégias de seleção (Cruz et al 2005;Maioli et al 2020).…”

“…Linhagens com altos valores de capacidade combinatória contribuem para a produção de híbridos-elite, uma vez que os efeitos aditivos podem ser transmitidos das linhagens genitoras para os híbridos (Huang et al 2013;Wang et al 2020) Existem metodologias já consagradas para a avaliação de diferentes grupos de linhagens em cruzamentos, como o dialelo parcial, que permite, estimar a capacidade geral de combinação (CGC) dos genitores e a capacidade específica de combinação (CEC) das combinações hÍbridas entre grupos distintos (Maioli et al 2020). O procedimento proposto por Griffing (1956) é um dos métodos mais utilizados para obter informações genéticas via dialelo, selecionando populações com maior concentração de alelos favoráveis para as características de interesse, permitindo a seleção de linhagens superiores (Hallauer et al 2010;Paterniani e Campos, 1999).…”

“…De acordo com as condições ambientais, os genótipos podem apresentar diferentes valores de CGC e CEC. A análise conjunta em dialelos parciais estima os valores médios de CGC e CEC, permitindo ao melhorista recomendar cruzamentos mais adequados a cada situação (Maioli et al 2020).…”

“…A análise dialélica é empregada para quantificar a capacidade combinatória em cruzamentos e facilitar a identificação de genótipos superiores. Estimativas de capacidade combinatória obtidas na análise dialélica foram comparadas com as divergências genéticas dos pais estimadas por marcadores microssatélites (Maioli et al 2020). Verificou-se que a maior divergência genética não correspondeu a híbridos que possuem estimativas favoráveis de CEC, mas 85% dos híbridos estudados tiveram pais de grupos distintos, no qual todos os híbridos tiveram valores favoráveis de ŝij para produtividade de grãos.…”