Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-15T14:10:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1557007 bytes, checksum: f8ffa76b20a7c89d07a35057f2df0ffb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T14:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1557007 bytes, checksum: f8ffa76b20a7c89d07a35057f2df0ffb (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A murcha-de-ceratocystis causada por Ceratocystis fimbriata é a doença mais importante para a cultura do kiwi (Actinidia spp.) no Brasil. O emprego de material resistente é um eficiente método de controle desta doença. Entretanto, as três cultivares (Hayward, Elmwood e Monty) que foram avaliadas quanto à resistência à murcha-de-ceratocystis foram suscetíveis. Com isso, este trabalho objetivou determinar a estrutura genética, a história evolutiva e a variabilidade fisiológica do patógeno na cultura do kiwi, e ainda realizar uma triagem em cultivares e progênies de kiwi com o intuito de identificar materiais resistentes a serem utilizados como enxerto ou porta-enxerto. A população de isolados de C. fimbriata de kiwi apresentou níveis de diversidade gênica semelhantes a populações nativas e foi formada pela mistura de isolados de três distintas regiões, Sul do Brasil, Cerrado e Mata Atlântica. Os isolados de kiwi variaram amplamente em agressividade, sendo que os 14 isolados avaliados separaram em quatro grupos, com valores de intensidade da doença entre 10-95%. A intensidade de doença induzida em “Monty” causada pela mistura equitativa de inóculo dos cinco isolados mais agressivos não diferiu estatisticamente da intensidade da doença causada pelo isolado PG01, um dos isolados mais agressivos. Todas as oito cultivares avaliadas foram suscetíveis à murcha- de-ceratocystis. Dentre 618 plantas meio-irmãos de Bruno inoculadas, sete não apresentaram sintomas de murcha nem escurecimento dos tecidos internos do caule e foram classificadas como resistentes, constituindo potenciais porta-enxertos. / Ceratocystis wilt caused by Ceratocystis fimbriata is the most important disease on kiwifruit (Actinidia spp.) in Brazil. The use of resistant material is one of the most efficient method to control this disease. however, so far, all three kiwifruit cultivars (Hayward, Elmwood and Monty) evaluated for resistance to Ceratocystis wilt were susceptible. Therefore, the aim of this work was to access the genetic structure, the evolutionary history and the physiological variability of the pathogen on kiwifruit crop, as well as to perform a screening in kiwifruit cultivars and progenies in order to identify resistant materials to be used as graft or rootstocks. The population of C. fimbriata isolates of kiwifruit showed gene diversity similar to native populations and it was formed by the mixture of isolates from three regions, South of Brazil, Cerrado and Mata Atlântica. The kiwi isolates showed great variability in aggressiveness, and the 14 isolates evaluated separated into four groups, with values of disease intensity between 10-95%. The intensity of disease induced by the equitable mixture of inoculum prepared with the five most aggressive isolates did not differ statistically from the intensity of the disease caused by PG01 isolate, one of the most aggressive isolates. All eight cultivars evaluated were susceptible to Ceratocystis wilt. Among 618 Bruno half-sibling plants inoculated, seven had no symptoms of wilt or darkening of internal stem tissues and were classified as resistant, constituting potential rootstocks.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-10-21T16:59:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 574156 bytes, checksum: b8a078bc625863c814e48bddaf48c003 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T16:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 574156 bytes, checksum: b8a078bc625863c814e48bddaf48c003 (MD5) Previous issue date: 2015-02-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Na cultura do feijoeiro, a maioria dos programas de seleção recorrente utilizam, na etapa de seleção, famílias endogâmicas que são avaliadas em duas ou três gerações. Alterações nas condições climáticas podem provocar mudanças acentuadas nos caracteres do feijoeiro e a ocorrência da interação genótipos x ambientes dificulta o trabalho do melhorista. Por isso, o processo de seleção de famílias de feijoeiro é frequentemente conduzido avaliando-se o desempenho das famílias em diferentes ambientes (ano, local, época de plantio). Estudos têm buscado o aprimoramento dos métodos de seleção em plantas autógamas a partir da aplicação de metodologias de modelos mistos. O BLUP (melhor preditor linear não viesado) permite o uso simultâneo de várias fontes de informação tais quais aquelas advindas de vários experimentos instalados em um ou vários locais e avaliados em uma ou várias safras. Assim, ao utilizar o BLUP com dados de múltiplas gerações de famílias avaliadas em diferentes locais, safras e anos, é possível obter a predição dos valores genotípicos livre das interações com o ambiente e com o efeito de gerações. O presente trabalho utiliza preditores na forma de um índice multigerações com o objetivo de determinar sua eficiência na seleção de famílias de feijoeiro. A partir de 48 populações F 2 oriundas de 48 híbridos F 1 de um dialelo parcial 8x6 foram selecionadas as 20 populações com maior potencial para dar início a um programa de seleção recorrente, visando melhoria da arquitetura do feijão carioca. Esta seleção baseou-se nas estimativas de capacidade geral e específica de combinação para os caracteres diâmetro do hipocótilo (DH), nota de arquitetura de planta e produtividade de grãos. Extraiu-se 19 famílias de cada uma das 20 populações selecionadas, baseando-se no DH de plantas individuais, totalizando 380 famílias que foram avaliadas por duas gerações (famílias F 2:3 e F 2:4 ), no delineamento experimental de látice quadrado triplo (20 x 20), com 20 testemunhas. Foram avaliadas a arquitetura de plantas, a produtividade de grãos e o aspecto de grãos. Os dados foram submetidos a análise via BLUP bivariado (com os dados de F 2:3 e F 2:4 ), ajustado via o modelo de simetria composta. Foram selecionadas 76 famílias segundo o índice de seleção aditivo dos valores genotípicos preditos, 76 famílias segundo o índice aditivo dos valores fenotípicos e 76 famílias por meio do índice de seleção distância genótipo-ideótipo vii aplicado aos valores fenotípicos das famílias. No total, foram selecionadas 90 famílias que foram avaliadas na geração F 2:6 em delineamento experimental de látice (10x10), com