Strategies to improve the efficiency of genomic selection in animal breeding programs

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV

Estimation of variance components and prediction of breeding values in rubber tree breeding using the REML/BLUP procedure

The present paper deals with estimation of variance components, prediction of breeding values and selection in a population of rubber tree [Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.) Müell.-Arg.] from Rio Branco, State of Acre, Brazil. The REML/BLUP (restricted maximum likelihood/best linear unbiased prediction) procedure was applied. For this purpose, 37 rubber tree families were obtained and assessed in a randomized complete block design, with three unbalanced replications. The field trial was carried out at the Experimental Station of UNESP, located in Selvíria, State of Mato Grosso do Sul, Brazil. The quantitative traits evaluated were: girth (G), bark thickness (BT), number of latex vessel rings (NR), and plant height (PH). Given the unbalanced condition of the progeny test, the REML/BLUP procedure was used for estimation. The narrow-sense individual heritability estimates were 0.43 for G, 0.18 for BT, 0.01 for NR, and 0.51 for PH. Two selection strategies were adopted: one short-term (ST - selection intensity of 8.85%) and the other long-term (LT - selection intensity of 26.56%). For G, the estimated genetic gains in relation to the population average were 26.80% and 17.94%, respectively, according to the ST and LT strategies. The effective population sizes were 22.35 and 46.03, respectively. The LT and ST strategies maintained 45.80% and 28.24%, respectively, of the original genetic diversity represented in the progeny test. So, it can be inferred that this population has potential for both breeding and ex situ genetic conservation as a supplier of genetic material for advanced rubber tree breeding programs. Copyright by the Brazilian Society of Genetics.

Predicting breeding values for milk yield of Guzera (Bos indicus) cows using random regression models

Given the importance of Guzera breeding programs for milk production in the tropics, the objective of this study was to compare alternative random regression models for estimation of genetic parameters and prediction of breeding values. Test-day milk yields records (TDR) were collected monthly, in a maximum of 10 measurements. The database included 20,524 records of first lactation from 2816 Guzera cows. TDR data were analyzed by random regression models (RRM) considering additive genetic, permanent environmental and residual effects as random and the effects of contemporary group (CG), calving age as a covariate (linear and quadratic effects) and mean lactation curve as fixed. The genetic additive and permanent environmental effects were modeled by RRM using Wilmink, All and Schaeffer and cubic B-spline functions as well as Legendre polynomials. Residual variances were considered as heterogeneous classes, grouped differently according to the model used. Multi-trait analysis using finite-dimensional models (FDM) for testday milk records (TDR) and a single-trait model for 305-days milk yields (default) using the restricted maximum likelihood method were also carried out as further comparisons. Through the statistical criteria adopted, the best RRM was the one that used the cubic B-spline function with five random regression coefficients for the genetic additive and permanent environmental effects. However, the models using the Ali and Schaeffer function or Legendre polynomials with second and fifth order for, respectively, the additive genetic and permanent environmental effects can be adopted, as little variation was observed in the genetic parameter estimates compared to those estimated by models using the B-spline function. Therefore, due to the lower complexity in the (co)variance estimations, the model using Legendre polynomials represented the best option for the genetic evaluation of the Guzera lactation records. An increase of 3.6% in the accuracy of the estimated breeding values was verified when using RRM. The ranks of animals were very close whatever the RRM for the data set used to predict breeding values. Considering P305, results indicated only small to medium difference in the animals' ranking based on breeding values predicted by the conventional model or by RRM. Therefore, the sum of all the RRM-predicted breeding values along the lactation period (RRM305) can be used as a selection criterion for 305-day milk production. (c) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estimates of genetic parameters for visual scores and their correlation with production and reproductive traits in Brahman cattle

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Respostas fisiológicas de diferentes clones de eucalipto sob diferentes regimes de irrigação

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Comparação de ambientes na germinação de cariopses de cana-de-açúcar

