Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-12T11:46:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1019565 bytes, checksum: 12e002c506bdd711cb143f12e04ea169 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-12T11:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1019565 bytes, checksum: 12e002c506bdd711cb143f12e04ea169 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Grandes avanços no melhoramento animal e vegetal têm sido propiciados utilizando- se informações da genética molecular. Nessa perspectiva, idealizaram a Seleção Genômica Ampla (Genome Wide Selection – GWS) cuja abordagem envolve a cobertura completa do genoma utilizando milhares de marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms). O objetivo é estimar o mérito genético dos indivíduos e para tal, as pesquisas realizadas na GWS se baseiam na busca e na aplicação de metodologias estatísticas que visam resolver os problemas enfrentados no processo de estimação, como a alta dimensionalidade e a alta colinearidade entre os marcadores. Dentre elas, se destacam os métodos de redução de dimensionalidade: Regressão via Componentes Principais (PCR), Quadrados Mínimos Parciais (PLS) e Regressão via Componentes Independentes (ICR) e o tradicional método de regularização/shrinkage, G-BLUP (Genomic Best Linear Unbiased Predictor). Assim, o primeiro capítulo contempla as ideias centrais e a importância da GWS para o melhoramento genético, a definição de efeitos aditivos e de efeitos devido à dominância, os problemas estatísticos enfrentados na estimação dos efeitos de marcadores nos fenótipos pelo método usual baseado em quadrados mínimos ordinários, bem como as metodologias estatísticas baseadas em redução dimensional para resolver tais problemas e os procedimentos de validação que tem por finalidade comparar as metodologias estatísticas da GWS. Já o segundo capítulo refere-se a proposição e aplicação de sete critérios para a escolha do número ótimo de componentes independentes a serem utilizados na ICR, considerando apenas os efeitos aditivos. Os critérios consistem em determinar que o número de componentes independentes seja igual ao número de componentes que conduz: (i) os valores genômicos estimados via PCR a um maior valor de acurácia; (ii) os valores genômicos estimados via PCR a um menor valor de viés; (iii) a PCR a 80% de explicação da variação total de X; (iv) a PCR a 80% de explicação da variação total de Y; (v) a ICR a 80% de explicação da variação total de X; além dos critérios que consistem no número de componentes independentes igual ao número de variáveis determinadas pelos procedimentos (vi) Forward Selection e (vii) Backward Selection. O conjunto de dados simulados era composto por 2.000 marcadores SNPs e as populações simuladas totalizaram 1.000 indivíduos de 20 famílias de irmãos completos que tiveram os fenótipos e os genótipos avaliados. Além disso, os cenários simulados são baseados em dois níveis de herdabilidade e duas arquiteturas genéticas com ausência de dominância, constituindo assim, em quatro cenários, os quais foram simulados dez vezes cada. Com o intuito de demonstrar a aplicabilidade do estudo no melhoramento genético, foram avaliadas seis características de produtividade de um conjunto de dados reais de arroz asiático Oryza sativa (Número de panículas por planta, altura da planta, comprimento da panícula, número de panículas no perfilho primário, número de sementes por panícula e espiguetas por panícula) correspondente a 370 acessos de arroz, os quais foram genotipados para 44.100 marcadores SNPs. Em ambos os casos (dados simulados e reais) foi utilizada a validação independente e calculada as medidas de eficiência para comparar os critérios. De modo geral, as análises indicaram que o primeiro critério (número de componentes independentes igual ao número de componentes principais cujos os valores genômicos estimados via PCR apresentava maior valor de acurácia) se mostrou mais eficiente para os dois conjuntos de dados e apresentou as medidas de eficiência mais próximas do método exaustivo, com a vantagem de exigir menos tempo e esforço computacional. Para complementar o estudo, o terceiro capítulo consiste na aplicação dos três critérios mais eficientes do capítulo 2, os quais consistem no número de componentes independentes igual ao número de componentes que conduz os valores genômicos estimados via PCR a um maior valor de acurácia; a um menor valor de viés e a PCR a 80% de explicação da variação total de X considerando o modelo aditivo-dominante. Ainda no contexto deste modelo, foi aplicado os três métodos de redução de dimensionalidade (PCR, PLS e ICR) levando em consideração a escolha do número ótimo de componentes que conduz os valores genômicos aditivos, valores genômicos devido à dominância ou os valores genômicos totais (aditivo + dominância) a uma maior acurácia. Todos os métodos de redução de dimensionalidade foram comparados com o G-BLUP em termos de eficiência na estimação dos valores genômicos. As populações simuladas foram constituídas por 1.000 indivíduos de 20 famílias de irmãos completos, sendo genotipados para 2000 marcadores SNPs e as análises correspondentes a quatro cenários (dois níveis de herdabilidade × duas arquiteturas genéticas) sendo assumido dominância completa. Os resultados do capítulo 3 assinalaram que se manteve a superioridade do critério 1 nos modelos aditivo-dominante. Além disso, para a estimação dos efeitos aditivos e devido a dominância concomitantemente por meio dos métodos de redução de dimensionalidade, é recomendável utilizar o número de componentes que conduz o valor genômico devido à dominância a uma maior acurácia. Ademais, ao confrontar as metodologias de redução dimensional (ICR, PCR e PLS) com o G-BLUP, verifica- se que a PCR é superior em termos de acurácia e o método vantajosamente apresenta um dos menores tempos computacionais na execução das