três repetições e 10 testemunhas. Foram avaliadas a arquitetura de plantas, o aspecto e a produtividade de grãos. Os dados das 90 famílias foram analisados via REML/BLUP. Foi feita uma análise utilizando conjuntamente os dados de três gerações (F 2:3 /F 2:4 /F 2:6 ), três análises utilizando dados de pares de gerações (F 2:3 /F 2:4 ; F 2:3 /F 2:6 e F 2:4 /F 2:6 ) e três análises com os dados de cada geração individualmente. Em todas as análises de deviance observou-se que o efeito de famílias foi significativo para todos os caracteres. Para a arquitetura de plantas, embora os efeitos da interação famílias x gerações e épocas de plantio tenham sido não significativos, os baixos valores de herdabilidade (0,11 a 0,37) indicam acentuada influência ambiental no caractere. Para a produtividade de grãos as estimativas de herdabilidade foram de baixa magnitude (0,12 a 0,45), os efeitos da interação famílias x gerações e épocas de plantio foram significativos e as estimativas de correlação genotípica média entre as gerações (r gge ) foram de baixa magnitude (0,29 a 0,52), indicando a predominância de interação do tipo complexa. Já para aspecto de grãos, observou-se efeito significativo da interação, altos valores de herdabilidade (0,60 a 0,84) e r gge variando de 0,76 a 0,81, predominando a interação do tipo simples. Quanto à eficiência relativa de cada tipo de análise, ao utilizar o índice total (utilizando as três gerações conjuntamente) o ganho em acurácia em relação à seleção utilizando dados somente da geração F 2:6 foi de 21, 28 e 3% para os caracteres arquitetura de plantas, produtividade de grãos e aspecto de grãos, respectivamente. Assim, concluiu-se que: i) na seleção das melhores famílias para os caracteres arquitetura de plantas e produtividade de grãos é necessária a avaliação de ao menos três gerações em diferentes épocas de plantio e/ou anos; ii) a seleção das melhores famílias para aspecto de grãos pode ser feita desde as gerações iniciais, sendo recomendado o uso do bulk com seleção dentro de famílias; iii) o índice multigerações incluindo dados de todas as gerações disponíveis (índice total) é a metodologia mais eficiente para a seleção de famílias de feijoeiro considerando todos os caracteres avaliados; iv) quanto mais o ambiente e as gerações afetam o comportamento dos genótipos para determinado caractere, maior é a eficiência do índice multigerações. / Changes in climate conditions may cause accentuated changes in the common bean traits, and the occurrence of genotype x environment interaction complicates the breeder’s work. Because of that, the selection process is often carried out by evaluating genotype performance in different environments (year, place, sowing time). Researchers have sought the improvement of selection methods in autogamous plants by using mixed models methodologies. The BLUP (best linear unbiased predictor) allows the simultaneous use of several data sources such as the ones from several experiments carried out in either one or several sites and evaluated in either one or several sowing times. Thus, by using BLUP with data from multiple family generations evaluated in different sites, sowing times and years, it is possible to predict genotypic values free from interactions with the environment and with the effect of generations. This study uses predictors in the form of a multigeneration index aiming at stablishing its efficiency for the selection of common bean families. Out of 48 F 2 populations originated from 48 F 1 hybrids of a 8x6 partial dialel, the 20 populations with the highest potential to start a recurrent selection program were selected in order to improve carioca bean architecture. This selection was based on the general and specific combining ability estimates for traits hypocotyl diameter (HD), plant architecture grade and yield. Nineteen families were extracted out of each of the 20 selected populations, based on the HD of individual plants, totalizing 380 families that were evaluated throughout two generations (families F 2:3 and F 2:4 ) in a triple-square lattice design (20 x 20) with 20 witnesses. The evaluated parameters were plant architecture, yield and grain appearance. Data were analyzed via bivariate BLUP (with data from F 2:3 and F 2:4 ) adjusted via a compound symmetry model. Seventy-six families were selected according to the additive selection index of the predicted genotypic values; 76 families according to the additive index of the phenotypic values; and 76 families according to the genotype-ideotype distance selection index applied to phenotypic values of the families. Overall, 90 families were selected and evaluated in the F 2:6 generation in a lattice design ix (10x10) with three replications and 10 witnesses. The evaluated parameters were: plant architecture, yield and grain appearance. Data from the 90 families were analyzed via REML/BLUP. An analysis was performed using data from three generations simultaneously (F 2:3 /F 2:4 /F 2:6 ); three analyses were performed using data from pairs of generations (F 2:3 /F 2:4 ; F 2:3 /F 2:6 and F 2:4 /F 2:6 ); and three others were performed using data from each generation individually. All analyses of deviance showed that the effect of families was significant on all traits. For plant architecture, although the effect of the families x gerations and sowing time interaction was not significant, the low heritability values (0.11 to 0.37) indicate high environmental influence on the trait. For yield, heritability estimates were also low (0.12 to 0.45), the effects of the families x generations and sowing time interaction were significant, and the estimates of the mean genetic correlation between generations (r gge ) were of low magnitude (0.29 to 0.52), thus indicating the predominance of the complex nature of the interaction. As for bean appearance, the analysis showed a significant effect of the interaction, high heritability estimates (0.60 to 0.84) and r gge ranging from 0.76 to 0.81, which thus shows the predominance of the simple nature of the interaction. Regarding the relative efficiency of each analysis, when comparing the accuracy of the total index (using all three generations simultaneously) with the one of the analysis using only the F 2:6 generation, the increase was 21, 28 and 3% for traits plant architecture, yield and grain appearance, respectively. Therefore, it could be concluded that: i) the selection of the best families in plant architecture and yield requires the evaluation of at least three generations in different sowing times and/or years; ii) the selection of the best families in grain appearance can be made since the very first generations, and the use of the bulk with selection inside families is recommended; iii) the multigeneration index including data from all available generations (total index) is the most efficient method for the selection of common bean families considering all evaluated traits; iv) the more the environment and generations affect genotype behavior for a certain trait, the higher the efficiency of the multigeneration index