A obtenção de cariopses de cana-de-açúcar por meio de cruzamento de parentais é de primordial importância para os programas de melhoramento de cultivares. Objetivou-se, neste trabalho comparar o ambiente de germinação de cariopses da casa de vegetação do Programa Cana IAC com um ambiente de condições controladas, a fim de avaliar sua eficiência, no período de 30/09 a 09/10/2004. Foram desenvolvidos dois experimentos, em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições, em Jaú, SP. Um deles foi montado sob condições de laboratório em câmara de germinação e outro em casa de vegetação em condições não controladas, sendo cada tratamento constituído por 100 cariopses por repetição, provenientes de seis cruzamentos. Foram realizadas avaliações do índice de velocidade de germinação (IVG), da porcentagem (%G) e dos dias para emergência (DE), em intervalos de 24 horas, após a instalação dos testes. A massa de 100 sementes de cada cruzamento também foi avaliada com o propósito de verificar sua influência nos demais atributos da germinação. Os resultados foram submetidos à análise de variância e a comparação de médias foi feita pelo teste de Tukey, a 0,05 de significância. A massa de 100 sementes foi diferente entre os cruzamentos, e interferiu, de maneira geral, nos atributos IVG e % G. Concluiu-se que a casa de vegetação utilizada pelo Programa Cana IAC proporciona porcentagens de germinação semelhantes às da câmara de germinação, porém condições controladas favorecem o IVG e os DE.

Efeitos genéticos e ambientais sobre o perímetro escrotal de animais da raça Caracu

Neste trabalho foram avaliados os efeitos de idade (IDS) e peso aos 15 meses (P15) sobre medidas de perímetro escrotal ao sobreano de 1.892 machos da raça Caracu e estimada a herdabilidade desta característica. Utilizaram-se dois modelos de análise: em um dos modelos, foram incluídos o efeito de grupo de contemporâneos (GC) e, como covariável, a idade ao sobreano (efeitos linear e quadrático); e, no outro, o efeito de GC e, como covariável, o peso ao sobreano (efeitos linear e quadrático). A idade não teve efeito significativo no perímetro escrotal, o que está relacionado à homogeneidade dos animais nos grupos de contemporâneos, enquanto os efeitos linear e quadrático de P15 foram significativos sobre o perímetro escrotal, indicando grande influência do peso sobre a variação desta característica. A herdabilidade do perímetro escrotal foi estimada pelo método Bayesiano utilizando-se um modelo animal. O modelo incluiu os efeitos de GC e P15 (linear e quadrático) e os efeitos genéticos aditivo direto e residual. O valor médio estimado de herdabilidade do PE ao sobreano foi 0,38 e comprova que esta característica pode ser utilizada como critério de seleção para precocidade sexual em programas de melhoramento genético de animais da raça Caracu.

Heritabilities and genetic correlations for reproductive traits in an F2 reciprocal cross chicken population

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Feeding of Spodoptera eridania (Lepidoptera: Noctuidae) on soybean genotypes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Divergência genética de cultivares de arroz quanto à resistência a Tibraca limbativentris Stål (Hemiptera: Pentatomidae)

A divergência genética de 16 cultivares de arroz quanto à resistência ao percevejo-do-colmo-do-arroz, Tibraca limbativentris Stål, foi avaliada por meio de técnicas de análise multivariada. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em delineamento experimental de blocos ao acaso, com oito repetições. Na avaliação foram considerados oito caracteres de resistência ao ataque do inseto. A divergência genética foi avaliada por procedimentos multivariados: distância generalizada de Mahalanobis (D²), método de agrupamento de otimização de Tocher e técnica de variáveis canônicas. As cultivares mais dissimilares foram Bico Ganga e Marabá Branco, enquanto Agulha e Branco Tardão foram as mais similares. Foram formados cinco grupos pelo método de otimização de Tocher. As três primeiras variáveis canônicas explicaram 88,5% da variabilidade total disponível. Conclui-se que as técnicas de análise multivariada são eficientes para a análise da divergência genética entre as cultivares de arroz, com destaque para Marabá Branco e Bico Ganga, consideradas as mais promissoras a serem utilizadas em futuros cruzamentos para melhoramento visando resistência ao percevejo-do-colmo-do-arroz.

