Phenotypic stability of maize hybrids in Venezuela using the index of superiority and the bilinear regression
Abstract
The phenotypic stability analysis provides detailed information on the behavior of each genotype against environmental variations, in this sense, the objective of this research was to detect the presence of genotype by environment interaction as well as to know the adaptability and phenotypic stability of eighteen maize hybrids (Zea mays L.), by using the models index of superiority and bilinear regression. Twelve experimental hybrids and six commercial controls were planted in seven locations of Venezuela, during 2012 rainy season, in a randomized complete block design with three replications. The trait of interest was grain yield (t ha-1). Combined analyses of variance showed that hybrids performance were inconsistent because of environmental variations. With the model of index of superiority the hybrids ʹDK 1596ʹ and ʹExp A-1ʹ were identified as stable, while the model of bilinear regression allowed to identify the hybrids: Exp A-1, ʹExp A-2ʹ, ʹExp A-3ʹ, ʹExp A -5ʹ, ʹExp B-1ʹ, ʹExp B-4, ʹPioneer 30F35ʹ and ʹDK-370ʹ as stable. With both models, the hybrid Exp A-1 was identified as stable whereas Exp B-4 as adaptable to favorable conditions. The model of bilinear regression was more discriminatory than the index of superiority; therefore, the first one was more efficient and suitable for the analysis of both adaptability and stability. The hybrids Exp A-1 and Exp B-4 showed a good product performance in the different localities of evaluation, which should be considered for their release as commercial cultivars.
Downloads
References
• Alejos G., P. Monasterio y R. Rea. 2006. Análisis de la interacción genotipo - ambiente para rendimiento de maíz en la región maicera del estado Yaracuy, Venezuela. Agronomía Trop. 56(3):369-384.
• Annicchiarico P. 1992. Cultivar adaptation and recommendation from alfafa trials in Northern Italy. Journal of Genetic and Breeding 46:269-278.
• Brito A.R. M. B., J. N. Tabosa, H.W. L. Carvalho, M. X. dos Santos, J.A. Tavares, F.M. Dias, M.M. A. do Nascimento, J.J. T. Filho e E. M. de Souza. 2005. Adaptabilidade e estabilidade de cultivares de milho no Estado de Pernambuco. Rev. Ciên. Agronômica 36(3):348-353.
• Carbonell S.A. M., J.A. de Azevedo Filho, L. A. dos Santos Dias, A.A. F. Garcia and L.K. de Morais. 2004. Common bean cultivars and lines Interactions with environments. Sci. Agric. 61(2):169-177.
• Carneiro P. C.S. 1998. Novas metodologias de analise da adaptabilidade e estabilidade de comportamento. Tese de doutorado, Universidade Federal de Viçosa. UFV. 178 p.
• Carvalho E.W. L. De, M.L. da S. Leal, M.X. dos Santos, M.J. Cardoso, A.A. T. Monteiro e J.N. Tabosa. 2000. Adaptabilidade e estabilidade de cultivares de milho no Nordeste Brasileiro. Pesq. agropec. bras. 35(6):1.115-1.123.
• Cornelius P.L., J. Crossa and M.S. Seyedsadr.1996. Statistical tests and estimators of multi- plicative models for genotype-by-environment interaction. In: S. Manjit, H.G. Kang y Jr. Gauch (eds.). Genotype by Environment Interaction pp. 199-233.
• Cruz C.D., A.J. Regazzi e P.C. S. Carneiro.2004. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. Universidade Federal de Viçosa. Ed. UFV. Viçosa, Minas Gerais, Brasil 2da ed. 390 p.
• Cruz C.D., R.A. de Torres and R. Vencovsky. 1989. Na alternative approach to the stability analisis by Silva and Barreto. Revista Brasileira de Genética 12:567-580.
• Di Rienzo J.A., F. Casanoves, M.G. Balzarini, L. Gonzalez, M. Tablada y C.W. Robledo. 2008. InfoStat, versión 2008, Grupo InfoStat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.
• Duarte J.B. e R. Vencovsky 1999. Interação genótipos x ambientes: uma introdução à análise “AMMI”. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética. 60 p. (Série monografias, 9).
• Eberhart S.A. and W.A. Russell. 1966. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science 6(1):36-40.
• Ferreira F.F., C.G. Borges, B.F. John, A. Machado and R. Vencovsky. 2006. Statistical models in agriculture: biometrical methods for evaluating phenotypic stability in plant breeding. CERNE, 12(4):373-388.
• Finlay K.W. and G.N. Wilkinson. 1963. The analysis of adaptation in a plant breeding programme. Austr. J. Agric. Res. 14:742-754.
• García P., S. Cabrera, A. Pérez, R. Silva, R. Álvarez, C. Marín, P. Monasterio y M. Santella. 2009. Estabilidad del rendimiento y potencial agronómico de cultivares de maíz de endospermo normal y QPM en zonas agroecológicas de Venezuela. Agronomía Trop. 59(4):433-443.
• Gollob H.F.A. 1968. Statistical model which combines features of factor analytic and analysis of variance techniques. Psichometrika 33(1):73-115.
• Hartley H.O. 1950. The use of range in analysis of variance. Biometrika, London 37:271-280.
• Huehn M. 1990. Nomparametric measures of phenotypic stability. Part 2: Applications. Euphytica 47:195-201.
• Jalata Z. 2011. GGE biplot analysis of multi- environment yield trials of Barley (Hordeium vulgare L.) genotypes in southeastern Ethiopia Highlands. Int. J. Plant. Breed. Genet.