O objetivo deste estudo foi compreender como seleção natural age sobre a variação fenotípica a fim de determinar como espécies respondem às mudanças ambientais. Para isso, usei esquilos do gênero Tamias (subgênero Neotamias, família Sciuridae) como um modelo em uma escala tanto macro quanto micro-evolutiva. Esse conjunto de 23 espécies de Neotamias é parte de uma radiação recente, ocupando uma ampla gama de hábitats com marcada partição de nicho entre as espécies. Um aspecto essencial que molda evolução fenotípica são características ambientais, tais como variações climáticas. Dessa forma, no primeiro capítulo eu examinei se as diferenças fenotípicas entre as espécies estão relacionadas às diferenças climáticas entre os hábitats que ocupam. Diversas características ambientais foram significativamente correlacionadas com atributos morfológicos, indicando que estas tiveram um papel importante como possíveis pressões seletivas conduzindo à divergência entre as espécies. Como consequência, é razoável supor que mudanças climáticas em tempo histórico (isto é, durante o Antropoceno) também afetam variação morfológica dentro de uma escala microevolutiva. No segundo capítulo, portanto, eu examinei esta expectativa usando espécimes de seis diferentes espécies, coletados com cerca de 100 gerações entre coletas (um século). Neste capítulo, não foi encontrada uma associação ente o grau de mudanças climáticas ao longo deste período e a magnitude de mudança morfológica ou de pressão seletiva. Contudo, as estimativas de força de seleção variaram substancialmente entre espécies: para a espécie Tamias alpinus observou-se uma alta estimativa de força de seleção, quase duas vezes maior do que para a espécie Tamias speciosus, a qual as menores forças de seleção foram observadas. Desta forma, a fim de avaliar o impacto de seleção direcional nos padrões de (co)variação fenotípica, no terceiro capítulo eu utilizei estas duas espécies, dado que representam extremos em termos de força de seleção dentre as populações analisadas. Estudos teóricos preveem que sob seleção direcional os padrões de (co)variação podem evoluir, realinhando-se com a paisagem adaptativa subjacente, aumentando a quantidade de variância genética na direção da seleção. Este padrão foi observado para T. alpinus, como esperado, dado que esta espécie sofreu a maior força de seleção. Além disso, para esta espécie foram observadas mudanças nos padrões de correlações entre os caracteres. Estes resultados apoiam expectativas obtidas a partir de modelos teóricos que consideram a evolução do mapa genótipo- fenótipo em resposta à seleção natural / The aim of this study was to understand how natural selection acts on phenotypic variation to determine species\' response to environmental change. I used chipmunks of the genus Tamias (subgenus Neotamias; family Sciuridae) as a model at both a macro and micro-evolutionary scales. This set of 23 species is part of a recent radiation that occupy a wide range of habitats with marked niche partitioning among co-distributed members. As climate variation is an essential aspect believed to shape phenotypic evolution, in the first chapter I examined how phenotypic differences among these species were related to climatic differences among the habitats occupied. Several climatic variables were significantly correlated with morphological attributes differentiating taxa, suggesting a possible causal link between climate, through selection, and species divergence. As a consequence, it is reasonable to suggest that climate change within historic times (the Anthropocene) has also affected cranial morphological variation within species at a microevolutionary scale. In the second chapter, therefore, I examined this expectation using specimens from six different species, each collected about 100 generations apart (one century). Here, no relationship was found between the degree of climate change over this period and the magnitude of observed morphological change, or in a measure of selection strength. Nevertheless, the estimates of selection strength varied substantially among these species: those for the alpine chipmunk (Tamias alpinus) were the strongest and nearly twice that of the co-distributed lodgepole chipmunk (Tamias speciosus). As a result, to assess the impact of directional selection on the observed patterns of phenotypic (co)variation, in the third chapter I contrasted these two species, since they represent the extremes in the estimated strength of selection among all the species\' populations I examined. Theory predicts that, under directional selection, patterns of phenotypic (co)variation might evolve in order to match the subjacent adaptive landscape. This prediction was upheld in the populations of alpine chipmunks, as perhaps expected since they exhibited the strong selective response. Equally importantly, I also observed changes in the overall correlation between traits for the alpine chipmunk in a pattern consistent with that expected under theoretical models that consider the evolution of the genotype-phenotype map in response to directional selection

