Correlações genotípicas, fenotípicas e de ambiente entre dez caracteres de melancia e suas implicações para o melhoramento genético

Foram estimadas as correlações genotípicas, fenotípicas e de ambiente entre os caracteres número de dias para o aparecimento da primeira flor feminina (FF); número de frutos por planta (NF); peso de frutos por planta (PF); cor (CP) e espessura (EP) da polpa; diâmetro longitudinal (DL) e transversal (DT) de frutos; teor de sólidos solúveis (TS); número de sementes (NS) e peso de 100 sementes (PS) por fruto. As populações de melancia B9, 'Charleston Gray', 'Crimson Sweet', 'New H. Midget', M7, P14 e B13, os 21 híbridos F1, em dialelo, e seus recíprocos foram avaliados em campo, de acordo com o delineamento em blocos ao acaso completos, com quatro repetições. Houve grande similaridade entre as estimativas das correlações genotípicas e fenotípicas investigadas. Foram verificadas correlações genotípicas importantes entre os caracteres NF e PF, DL e DT; entre PF e DL, DT, EP e TS e entre CP e FF, EP e TS. Tais correlações indicam que o aumento no número de frutos por planta está correlacionado com a redução do peso de frutos e do tamanho dos frutos (função de DL e DT) e que o aumento no peso dos frutos está associado ao aumento no tamanho dos frutos, da espessura e teor de sólidos solúveis da polpa, assim como a polpa vermelha está relacionada à precocidade e ao aumento na espessura e no teor de sólidos solúveis da polpa. As associações indesejáveis entre os caracteres, como entre número de frutos por planta e cor da polpa e número de frutos por planta e teor de sólidos solúveis, não foram completas, indicando, portanto, a possibilidade de se obter indivíduos recombinantes a partir de populações segregantes sintetizadas através de intercruzamentos de populações contrastantes.

Modelos matemáticos utilizados para descrever curvas de crescimento em aves aplicados ao melhoramento genético animal

A utilização de funções matemáticas para descrever o crescimento animal é antiga. Elas permitem resumir informações em alguns pontos estratégicos do desenvolvimento ponderal e descrever a evolução do peso em função da idade do animal. Também é possível comparar taxas de crescimento de diferentes indivíduos em estados fisiológicos equivalentes. Os modelos de curvas de crescimento mais utilizados na avicultura são os derivados da função Richards, pois apresentam parâmetros que possibilitam interpretação biológica e portanto podem fornecer subsídios para seleção de uma determinada forma da curva de crescimento em aves. Também pode-se utilizar polinômios segmentados para descrever as mudanças de tendência da curva de crescimento animal. Entretanto, existem importantes fatores de variação para os parâmetros das curvas, como a espécie, o sistema de criação, o sexo e suas interações. A adequação dos modelos pode ser verificada pelos valores do coeficiente de determinação (R2), do quadrado médio do resíduo (QM res), do erro de predição médio (EPm), da facilidade de convergência dos dados e pela possibilidade de interpretação biológica dos parâmetros. Estudos envolvendo modelagem e descrição da curva de crescimento e seus componentes são amplamente discutidos na literatura. Porém, programas de seleção que visem a progressos genéticos para a forma da curva não são mencionados. A importância da avaliação dos parâmetros dos modelos de curvas de crescimento é ainda mais relevante já que os maiores ganhos genéticos para peso estão relacionados com seleção para pesos em idades próximas ao ponto de inflexão. A seleção para precocidade pode ser auxiliada com base nos parâmetros do modelo associados à variáveis que descrevem esta característica genética dos animais. Esses parâmetros estão relacionados a importantes características produtivas e reprodutivas e apresentam magnitudes diferentes, de acordo com a espécie, o sexo e o modelo utilizados na avaliação. Outra metodologia utilizada são os modelos de regressão aleatória, permitindo mudanças graduais nas covariâncias entre idades ao longo do tempo e predizendo variâncias e covariâncias em pontos contidos ao longo da trajetória estudada. A utilização de modelos de regressões aleatórias traz como vantagem a separação da variação da curva de crescimento fenotípica em seus diferentes efeitos genético aditivo e de ambiente permanente individual, mediante a determinação dos coeficientes de regressão aleatórios para esses diferentes efeitos. Além disto, não há necessidade de utilizar fatores de ajuste para a idade. Esta revisão teve por objetivos levantar os principais modelos matemáticos frequentistas utilizados no estudo de curvas de crescimento de aves, com maior ênfase nos empregados com a finalidade de estimar parâmetros genéticos e fenotípicos.

