Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 570177 bytes, checksum: d71e9d24e3e0eda58b4a211dd8553b04 (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The effect of genetic drift on populations has been the subject of many studies due to a reduction in the effective population size. It may seem that the case has only effect on the genetic composition of populations. Meanwhile, a random sampling of gametes in small populations has significant consequences for the conservation of genetic diversity, as the loss of genetic diversity and fixation of alleles within the population. Genetic diversity is fundamental to the evolution. The natural selection operates between the variations within populations to adjust to the environment, providing variation among populations and, finally, variation among species. Thus, the higher the genetic variability exists in the population, the greater the chances of exploitation by breeders in their work. The maintenance of genetic variability in populations is the basis for the conservation of species and hence the description and study of the effect of genetic drift which appears on it, is reason for the search. Thus, the research aimed to analyze the effect of genetic drift on the genetic diversity of different populations. For that were generated and analyzed data from the simulation of populations. One of the key factors to evaluate the effect of genetic drift is the size of populations to be worked. To study and acquisition of genetic differentiation within and between populations under the effect of genetic drift, 4000 were simulated populations originated from molecular markers co- dominant. The samples were generated, 20, 50, 100 and 200 individuals with 100 sub-populations subjected to 10 generations of random mating with emphasis on 10 loci. The populations were evaluated with different indices of genetic diversity between and within: heterozygosity and inbreeding, Distance Shannon - Wiener (1978), Index of diversity of Nei (1973), Index of Fixing Wright (1951, 1978), heterozygosity for Weir (1996), Analysis of molecular variance (AMOVA) of Excoffier, et al., (1992). We conclude that the effect of genetic drift by changing the gene frequency depends on the size of the population. The lower the population, most obvious are the effects of random sampling, the statistics GST, FST and oST increase their value to the advancement of generations, a result of loss of genetic variation within and genetic divergence among populations. / O efeito da deriva genética sobre as populações de pequenos tamanhos tem sido objeto de diversos estudos, apresentando efeito sobre a composição genética das populações. A amostragem dos gametas ao acaso dentro de pequenas populações com perda de diversidade genética e fixação de alelos, tem conseqüências de grande significado para a conservação da diversidade genética e das espécies. A diversidade genética é fundamental para que ocorra a evolução. A seleção natural atua entre as variantes dentro das populações em relação à adaptação ao ambiente, proporcionando variação entre populações e, por fim, variação entre espécies. A manutenção da variabilidade genética em populações é a base da conservação de espécies e, portanto, a descrição e o estudo do efeito da deriva genética sobre as populações se tornam de grande importância. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi analisar o efeito da deriva genética sobre a diversidade genética de diferentes populações simuladas de diferentes tamanhos. Para o estudo da diferenciação genética dentro e entre populações sujeitas ao efeito da deriva genética, foram simuladas 4000 populações originadas de marcas moleculares co-dominantes. As amostras geradas foram de 20, 50, 100 e 200 indivíduos com 100 subpopulações submetidas a 10 gerações de acasalamento ao acaso com base em 10 locos. As populações foram avaliadas por meio dos seguintes índices de diversidade genética entre e dentro: Endogamia e Heterozigosidade, Distância Shannon Wiener (1978), Índice de diversidade de Nei (1973), Índice de Fixação de Wright (1951, 1978), Heterozigosidade de Weir (1996), Análise de variância molecular (AMOVA) de Excoffier, et al., (1992). Conclui-se que o efeito da deriva genética alterando a freqüência gênica depende do tamanho da população. Quanto menor a população, maiores são os efeitos da amostragem, evidenciados pelas estatísticas GST, FST e oST, que aumentam seu valor com o avanço das gerações, indicando perda de variação genética dentro e aumento da divergência genética entre as populações.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 836731 bytes, checksum: 1e5b214c3c6014a5c95797b0c455ae73 (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In breeding programs, it is important to use viable alternatives to reduce cost and time spent on population evaluations, combined with adequate statistical methodologies applying the maximum information available. Within this context, this work aimed to: i) study the genetic control of popping capacity and grain yield in popcorn; ii) predict the effects of general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA), applying mixed model analysis; iii) evaluate the performance per se of the lines used in hybrid crosses; and iv) evaluate the efficiency of Best Linear Unbiased-Prediction (BLUP) in predicting the performance of non crossed hybrids in diallelic analysis. Data from experiment evaluations of intra-population diallels of the Beija-Flor and Viçosa popcorn populations were used in the analyses. Eighteen S6 Beija-Flor elite lines were analyzed in ten environments and 29 S6 Viçosa elite lines in eight environments. Combined analyses were carried out, considering all the environments, with the additive model being adopted. The software ASREML was used in all analyses. GCA variability was verified both for grain yield and popping capacity. A significant SCA variability was verified in Beija-Flor for the two variables. In Viçosa, SCA was significant at 8% for grain yield while for popping capacity, the presence of additive effects was practically verified in its expression. Through the incorporation of sibling relationships in diallelic analysis, SCA values of combination of a line with itself (sjj) were predicted, without such cross being carried out. The use of BLUP/REML allowed the prediction of over 43 to 210% hybrid combinations, if compared only to the hybrid observed. Based on hybrid predictions, promising crosses were identified both for grain yield and popping capacity, being observed that the