A modularidade é uma propriedade característica que sistemas biológicos exibem em relação à distribuição de interações entre seus elementos constituintes; neste contexto, um módulo é um subconjunto de elementos que interagem entre si mais do que com outros subconjuntos. Em relação aos sistemas morfológicos, tais propriedades referem-se geralmente à estrutura do componente linear do mapa genótipo/fenótipo; no entanto, as interações genéticas, ontogenéticas e funcionais que produzem fenótipos são descritas de forma adequada através de dinâmicas não-lineares, e uma apreciação completa da complexidade destas interações é necessária para a compreensão das propriedades variacionais do fenótipo. Ademais, dados avanços metodológicos na área da morfometria, é possível escolher diferentes maneiras de representar a variação morfológica, e as diferenças entre as representações podem impactar inferências feitas sobre estas propriedades variacionais. A presente tese tem como objetivo explorar a relação entre representações morfométricas e a caracterização das propriedades variacionais, focada na análise comparativa de tais propriedades em uma escala macroevolutiva; Primatas Antropóides são utilizados como modelo, dada a disponibilidade de uma grande base de dados de mensurações cranianas destes organismo. Esta relação foi avaliada sob três perspectivas diferentes. Em primeiro lugar, estima-se taxas de erro associadas aos testes de hipótese que descrevem padrões de modularidade, relacionadas com três representações morfométricas distintas; tal avaliação é também associada à exploração de um subconjunto da base de dados utilizada aqui, levando-se em consideração a dinâmica de interações ontogenéticas que produzem o crânio dos Antropóides. Os resultados deste capítulo implicam que uma dessas representações, resíduos de Procrustes, não são capazes de detectar padrões de modularidade neste contexto, considerando suas propriedades matemáticas específicas. Outras duas representações, distâncias entre marcos anatômicos e variáveis locais de forma, produzem resultados semelhantes, que estão diretamente associados à dinâmica de desenvolvimento, e as diferenças que elas apresentam são consistentes com suas diferenças principais; taxas de erro para os testes sobre as duas representações também são aceitáveis. O próximo capítulo trata da comparação entre estas duas representações no que diz respeito a estas diferentes propriedades, focado em estimar relações alométricas associadas às variáveis locais de forma e a relação entre estas estimativas e os padrões de modularidade estimados para distâncias entre marcos anatômicos. Os resultados encontrados enfatizam que os padrões de modularidade observados em distâncias entre marcos são consequência da alometria; linhagens como Homo e Gorilla, que apresentam padrões distintos de modularidade para as distâncias entre marcos estão associados a mudanças substanciais nas relações alométricas dos caracteres cranianos. O último capítulo explora a estrutura filogenética de mudanças nas propriedades variacionais fenotípicas na diversificação de Anthropoidea, considerando apenas variáveis de forma locais, uma vez que este capítulo também visa reforçar os resultados anteriores obtidos a partir de distâncias entre marcos, considerando-se um tipo diferente de representação morfométrica. Este capítulo muda o foco de testes a respeito de padrões de modularidade definidos a priori em direção a estimar a incerteza relacionada à estrutura de matrizes de covariância, decomposta sobre a filogenia de Anthropoidea. Os resultados obtidos demonstram que as mudanças na estrutura de covariância nesta linhagem são localizadas nas mesmas regiões do crânio ao longo de toda a história evolutiva do grupo, enquanto outras regiões mantêm associações estáveis. Assim, quando se considera as diferentes propriedades de representações morfométricas cuidadosamente, inferências feitas a partir de tais representações sobre propriedades variacionais são de fato compatíveis / Modularity is a characteristic property biological systems exhibit regarding the distribution of interactions between their composing elements; in this context, a module is a subset of elements which interact more among themselves than with other subsets. Regarding morphological systems, such property usually refers to the structure of the linear component of the genotype/phenotype map; however, the genetic, developmental, and functional interactions that produce phenotypes are often best described by non-linear dynamics, and a full appreciation of the complexity of such interactions is necessary for understanding phenotypic variational properties. Furthermore, given methodological advances in the field of morphometrics, one may choose different ways to represent morphological variation, and differences between representations may impact inferences made regarding variational properties. The present dissertation aims at exploring the relationship between morphometric representations and the characterization of variational properties, focusing on the comparative analysis of such properties on a macroevolutionary timeframe; Anthropoid Primates are used as a model lineage, given the availability of a large database of skull measurements. This relationship was evaluated under three different perspectives. First, an estimation of the error rates associated with tests for hypothesis that describe modularity patterns related to three different morphometric representations; such evaluation is also associated with an exploration of a subset of the database used here, considering the dynamical properties of developmental interactions that produce the Anthropoid skull. The results of this chapter imply that one of such representations, Procrustes residuals, fails to capture modularity patterns in this setting, considering its particular mathematical underpinnings. Other two representations, interlandmark distances and local shape variables, produce similar results which are directly associated with developmental dynamics, and the differences they exhibit are consistent with their different properties; error rates for tests over both representations are also acceptable. The next chapter deals with comparing these two representations with respect to these different properties, focusing on estimating allometric relationships over local shape variables and the relationship between such estimates and modularity patterns estimated for interlandmark distances. The results found stress out that modularity patterns observed in interlandmark distances are a consequence of allometry; lineages such as Homo and Gorilla, which exhibit distinct modularity patterns in interlandmark distances are associated with substantial changes in allometric relationships for skull traits. The last chapter explores the phylogenetic structure of changes in phenotypic variational properties across Anthropoid diversification, considering local shape variables alone, since this chapter also aims at reinforcing previous results obtained from interlandmark distances, considering a different type of morphometric representation. This chapter shifts the focus from testing a priori-defined modularity patterns to estimating the uncertainty related to covariance matrix structure decomposed over the Anthropoid phylogeny. The results obtained demonstrate that changes in covariance structure on this lineage are localized in the same skull regions across the entire evolutionary history of Anthropoidea, while other regions maintain stable associations. Thus, when one considers the different properties of morphometric representations carefully, inferences made from such representations regarding variational properties are in fact compatible

