Determining the inheritance of agronomic traits in chili pepper

Resumo

ABSTRACT

The Capsicum genus is widely studied in many countries but most of research focuses on C. annuum. Although its importance as potential genetic resource for breeding to disease resistance and fruit quality, studies on genetics and breeding in C. baccatum var. pendulum are still scarce and it still remains as an underexploited crop. This paper aimed to study the inheritance of agronomic characteristics; to estimate the genetic parameters for seven agronomic traits in C. baccatum var. pendulum, using mean generation analysis and to verify the existence of major genes and polygenes with additive and non-additive effects, using the method of maximum likelihood with the aid of Monogen software. The agronomic traits evaluated were number of fruits per plant (NFP); average fruit mass per plant (AFM); fruit length (FRL); fruit diameter (FRD); fruit pulp thickness (FPT); soluble solids content (SSC) and fruit dry mass (FDM). There was a significant difference for all traits evaluated. Narrow sense heritability estimates ranged from 45% for NFP to 75% for FRD. By estimating the average degree of dominance (ADD), we found that partial dominance is the gene action involved in the genetic control for FRL and FRD, while additive effect was observed for NFP, FPT and SSC, complete dominance for FDM and overdominance for AFM. The additive-dominant model was sufficient to explain the results obtained for all evaluated traits. Maximum likelihood method identified the existence of polygenes with additive and dominance effects in SSC, FPT and FDM. Major gene effect was identified for FRL and NFP characteristics. The results indicated the complexity of the inheritance of these traits with the presence of major gene involved.

Keywords: Capsicum baccatum var. pendulum, genetic control, heritability, major gene, additive-dominant model, segregating generation.

RESUMO

Determinação da herança de características agronômicas em pimenta

O gênero Capsicum é amplamente estudado em muitos países, porém a maioria das pesquisas se concentra em C. annuum. Apesar de sua importância como potencial recurso genético para a resistência a doenças e qualidade dos frutos, os estudos sobre a genética e o melhoramento de C. baccatum var. pendulum ainda são escassos, além de ser considerada uma espécie subexplorada. Este trabalho teve como objetivos: estudar a herança de sete características agronômicas; estimar os parâmetros genéticos para esses caracteres por meio da análise de médias de gerações e verificar a existência de gene de efeito maior e de possíveis poligenes de efeitos aditivos e não aditivos, utilizando-se o método da máxima verossimilhança com auxílio do programa Monogen. As características agronômicas avaliadas foram: número de frutos por planta (NFP); massa média de frutos por planta (MMF); comprimento do fruto (CPF); diâmetro do fruto (DFR); espessura de polpa do fruto (EPF); teor de sólidos solúveis totais (TSS) e massa seca de fruto (MSF). Houve diferença significativa entre as gerações (P₁, P₂, F₁, F₂, RC₁ e RC₂) para todas as características avaliadas. As estimativas da herdabilidade no sentido restrito variaram de 45% (NFP) a 75% (DFR). Constatou-se que ação gênica de dominância parcial está envolvida no controle genético das características CPF e DFR, enquanto que ação aditiva foi observada para NFP, EPF e TSS, dominância completa para MSF e sobredominância para MMF. O modelo aditivo-dominante foi suficiente para explicar os resultados obtidos para todas as características avaliadas. Já pelo método da máxima verossimilhança pode-se identificar a existência de poligenes com efeitos aditivos e de dominância nas características TSS, EPF e MSF. A ação de gene de efeito maior foi detectada para CPF e NFP. Os resultados apontam a complexidade da herança das características avaliadas, com presença de gene de efeito maior envolvido.

Palavras-chave: Capsicum baccatum var. pendulum, controle genético, herdabilidade, gene de efeito maior, modelo aditivo-dominante, geração segregante.