inclusion of a pedigree seems to make the analyses more accurate, as compared to the model not using this information. The performance per se and under S6 family crosses showed moderate correlations (r = 0.53) for popping capacity, showing that families with high popping capacity GCA can be selected, based on their performance per se. Aiming to obtain information on the efficiency in predicting S6 families based on performance per se and on S3 family crosses, a positive correlation (r = 0.76) was found for production between the GCA of top cross hybrids of the S3 families and the S6.family hybrids. When verifying BLUP efficiency in the prediction of non crossed hybrids, moderate to high Pearson and Spearman correlations were found among the predicted and observed values. Prediction of hybrids in the absence of dominance (popping capacity, r = 0.88) was more efficient than in the presence of dominance (grain yield, r = 0.53). The overall results showed that the use of mixed models is an efficient alternative in diallelic analysis, providing good precision in estimating genetic parameters, besides allowing the prediction of non crossed hybrids. / Em programas de melhoramento é importante o uso de alternativas viáveis para redução de custos e tempo nas avaliações de populações, aliadas ao uso de metodologias estatísticas adequadas, que aproveitem ao máximo as informações disponíveis. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos: i) estudar o controle genético da capacidade de expansão e produção de grãos em milho-pipoca; ii) predizer os efeitos da capacidade geral de combinação (CGC) e da capacidade específica de combinação (CEC) por meio da análise de modelos mistos; iii) avaliar o desempenho per se das linhagens utilizadas nos cruzamentos híbridos; iv) avaliar a eficiência do BLUP na predição do desempenho de híbridos não realizados na análise dialélica. Nas análises, foram utilizados dados de experimentos de avaliação de dialelos intrapopulacionais das populações de milho-pipoca Beija-Flor e Viçosa. Foram analisadas 18 linhagens elites S6 de Beija-Flor, em 10 ambientes, e 29 linhagens elites S6 de Viçosa, em 8 ambientes. Foram realizadas análises conjuntas, considerando todos os ambientes, sendo adotado o modelo aditivo-dominante. Em todas as análises foi utilizado o software ASREML. Foi verificada variabilidade para CGC tanto para produção como para capacidade de expansão. Para CEC houve variabilidade significativa em Beija-Flor para as duas variáveis. Em Viçosa, a CEC foi significativa a 8% para produção de grãos, enquanto para capacidade de expansão foi verificada praticamente a presença de efeitos aditivos na sua expressão. Por meio da incorporação de informações de parentesco na análise dialélica, valores de capacidade específica de combinação de uma linhagem com ela mesma (sjj) foram preditos, sem que este cruzamento tenha sido realizado. Com o uso do BLUP/REML foi possível predizer de 43% a 210% a mais de combinações híbridas, se comparada somente aos híbridos observados. A partir das predições dos híbridos, cruzamentos promissores foram identificados tanto para produção de grãos como para capacidade de expansão, sendo que a inclusão do pedigree parece deixar as análises mais acuradas, em comparação ao modelo sem uso destas informações. O desempenho per se e em cruzamento de famílias S6 evidenciaram correlações moderadas (r=0,53) para capacidade de expansão, mostrando ser possível selecionar famílias com alta CGC em capacidade de expansão a partir do desempenho per se de suas famílias. Visando obter informações sobre a eficiência da predição de famílias S6 a partir do desempenho per se e em cruzamento de famílias S3, foi encontrada correlação positiva (r=0,76) para produção, entre a CGC dos híbridos topcross de famílias S3 e híbridos de famílias S6. Ao verificar a eficiência do BLUP na predição de híbridos não realizados, foram encontradas correlações de Pearson e Spearman de moderada a elevadas, entre os valores preditos e observados. A predição de híbridos não realizados na ausência de dominância (capacidade de expansão, r=0,88) foi mais eficiente, em comparação à presença de dominância (produção de grãos, r=0,53). Os resultados gerais demonstraram que o uso de modelos mistos é uma alternativa eficiente na análise dialélica, proporcionando boa precisão nas estimações dos parâmetros genéticos, além de permitir a previsão de cruzamentos não realizados.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 670022 bytes, checksum: 545da53bb28a3a29eb0f499873a94613 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / The bean breeding aiming to produce more upright architecture plants comes growing in importance based on four main objectives: to attend the demand of the producer of irrigated areas in relation to the possibility of mechanical harvesting; to attenuate the problems of diseases caused by soil fungi, especially the white mold; to facilitate the cultural practices and reduce the risks of cultivation in the rainy season. Currently, a grading scale is being used to evaluate the architecture of plant bean, however, this scale is subjective, demands hard work and relies an extensive experience of the evaluator. Therefore, it is important for bean breeding programs to identify characters with the potential to support or even replace, the assessment of plant architecture by notes, seeking greater efficiency in the selection of upright plants. Aiming to identify effective indicators of plant architecture, thirty-six bean lines were evaluated for key traits related to plant architecture and agronomic traits in two seasons, winter of 2007 and winter of 2009. The experiments were conducted in a randomized block design with three repetition at Coimbra’s Experimental Station, belonging to the Department of Plant Science, Universidade Federal de Viçosa. It was observed that more erect plants had a higher cycle, higher at harvest time, smaller insertion angle of branches, epicotyl and hypocotyls with larger diameter, higher height of first pod, pods concentrated on the main stem and a greater number of internodes on the main stem. By path analysis, it was observed that the insertion angle of branches, plant height at harvest and the diameter of the hypocotyl were the main determinants of character architecture of bean plants. Hypocotyl diameter showed a strong association of cause and effect with note plant architecture, high accuracy and precision in its evaluation and ease of evaluation. Moreover, its evaluation is not subjective, can be taken for individual