Desempenho agronômico, divergência genética, fenotipagem de alta eficiência e qualidade de sementes de variedades crioulas de feijão-fava cultivadas no Semiárido Norte Mineiro

Abstract

O feijão-fava (Phaseolus lunatus L.), espécie adaptada às condições edafoclimáticas do semiárido norte mineiro e suas sementes se caracterizam pela diversidade formas, tamanhos e cores de tegumento, sendo melhoradas, conservadas e mantidas pelos guardiões da agrobiodiversidade, em casas e bancos de sementes ao longo da história, representando um patrimônio genético e cultural. É de grande importância na alimentação humana e animal como fonte de proteína. O presente estudo teve por objetivo caracterizar quinze variedades crioulas de feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) cultivadas no semiárido norte mineiro quanto à qualidade de sementes, desempenho agronômico, divergência genética e fenotipagem por imagens. As sementes foram obtidas de casas e bancos de sementes oriundas do Norte de Minas Gerais. O primeiro capítulo foi composto por uma revisão bibliográfica. O segundo capítulo contempla a caracterização das variedades crioulas de feijão-fava com a utilização de descritores morfoagronômicos e a qualidade das sementes. Os resultados obtidos evidenciaram uma ampla variabilidade na qualidade física e fisiológica das sementes. As variedades 3 e 6 (identificadas por fava-raja e fava-carioca, respectivamente), apresentaram resultados dos testes de primeira contagem da germinação e de germinação incompatíveis com resultados de campo. As variedades de feijão-fava foram estratificadas pelas variáveis diâmetro do hipocótilo e comprimento e largura do folíolo. A variável largura apresentou correlação com a produtividade de grãos, no entanto a produtividade não apresentou correlação com a qualidade de sementes. No terceiro capítulo, foi realizada a caracterização e seleção das variedades, para fornecer subsídios a programas de melhoramento genético da espécie e, para a sua preservação, em casas e bancos de sementes. Foram avaliadas variáveis qualitativas e quantitativas por análise multivariada. Os resultados encontrados apresentaram variabilidade genética. Nas variáveis quantitativas, os dois primeiros componentes principais permitiram explicar 65,21% da variância contida nas variáveis originais; as variáveis mais representativas foram a forma da semente e o comprimento do cacho encontrados nos componentes principais 1 e 2, respectivamente. Os dendrogramas obtidos pelo método UPGMA apresentaram alta confiabilidade, para as variáveis quantitativas e, na análise conjunta, formando dois grupos dissimilares em cada análise, sendo as variedades 3 e 6 as mais dissimilares. Para as variáveis qualitativas, houve a formação de três grupos, a partir do dendrograma, apresentando porém um baixo coeficiente de correlação cofenética. No quarto capítulo, objetivou-se estudar a dissimilaridade de quinze variedades crioulas de feijão-fava, por meio de imagens digitais, utilizando técnicas de visão computacional e inteligência artificial com a utilização do software R. Com os resultados obtidos, foi possível avaliar a fenotipagem por análise de imagens das sementes de maneira rápida e fácil, para avaliar a diversidade genética das variedades. A predição do peso das sementes foi possível com a utilização de quatro variáveis na camada de entrada e cinco neurônios na camada oculta, sendo o comprimento variável de maior contribuição, analisado por redes neurais artificias. A análise dos componentes principais revelou que os dois primeiros componentes principais explicaram 78,82% da variação total dos dados.