Componentes de variância e predição de valores genéticos em seringueira pela metodologia de modelos mistos (REML/BLUP)

Este trabalho objetivou estimar parâmetros genéticos e predizer os valores genéticos aditivos e genotípicos de clones amazônicos de seringueira em relação a características de qualidade da borracha e do látex a partir de genealogia envolvendo 15 clones e 250 rametes. As estimativas de herdabilidade no sentido amplo, , foram de 0,4152 e 0,6357, com relação a teores de borracha seca e plasticidade após 30 minutos, respectivamente, o que torna possível obter altos ganhos genéticos via seleção clonal. Os clones IAN 873 e Fx 3899 apresentaram os maiores valores genéticos aditivos e genotípicos em relação a teores de borracha seca, enquanto o clone IAN 6158 destacou-se quanto aos valores genotípicos relativos às características de plasticidade após 30 minutos, e índice de retenção da plasticidade.

Avaliação genética em erva-mate pelo procedimento BLUP individual multivariado sob interação genótipo x ambiente

Os objetivos deste trabalho foram estimar parâmetros genéticos e fenotípicos e realizar a predição de valores genéticos de matrizes e procedências de erva-mate (Ilex paraguariensis). Foram avaliadas 164 progênies de oito procedências, em três locais (Ivaí, PR, Guarapuava, PR e Rio Azul, PR), em relação ao caráter produção de massa foliar (PMF). Os componentes de variância, parâmetros genéticos e valores genéticos foram estimados pelo procedimento REML/BLUP individual (máxima verossimilhança restrita/melhor predição linear não viciada), realizando a análise multivariada para os três locais. Os coeficientes de herdabilidade individual, no sentido restrito, para o caráter PMF foram 0,15 em Ivaí, 0,62 em Guarapuava e 0,23 em Rio Azul. A baixa magnitude desses coeficientes em Ivaí e Rio Azul demanda a utilização de métodos de seleção que utilizem todos os efeitos aleatórios do modelo estatístico. O efeito de procedências foi significativo em Ivaí e Rio Azul, com correlação fenotípica intraclasse de 0,13 em Ivaí e de 0,09 em Rio Azul. As procedências apresentaram correlação genética de 0,95 entre os locais Ivaí e Rio Azul. Nesses locais, as procedências foram mais estáveis nos diferentes ambientes do que as progênies. Foram preditos os valores genéticos em relação a todas as procedências e matrizes em todos os locais quanto ao caráter avaliado. As melhores procedências são Barão de Cotegipe, Quedas do Iguaçu, Cascavel e Ivaí.

Selection via simulated individual BLUP based on family genotypic effects in sugarcane

The objective of this work was to propose a new selection strategy for the initial stages of sugarcane improvement, based on the methodology 'simulated individual BLUP (BLUPIS)', which promotes a dynamic allocation of individuals selected in each full-sib family, using BLUP as a base for both the genotypic effects of the referred families and plot effects. The method proposed applies to single full-sib families or those obtained from unbalanced or balanced diallel crosses, half-sib families and self-pollinated families. BLUPIS indicates the number of individuals to be selected within each family, the total number of clones to be advanced, and the number of families to contribute with selected individuals. Correlation between BLUPIS and true BLUP was 0.96, by method validation. Additionally, BLUPIS allows the identification of which replication contains the best individuals of each family.

Seleção de progênies de eucalipto pelo índice Z por MQM e Blup

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do índice Z (índice somatório das variáveis padronizadas) na seleção de progênies de irmãos completos entre Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla via método dos quadrados mínimos (MQM) e da melhor predição linear não viesada (Blup). Os experimentos foram realizados em dois tipos de solo e de ambiente, em blocos ao acaso com cinco repetições, oito plantas por parcela e espaçamento de 3x2 m. Aos três anos de idade, as plantas foram avaliadas quanto ao incremento médio anual de madeira, à densidade básica, ao rendimento de celulose e ao álcali efetivo. Para a comparação da eficiência da seleção das melhores progênies, pelos procedimentos MQM e Blup, foi obtido o índice Z para cada indivíduo. Posteriormente, foram obtidas as médias preditas das progênies para o índice Z, ranqueadas em sentido favorável ao melhoramento. O índice clássico também foi utilizado. A coincidência entre as melhores progênies selecionadas pelos índices clássico e Z foi boa. No entanto, o índice Z permite visualização gráfica, o que possibilita verificar em quais caracteres uma determinada progênie apresenta alguma deficiência. Não há diferença entre as melhores progênies selecionadas pelo índice Z via MQM e Blup.