plants within plots, the evaluation can be done after harvest and requires only six measures to access the genotypic value of lineages. Thus, the diameter of the hypocotyl stood out as an effective indicator of the bean plant architecture. / O melhoramento do feijoeiro visando à obtenção de plantas de arquitetura mais ereta vem crescendo em importância com base em quatro objetivos principais: atender à demanda do produtor de áreas irrigadas com relação à possibilidade de colheita mecânica; atenuar os problemas de doenças causadas por fungos de solo, especialmente o mofo-branco; facilitar os tratos culturais e reduzir os riscos do cultivo na safra das águas. Atualmente vem-se utilizando o emprego de uma escala de notas para avaliar a arquitetura de plantas de feijão, porém, essa escala é subjetiva, trabalhosa e depende de grande experiência do avaliador. Assim, é de importância para os programas de melhoramento do feijoeiro a identificação de caracteres com potencial para subsidiar, ou até mesmo substituir, a avaliação da arquitetura de plantas por notas, visando maior eficiência na seleção de plantas de porte ereto. Com o objetivo de identificar indicadores efetivos da arquitetura de plantas, trinta e seis linhagens de feijoeiro foram avaliadas quanto aos principais caracteres relacionados à arquitetura de plantas e caracteres agronômicos em duas safras, inverno de 2007 e inverno de 2009. Os experimentos foram conduzidos em blocos casualizados, com três repetições, na Estação Experimental de Coimbra, pertencente ao departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa. Observou-se que plantas mais eretas apresentaram maior ciclo, maior altura na colheita, menor ângulo de inserção dos ramos, epicótilo e hipocótilo com maior diâmetro, maior altura de inserção da primeira vagem, vagens concentradas na haste principal e maior número de entrenós na haste principal. Pela análise de trilha, observou-se que o ângulo de inserção dos ramos, a altura das plantas na colheita e o diâmetro do hipocótilo foram os principais caracteres determinantes da arquitetura de plantas do feijoeiro. O diâmetro do hipocótilo apresentou elevada associação de causa e efeito com nota de arquitetura de planta, elevada acurácia e precisão em sua avaliação e maior facilidade de avaliação. Ademais, sua avaliação não é subjetiva e podem ser tomadas medidas de plantas individuais dentro da parcela, bem como a avaliação pode ser realizada após a colheita e são necessárias apenas seis medidas para acessar o valor genotípico de linhagens. Assim, o diâmetro do hipocótilo se destacou como indicador efetivo da arquitetura de plantas do feijoeiro.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 863911 bytes, checksum: da28f5a9138c52a83953d8b676a03728 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / The obtaining of plants of more erect architecture is growing in importance due to the demand of the producing of irrigated areas regarding the possibility of automated crop, reduction of the problems of diseases and easiness of the cultural treatments. In general it comes if using a scale of notes to evaluate the bean plants architecture, however, that scale is visual, difficult and it depends on the appraiser's great experience. Recent works (Moura, 2011 and Silva, 2011) tell that the hypocotyl diameter is an effective indicator of the bean plant architecture and a significant association among hypocotyl diameter of F2 plants and their derived progenies would potentiate the earnings with the selection seeking improvement of the bean plant architecture in programs of appealing selection, as well as the efficiency of the phenotypic recurrent selection. Besides, in the improvement of the bean plant, to select plants to associate good productivity and erect architecture has been the preference of the breeders. The objectives of this work were to verify the association among hypocotyl diameter of F2 plants and their F2:3 progenies, and to obtain estimates of genetic parameters, seeking the choice of the best selection strategy for improvement of the load of the bean plant and to analyze the effectiveness of the genotype-ideotype distance index in the selection of bean plant families as for the load and grains productivity, appraised in different atmospheres. They were appraised 96 F2 families, their F2:3 progenies and four controls (BRSMG Majestoso, L1, BRSMG Madrepérola and A525) in random blocks, with three repetitions, as for the plants architecture, hypocotyl diameter and grains productivity in the harvests of the winter of 2010 and of the drought of 2011. It was observed that the association among F2 plants HD and characters related to the load in the F2:3 progenies were of magnitude relatively low, compared to the estimates of correlations considering the genitors, indicating great influence of the atmosphere in the determination of the hypocotyl diameter in individual plants of bean plant. There was predominance of addictive effect in the determination of this character, that presented larger precision and accuracy compared to the evaluation of the load by the note of architecture of the plants, evidencing that the hypocotyl diameter can be used as auxiliary measure in the selection of progenies in the improvement of the bean plant seeking improvement of the load of the plants, since the selection is based, in agreement with the repeatability analysis, in the average of at least 40 plants within plots. Besides, families were observed with grains productivity above the largest values presented by the parents in the two harvests, with architecture notes and hypocotyl diameter comparable to the most erect genitors. The use of the genotype-ideotype distance index was effective in the selection of families seeking improvement of the load and grains productivity, appraised in different atmospheres, with prominence for the families of the population originating from of the crossing among the bean plant lines A525 and BRSMG Majestoso. / A obtenção de plantas de arquitetura mais ereta vem crescendo em importância devido à demanda do produtor de áreas irrigadas com relação à possibilidade de colheita mecanizada, redução dos problemas de doenças e facilidade dos tratos culturais. Em geral vem se utilizando uma escala de notas para avaliar a arquitetura de plantas de feijão, porém, essa escala é visual, trabalhosa e depende de grande experiência do avaliador. Trabalhos recentes (Moura, 2011 e Silva, 2011) relatam que o diâmetro do hipocótilo é um indicador efetivo da arquitetura de plantas do feijoeiro