Estimativas de (Co)variâncias entre características de reprodução e de crescimento em fêmeas de um rebanho Nelore

Informações de 7986 nascimentos de animais da raça Nelore, ocorridos entre 1960 e 1993, provenientes de um rebanho do Estado de São Paulo, foram usadas para estudar componentes de (co)variâncias, herdabilidades e correlações genéticas de peso ao desmame (P240), peso a um ano de idade (P365), idade ao primeiro parto (IPP), primeiro intervalo de partos (IEP1), eficiência reprodutiva (ER), anos de permanência da matriz no rebanho (LONG) e peso ao desmame do primeiro bezerro da matriz (P240B). As análises foram realizadas utilizando-se o software MTDFREML, estimando-se os componentes de (co)variâncias por máxima verossimilhança restrita, assumindo modelo animal. As estimativas de herdabilidade apresentaram resultados similares entre as diferentes análises, sendo mais altas (0,26 a 0,35) para P240, P365 e IPP e mais baixas (0,08 a 0,26) para IEP1, ER, LONG e P240B. de modo geral, as estimativas de correlação genética e fenotípica entre crescimento e reprodução foram baixas e entre as características de reprodução, mais altas e de sentido favorável. Algumas correlações entre o efeito genético materno das características de crescimento e o direto das características de reprodução foram de média magnitude e de sentido desfavorável, sugerindo antagonismo genético entre produção de leite e reprodução.

Variabilidade genética do peso adulto de matrizes em um rebanho Nelore do Estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Herdabilidades para ganho de peso da desmama ao sobreano e perímetro escrotal ao sobreano e tendências genética e fenotípica para ganho de peso da desmama ao sobreano em bovinos Nelore-Angus

Com o objetivo de estimar herdabilidades para ganho de peso médio diário da desmama ao sobreano (GMDDS) e para perímetro escrotal ao sobreano (PES) e tendências genética e fenotípica para GMDDS, foram utilizados 47.668 registros de peso e de ganho de peso de uma população multirracial Nelore-Angus, coletados entre 1991 e 2001 em diversas regiões do Brasil. Os dados foram analisados pelo método REML e as estimativas das (co)variâncias foram obtidas por meio de um modelo animal, no qual foram considerados fixos os efeitos da composição racial do animal (obtida pela concatenação do percentual da raça Nelore do próprio animal, de seu pai e de sua mãe) e do grupo de contemporâneos pós-desmama (animais nascidos no mesmo rebanho, ano, época e pertencentes ao mesmo sexo e grupo de manejo) e, como aleatórios, os efeitos genético aditivo direto e residual. A herdabilidade para PES foi estimada utlizando-se o mesmo modelo, acrescido dos efeitos fixos do peso e da idade do animal ao sobreano (covariáveis). As médias para idade nas pesagens foram 215 e 528 dias para a desmama e o sobreano, respectivamente. A herdabilidade estimada para GMDDS foi 0,44 ± 0,02 e para PES, 0,22 ± 0,08. A tendência genética anual predita para GMDDS foi decrescente até 1996 e crescente a partir desse período. A tendência fenotípica anual foi de 9,4 g/dia/ano.