Ganho genético avaliado com índices de seleção e com REML/Blup em milho-pipoca

O objetivo deste trabalho foi comparar quatro índices de seleção e o método REML/Blup na avaliação de ganhos genéticos preditos das características de interesse ao programa de melhoramento do milho-pipoca UENF 14. Foram avaliadas 200 progênies de irmãos-completos, em uma safra, em dois ambientes (regiões Norte e Noroeste do Estado do Rio de Janeiro), com duas repetições, o que totalizou 800 observações. Avaliaram-se as características altura média de plantas, altura média de inserção da primeira espiga, estande final, tombamento, diâmetro de colmo, prolificidade, rendimento e capacidade de expansão dos grãos. Entre os índices de seleção testados, o de Mulamba & Mock proporcionou os melhores resultados para a seleção das progênies de irmãos-completos. O método REML/Blup mostrou-se muito eficiente, tendo selecionado progênies com desempenhos relativos elevados e com ganhos genéticos preditos melhores que os dos índices de seleção testados. As progênies selecionadas com uso do método REML/Blup, para maior rendimento de grãos, não são as mesmas selecionadas para maior capacidade de expansão. O índice de Mulamba & Mock e o método REML/Blup proporcionam os melhores ganhos preditos para a população UENF 14.

APLICAÇÃO DA METODOLOGIA DE MODELOS MISTOS (REML/BLUP) NA ESTIMAÇÃO DE COMPONENTES DE VARIÂNCIA E PREDIÇÃO DE VALORES GENÉTICOS EM PUPUNHEIRA (Bactris gasipaes)

No Brasil, a pupunheira é uma planta muito útil na alimentação, seja como fonte de frutos ou de palmito. O interesse pela pupunheira, além de ser uma cultura perene, são: crescimento a pleno sol, precocidade, rusticidade, perfilhamento, palatabilidade e não-escurecimento do palmito após o corte. Estimativas de parâmetros genéticos em pupunheira são escassas e se constituem em ferramenta de suma importância para orientar os programas de melhoramento. O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade genética e estimar o valor genético individual como critério de seleção, usando o procedimento BLUP/REML (Melhor predição linear não viciada/máxima verossimilhança restrita). Adotaram-se duas estratégias de seleção para o caráter produção de palmito: simulando programa de melhoramento a curto prazo (CP- seleção das 9 famílias com 31 indivíduos de maior valor genético) e a longo prazo (LP- seleção das 15 famílias com 53 indivíduos). As progênies foram avaliadas em experimento delineado em blocos ao acaso com três repetições, parcelas lineares de cinco plantas, espaçadas de 2,0 m x 1,0 m e bordadura composta por uma fileira em torno do experimento no Campo Experimental do Matapí, Município de Porto Grande, Estado do Amapá. A avaliação foi realizada aos 26 meses pós- plantio (2ª avaliação), coletando-se dados de altura da planta (AP), diâmetro da planta à altura do colo (DPC), tamanho do palmito (TP), diâmetro do palmito (DP), peso do resíduo apical (PRA), basal (PRB) e do palmito líquido (PP) (tipo exportação). Os dados de AP, DPC, TP e DP corresponderam às médias das touceiras que apresentavam mais de uma haste. Já para os caracteres PRA, PRB e PP corresponderam à soma das hastes na touceira. De maneira geral, a população estudada apresenta baixa variabilidade genética. As herdabilidades no sentido restrito em nível de indivíduos foram: AP (18,44%), DPC (3,16%), TP (42,47%), DP (10,54%), PP (5,70%), PRB (6,15%). Os ganhos genéticos preditos em relação à média da população para PP foram de 7,18% na situação de LP e 8,40% para CP, com tamanho efetivo de 30,38 e 19,00, respectivamente.