Sistemas morfológicos quantitativos são descritos por medidas contínuas. A relação genética entre essas características dos indivíduos é representada pela matriz de covariância genética aditiva, a matriz G. Entender a evolução da matriz G, portanto, é de suma importância para compreender os padrões de diversificação encontrados na natureza. Neste trabalho estudamos modelos computacionais para a evolução de traços contínuos em populações naturais, sujeitas a variados tipos de seleção e condições internas, focando no problema da evolução dos padrões de integração e modularidade nessas populações. Testamos dois modelos com diferentes combinações de parâmetros em sua capacidade de reproduzir e elucidar padrões naturais. Seleção direcional correlacionada se mostrou uma força importante na criação desses padrões de covariação e a seleção estabilizadora correlacionada se mostrou fundamental para a manutenção desses padrões / Quantitative morphological systems are described by continuous measurements. The genetic relation between these characteristics of the individuals is represented by the genetic additive co-variance matrix, the G matrix. Understanding the evolution of the G matrix is, therefore, of paramount importance for proper interpretation of the patterns of diversification we observe in nature. In this work we study computational models for the evolution of quantitative traits in natural populations, subject to different natural selection and internal conditions, focusing on the problem of the evolution of the pattern of morphological integration and modularity. We test two models with different sets of parameters in their ability to reproduce and elucidate natural patterns. Directional correlated selection was necessary for the shaping of the patterns of morphological integration, and correlated stabilizing selection was fundamental to the maintenance of these patterns

O teste em gerações precoces no melhoramento genético de plantas consiste em identificar e selecionar progênies promissoras em gerações iniciais de endogamia, tais como F2 ou F3, e com isso concentrar tempo e recursos somente em populações com potencial para gerar linhas puras superiores. Considerando a ocorrência de relatos conflitantes, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do teste precoce no melhoramento genético de soja, utilizando uma população derivada de um cruzamento biparental entre as linhagens 14 e 38, contrastantes para produção de grãos, e selecionadas do cruzamento entre os genitores PI-123439 e PI-239235. Os tratamentos consistiram de uma amostra de 100 progênies de cada tipo: F2:3, F3:4 e F4:5, que foram avaliadas em experimentos em látice 10 x 10 no ano agrícola 2005/6 na área experimental do Departamento de Genética da ESALQ/USP, em Piracicaba, SP. Os experimentos foram avaliados novamente no ano agrícola 2006/7, em dois locais: Piracicaba, SP e Anhumas, SP, utilizando, para isso, os bulks oriundos dos experimentos do ano anterior, isto é, progênies F2:4, F3:5 e F4:6,. A parcela experimental foi constituída de uma linha de 2 m de comprimento, espaçada de 0,5 m, contendo 35 plantas por parcela após o desbaste. Foram avaliados os seguintes caracteres: altura das plantas no florescimento (AF), dias para florescimento (DF), altura das plantas na maturação (AM), dias para maturação (DM) e produção de grãos por parcela (PG). Devido à baixa taxa de germinação das sementes nos experimentos derivados de plantas F3 (F3:4 e F3:5) e, consequentemente à baixa precisão experimental, estes foram excluídos do estudo. Com base nos resultados dos experimentos de 2005/6 foram estimadas as variâncias genéticas e fenotípicas, os coeficientes de herdabilidades e as respostas esperadas com seleção, supondo diferentes intensidades (20%, 30%, 40% e 50%). Com base nos resultados das avaliações de 2006/7 foram obtidas as respostas observadas com seleção, que possibilitaram avaliar a eficiência do teste precoce nas diferentes intensidades de seleção. Observou-se uma boa correspondência entre as respostas preditas e observadas somente para as progênies F4:5, fato este já esperado, considerando o alto grau de heterozigose nas progênies F2:3. Os resultados gerais indicaram que a seleção em geração tão precoces como F2:4 pode ser efetuada, desde que sejam utilizadas intensidades moderados de seleção, da ordem de 40%. / Early generation testing in plant breeding consists of selecting progenies in early generations of selfing such as in F2 or F3, in order to save time and resources. The objective of this work was to assess the early generation testing effectiveness in soybean breeding programs. The base population consisted of a two way cross between inbred lines 14 and 38, derived from the cross between PI-123439 and PI-239235 parents. Entries consisted of a sample of 100 progenies of each generation: F2:3, F3:4 e F4:5, evaluated in lattice 10 x 10 designs in the 2005/6 growing season at Department of Genetics (ESALQ/USP) in Piracicaba, SP. In the 2006/7 growing season new experimental evaluations were performed, using the same experimental designs, in two locations: Piracicaba, SP, and Anhumas, SP, where the entries consisted of bulks derived from 2005/6 entries, i.e., F2:4, F3:5 and F4:6 progenies. Plots consisted of single 2-meter-long rows spaced 0.5 meter apart, with 37 plants after thinning in all experiments. The following traits were evaluated: plant height at flowering (AF), days to flowering (DF), plant height at maturity (AM), days to maturity (DM), and grain yield (PG). Due to the low germination rate and, consequently, the low experimental precision, experiments of F3 derived lines (F3:4 and F3:5) were eliminated. Estimates of genetics variances, heritabilities and expected response to selection, considering four selection intensities (20%, 30%, 40% e 50%) were obtained from 2005/6 evaluations. The observed responses to selection were obtained from the 2006/7 experiments, in order to evaluate the effectiveness of early selection. A good correspondence between estimated and observed responses to selection were observed only for experiments based on F4 derived lines, which is expected, considering the higher degree of heterozigosity of the progenies in as early generations as in F2. General results has shown that selection based in early generation as in F2 can be performed, using moderate intensities of selection, such as 40%.