Parâmetros e tendências da produção de leite em bubalinos da raça Murrah no Brasil

Objetivou-se estimar os parâmetros e avaliar as tendências genética e fenotípica para a produção de leite ajustada aos 305 dias em bubalinos da raça Murrah nascidos no período de 1982 a 2003. Os parâmetros e os valores genéticos foram estimados por meio do aplicativo MTDFREML. A tendência genética foi estimada pela regressão dos valores genéticos sobre o ano de nascimento, por duas metodologias: 1) regressão linear; 2) regressão por meio de polinômios articulados utilizando-se a função de alisamento spline. A herdabilidade e a repetibilidade estimadas foram de 0,20 e 0,36, respectivamente. As tendências (regressão linear) fenotípica e genética foram significativas e iguais a 32,86 e 0,85 kg/ano, respectivamente. O ganho genético foi positivo, constatando-se instabilidade na tendência genética no decorrer dos anos, com períodos de ganhos e outros de perdas genéticas. A maior parte do ganho observado em alguns períodos resultou de melhorias nas condições ambientais.

Estimativas de herdabilidade e proposição de índices de seleção em Hereford no Rio Grande do Sul

A total of 8,064 records from weaning weights and conformation scores traits of calves nearly seven month-old were studied. The study included animals from 22 herds from state of Rio Grande do Sul, borned from 1973 to 1985 which were raised on pastures. The weaning weight adjusted to 205-day weight and fat deposition and the relation size-length of body were scored subjectively in a scale from zero to ten. The dates 205-day weight, fat deposition and relation size-length of body were 137.00 +/- .20 kg; 6.38 +/- 01 and 6.77 +/- 01 grades, respectively. The heritability estimates were .25 +/- .03, .38 +/- 04 and .37 +/- 04, respectively. The selection index was more efficient than direct phenotypic selection and this study also indicates that general selection index is not adequated to use it in all farms, and it is not necessary to have accurate economic values. The most important parameters to get good selection are reliable estimates of genetic and phenotypic variances and covariances.

Tendência genética em pesos e ganhos em peso de bovinos da raça Guzerá

The main objective of this study was to estimate genetic and phenotypic trends in weights at birth (BW), 8 (W8) and 12 months (W12) of age; and also in the daily gains from birth to 8 months (G8) and from birth to 12 months (G12) for the ''Guzera'' cattle herd from the ''Fazenda de Ensino e Pesquisa do Campus de Ilha Solteira'', UNESP, at Selviria, MS, in the Central-West region of Brazil. The data were collected between 1979 and 1984 from 842 calves, sired by 22 sires. Genetic trends were estimated by three alternative procedures, two of them were based on the methodology of repeated use of sires and the other procedure on the differences in the average genetic values of sires in the different years. The phenotypic annual changes estimated were -0.232 kg, -8.278 kg, -0.033 kg, -8.498 kg e -0.023 kg, for BW, W8, G8, W12 and G12, respectively. The estimates of genetic trends, obtained by the three procedures were different, but showed that genetic changes for all analised traits were little.

Desenvolvimento e utilização de marcadores microssat élites em perdizes (Rhynchotus rufescens) e outros Tinam ídeos

Pós-graduação em Genética e Melhoramento Animal - FCAV

Diversity of Chromobacterium violaceum isolates from aquatic environments of state of Pará, Brazilian Amazon

ABSTRACT: The present study intended to characterize the phenotypic and genetic diversity of Brazilian isolates of Chromobacterium violaceum from aquatic environments within the Amazon region. Nineteen isolates showed morphological properties of C. violaceum and the majority grew at 44°C. Low temperatures, in contrast, showed to be inhibitory to their growth, as eleven isolates did not grow at 10ºC and nine did not produce pigmentation, clearly indicating an inhibition of their metabolism. The largest variation among isolates was observed in the citrate test (Simmons), in which 12 isolates were positive, and in the oxidation/fermentation of sucrose, with six positives isolates. Chloramphenicol, gentamicin and sulfonamides efficiently inhibited bacterial growth. Amplified products of the recA gene were digested with HindII or PstI, which produced three or four restriction fragments patterns, respectively. The combined analysis arranged the isolates into six genospecies. The higher diversity observed in Belém (genotypes C, D, E and F) may be a consequence of intense human occupation, pollution of the aquatic environment or due to the higher diversity of the environments sampled in that region. In conclusion, a high level of genetic and phenotypic diversity was observed, and four new genospecies were described.

