Análises de imagem na seleção de linhagens de arroz para qualidade de grãos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Salgado, Carlos Eduardo Montalvo
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/54379
Resumo: Rice (Oryza Sativa) has been regarded as one of the most important species over time because it is a staple in the daily diet of thousands of people around the world. Along with corn and wheat crops it represents 42.5% of human energy supply. As it is a product with great relevance in the population's basic diet, the consumer's preference for the characteristics of the grain is a determining factor at the time of marketing rice. The production of whole, translucent, long and fine grains, with high quality sensory and culinary characteristics, are the main attributes of consumer preference, a fact that leaves the market strongly segmented, as preferences vary with the consuming regions, making improvement aimed at grain quality challenging. The measurement of phenotypic characteristics for grain quality is laborious, requires time and manpower, which is why it is important to develop new tools that allow speeding up evaluations in order to obtain an efficient breeding program. Image analysis has proved to be an interesting tool in rice breeding programs, bringing great advantages to breeders, generating great reliability when analyzing phenotypic data quickly, automatically and efficiently. Thus, in the present study, was validate, through the image selection methodology, the efficiency of selection of a superior improvement model to complement the maintenance of cultivars with high yield and physical grain quality, in the UFLA upland genetic improvement program. The field experiments were carried out, both in the 2018/19 and 2019/20 harvests. There was a total of 20 rice lines acquired from the Cultivation and Use Value (VCU) of the 2018/19 harvest, 88 progenies from the Observation Assay and 36 lines from the Preliminary Assay of the Upland Rice Genetic Improvement Program. The seeds of the genotypes were sown in experimental plots and, later, collected to obtain representative samples of the grains. The characteristics evaluated were: % chalkiness grain and weight of 1000 grains, both through phenotypic analysis and through the use of image analysis, using the GroudEye equipment. After data analysis, two methodologies for high-yield phenotyping were correlated for the characteristics of thousand-grain weight and gypsum percentage. The results showed positive values (0.70) for the gypsum characteristic and (0.89) for the thousand-grain weight characteristic, demonstrating that the image analysis methodology is efficient. Therefore, a new proposal for phenotypic evaluation of grain quality, helping the indirect selection of superior genotypes in the upland rice genetic improvement program.
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The production of whole, translucent, long and fine grains, with high quality sensory and culinary characteristics, are the main attributes of consumer preference, a fact that leaves the market strongly segmented, as preferences vary with the consuming regions, making improvement aimed at grain quality challenging. The measurement of phenotypic characteristics for grain quality is laborious, requires time and manpower, which is why it is important to develop new tools that allow speeding up evaluations in order to obtain an efficient breeding program. Image analysis has proved to be an interesting tool in rice breeding programs, bringing great advantages to breeders, generating great reliability when analyzing phenotypic data quickly, automatically and efficiently. Thus, in the present study, was validate, through the image selection methodology, the efficiency of selection of a superior improvement model to complement the maintenance of cultivars with high yield and physical grain quality, in the UFLA upland genetic improvement program. The field experiments were carried out, both in the 2018/19 and 2019/20 harvests. There was a total of 20 rice lines acquired from the Cultivation and Use Value (VCU) of the 2018/19 harvest, 88 progenies from the Observation Assay and 36 lines from the Preliminary Assay of the Upland Rice Genetic Improvement Program. The seeds of the genotypes were sown in experimental plots and, later, collected to obtain representative samples of the grains. The characteristics evaluated were: % chalkiness grain and weight of 1000 grains, both through phenotypic analysis and through the use of image analysis, using the GroudEye equipment. After data analysis, two methodologies for high-yield phenotyping were correlated for the characteristics of thousand-grain weight and gypsum percentage. The results showed positive values (0.70) for the gypsum characteristic and (0.89) for the thousand-grain weight characteristic, demonstrating that the image analysis methodology is efficient. Therefore, a new proposal for phenotypic evaluation of grain quality, helping the indirect selection of superior genotypes in the upland rice genetic improvement program.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)O arroz (Oryza Sativa) tem sido considerado como uma das espécies mais importantes ao longo do tempo, porque é um alimento básico na dieta diária de milhares de pessoas ao redor do mundo. Junto com as culturas de milho e trigo representa 42,5% do abastecimento da energia humana. Por ser um produto com grande relevância para a população, a preferência do consumidor pelas características do grão é um fator determinante na hora da comercialização do arroz. A produção de grãos íntegros, translúcidos, longos e finos, com características sensoriais e culinárias de alta qualidade, são os principais atributos de preferência do consumidor, deixando fortemente segmentado o mercado, devido ao fato de que as preferências variam com as regiões consumidoras, fazendo com que o melhoramento visando a qualidade de grãos seja desafiador. A mensuração das características fenotípicas para a qualidade de grãos é trabalhosa, demanda tempo e mão de obra, razão pela qual é importante desenvolver novas ferramentas que permitam agilizar as avaliações com o objetivo de se obter um programa de melhoramento eficiente. A análises de imagem tem demonstrado ser uma poderosa ferramenta nos programas de melhoramento de arroz, trazendo grandes vantagens para os melhoristas, gerando grande confiabilidade na hora de analisar dados fenotípicos de forma rápida e automática. Assim, objetivou-se, no presente estudo, validar mediante a metodologia de análises de imagem a eficiência da seleção de genótipos superiores visando a obtenção de cultivares com alto rendimento e qualidade física de grãos no programa de melhoramento genético de arroz de terras altas da Universidade Federal de Lavras (UFLA). Os experimentos de campo foram executados, tanto na safra 2018/19, quanto em 2019/20. Para o caráter de peso de mil grão foram avaliados um total de 20 linhagens de arroz pertencentes aos Ensaios de Valor de Cultivo e Uso (VCU) da safra 2018/19, 100 progênies do Ensaio de Observação e 36 linhagens do Ensaio Preliminar; Para o caráter de gessamento foram avaliados 15 genótipos do ensaio de valor de cultivo e uso (VCU) da safra 2019/20, todas as linhagens pertencentes ao Programa de Melhoramento Genético de Arroz de Terras Altas, As sementes dos genótipos foram semeadas em parcelas experimentais e, posteriormente, colhidas para a obtenção de amostras representativas dos grãos. As características avaliadas foram: % de gessamento de grãos e peso de 1000 grãos, tanto por meio da análise fenotípica quanto pelo emprego do uso da análise de imagem, por meio do equipamento GroundEye. Após a análise dos dados, correlacionou-se as duas metodologias para a fenotipagem de alto rendimento para as características de peso de mil grãos e porcentagem de gessamento. Os resultados mostraram valores positivos (0,70) para a característica de gessamento e (0,89) para a característica de peso de mil grãos. demonstrando que a metodologia de análises de imagem é eficiente. Logo, uma nova proposta para avaliação fenotípica da qualidade do grão, auxiliando a seleção indireta de genótipos superiores no programa de melhoramento genético de arroz de terras altas.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de PlantasUFLAbrasilDepartamento de BiologiaBotelho, Flavia Barbosa SilvaCondé, Aurinelza Batista TeixeiraRodrigues, Cinthia SouzaSalgado, Carlos Eduardo Montalvo2022-08-29T17:25:11Z2022-08-29T17:25:11Z2022-08-252022-03-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSALGADO, C. E. M. Análises de imagem na seleção de linhagens de arroz para qualidade de grãos. 2022. 50 p. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento Genético) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/54379porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-05-03T17:31:20Zoai:localhost:1/54379Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-05-03T17:31:20Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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