e uma associação significativa entre o diâmetro do hipocótilo de plantas F2 e suas progênies derivadas potencializaria os ganhos com a seleção visando melhoria da arquitetura do feijoeiro em programas de seleção recorrente, bem como a eficiência da seleção recorrente fenotípica. Ademais, no melhoramento do feijoeiro, selecionar plantas que associem boa produtividade e arquitetura ereta tem sido a preferência dos melhoristas. Os objetivos deste trabalho foram verificar a associação entre diâmetro do hipocótilo de plantas F2 e de suas progênies F2:3, e obter estimativas de parâmetros genéticos, visando a escolha da melhor estratégia de seleção para melhoria do porte do feijoeiro e analisar a eficácia do índice genótipo-ideótipo na seleção de famílias de feijoeiro quanto ao porte e produtividade de grãos, avaliadas em diferentes ambientes. Foram avaliadas 96 famílias F2, suas progênies F2:3 e quatro testemunhas (BRSMG Majestoso, L1, BRSMG Madrepérola e A525) em blocos ao acaso, com três repetições, quanto à arquitetura de plantas, diâmetro do hipocótilo e produtividade de grãos nas safras do inverno de 2010 e da seca de 2011. Observou-se que a associação entre o DH de plantas F2 e caracteres relacionados ao porte nas progênies F2:3 foram de magnitude relativamente baixa, comparada às estimativas de correlações considerando os genitores, indicando grande influência do ambiente na determinação do diâmetro do hipocótilo em plantas individuais de feijoeiro. Houve predominância de efeito aditivo na determinação deste caráter, que apresentou maior precisão e acurácia comparada à avaliação do porte pela nota de arquitetura das plantas, evidenciando que o diâmetro do hipocótilo pode ser utilizado como medida auxiliar na seleção de progênies no melhoramento do feijoeiro visando melhoria do porte das plantas, desde que a seleção se baseie, de acordo com a análise de repetibilidade, na média de pelo menos 40 plantas na parcela. Além disso, foram observadas famílias com produtividade de grãos acima dos maiores valores apresentados pelos pais nas duas safras, com notas de arquitetura e diâmetro do hipocótilo comparáveis aos genitores mais eretos. A utilização do índice da distância genótipo-ideótipo foi eficaz na seleção de famílias visando melhoria do porte e produtividade de grãos, avaliadas em diferentes ambientes, com destaque para as famílias da população oriunda do cruzamento entre as linhagens A525 e BRSMG Majestoso.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 379535 bytes, checksum: 5424301d5c25f5d965d852155f33e0d2 (MD5) Previous issue date: 2008-07-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The objectives of the present work were to install the REML/BLUP methodology in the recurrent populational improvement, using half-brothers families, to compare this methodology with the traditional analysis of the ordinary least squares and to present the SAS routines for the analyses of mixed models. The model used corresponds to the beeder model used in the animal improvement. The computer analyses were carried out using the computer software SAS® through proc mixed, proc inbreed, proc iml and proc gml procedures. As the theory support, data from three cycles of recurrent selection in the population of Voçosa por-corn, of the Programa de Melhoramento do Setor de Genética (Improvement Program of the Genetic Sector), do Departamento de biologia Gerald a Universidade Federal de Viçosa (Department of General Biology of the Viçosa Federal University) were used. The experiments were designed in single 14 x 14 lattice. In each block of the experiment, the production and the expansion ability (CE) in ml/g were evaluated. For each improvement cycle, the variance components were estimated the genotypic means were predicted, according to the REML/BLUP methodology. For each cycle the analysis by the ordinary Least Squares (OLS) was also made with the estimation of the variance components and of the genotypic means. Besides, the gains due to the selection in each cycle mere calculated. Moreover the ordination of the selected individuals was verified and the confidence intervals for the genetic values predicted and estimated were built. By the variance analysis, it could be verified that as the improvement cycles progressed, there was a sifnificant reduction in the variability for CE, and in the third selection cycle the variability was no more detected. This variability reduction can be explained by the high selection intensity, because the 20 families selected in the third cycle were from only mine plants of the first cycle of selection. Referring the genetic parameters estimated by the two methodologies, it was observed that both with the REML and the OLS methodology the estimate values for the variance components were similar. For the genotypic means, when there was no relationship among the individuals there was an accordance among the best individuals estimated and predicted, but the predicted values presented narrower confidence intervals, indicating that these values are more accurate than the estimated ones. When the relationship information was included, there was a reduction on the coincidence values between the selected ones and those of the Speerman co-relation indicating that the use of the prodictd genotypic means in the selection of superior individuals will provide greater gains due to the selection. / O presente trabalho teve como objetivos implementar a metodologia REML/BLUP no melhoramento populacional recorrente, empregando famílias de meios-irmãos, comparar essa metodologia com a análise tradicional por mínimos quadrados ordinário e apresentar as rotinas do SAS para as análises de modelos mistos. O modelo empregado corresponde ao modelo de reprodutor utilizado no melhoramento animal. As análises computacionais foram realizadas utilizando o aplicativo computacional SAS® por meio dos seus procedimentos proc mixed, proc inbreed, proc iml e proc glm. Como suporte à teoria, foram utilizados dados de três ciclos de seleção recorrente na população de milho-pipoca Viçosa, do Programa de Melhoramento do Setor de Genética, do Departamento de Biologia Geral da Universidade Federal de Viçosa. Os experimentos foram delineados em látice 14 x 14 simples. Em cada parcela dos experimentos, foram avaliadas a produção e a capacidade de expansão (CE) em ml/g. Para cada ciclo de melhoramento, foram estimados os componentes de variância e preditas as médias genotípicas, de acordo com a metodologia REML/BLUP. Para cada ciclo também foi feita análise por Mínimos Quadrados Ordinário (OLS), com estimação dos componentes de variância e das médias genotípicas. Foram calculados, ainda, os ganhos devidos à seleção em cada ciclo. Também foi verificada a ordenação dos indivíduos selecionados e construídos os intervalos de confiança para os valores genéticos preditos e estimados. Pelas análises de variância, pôde-se verificar que à medida que os ciclos de melhoramento avançaram, houve uma redução significativa na variabilidade para CE, sendo que no terceiro ciclo de seleção não foi detectada variabilidade. Essa redução da variabilidade pode ser explicada pela alta intensidade de seleção, tanto que as 20 famílias selecionadas no terceiro ciclo eram originárias de apenas nove plantas do primeiro ciclo de seleção. Quanto aos parâmetros genéticos estimados pelas duas metodologias, observou-se que, tanto pela metodologia REML quanto pela OLS, os valores estimados para os componentes de variância foram semelhantes. Para as médias genotípicas, quando não existia parentesco entre os indivíduos, houve concordância entre os melhores indivíduos estimados e preditos, porém, os valores preditos apresentaram intervalos de confiança mais estreitos, indicando que esses valores são mais precisos que os estimados. Ao incluir as informações de parentesco, houve uma redução nos valores de coincidência entre os selecionados e os da correlação de Speerman, indicando que o uso das médias genotípicas preditas na seleção dos indivíduos superiores proporcionará maiores ganhos devidos à seleção.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 665559 bytes, checksum: 20e883c9a1b228fc8f3e959a0a0064c6 (MD5) Previous issue date: 2013-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim this present work were from the simulated population, make replication or enlargement of populations sets, with the same characteristics off from average, herdability and variation coefficient and organization (covariance or correlation matrix), by means of spectral decomposition, and evaluable efficiency of use artificial neural network in the prediction genetics value in randomized blocks experiments. The design used to simulation of the experiments was randomized blocks with six repetitions. They were simulated 80 conformation, when get established values of average, herdability and experimental variation coefficient. Experiments simulated were used to training (experiment with 5000 genotypes) and validation (100 experiment with 150n and 200 genotypes by each conformation). Thus to measurement the efficiency of the ANN in prediction of genetic value compared its correlation between network value with genetic value and correlation between phenotypic value with genetic value. Average, herdability, variation coefficient and variance and covariance matrix were maintained constant in all experiments simulated. It was possible through spectral decomposition techniques. Neural network were efficient for prediction of genetic value with gain 0,64 until 10,3% in relation phenotypic value regardless of size from populations, herdability or variation coefficient simulated. Thus concluded that preservation variance and covariance matrix of experimental data was efficiently performed by using spectral decomposition of the matrix observed. Therefore datasets simulated can be used to training of the ANNs maintaining original populations characteristics. Thus it was found that ANNs is a technique more efficient by prediction of genetic value in balanced experiments, when compared with phenotype value (average). / Os objetivos do presente trabalho foram a partir das populações simuladas, fazer a replicação ou a ampliação de conjuntos populacionais, com as mesmas características pontuais de média, herdabilidade e coeficiente de variação e de estruturação (matriz de covariância ou de correlações), por meio da utilização da t écnica de decomposição espectral, e avaliar a eficiência da utilização das redes neurais artificiais na predição do valor genético em experimentos em blocos casualizados. O delineamento utilizado para simulação dos experimentos foi blocos casualizados contendo seis repetições. Foram simuladas 80 cenários, que possuíam valores estabelecidos para a média, a herdabilidade e coeficiente de variação experimental. Os experimentos simulados foram utilizadas para treinamento (experimento com 5000 genótipos) e validação (100 experimentos com 150 ou 200 genótipos para cada cenário). Para medir a eficiência da RNA na predição do valor genético comparou-se a correlação do valor de rede com o valor genético e a correlação do valor fenotípico com a valor genético. A média, herdabilidade, CV e a matriz de variância e covariância foram mantidos constantes em todos os experimentos simulados. Isso foi possível através da utilização da técnica de decomposição espectral. As redes neurais foram eficientes para predição do valor genético com ganho de 0,64 a 10,3% em relação ao valor fenotípico independente do tamanho de população utilizada, da herdabilidade ou do coeficiente de variação simulado. Assim concluiu-se que a preservação da matriz de variâncias e covariâncias de dados experimentais foi eficientemente realizada por meio do uso da decomposição espectral da matriz observada. Portanto os conjuntos de dados simulados podem ser utilizados para treinamento das RNAs mantendo as características da população original. Assim verificou-se que as RNAs é uma técnica mais eficiente na predição do valor genético em experimentos balanceados, quando comparado ao valor fenotípico (média).

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2017-10-04T22:20:39Z No. of bitstreams: 1 Tese Soniane Costa.pdf: 5470162 bytes, checksum: c446c8cec1a4893eca8260700896103a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-04T22:20:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Soniane Costa.pdf: 5470162 bytes, checksum: c446c8cec1a4893eca8260700896103a (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado da Bahia - FAPEB / The decline of guava is a complex disease, which causes progressive galls in guava roots parasitized by Meloidogyne enterolobii. The objective of the present study is to study the genetic divergence in guava and ara?azeiros accessions by means of SNPs markers developed for Eucalyptus to serve as a subsidy for activities of genetic resources and improvement of guava, such as the broad genomic association and to estimate the number of genes involved in resistance to M. enterolobii, using F2 population of Psidium guajava and P. guineense hybrid.In the evaluation of the genetic diversity of Psidium