Variabilidade genética de procedências e progênies de umbuzeiro via metodologia de modelos lineares mistos (REML/BLUP)

O umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda), espécie nativa do semi-árido brasileiro, é um dos recursos genéticos mais importantes para a produção de frutos destinados ao consumo in natura e à industrialização. No melhoramento de espécies perenes, o uso de técnicas de avaliação genética com base em modelos mistos do tipo REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita /melhor predição linear não viciada) é fundamental para a predição de valores genéticos aditivos e genotípicos de indivíduos com potencial para seleção, tanto em nível intrapopulacional como interpopulacional. Este procedimento vem sendo aplicado com sucesso no Brasil, no melhoramento de várias espécies frutíferas e florestais. O presente trabalho teve como objetivos estudar a variabilidade genética, estimar parâmetros genéticos e realizar a predição de valores genéticos dos indivíduos, utilizando a metodologia REML/BLUP a partir da avaliação de procedências e progênies de umbuzeiro. O ensaio foi instalado em delineamento de blocos ao acaso, com arranjo hierárquico desbalanceado, constituído de três procedências e 42 progênies. Foram avaliados os caracteres altura de plantas (ALP), maior diâmetro de copa (MAC), menor diâmetro de copa (MEC), diâmetro do colo (DIC) e número de ramos primários (NRP), os quais são correlacionados à produção de frutos. Os resultados obtidos permitem afirmar que, no umbuzeiro, aos nove anos de idade, a maior parte da variabilidade genética encontrada concentra-se dentro de populações. Os caracteres MEC e MAC apresentaram, respectivamente, valores de herdabilidade individual no sentido restrito de 0,08 e 0,14 e ganhos de 6% e 9%, respectivamente, com a seleção dos dez melhores genitores.

Seleção de genitores de Eucalyptus grandis e de Eucalyptus urophylla para produção de híbridos interespecíficos utilizando REML/BLUP e informação de divergência genética

Foram avaliadas 363 progênies de meios-irmãos de Eucalyptus urophylla e de 245 progênies de meios-irmãos de E. grandis, visando à seleção de genitores para a produção de híbridos interespecíficos em cruzamentos controlados em dialelo circulante, com base em seus valores genéticos preditos. Os ensaios foram conduzidos em Guanhães, MG, no delineamento de blocos casualizados com cinco repetições, parcelas lineares de seis plantas para E. urophylla e oito plantas para E. grandis, no espaçamento de 3,0 x 2,0 m. Os parâmetros genéticos foram estimados adotando-se modelos mistos com uso do procedimento REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita/melhor predição linear não viesada) para diâmetro à altura do peito (DAP), altura total (ALT) e volume individual (VOL). A predição dos valores genéticos foi feita somente para (DAP), característica que foi utilizada para seleção. Em E. urophylla, foram obtidas as estimativas de herdabilidade no sentido restrito de 0,2785 e de acurácia da ordem de 61%, e em E. grandis, herdabilidade de 0,2247 e acurácia de 53%. A seleção dos 100 genitores de cada espécie individualmente proporcionará ganhos genéticos na ordem de 20,6% em E. urophylla e de 16,4% em E. grandis. Ganho genético para DAP em torno de 35,0% poderá ser obtido com o cruzamento dos 10 indivíduos selecionados para cada espécie, portadores das maiores estimativas de divergência genética.

Seleção genômica ampla e novos métodos de melhoramento do milho

Os objetivos deste trabalho foram verificar a acurácia do método da Seleção Genômica Ampla (GWS) no melhoramento de milho nas condições de estresse nutricional e propor novos métodos de melhoramento baseados em GWS. Foram estimados os dois componentes da eficiência no uso de nitrogênio e de fósforo (eficiência de absorção e de utilização) em 41 combinações híbridas, em dois experimentos, sob baixa e alta disponibilidades de N e P. Para a genotipagem da população de estimação, foram utilizados 80 marcadores microssatélites. As estimativas dos parâmetros genéticos foram obtidas via REML/BLUP, e a predição dos valores genéticos genômicos, via regressão aleatória (Random Regression - RR) aplicada à seleção genômica ampla (RR-BLUP/GWS). Para os caracteres em que a GWS apresentou altos valores de acurácia, essa foi comparada com os métodos de Seleção Recorrente Intra e Interpopulacional. Com o uso da GWS houve aumento significativo na acurácia seletiva e nos ganhos genéticos por unidade de tempo.