No presente trabalho buscou-se introduzir o efeito da competição entre plantas nas análises dos testes de progênie/procedências em essências florestais, com o fim de identificar os seus efeitos e as distorções devidas à sua não observância. Para tanto, foram utilizados ensaios com níveis de precisão e mortalidades diferentes, de cinco espécies, a saber: Gallesia gorarema Vell. Moq., Eucaliptus grandis Hill ex Maider, Eucaliptus citridora Hook, Pinus elliottii Engl. var. elliottii e Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze. Obtiveram-se as esperanças dos quadrados médios das fontes de variação da análise de variância nos delineamentos aqui utilizados. Com base nestas derivações, foi demonstrado explicitamente o viés nas estimativas de parâmetros genéticos quantitativos. Este viés está diretamente relacionado com a magnitude do coeficiente de regressão b e com a grandeza relativa das somas de quadrados de diferentes efeitos contidos na análise de variância da variável competição. Caso ignorado o efeito de competição, quando este influencia a variável resposta Y, os ponderadores b, que compõem o índice de seleção terão estimativas viesadas, gerando erro na seleção dos indivíduos superiores. Na análise de dados observou-se que a inclusão da competição, de maneira geral, reduziu as estimativas das componentes de variância, e por conseqüência, outras estimativas de parâmetros que são função destes, quando comparado com as estimativas feitas por via das análises sem o ajuste para a competição. A análise com a variável competição não mostrou diferenças significativas para o efeito de progênies. Isto demostra que a competição comportou-se de forma aleatória, o que corrobora para que seja colocada na análise como uma covariável; caso contrário esta teria que ser considerada uma componente da performance e introduzida numa análise multicaracterística. Utilizando as análises com e sem ajuste para a competição, para estimar os valores genéticos e o ganho com a seleção, observou-se que os indivíduos selecionados não são concordantes. Isto indica que os equívocos na seleção podem ser comuns, haja vista que o fato de se ajustar os dados faz com que o posto dos indivíduos tidos por superiores seja alterado. É recomendável considerar os efeitos da competição na análise de dados em que os indivíduos estão sujeitos a competir uns com os outros, no seu desenvolvimento. / The aim of this work was to introduce competition effects in the model underlying the analysis of forest tree experiments. Results were compared with analyses in which effects were neglected. Progeny trails with different levels of precision and mortality were used, including the following species: Gallesia gorarema Vell. Moq., Eucaliptus grandis Hill ex Maider, Eucaliptus citridora Hook, Pinus elliottii Engl. var. elliottii and Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze. Mathematical expectation of mean squares values were derived and the bias of estimates was explicitly shown. Competition effects were found significant in all experiments, but were primarily of random nature. Bias was shown to be directly proportional to the magnitude of the regression parameter b and to the relative magnitude of sums of squares of the competition variable. Including the variable in general lead to a reduction of estimates of variance components and to smaller expected progress from selection. The b coefficients of multi-effect selection index are also biased if competition is ignored. Results indicated that different sets of genotypes could be selected if the analyses of data were carried out with or without the competition effects. Including a competition variable in the analysis of trials in which plants are exposed to competing with each other is recommendable.

Caracteres importantes em espécies vegetais estão, em sua maior parte, sob o controle de vários locos gênicos, denominados locos de caracteres quantitativos (QTLs). A expressão fenotípica desses caracteres produz uma distribuição contínua de valores devido à segregação genotípica, aos efeitos ambientais e à interação genótipos por ambientes. Com o advento dos marcadores moleculares e de modelos estatístico-genéticos adequados tornou-se possível a detecção e o mapeamento de regiões cromossômicas que controlam estes caracteres. Este trabalho foi realizado para analisar caracteres quantitativos em uma população de milho tropical com os objetivos: (1) obter estimativas das variâncias genéticas aditiva e de dominância, e do grau médio de dominância; (2) construção de um mapa genético utilizando marcador molecular do tipo microssatélite; (3) detecção de QTLs e estimação de seus efeitos genéticos, e de suas interações com ambientes, utilizando o delineamento III. Neste trabalho foram utilizadas 250 progênies F2:3 retrocruzadas para ambos os genitores, totalizando 500 progênies, que foram avaliadas em seis ambientes para a obtenção de dados fenotípicos. Foi realizada a genotipagem com 140 marcadores moleculares para as 250 plantas F2 genitoras. O mapa genético foi construído utilizando o programa MAPMAKER/EXP V.3.0. Os componentes das variâncias genéticas e o grau de dominância dos caracteres foram estimados utilizando-se o delineamento III. A detecção de QTLs e as estimativas de seus efeitos genéticos foram efetuados utilizando a metodologia de Cockerham & Zeng (1996). Os resultados das análises de variâncias evidenciaram sobredominância para produção de grãos e dominância parcial para os outros nove caracteres. Por causa do desequilíbrio de ligação nesta população, estas estimativas estão, provavelmente, superestimadas. O mapa genético com 140 marcadores tem 1.730,1 centiMorgans (cM) de extensão e intervalo médio de 12,4 cM entre marcadores adjacentes. Foram detectados QTLs em todos os cromossomos para todos os caracteres, indicando que os locos que controlam estes caracteres estão distribuídos pelo genoma. A análise genética utilizada permitiu a estimação dos efeitos aditivos, dominantes e epistáticos dos QTLs. Efeitos aditivos, dominantes e epistáticos foram detectados para todos os caracteres. As magnitudes, em módulo, dos efeitos aditivos e dominantes foram maiores do que os efeitos epistáticos para todos os caracteres, exceto para posição relativa da espiga onde os efeitos epistáticos foram um pouco maiores do que os efeitos dominantes. A porcentagem de marcadores que detectaram efeitos epistáticos variou de 10,71% para teor de umidade nos grãos a 50,71% para número de folhas. Para produção de grãos, os efeitos epistáticos foram detectados em 32,14% dos marcadores, sendo encontrados valores altos para alguns marcadores. Os efeitos dos QTLs detectados variaram muito em magnitude e sinal entre marcadores adjacentes, demonstrando que os QTLs contribuem de forma diferenciada para as expressões dos caracteres. Os efeitos dos QTLs tiveram pequena ou nenhuma interação genótipos por ambientes para os caracteres avaliados, exceto para teor de umidade nos grãos. / Most of the agronomic traits in crop species are under the control of unknown number of loci, which have been termed quantitative trait loci (QTL). Because of genotypic segregation, environmental effects, and of genotype by environment interaction, the phenotypic values of these traits present continuous variation. The advent of molecular markers, and of sophisticated statistical-genetic models allowed the analysis of quantitative traits at the DNA level, by detecting and mapping chromosomal regions with loci affecting those traits. This research was carried out to analyze quantitative traits in a tropical maize population