• Karimizadeh R., M. Mohammadi, N. Sabaghni, A.A. Mahmoodi, B. Roustami, F. Seyyedi and F. Akbari. 2013. GGE Biplot analysis of yield stability in multi-environment trials of lentil genotypes under rainfed condition. Not Sci Biol. 5(2):256-262.
• Lin C.S. and M.R. Binns. 1988. A superiority measure of cultivar performance for cultivar x location data. Canadian Journal of Plant Science 68:193-198.
• Lorencetti C., F.I. F. de Carvalho, V.S. Marchioro, G. Benin, A.C. de Oliveira e E.L. Foss. 2004. Implicações da aplicação de fungicida na adaptabilidade e estabilidade de rendimento de grãos em aveia branca. Ciência Rural. 34(3):693-700.
• Moreira L.B., M.B. Pereira e H. Marcos. 2006. Correlação entre os parâmetros de estabilidade e de adaptabilidade de cultivares dos métodos de Cruz, Torres & Vencovsky e Moreira. Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. da Vida, RJ. 26(1):33-41.
• Muthuramu S., S. Jebaraj and M. Gnanasekaran. 2011. AMMI biplot analysis for drought tolerance in rice (Oryza sativa L.). Research Journal of Agricultural Sciences 2(1):98-100.
• Oliveira A.C. de. 1976. Comparação de alguns métodos de determinação da estabilidade em plantas cultivadas. Dissertação (Mestrado), Universidade de Brasília, Brasília 62 p.
• Oliveira R. L. de, Von P. R.G., D.F. Ferreira, L.P. M. Pires and W.M. C. Melo. 2014. Selection index in the study of adaptability and stability in maize. The Scientific World Journal, Article ID 360570, 6 pages.
• Pereira D.G., T. Sediyama, C.D. Cruz, M.S. Reis, J.L. L. Gomes, R. de C. Teixeira e A.P. O. Nogueira. 2009a. Adaptabilidade e estabilidade de reação de genótipos de soja ao oídio, em casa de vegetação. Biosci. J. 25(1):42-52.
• Pereira H.S., L.C. Melo, M.J. del Peloso, L.C. de Faria, J.G. C. da Costa, J.L. C. Díaz, C.A. Rava e A. Wendland. 2009b. Comparação de métodos de análise de adaptabilidade e estabilidade fenotípica em feijoeiro-comum. Pesq. agropec. bras., Brasília 44(4):374-383.
• Piana C.F. de B., I.F. Antunes, J.G. C. da Silva e E.P. Silveira. 1999. Adaptabilidade e estabilidade do rendimento de grãos de genótipos de feijão. Pesq. agropec. bras.
• Ribeiro P.H. E., M.A. P. Ramalho e D.F. Ferreira. 2000. Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de milho em diferentes condições ambientais. Pesq. Agropec. Bras. 35(11):2.213-2.222.
• Roa S., C. Barboza yA. Zambrano. 2010. Estabilidad del rendimiento de variedades de papa (Solanum tuberosum L.) para procesamiento industrial en el estado Táchira, Venezuela. Rev. Fac. Agron. (LUZ). S. 27:173-192.
• San Vicente F., C. Marín y D. Díaz. 2005. Estabilidad del rendimiento y potencial agronó- mico de híbridos de maíz de alta calidad de proteína (QPM) en Venezuela. Agronomía Trop. 55(3):397-410.
• SAS Institute. Statistical analysis software: SAS 9.1. 2003. Cary-NC, EUA.
• Shapiro S.S. and M.B. Wilk. 1965. An Analysis of Variance Test for Normality (Complete Samples). Biometrika, London 52(3/4):591-611.
• Shukla G.K. 1972. Some statistical aspects of partitioning genotype-environmental compo- nents of variability. Heredity 29:237-245.
• Silva J.G. C. da. 1995. Análise da estabilidade através de regressão linear segmentada. I. Fundamentos. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília 30(4):435-448.
• Silva J.G. C. e J.N. Barreto. 1985. Aplicação da regressõo linear segmentada em estudos da interação genótipo x ambiente. In: Simpósio de experimentação agrícola, 1, Piracicaba. (Resúmenes).
• Silva W.C. J. e J.B. Duarte. 2006. Métodos estatísticos para estudo de adaptabilidade e estabilidade fenotípica em soja. Pesq. agropec. brás. 41(1):23-30.
• Storck L. and R. Vencovsky. 1994. Stability analysis based on a bi-segmented discontinuous model with measurement errors in the variables. Brazil J. Genetics. 17(1):75-81.
• Tai G.C. C. 1971. Genotypic stability analysis and its application to potato regional trials. Crop Sci. Madison 11:184-190.
• Vencovsky R. e P. Barriga. 1992. Genética biométrica no fitomelhoramento. Riberão Preto: Sociedade Brasileira de Genética. 496 p.
• Vendruscolo E.C. G., C.A. Scapim, C.A. P. Pacheco, V.R. de Oliveira, A.L. Braccini e M.C. G. Vidigal. 2001. Adaptabilidade e estabilidade de cultivares de milho-pipoca na região centro-sul do Brasil. Pesq. agropec. bras. 36(1):123-130.
• Verma M.M., G.S. Chahal and B.R. Murty. 1978.Limitations of conventional regression analysis: a proposed modification. Theoric Applied Genetic 53:89-91.
• Wricke G. 1965. Zur berechning der okovalenz bei sommerweizen und hafer. Pflanzenzuchtung, Berlin 52:127-138.
Copyright (c) 2014 Ruben J. Silva, Alberto A. Pérez Colmenares, Sol A. Medina Montilla, Juan E. Viloria Díaz, Pedro J. García Mendoza , Ana Duarte , Jacinto Tablante, Tirso Pacheco
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.