Evaluation of the yield and quality stability of chilli genotypes by employing AMMI, GGE and MTSI techniques

Resumo Técnico: Avaliação da Estabilidade de Rendimento e Qualidade de Genótipos de Pimenta através do Emprego das Técnicas AMMI, GGE e MTSI

Definição do Problema
A pimenta (Capsicum annuum L.) é uma cultura solanácea vital com significativo valor econômico para aplicações alimentares, medicinais e industriais. No entanto, sua produtividade é severamente comprometida pela extrema sensibilidade a diversas condições agroclimáticas. As interações Genótipo × Ambiente (GEI) frequentemente alteram o ranking das linhagens entre locais e estações, criando desafios na identificação de genótipos resilientes e amplamente adaptados. Os métodos de seleção tradicionais frequentemente falham em considerar simultaneamente o desempenho médio e a estabilidade através de múltiplos traços e ambientes. Consequentemente, há uma necessidade crítica de estruturas estatísticas avançadas para dissecar a GEI, avaliar a capacidade de tamponamento e selecionar genótipos que mantenham alto rendimento e qualidade (especificamente oleorresina e Sólidos Solúveis Totais) sob as condições variáveis do Himalaia Noroeste.

Metodologia
O estudo avaliou 28 genótipos de pimenta, compreendendo 21 híbridos F1 e 7 linhagens parentais (incluindo uma variedade de controle, DKC-8), em três ambientes diversos em Himachal Pradesh, Índia: Nauni (E1), Dhaula Kuan (E2) e Bajaura (E3). Estes locais representaram diferentes elevações (468–1300 m), texturas de solo e condições climáticas (subtropical a temperado subúmido). O experimento foi conduzido utilizando um Delineamento em Blocos Completos Casualizados (DBCC) com três repetições.

Nove características foram registradas: dias para 50% do florescimento, amplitude da planta, ramos primários por planta, comprimento do fruto, largura do fruto, rendimento de frutos vermelhos maduros por planta, peso de 1000 sementes, conteúdo de oleorresina e Sólidos Solúveis Totais (SST).

Para analisar a estabilidade e o desempenho, o estudo empregou um conjunto abrangente de técnicas estatísticas multivariadas:

1. ANOVA Combinada (Pooled ANOVA): Para avaliar a significância dos efeitos genotípicos, ambientais e de GEI.
2. AMMI (Efeitos Principais Aditivos e Interação Multiplicativa): Para particionar a variância da GEI em eixos de componentes principais (IPCA) e visualizar interações via biplots (AMMI1 e AMMI2).
3. Biplot GGE: Para visualizar padrões de "quem vence onde" (which-won-where), identificar mega-ambientes e classificar genótipos com base no desempenho médio e estabilidade em relação a um genótipo ideal.
4. Índices de Estabilidade: Cálculo de índices baseados em AMMI (ASV, ASI, ASTAB, MASI, MASV) e o Índice de Seleção de Genótipos (GSI).
5. WAASB e MTSI: Utilização da Média Ponderada de Pontuações Absolutas (WAASB) derivada de BLUPs e do Índice de Estabilidade Multitrait (MTSI) para integrar o desempenho médio com a estabilidade através de múltiplos traços simultaneamente.

Principais Resultados

• Significância das Interações: A ANOVA combinada revelou efeitos genotípicos e ambientais altamente significativos para todas as características. A GEI foi significativa para cinco características principais: amplitude da planta, rendimento de frutos, peso de 1000 sementes, oleorresina e SST, confirmando a necessidade de análise de estabilidade.
• Análise AMMI: O modelo AMMI indicou que os efeitos genotípicos contribuíram com a maior proporção (80%) para a variação no rendimento de frutos, seguidos por GEI (6,03%) e ambiente (5,06%). Os biplots AMMI1 e AMMI2 identificaram genótipos com ampla adaptabilidade (baixos escores de IPCA) versus aqueles com adaptação específica. Os genótipos NHPCH1 (G8), NHPCH20 (G27), NHPCH16 (G23), NHPCH21 (G28) e NHPCH4 (G11) emergiram como os principais desempenhadores.
• Biplot GGE: A análise "quem vence onde" agrupou os ambientes em setores, identificando genótipos vencedores específicos para cada local. Para o rendimento de frutos, G8 (NHPCH1) foi o vencedor em Dhaula Kuan e Bajaura, enquanto G11 (NHPCH4) destacou-se em Nauni. A visão de ranking identificou G7, G28, G22, G27 e G6 como os genótipos mais estáveis e de alto desempenho para o tempo de florescimento, enquanto G11, G8, G23, G13 e G27 foram os mais bem classificados para rendimento.
• Índices de Estabilidade: Com base nos índices derivados de AMMI (ASV, MASV) e GSI, os genótipos G23 e G27 foram consistentemente classificados como os mais estáveis para o rendimento de frutos.
• WAASB e MTSI: A análise MTSI, utilizando uma intensidade de seleção de 15%, identificou com sucesso genótipos superiores que equilibraram alta produtividade com estabilidade. Os genótipos de classificação superior foram G27 (NHPCH20), G7 (DKC-8), G5 (Punjab Guchhedar) e G28 (NHPCH21).
  • Ganhos de Seleção: A abordagem MTSI alcançou diferenciais de seleção desejados (SD%) para 7 de 9 características (taxa de sucesso de 77%), incluindo amplitude da planta, largura do fruto, número de ramos primários por planta (NPBP), rendimento de frutos por planta (FYPP), peso de 1000 sementes, oleorresina e SST.
  • Agrupamento de Características: A análise fatorial agrupou as nove características em três componentes: FA1 (relacionada ao rendimento), FA2 (relacionada à qualidade: SST e oleorresina) e FA3 (fenologia).
  • Destaques Específicos: NHPCH20 (G27) foi classificado como superior para o conteúdo de oleorresina, enquanto Punjab Guchhedar (G5) foi identificado como superior para SST.

Significância e Alegações
O artigo afirma que a aplicação comparativa de AMMI, biplot GGE, WAASB e MTSI fornece uma estrutura mais robusta para compreender a GEI e a estabilidade em pimenta do que qualquer modelo isolado.

• Integração Metodológica: O estudo demonstra que, enquanto o AMMI estrutura efetivamente a GEI e o GGE visualiza padrões de desempenho, a abordagem MTSI oferece uma vantagem decisiva ao integrar o desempenho médio e a estabilidade através de múltiplas características agronômicas e de qualidade em um único critério de seleção.
• Recomendações de Cultivo: Os genótipos identificados, particularmente NHPCH20 (G27) e NHPCH16 (G23), são apresentados como candidatos promissores para o cultivo regional no Himalaia Noroeste. Estas linhagens exibem a combinação desejada de alto rendimento, estabilidade e características de qualidade superior (oleorresina e SST).
• Insight Ambiental: O estudo destaca Nauni e Dhaula Kuan como os ambientes mais descritivos para avaliar a estabilidade de rendimento, enquanto Bajaura apresentou rendimentos médios inferiores.
• Aplicação Prática: Os genótipos selecionados são propostos como recursos genéticos valiosos para o desenvolvimento futuro de variedades e como linhagens parentais para cultivar pimentas amplamente adaptadas, de alto rendimento e resilientes, capazes de suportar as mudanças nas condições climáticas.

Os autores concluem que estes genótipos resilientes podem ser considerados para cultivo comercial e validação futura, oferecendo uma solução para o compromisso (trade-off) entre alto rendimento e estabilidade em ambientes heterogêneos.