accessions, presented in chapter I, the transferability of Eucalyptus SNPs to Psidium for application in analyzes of genetic divergence and other applications, including studies of genome association. The segregation results and broad sense heritability estimates in population F2, presented in chapter II, support dominance model controlled by two genes, with epistatic effects, and the presence of only one dominant allele conditions the resistance of the hybrid of P. guajava x P. guineense for M. enterolobii. New hybrids of P. guajava with other accessions of wild Psidium should be developed and evaluated in order to increase the sources of resistance to the pathogen, allowing effective control of the same in commercial areas of guava. Seven markers associated with resistance to Meloidogyne enterolobii in Psidium species presented in Chapter III were identified.The results also suggest the existence of different sources of resistance to the nematode, since several SNPs were identified on chromosome 3 of Eucalyptus. / O decl?nio da goiabeira ? uma doen?a complexa, que causa a podrid?o progressiva das ra?zes das goiabeiras parasitadas por Meloidogyneenterolobii. O objetivo do presente estudo ? estudar a diverg?ncia gen?tica em acessos de goiabeira e ara?azeiros por meio de marcadores SNPs (Polimorfismo de nucleot?deo ?nico) desenvolvidos para Eucalyptus, que servir?o de subs?dio as atividades de recursos gen?ticos e melhoramento da goiabeira, bem como a associa??o gen?mica ampla (GWAS), e estimar o n?mero de genes envolvidos na resist?ncia a M. enterolobii, tendo como refer?ncia a segrega??o em popula??o F2 de h?brido de Psidium guajava x P. guineense. Na avalia??o da diversidade gen?tica dos acessos de Psidium, apresentado no cap?tulo I, relata-se a transferibilidade de SNPs de Eucalyptus para Psidium, estes podem ser utilizados em an?lises de diverg?ncia gen?tica e outras aplica??es, incluindo estudos de associa??o do genoma. Os resultados de segrega??oe as estimativas de herdabilidade no sentido amplo em popula??o F2, apresentado no cap?tulo II, suportam modelo de resist?ncia dominante controlada por dois genes, com efeitos epist?ticos, sendo que, a presen?a de apenas um alelo dominante condiciona a resist?ncia do h?brido de P. guajava x P. guineensepara M.enterolobii. Novos h?bridos de P. guajava com outros acessos de Psidium silvestres devem ser desenvolvidos e avaliados de forma a aumentar as fontes de resist?ncia ao pat?geno, possibilitando efetivo controle do mesmo em ?reas comerciais de goiabeira. Foram identificados sete marcadores associados ? resist?ncia a Meloidogyne enterolobii em esp?cies de Psidium apresentado no cap?tulo III. Os resultados sugerem ainda a exist?ncia de diferentes fontes de resist?ncia ao nematoide, pois foram identificados v?rios SNPs no cromossomo 3 de Eucalyptus.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 338043 bytes, checksum: a834b14ee2a313c551703de0f053cc4d (MD5) Previous issue date: 2008-03-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In the study of genetic linkage between two marker loci or between markers and a QTL it is usually necessary to have appropriate designed populations (experimental populations). However, for some species such designed populations could be hard to obtain. In this scenario, the linkage disequilibrium (LD) has been used to build genetic map and to identify QTL. In this work, we used simulation to evaluate the efficiency of LD to construct genetic maps (LD-genetic map) of molecular markers as well as to map QTL (LD-QTL mapping) in non- structured families of outbreed populations. As for the LD- genetic map study, we designed genomes with high saturation level (markers apart from each other less than 5 cM), and random saturation level (markers apart from each other ranging from 0 to 20 cM), five linkage groups and 20 markers per linkage group. We simulated compounds of second generation with 200 and 1000 individuals, derived from the mating of two parental populations of size 200, under four levels (1.0, 0.9, 0.8 and 0.7) of difference in the frequency of each marker (marker-frequency difference) between parental populations. These compounds were used to obtain the sampled genomes, which were compared with the designed genomes to measure the efficiency of LD to construct genetic map. In the LD-QTL mapping study, we adopted, with slightly modifications, the steps to obtain the designed genome and the compounds as described above. We designed genomes with ten linkage groups, each with 20 markers, but for linkage group 1 which had just five markers. We distributed 200 genes controlling quantitative traits along the ten linkage groups. However, only the linkage group 1 had a major QTL along with 19 minor genes. All other linkage groups had 20 minor genes each. In the LD-QTL mapping study, for the detection, estimation of substitution effects and of dominance, we idealized three quantitative traits, each being affected by a major QTL. The trait yield (g/ear) had a QTL with positive dominance; the trait expansion capacity (mL/g) had a QTL with bidirectional dominance; and the trait relative liquid growth (%) had a QTL with negative dominance. We used the method of single marker analysis base on regression to model the QTL effects. The analyses of power for QTL identification and substitution effect estimation were done by linear regression. On the other hand, the analysis of dominance effect was done by polynomial regression with the quadratic term included in the model. In the LD-genetic map study the linkage groups were satisfactory recovered, with only few exceptions. The bias in recovering the designed genome increased with the decreasing of the marker- frequency difference between parental populations from 1.0 to 0.7. Based on the percentage of correct ordered markers in the genome, we found that the LD-genetic map was efficient, with correct ordering of markers superior to 86%. Our results support that the most efficient population for LD-genetic map was the one equivalent to an F2 intercross population. With respect to the QTL detection, in general, the power of detection was satisfactory, independent of the quantitative trait simulated. The results of effect substitution of marker revealed that markers closer to the QTL had bigger effects. The detections of dominance effects were efficient only on the compounds from the mating of parental populations with marker-frequency difference superior than 0.9 and sample size of 1.000. The results of dominance direction analyses on the markers for the