by (1) estimating genetic parameters as additive and dominance genetic variance, and the level of dominance; (2) developing a genetic map with microsatellites as molecular markers; (3) detecting and estimating genetic effects of QTLs as well as QTLs by environment interaction by using the Design III methodology. The genetic material was a set of 250 F2:3 progenies developed from a cross of two inbred lines. The F2 plants, parents of the F2:3 progenies, were genotyped with microsatellites and a genetic map was developed by using MAPMAKER/EXP V.3.0 software. The F2: 3 progenies were backcrossed to both parental inbred lines giving rise to 500 backcrossed progenies, which were evaluated in six environments. The components of genetic variances and the level of dominance of the traits were estimated by using the Design III approach. The detection of QTLs and estimates of their genetic effects were computed by using Cockerham & Zeng (1996) methodology. Average level of dominance was overdominance for grain yield (GY), and partial dominance for the other nine traits. Because of the linkage disequilibrium in this population, probably these estimates are overestimated. The genetic map with 140 markers spanned 1,730.1 centimorgans (cM) in length with an average interval of 12.4 cM between adjacent markers. QTLs were detected at all chromosomes for all traits, indicating that the genes controlling the quantitative traits assessed are spread in the genome. The genetic analysis used allowed the estimation of additive, dominance and epistatic effects of the QTLs. Additive, dominance and epistatic effects were detected for all traits, although the magnitudes, in module, of additive and dominance effects were larger than epistatic effects for all traits, except for ear placement where epistatic effects were slightly larger than dominance effects. The percentage of markers that detected significant epistatic effects ranged from 10.71% for grain moisture to 50.71% for number of leaves. For GY, the dominance effects were more important than additive effects; epistatic effects were detected in 32.14% of the markers, whereas in some markers high values were found. The magnitudes and signs of the QTLs effects were highly variable among the markers, showing that the contribution of the QTLs for the expression of the traits was very different, and that epistatic effects are important for the expression of all traits. Also, fewer QTL effects by environment interactions were detected for all traits, except for grain moisture.

O mapeamento de QTL's difere dos demais tipos de pesquisas conduzida em genética. Por se tratar basicamente de um procedimento de testes múltiplos, surge, neste contexto, um problema que se refere ao nível de significância conjunto da análise, e consequentemente, seu poder. Deste modo, avaliou-se, via simulação computacional de dados, o poder de detecção de QTL's da análise de marcas simples, realizada por meio de regressão linear múltipla, utilizando o procedimento stepwise" para seleção das marcas e procedimentos baseados em testes individuais, utilizando os critérios FDR e de Bonferroni para determinação nível de significância conjunto. Os resultados mostraram que o procedimento baseado em regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise" foi mais poderoso em identificar as marcas associadas a QTL's e, mesmo nos casos em que este procedimento apresentou poder ligeiramente inferior aos demais, verificou-se que o mesmo tem como grande vantagem selecionar apenas as marcas mais fortemente ligadas aos QTL's. Dentre os critérios FDR e de Bonferroni, o primeiro mostrou-se, em geral, mais poderoso, devendo ser adotado nos procedimentos de mapeamento por intervalo. Outro problema encontrado na análise de QTL's refere-se µa abordagem da interação QTL's x ambientes. Neste contexto, apresentou-se uma partição da variância da interação genótipos x ambientes em efeitos explicados pelos marcadores e desvios, a partir da qual obtiveram-se os estimadores da proporção da variância genética (pm), e da variância da interação genótipos x ambientes (pms), explicadas pelos marcadores moleculares. Estes estimadores independem de desvios das frequências alélicas dos marcadores em relação µ as esperadas (1:2:1 em uma geração F2, 1:1 em um retrocruzamento, etc.), porém, apresentam uma alta probabilidade de obtenção de estimativas fora do intervalo paramétrico, principalmente para valores elevados destas proporções. Contudo, estas probabilidades podem ser reduzidas com o aumento do número de repetições e/ou de ambientes nos quais as progênies são avaliadas. A partir de um conjunto de dados de produtividade de grãos, referentes µ a avaliação de 68 progênies de milho, genotipadas para 77 marcadores moleculares codominantes e avaliadas em quatro ambientes, verificou-se que as metodologias apresentadas permitiram estimar as proporções pm e pms, bem como classificar as marcas associadas a QTL's, conforme seu nível de interação. O procedimento permitiu ainda a identificação de regiões cromossômicas envolvidas no controle genético do caractere sob estudo conforme sua maior ou menor estabilidade ao longo dos ambientes. / In general terms, QTL mapping di®ers from other research ac-tivities in genetics. Being basically a multiple test procedure, problems arise which are related to the joint level of signi¯cance of the analysis, and consequently, to its power. Using computational simulation of data, the power of simple marker analysis, carried out through multiple linear regression, using stepwise procedures to select the markers was obtained. Procedures based on single tests, using both the FDR and the Bonferroni criteria to determinate the joint level of signi¯cance were also used. Results showed that the procedure based on multiple regression, using the stepwise technique, was the most powerful in identifying markers associated to QTL's. However, in cases where its power was smaller, its advantage was the ability to detect only markers strongly associates with QTL's. In comparision with the Bonferroni method, the FDR criterion was in general more powerful, and should be adopted in the interval mapping procedures. Additional problems found in the QTL analysis refer to the QTL x environment interaction. We consider this aspect by par-titioning the genotype x environment interaction variance in components explained by the molecular markers and deviations. This alowed estimating the proportion of the genetic variance (pm), and genotype x environment variance (pms), explained by the markers. These estimators are not a®ected by deviations of allelic frequencies of the markers in relation to the expected values (1:2:1 in a F2 generation, 1:1 in a backcross , etc). However, there is a high probability of obtaining estimates out of the parametric range, specially for high values of this proportion. Nevertheless, these probabilities can be reduced by increasing the number of replications and/or environments where the progenies are evaluated. Based on a set of grain yield data, obtained from the evaluation of 68 maize progenies genotyped for 77 codominant molecular markers, and evaluated as top crosses in four environments, the presented methodologies allowed estimating proportions pm and pms as well the classification of markers associated to QTL's, with respect to its level of genotype x environment interaction. The procedure also allowed the identification of chromosomic regions, involved in the genetical control of the considered trait, according to its stability, in relation to the observed environmental variation.