Caracterização molecular e diversidade genética de diferentes variedades de abacate por marcadores microssatélites

Pertencente à família Lauraceae, o abacateiro compreende três raças hortícolas: antilhana, guatemalense e mexicana. Os marcadores moleculares são uma ferramenta rápida e eficaz para estudos genômicos, uma vez que detectam o polimorfismo diretamente ao nível do DNA e não sofrem qualquer tipo de influência ambiental. Com base nesse polimorfismo, é possível fazer inferências sobre as relações entre o genótipo e o fenótipo dos indivíduos, o que, em última análise, permite aumentar a eficiência dos programas de melhoramento. Diante o exposto, o objetivo foi investigar a diversidade genética entre sete variedades de abacate a partir de 5 lócus de marcadores moleculares microssatélites (SSR). Nas amostras de abacateiros avaliadas, encontrou-se um total de 18 alelos, com uma média de 3,6 alelos por lócus. O dendrograma gerado a partir de análise de agrupamento UPGMA agrupou, separadamente do resto dos genótipos, a cultivar Geada da raça Antilhana, possivelmente por esta variedade ser uma raça pura, e o restante foi agrupado em dois grandes grupos das raças, a Guatemalense e a Mexicana. Os genótipos das sete variedades de abacate apresentam diversidade genética nos cinco lócus de marcadores moleculares microssatélites (SSR) avaliados, o que indica que são materiais promissores para utilização em futuros programas de melhoramento.

Caracterização de quatro grupos de jabuticabeira, nas condições de Jaboticabal-SP

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar as características morfológicas e físicas da planta e do fruto de jabuticabeiras, pertencentes à coleção da FCAV-UNESP, Câmpus de Jaboticabal-SP. A coleção conta com 160 plantas, das quais 40, que apresentavam frutificação no momento da seleção, foram agrupadas, preliminarmente, segundo características semelhantes, em quatro grupos denominados JAB 01, JAB 02, JAB 03 e JAB 04. Mediram-se nestes grupos a altura da planta, diâmetro do tronco a 20 cm do solo, diâmetro de copa, comprimento do entrenó e largura da folha. Os frutos, foram avaliados quanto a comprimento, largura, massa fresca da casca, da semente, da polpa e total, bem como o número de sementes por fruto. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualisado, com 4 tratamentos, quatro grupos de plantas e 5 repetições, com 2 plantas por repetição. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste (F) e as médias comparadas pelo teste de Tukey. Observou-se grande variabilidade nos grupos estudados. O JAB-04 revelou-se como o mais promissor para utilização em programas de melhoramento, pela precocidade de produção, baixo porte e maior rendimento em polpa, apesar de os frutos apresentarem menor tamanho em relação aos dos demais grupos.

Comportamento de maracujazeiros (Passiflora spp.) quanto à morte prematura

Na Universidade Estadual Paulista, Câmpus de Jaboticabal-SP, estudou-se o comportamento de Passifloráceas quanto à morte prematura de plantas, cultivadas em local com histórico da doença. O objetivo do trabalho foi avaliar o comportamento de diversos acessos de populações e espécies de maracujazeiros em relação a esta doença, sendo que as plantas resistentes deverão ser utilizadas como porta-enxertos de formas comerciais de maracujá-amarelo (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa) e em programas de melhoramento genético. As espécies utilizadas foram P. edulis Sims, P. edulis Sims f. flavicarpa Degener, P. nitida H.B.K., P. cincinnata, P. giberti, P. laurifolia, P. morifolia, P. foetida e P. capsularis. em local com histórico da doença, plantaram-se mudas em número variável e em épocas distintas. A condução das plantas e os tratos culturais foram os recomendados para o maracujá-amarelo. A morte prematura das plantas ocorreu entre dois meses e dois anos da cultura no campo. P. giberti e P. nitida mostraram-se resistente à doença, independentemente do local de origem. Entre os demais acessos, não se encontraram fontes promissoras de resistência. Entretanto, novos acessos e novas espécies deverão ser estudadas na busca da resistência.

Heritability estimation in early generations of two-way crosses in soybean

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)