General and specific combining abilities and partial diallel analysis of hop genotypes for traits of agronomic interest in the highlands of Santa Catarina

• Published in: Ciência rural Vol. 55; no. 2
• Main Authors: Santos, Marcio dos, Vesco, Lírio Luiz Dal, Cerutti, Paulo Henrique, Pierre, Patrícia Maria Oliveira, Guidolin, Altamir Frederico, Trevisani, Nicole
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Universidade Federal de Santa Maria 01-01-2025
• Subjects: AGRONOMY; Humulus lupulus; low latitude; new cultivars; low latitude; new cultivars; novas cultivares; baixa latitude; Humulus lupulus
• ISSN: 0103-8478; 1678-4596; 1678-4596
• DOI: 10.1590/0103-8478cr20230362

Hops (Humulus lupulus L.) are of particular economic importance in the highlands of the state of Santa Catarina, Brazil, by virtue of the number of breweries in the region. However, since the cultivars currently available in the country present poor qualitative attributes and low cone productivity, there is considerable demand for improved genotypes. The results of diallel crossing experiments help to increase our understanding of inheritance processes and the mechanisms controlling the transfer of alleles with additive or non-additive action, thereby allowing breeders to explore the benefits of heterosis. The present study evaluated the general and specific combining abilities (GCA and SCA, respectively) of four hop genotypes and to obtain F1 hybrids with agronomic traits superior to those of the parents and the ability to adapt to the environmental conditions in the Santa Catarina highlands. Partial diallel crosses were performed using a randomized complete block design involving 14 treatments, namely two male parents (Cascade and Hallertauer), four female parents (Columbus, Chinook, Cascade and Hallertauer) and eight hybrid combinations, with three repetitions each. The results showed that SCA was the predominant controlling mechanism for the manifestation in hybrids of the traits length of the lateral branch, height of insertion of the first cone, plant green mass and cone productivity. Some parental combinations also exhibited high GCA, indicating the presence of favorable alleles with additive action. The best combination was Hallertauer × Cascade, a finding that highlights the importance of choosing parents from different gene pools (American × European) to obtain genetically enhanced hybrids.
RESUMO: O lúpulo (Humulus lupulus L.) possui grande importância econômica no planalto serrano do estado de Santa Catarina, uma vez que existem inúmeras cervejarias nesta região do Brasil. Como as cultivares disponíveis no país carecem de bons atributos qualitativos e apresentam baixa produtividade de cones, existe grande demanda por genótipos melhorados. Os resultados de experimentos de cruzamento dialélico aumentam a compreensão dos processos de herança e dos mecanismos de controle associados à transferência de alelos com ação aditiva ou não aditiva, permitindo assim que os geneticistas explorem os benefícios da heterose. Os objetivos deste estudo foram avaliar as capacidades de combinação geral e específica (CGC e CEC, respectivamente) de quatro genótipos de lúpulo e obter híbridos F1 com características agronômicas superiores às dos genitores e habilidade para se adaptar às condições ambientais do planalto catarinense. Os cruzamentos dialélicos parciais foram realizados em delineamento de blocos casualizados envolvendo 14 tratamentos, i.e. dois genitores masculinos (Cascade e Hallertauer), quatro genitores femininos (Columbus, Chinook, Cascade e Hallertauer) e oito combinações híbridas, com três repetições cada. Os resultados mostraram que a CEC dos genitores foi o mecanismo de controle predominante para a manifestação nos híbridos das características comprimento do ramo lateral, altura de inserção do primeiro cone, massa verde da planta e produtividade de cones. Algumas combinações entre genitores também manifestaram CGC elevada, indicando a presença de alelos favoráveis com ação aditiva. A melhor combinação foi Hallertauer × Cascade e essa descoberta demonstra a importância da escolha de genitores originários de diferentes grupos genéticos (Americano × Europeu) para obter híbridos geneticamente melhorados.