Variabilidade genética para caracteres morfométricos de matrizes de castanha-do-brasil da Amazônia Mato-grossense

O presente estudo objetivou estudar a variabilidade genética de matrizes de Bertholletia excelsa através da estimação de parâmetros e ganhos genéticos para os caracteres peso/ouriço (g), peso de sementes/ouriço (g) e número de sementes/ouriço no pré-melhoramento da espécie. Foram utilizadas 90 matrizes de polinização aberta, sendo 30 matrizes de cada tipo, denominadas localmente de rajada, mirim e rosa, no município de Cotriguaçu, noroeste de Mato Grosso, região amazônica. O experimento foi estabelecido sob delineamento inteiramente ao acaso, com 90 tratamentos (matrizes) e seis ouriços por matriz, com suas respectivas sementes. As variáveis foram analisadas usando-se a metodologia de modelo linear misto do software SELEGEN-REML/BLUP. Os coeficientes de herdabilidades individuais no sentido amplo dos efeitos genotípicos totais (0,21, 0,14 e 0,34) para os caracteres peso/ouriço (g), peso de sementes/ouriço (g) e número de sementes/ouriço, respectivamente, são considerados moderados para os dois primeiros caracteres e alto para o caráter número de sementes/ouriço, sugerindo expressivo controle genético. A seleção das 10 melhores matrizes revelou predominância da procedência do tipo rosa, proporcionando ganhos genéticos expressivos de pelo menos 24,16% para peso/ouriço (g), 27,44% para peso de sementes/ouriço e 16,92% para o caráter número de sementes por ouriço. Os valores expressivos das matrizes do tipo rosa estimulam a utilização desses germoplasmas em programas de melhoramento genético da espécie, na seqüência das avaliações, bem como apontando para a possibilidade de obtenção de híbridos intraespecíficos para caracteres desejáveis.

Alternativas de análise de ensaios em látice no melhoramento vegetal

Compararam-se diferentes formas de análise de experimentos em blocos incompletos, abordadas como casos particulares de modelos mistos, quais sejam: (a) análise intrablocos, em que apenas o efeito do erro experimental é suposto aleatório; (b) análise interblocos (látice), com efeitos de blocos supostos aleatórios; (c) análise BLUP, com os efeitos de tratamentos supostos aleatórios, e (d) modelo aleatório. Além disso, montou-se a ANAVA, considerando duas alternativas: (e) usando o quadrado médio de tratamentos ajustados para blocos e o quadrado médio do erro efetivo do látice; (f) tomando as repetições como blocos completos. Um exemplo de análise de um teste de progênies de Eucalyptus grandis (Hill) Maiden ilustra as implicações da escolha dos modelos para fins de seleção e de caracterização genética de populações. Observou-se que em geral o ordenamento dos tratamentos sofreu maiores alterações ao se mudar a alternativa de análise do que as estimativas do progresso esperado pela seleção. Tendência que se reforça com a seleção mais intensa. As formas de análise que consideram a restrição da casualização (blocos incompletos) foram as mais precisas, e dentre estas, a análise BLUP de tratamentos é conceitualmente a melhor, pois os tratamentos eram progênies de polinização livre, sendo a que mais difere da análise usual do látice. Isto indica ser possível minorar os erros de seleção nas análises de blocos incompletos no melhoramento vegetal.