O presente estudo objetivou estimar parâmetros genéticos visando quantificar a variabilidade genética de uma população de café robusta (Coffea canephora Pierre ex A. Froehner) introduzida da Costa Rica e analisar o seu potencial genético para o desenvolvimento de futuras cultivares clonais para o estado de São Paulo. Outro intuito foi verificar a possibilidade de submeter essa população à seleção recorrente, tornando-a, assim, fonte de alimentação e sustentação de programas de melhoramento genético do café robusta. O experimento foi composto por 25 tratamentos, sendo 21 progênies de C. canephora e quatro cultivares de C. arabica, plantados em Mococa (SP). O delineamento experimental utilizado foi em látice balanceado 5x5 quadruplicado, com seis repetições e uma planta por parcela. Foram realizadas doze colheitas e após a sexta colheita as plantas foram podadas. Em 2004, foi realizada uma seleção fenotípica dessa população a fim de clonar os melhores indivíduos. Essa seleção resultou em novo experimento, instalado em Campinas, seguindo o delineamento de blocos ao acaso, com três repetições, 28 clones e quatro plantas por parcela, sendo realizadas cinco colheitas consecutivas. As análises estatísticas e biométricas foram realizadas considerando os modelos lineares mistos (procedimento REML/BLUP), por meio do software Selegen, cujos componentes de variância são estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita (REML) e os valores genotípicos preditos pela melhor predição linear não viesado (BLUP). As análises mostraram que, na população em estudo, observou-se elevada variabilidade genética, passível de ser explorada tanto para a extração de clones quanto para a seleção recorrente. As adversidades climáticas severas fizeram com que a seleção fosse prejudicada. Nessa situação é preferível não considerar o período afetado e analisar os dados após a recuperação das plantas. A seleção baseada em seis colheitas forneceu estimativas de parâmetros e ganhos genéticos similares aos obtidos na seleção baseada em duas colheitas de alta produção. Os ganhos genéticos esperados nas duas formas de propagações foram elevados e a seleção clonal proporcionou maiores ganhos do que a sexual. No experimento clonal foi possível identificar materiais com potencial produtivo e que poderão vir a ser recomendados para o cultivo no estado de São Paulo. Apesar de a interação genótipos x colheitas ter sido do tipo complexa, devido ao veranico ocorrido, esta não afetou significativamente o ordenamento dos melhores clones e nem comprometeu as estimativas dos parâmetros genéticos. Os coeficientes de variação experimental e genético bem como seu valor relativo deverão ser analisados conjuntamente com o número de repetições e a acurácia seletiva. A seleção recorrente deverá ser conduzida concomitantemente com o programa de seleção clonal, a fim de evitar o esgotamento da variabilidade genética e o comprometimento do programa de melhoramento genético visando o desenvolvimento de cultivares clonais. Tendo em vista que a população inicial foi constituída por um pequeno número de progênies, é aconselhável o monitoramento do tamanho efetivo populacional e do grau de endogamia ao longo dos ciclos de seleção recorrente. / The objective of this research was to estimate genetic parameters to quantify the variability of a population of robusta coffee (Coffea canephora Pierre ex A. Froehner) introduced into Brazil from Costa Rica in 1974 aiming at determining its genetic potential for the development of clonal or seedling cultivars for the state of São Paulo, Brazil. The feasibility has also been studied to submit this population to recurrent selection, making it a continuous source of improved base material in support of varietal improvement of robusta. An experiment consisting of 21 open pollinated seedling progenies of robusta and four cultivars of arabica was established in Mococa (SP) in 1975. Yield was observed for twelve harvests and after the sixth harvest the plants were pruned. The experimental lay out was a balanced 5x5 quadruple lattice design, with six replicates and one plant per plot. In 2004 a phenotypic selection of this population for yield was carried out aiming at cloning the best individuals. These 28 clones were planted in an experiment in Campinas in 2005, following a completely randomized block design, with 28 treatments (clones), three replications and four plants per plot. In total, yields were collected over five harvests. Statistical and biometrical analyzes were performed considering the linear mixed models (REML/BLUP), through software Selegen, where the variance components are estimated by restricted maximum likelihood (REML) and genotypic values predicted by best linear unbiased prediction (BLUP). The analyzes showed that the population had high genetic variability, which can be exploited for the extraction of both clones and seedling progenies, used for recurrent selection. Selection was impaired by severe adverse weather conditions. In such situations it is preferable not to consider the affected period and analyze the data after recovery of the plants. Due to the moisture stress that occurred in the clonal trial, genotype x environment interaction was complex. However this did not affect the ranking of superior clones nor compromised the genetic parameter estimates. Selection for yield based on six yield resulted in genetic parameters and genetic gains similar to those obtained by selection based on two high yielding harvesting periods. The expected genetic gains both for clones as for open pollinated progenies were high. However, clonal selection resulted in higher genetic gains for yield than the seedling selection. In the clonal experiment it was possible to identify materials with high yield potential that may become to be recommended for cultivation in São Paulo State. The experimental, genetics and relative coefficients of variation, should be analyzed together with the number of replications and selective accuracy. Recurrent selection should be conducted concurrently with the clonal selection program in order to avoid depletion of genetic variability and to impairthe breeding program aiming at the development of clonal cultivars. Considering that the initial population was composed of a small number of progeny, it will be important monitoring adequately the effective size and the inbreeding coefficient during recurrent selection cycles.