Parâmetros genéticos em progênies de polinização aberta de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong em Luiz Antonio, SP, Brasil

The aim of this study was to estimate the genetic parameters on a progeny test of Enterolobium contortisiliquum, located at the Fazenda Experimental de Luíz Antônio (IF-SP), São Paulo State, Brazil, for genetic selection and seed production. The coefficients of genetic variation and heritability, as well as the genetic and phenotypic correlations for the silvicultural traits diameter at breast height (DBH) and total height of plants at the age of 19, 20, and 21 years and bifurcation (BIF) and stem straightness (RET), at the age of 19 years were estimated. The F test of analysis of variance detected significant variation among the progeny for the traits DBH, height in the three tested ages, and straightness of the trunk, which indicates that the tested population can be improved by selection among progenies. The estimation of heritability at the level of progeny (h²m, minimum of 0.50) for all traits was high and at the levels of individual plants (h²i, minimum 0.18) and within progenies (h²d, minimum of 0.14) was medium, indicating that the population can be improved by selection among and within progenies. Significant high genetic and phenotypic correlations among pairwise growth traits of the same age were detected as well as among those with different ages. Therefore, the direct selection, of a trait allows indirect selection of another. The results showed the potential of this progeny test to enhance a seed orchard by selection and seed production for commercial and environmental reforestation plans.

Variação, herdabilidade e ganhos genéticos em progênies de Eucalyptus tereticornis aos 25 anos de idade em Batatais-SP

The wood of Eucalyptus tereticornis is intensively used for timber, structures, buildings, poles, posts and coal. The aim of this study was to estimate genetic parameters and genetic and phenotypic correlations in growth and stem form traits of 52 open-pollinated progenies of E. tereticornis sampled from three Australian populations (20 progenies from Helenvale, 19 from Ravenshoe and 13 from Mt. Garnet). The progenies were compared with three commercial control also from Australian. The experimental design used was the compact family block, with the effect of provenance allocated in the plots and progenies within provenances in the subplots. Ten repetitions of the 52 treatments, sub-plots with six plants and the spacing of 3 x 2 m was used. At 25 years of age it was measured the diameter at breast height (DBH), total height, true volume and the stem form. We found genetic variation amon and within the three provenances and the possibility of obtaining high gains from mass selection and individual among and within progenies. The provenance Helenvale showed the best development for DBH, height and volume. The traits DBH, height and volume showed high genetic correlations (> 0.9), indicating the possibility to use the indirect selection. The coefficient of heritability on a progeny mean for the traits DBH and height was median, being 0.31 and 0.30, respectively. The expected genetic gain with the selection were estimated at 12.4% for DBH and 8.5 % for plant height. These results will subsidize the transformation of the provenance and progeny test in a seedling seed orchard and a clonal seed orchard.

Micropollutants affect the ability of phytoplankton communities to track environmental changes