trait yield were efficient in determining the direction of dominance of QTL, with few exceptions where complete dominance was present. For the trait expansion capacity, the specification of which markers had positive or negative effect was not possible because of the bidirectional nature of the simulated dominance effects. For the trait liquid growth the estimated effects of dominance at markers often revealed the correct dominance effects direction of the QTL. It is important to point out that the results of our LD-QTL mapping study were based on traits in which the phenotypic variance explained by the QTL is between 10 and 30% of the total phenotypic variance. / No estudo de ligação entre dois locos marcadores e análise de QTL é preciso realizar cruzamentos apropriados para o mapeamento das populações. No entanto, a realização de cruzamentos pode ser difícil em algumas espécies. Nestes casos, tem-se utilizado desequilíbrio de ligação (LD) ou de fase gamética. Este trabalho, realizado por meio de simulação de dados, teve como objetivos avaliar a eficiência do mapeamento de marcas moleculares e identificar o QTL em populações não-endogâmicas e não-estruturadas em famílias, com base em desequilíbrio de fase gamética. Para o mapeamento de marcas moleculares foram simulados genomas com nível de saturação alto (distância menor que 5 cM) e aleatório (distância entre 0 e 20 cM), cinco grupos de ligação e 20 marcas por grupo. Para obtenção dos genomas amostrais foram simulados compostos de segunda geração, com 1.000 e 200 indivíduos, derivados do cruzamento entre duas populações parentais, com tamanho 200, sob quatro níveis (1,0, 0,9, 0,8 e 0,7) de diferença mínima de freqüência de mesma marca entre os genitores. A partir dos genomas amostrais foi avaliada a eficiência de recuperação dos genomas paramétricos. Na detecção de QTL, seguiu-se o mesmo processo para simulação dos genomas e dos compostos, porém com algumas particularidades. Foram simulados genomas com dez grupos de ligação, devendo ser ressaltado que em cada genoma somente o grupo de ligação 1 foi simulado com cinco locos marcadores. Nestes grupos também foram distribuídos 200 genes controladores de características quantitativas. Porém, somente no grupo de ligação 1 foram alocados QTL e 19 genes de efeito menor. Em cada um dos demais grupos de ligação foram alocados mais 20 genes de efeito menor. Na análise de QTL, incluindo detecção e estimação dos efeitos de substituição e desvios de dominância, foram idealizadas três características quantitativas, com um QTL controlando cada característica. As características foram: produção (g/espiga), com direção de dominância positiva; capacidade de expansão (ml/g), com direção de dominância bidirecional; e crescimento líquido relativo (%), com direção de dominância negativa. Neste trabalho, foi empregado o método das marcas simples com base em análise de regressão. A avaliação do poder de detecção de QTL e os efeitos de substituição foram obtidos por regressão linear, enquanto os efeitos de dominância foram obtidos por regressão polinomial, incluindo o termo quadrático. No mapeamento de marcas moleculares, verificou-se que os grupos de ligação foram recuperados de forma satisfatória, com algumas exceções. Maior viés na recuperação dos genomas paramétricos foi verificado à medida que se diminuiu a diferença de freqüência de mesma marca entre os genitores de 1,0 para 0,7. Com base no porcentual de marcas ordenadas corretamente o mapeamento foi eficiente, apresentando valores superiores a 86%. Diante dos resultados obtidos concluiu-se que a população mais eficiente para o mapeamento é a equivalente a uma F2. Quanto à detecção de QTL, de modo geral, o poder de detecção foi satisfatório, independentemente do caráter idealizado. A análise do efeito de substituição de marca revelou maior magnitude de efeito para as marcas mais próximas ao QTL. Em relação ao teste de dominância nos locos marcadores, foi verificada eficiência na detecção de dominância apenas nos compostos obtidos do cruzamento entre genitores com diferença de freqüência de mesma marca maior ou igual a 0,9 e com tamanho de amostra igual 1.000. Avaliando o sinal do efeito de dominância, para a característica produção, verificou-se que os efeitos estimados nos locos marcadores foram consistentes em revelar a direção de dominância no loco do QTL, com algumas exceções quando dominância completa. Para característica capacidade de expansão, em virtude de ter sido considerada sob direção de dominância bidirecional, não foi possível a determinação de quais marcas têm efeito positivo ou negativo. Para a característica crescimento líquido relativo, as estimativas dos efeitos de dominância nos marcadores revelaram, quase sem exceção, a direção de dominância no loco do QTL. É importante ressaltar que os resultados obtidos neste trabalho, para o mapeamento de QTL, são válidos para QTLs que expliquem entre 10 e 30% a variação fenotípica do caráter.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 289132 bytes, checksum: 74e110bc985b149f74592a1fcdd77125 (MD5) Previous issue date: 2007-08-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Aluminum (Al) toxicity is one of the major constraints for agriculture on acid soils, which occupy large regions of the world s agricultural area. At low pH values associated with these soils Al3+ is solubilized into soil solution and is toxic to plants inhibiting root growth and crop yield. Cultivars genetically adapted to acid soils may offer an environmental compatible solution. The aims of this work were (1) to estimate parameters and genetics gains in three cycles of divergent selection to aluminum tolerance and (2) to identify changes in allelic frequencies at five loci near a QTL in chromosome 5 of maize that explain 13% of the Al tolerance. The phenotypic index employed was relative seminal root length (CLR) obtained from nutrient solution. Simple sequence repeats (SSR) were used to detect linkage disequilibrium between marker and QTL. An expressive genetic gain of 49,15% was observed from base population to first generation. This evidence is characteristic from traits that have oligogenic inheritance. Shifts in allelic frequencies in 4 loci in first generation and in all loci, in second generation were exclusively due to effects of genetic drift. / A toxicidade ao alumínio (Al) é um dos maiores problemas para a agricultura em solos ácidos, que ocupam grandes áreas agricultáveis no mundo. Em condições de baixo pH associado a estes solos, o Al3+ é solubilizado e se torna tóxico para as