Biometrical analysis and selection of tetraploid progenies of Panicum maximum using mixed model methods

The objectives of this work were to estimate the genetic and phenotypic parameters and to predict the genetic and genotypic values of the selection candidates obtained from intraspecific crosses in Panicum maximum as well as the performance of the hybrid progeny of the existing and projected crosses. Seventy-nine intraspecific hybrids obtained from artificial crosses among five apomictic and three sexual autotetraploid individuals were evaluated in a clonal test with two replications and ten plants per plot. Green matter yield, total and leaf dry matter yields and leaf percentage were evaluated in five cuts per year during three years. Genetic parameters were estimated and breeding and genotypic values were predicted using the restricted maximum likelihood/best linear unbiased prediction procedure (REML/BLUP). The dominant genetic variance was estimated by adjusting the effect of full-sib families. Low magnitude individual narrow sense heritabilities (0.02-0.05), individual broad sense heritabilities (0.14-0.20) and repeatability measured on an individual basis (0.15-0.21) were obtained. Dominance effects for all evaluated characteristics indicated that breeding strategies that explore heterosis must be adopted. Less than 5% increase in the parameter repeatability was obtained for a three-year evaluation period and may be the criterion to determine the maximum number of years of evaluation to be adopted, without compromising gain per cycle of selection. The identification of hybrid candidates for future cultivars and of those that can be incorporated into the breeding program was based on the genotypic and breeding values, respectively. The prediction of the performance of the hybrid progeny, based on the breeding values of the progenitors, permitted the identification of the best crosses and indicated the best parents to use in crosses.

Comparação de métodos de seleção em populações simuladas de frangos de corte

Populações de frangos de corte foram simuladas utilizando-se o programa GENESYS, com o objetivo de avaliar a seleção com base no método da melhor predição linear não-viesada (BLUP - best linear unbiased prediction), a seleção individual para três tamanhos efetivos de população e três sistemas de acasalamento dos reprodutores selecionados. Simulou-se um genoma constituído de uma característica quantitativa, com valor de herdabilidade igual a 0,30, em seleção praticada durante 15 gerações consecutivas, com 30 repetições por geração. Para um mesmo tamanho efetivo e sistema de acasalamento, o BLUP foi sempre superior à seleção individual nas 15 gerações de seleção avaliadas.

Seleção tradicional e associada a marcadores moleculares na avaliação genética animal

O objetivo deste trabalho foi comparar a seleção, utilizando valores genéticos preditos pelo BLUP clássico (BLUP), BLUP marcadores (BLUPM) e pela seleção individual (SI), usando simulação com o programa Genesys. Para obter a matriz de similaridade genética utilizada no BLUPM, foram simulados cem marcadores moleculares do tipo microssatélite (SSR - Simple Sequence Repeat), por meio de um coeficiente de similaridade correspondente à distância euclideana média para dados quantitativos. A fim de comparar os diferentes métodos, utilizaram-se populações com tamanho efetivo de 66,66 e média de 30 repetições, avaliando-se os valores fenotípicos médios. Os ganhos ao longo das 20 gerações de seleção foram maiores para o BLUP em relação ao BLUPM, e este foi superior à SI. Quanto ao ganho obtido nas cinco primeiras gerações, o BLUPM apresentou ganhos semelhantes ao BLUP e superiores à SI. Diferentes sistemas de acasalamento dos reprodutores selecionados não revelaram diferenças em ganho genético nos métodos baseados no BLUP.

Melhoramento e estrutura populacional em bubalinos da raça Mediterrâneo no Brasil

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura populacional e os progressos genéticos, fenotípicos e ambientais de características de desenvolvimento ponderal, em bubalinos da raça Mediterrâneo. Foram utilizadas informações dos pesos ajustados aos 205, 365 e 550 dias de idade, de 6.243 bubalinos nascidos no período de 1974 a 2003, provenientes de quatro fazendas. As estimativas dos coeficientes de herdabilidade foram altas para os pesos ajustados nas três idades. Os rebanhos apresentaram ganho genético positivo quanto a essas três características, porém, aquém do possível, provavelmente em razão da seleção baseada somente no fenótipo, realizada pelos produtores. Para aumento nos ganhos genéticos, são necessários a redução do intervalo de geração, o aumento do tamanho efetivo, o uso de reprodutores avaliados com base nos valores genéticos preditos pelo BLUP e o controle dos acasalamentos de animais aparentados.