Human activities strongly influence environmental processes, and while human domination increases, biodiversity progressively declines in ecosystems worldwide. High genetic and phenotypic variability ensures functionality and stability of ecosystem processes through time and increases the resilience and the adaptive capacity of populations and communities, while a reduction in functional diversity leads to a decrease in the ability to respond in a changing environment. Pollution is becoming one of the major threats in aquatic ecosystem, and pharmaceutical and personal care products (PPCPs) in particular are a relatively new group of environmental contaminants suspected to have adverse effects on aquatic organisms. There is still a lake of knowledge on the responses of communities to complex chemical mixtures in the environment. We used an individual-trait-based approach to assess the response of a phytoplankton community in a scenario of combined pollution and environmental change (steady increasing in temperature). We manipulated individual-level trait diversity directly (by filtering out size classes) and indirectly (through exposure to PPCPs mixture), and studied how reduction in trait-diversity affected community structure, production of biomass and the ability of the community to track a changing environment. We found that exposure to PPCPs slows down the ability of the community to respond to an increasing temperature. Our study also highlights how physiological responses (induced by PPCPs exposure) are important for ecosystem processes: although from an ecological point of view experimental communities converged to a similar structure, they were functionally different.

Divergence along a steep ecological gradient in lake whitefish (Coregonus sp.)

To understand mechanisms structuring diversity in young adaptive radiations, quantitative and unbiased information about genetic and phenotypic diversity is much needed. Here, we present the first in-depth investigation of whitefish diversity in a Swiss lake, with continuous spawning habitat sampling in both time and space. Our results show a clear cline like pattern in genetics and morphology of populations sampled along an ecological depth gradient in Lake Neuchâtel. Divergent natural selection appears to be involved in shaping this cline given that trait specific P(ST)-values are significantly higher than F(ST)-values when comparing populations caught at different depths. These differences also tend to increase with increasing differences in depth, indicating adaptive divergence along a depth gradient, which persists despite considerable gene flow between adjacent demes. It however remains unclear, whether the observed pattern is a result of currently stable selection-gene flow balance, incipient speciation, or reverse speciation due to anthropogenic habitat alteration causing two formerly divergent species to collapse into a single gene pool.

Genomic signatures of relaxed disruptive selection associated with speciation reversal in whitefish

Background: Speciation reversal: the erosion of species differentiation via an increase in introgressive hybridization due to the weakening of previously divergent selection regimes, is thought to be an important, yet poorly understood, driver of biodiversity loss. Our study system, the Alpine whitefish (Coregonus spp.) species complex is a classic example of a recent postglacial adaptive radiation: forming an array of endemic lake flocks, with the independent origination of similar ecotypes among flocks. However, many of the lakes of the Alpine radiation have been seriously impacted by anthropogenic nutrient enrichment, resulting in a collapse in neutral genetic and phenotypic differentiation within the most polluted lakes. Here we investigate the effects of eutrophication on the selective forces that have shaped this radiation, using population genomics. We studied eight sympatric species assemblages belonging to five independent parallel adaptive radiations, and one species pair in secondary contact. We used AFLP markers, and applied FST outlier (BAYESCAN, DFDIST) and logistic regression analyses (MATSAM), to identify candidate regions for disruptive selection in the genome and their associations with adaptive traits within each lake flock. The number of outlier and adaptive trait associated loci identified per lake were then regressed against two variables (historical phosphorus concentration and contemporary oxygen concentration) representing the strength of eutrophication. Results: Whilst we identify disruptive selection candidate regions in all lake flocks, we find similar trends, across analysis methods, towards fewer disruptive selection candidate regions and fewer adaptive trait/candidate loci associations in the more polluted lakes. Conclusions: Weakened disruptive selection and a concomitant breakdown in reproductive isolating mechanisms in more polluted lakes has lead to increased gene flow between coexisting Alpine whitefish species. We hypothesize that the resulting higher rates of interspecific recombination reduce either the number or extent of genomic islands of divergence surrounding loci evolving under disruptive natural selection. This produces the negative trend seen in the number of selection candidate loci recovered during genome scans of whitefish species flocks, with increasing levels of anthropogenic eutrophication: as the likelihood decreases that AFLP restriction sites will fall within regions of heightened genomic divergence and therefore be classified as FST outlier loci. This study explores for the first time the potential effects of human-mediated relaxation of disruptive selection on heterogeneous genomic divergence between coexisting species.