plantas, inibindo o crescimento de suas raízes e comprometendo a produtividade das culturas. Genótipos adaptados aos solos ácidos podem oferecer uma solução sustentável a este problema. Os objetivos deste trabalho foram (1) estimar parâmetros e ganhos genéticos obtidos ao longo de três ciclos de seleção divergente para a tolerância e (2) identificar alterações nas freqüências alélicas em cinco locos próximos a um QTL no cromossomo 5 do milho que explica 13% da tolerância ao Al. O índice fenotípico empregado, foi o Crescimento Liquido Relativo (CLR) obtido a partir do cultivo em solução nutritiva. Marcadores microssatélites (SSR) foram utilizados para detectar desequilíbrio de ligação entre as marcas e o QTL. Ocorreu um ganho genético expressivo da população base à primeira geração de 49,15%, diminuindo drasticamente para os ciclos posteriores. Tal evidência é patente de caráter de herança oligogênica. Variações nas freqüências alélicas em 4 locos, na primeira geração, e em todos os locos, na segunda geração, foram explicadas exclusivamente pela deriva genética.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1107978 bytes, checksum: 5a845c5ae4a67c50d70037eeeeb7eed9 (MD5) Previous issue date: 2008-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The genetic mapping facilitates the breeding work once one or more marks of the genotype can be associated to controlling genes of qualitative and quantitative characteristics (QTL). Genetic maps for several species have been built by different groups of researchers with different molecular markers and populations. A way to generate maps more saturated for those species would be the integration of the existent maps. The key to integrate different maps is the presence of common marks among them. Only when there are a minimum number of common marks among the different maps, these can be integrated. This way, the objective of this work was to develop a process of integration of genetic maps and to test the efficiency of this process. Data from the simulation of genome and populations were generated and analyzed. A important factor to obtain solid data in a mapping work is the sample or population size. Based in these simulated data it was evaluated the optimum population size to study the integration of genetic maps. To obtain and study the consensus maps, parental genomes and samples of co- dominant F2, dominant F2 and backcrosses populations were simulated. The generated samples had 100, 200, 400 individuals with 3 linkage groups each and 11 dominant and co-dominant molecular marks spaced by 5, 10 and 15 centiMorgans. 10 repetitions were accomplished by sample, five used to construct the consensus maps with analysis multilocus and other five without analysis multilocus. It was concluded that the obtention of the consensus maps becomes more efficient with the increase of the population size. A population size of 200 individuals would be enough to rescue the original information. To study the obtention of the effective integrated map samples of co-dominant F2 and backcrosses populations were simulated. The generated samples had 100, 200 and 400 individuals, 21 marks for linkage group and markers equidistant by 5 cM, in a total of four simulations for co-dominant F2 and four for backcrosses. Each simulated genome was fragmented in four new maps which three maps had eight markers and one had nine markers, each one of these maps containing four markers that are anchors among the four maps. These new maps were aligned, orderly and integrated and then compared with the original map. It was concluded that the process of ordainment and integration are efficient to obtain the integrated map. The population size exercises influence on the map and the distances measures among the marks. / O mapeamento genético facilita o trabalho de melhoramento uma vez que uma ou mais marcas do genótipo podem ser associadas a genes controladores de características qualitativas e quantitativas (QTL). Mapas genéticos para diversas espécies tem sido construídos por diferentes grupos de pesquisadores com diferentes tipos de marcadores e diferentes tipos de populações. Uma maneira de gerar mapas mais saturados para as diversas culturas seria a integração dos mapas genéticos já existentes. A chave para integração de mapas distintos é a presença de marcas comuns entre os mapas. Somente quando há um número mínimo de marcas comuns entre os diferentes mapas, estes podem ser integrados. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um processo de integração de mapas genéticos e testar a eficiência do processo de integração. Para isso foram gerados e analisados dados a partir da simulação de genoma e de populações. Um dos fatores de fundamental importância para se obter dados consistentes em um trabalho de mapeamento é o tamanho da amostra ou população a ser trabalhada. Com base nestes dados simulados, avaliou-se o tamanho ótimo de populações para estudo de integração de mapas genéticos. Para estudo e obtenção dos mapas consenso foram simulados genomas parentais e amostras de populações F2 codominantes, F2 dominantes e de retrocruzamentos. As amostras geradas foram de tamanho 100, 200 e 400 indivíduos com três grupos de ligação cada e 11 marcas moleculares co-dominantes e dominantes espaçadas a 5, 10 e 15 centimorgans por grupo de ligação. Foram realizadas 10 repetições por amostra, sendo que destas, cinco foram utilizadas para construção de mapas consenso com análise multiloco e outras cinco sem análise multiloco. Concluiu-se que a obtenção dos mapas consenso se torna mais eficiente com aumento do tamanho da população. Um tamanho populacional de 200 indivíduos seria o suficiente para resgatar as informações originais. Para estudo da obtenção do mapa integrado efetivo foram simuladas F2 co-dominante e retrocruzamento com tamanhos de 100, 200 e 400 indivíduos, com 21 marcas por grupo de ligação e marcadores eqüidistantes a 5 cM, em um total de quatro simulações para F2 codominante e quatro para retrocruzamentos. Cada genoma simulado foi fragmentado em quatro novos mapas de modo que, foram obtidos três mapas com oito marcadores e um com nove marcadores, sendo que cada um deles constando quatro marcadores que são âncoras entre os quatro mapas. Estes novos mapas foram alinhados, ordenados, integrados e em seguida comparados com o mapa de origem. Concluiu-se que os processos de ordenamento e integração são eficientes para obtenção do mapa integrado e, também, que o tamanho da população exerce influência sobre o mapa e as medidas de distâncias entre as marcas.