análises. Ademais, nenhum dos métodos considerados capturaram adequadamente as herdabilidades simuladas e apresentaram viés. / Great advances in animal and plant breeding have been provided using molecular genetic information. In this perspective, they proposed Genome Wide Selection (GWS), whose approach involves complete coverage of the genome using thousands of single nucleotide polymorphisms (SNPs). The objective is to estimate the genetic merit of the individuals and to that end, the researches carried out in GWS are based on the search and application of methodologies that aim to solve the problems faced in the estimation process, such as high dimensionality and high colinearity between the markers. Among them, we highlight the dimensionality reduction methods: Principal Component Regression (PCR), Partial Least Squares (PLS) and Independent Regression Component (ICR) and the traditional method of regularization / shrinkage, G-BLUP (Genomic Best Linear Unbiased Predictor). Thus, the first chapter considers the central ideas and importance of GWS for genetic improvement, definition of additive effects and effects due to dominance, the statistical problems faced in estimating the effects of markers on phenotypes by the usual method based on ordinary least squares, as well as the alternative statistical methodologies to solve such problems and validation procedures that aim to compare GWS methodologies. The second chapter refers to the proposition and application of seven criteria for choose the optimal number of independent components to be used in the ICR, considering only the additive effects. The criteria that consist of the number of independent components equal to the number of components that leads: (i) the estimated genomic values by PCR to a higher accuracy; (ii) estimated genomic values by PCR at a lower bias value; (iii) the PCR at 80% of the explanation of the total variation of X; (iv) PCR at 80% of the total variation of Y; (v) the ICR at 80% of explanation of the total variation of X; in addition to the criteria that consist of the number of independent components equal to the number of variables determined by the procedures (vi) Forward Selection and (vii) Backward Selection. The simulated data set consisted of 2.000 SNPs and the simulated populations totaled 1.000 individuals from 20 families of complete siblings that had the phenotypes and genotypes evaluated. In addition, the simulated scenarios are based on two levels of heritability and two genetic architectures, constituting in four scenarios, which were simulated ten times each assuming absence of dominance. In order to demonstrate the applicability of the study to genetic improvement, were evaluated six characteristics of productivity of a real data set Asian rice Oryza sativa (Number of panicles per plant, plant height, panicle length, number of panicles in the tiller primary, number of seeds per panicle and spikelets per panicle) corresponding to 370 accessions of rice, which were genotyped for 44.100 markers SNPs. In both cases (simulated and real data) the independent validation was used and the efficiency measures were calculated to compare the criteria. In general, the analyzes indicated that the first criterion (number of independent components equal to the number of principal components whose genomic values estimated by PCR showed highest accuracy) proved to be more efficient for both sets of data and presented the measures of efficiencies closer to the exhaustive method, with the advantage of requiring less computational time and effort. To complement the study, the third chapter consists of the application of the three most efficient criteria of chapter 2, which consist of the number of independent components equal to the number of components that leads the estimated genomic values via PCR to a highest accuracy value; to a lower value of bias and the PCR to 80% of explanation of the total variation of X considering the additive-dominant model. In the context of this model, the three dimensionality reduction methods (PCR, PLS and ICR) were applied taking into account the choice of the optimal number of components that leads to the additive genomic values, genomic values due to dominance or total genomic values (additive + dominance) to greater accuracy. All dimensionality reduction methods were compared with G-BLUP in terms of efficiency in the estimation of genomic values. Simulated populations were composed of 1.000 individuals from 20 families of complete siblings, with genotyped 2000 SNPs markers and analyzes corresponding to four scenarios (two levels of heritability × two genetic architectures). The simulations assumed complete dominance. The results of chapter 3 pointed out that the superiority of criterion 1 was maintained in the additive-dominant models. In addition, for the estimation of the additive effects and due to the dominance concomitantly by means of dimensionality reduction methods, it is recommended to use the number of components that drives the genomic value due to the dominance to a greater accuracy. In addition, when comparing the methodologies of dimensional reduction (ICR, PCR and PLS) with G-BLUP, it is verified that the PCR is superior in terms of accuracy and the method advantageously presents one of the smallest computational times in the execution of the analyzes. In addition, none of the methods considered adequately captured the simulated heritabilities and showed bias.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-13T14:32:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 866080 bytes, checksum: d00ec6f2914fbcc7fed97024d6833ea5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T14:32:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 866080 bytes, checksum: d00ec6f2914fbcc7fed97024d6833ea5 (MD5) Previous issue date: 2017-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A abóbora (Cucurbita moschata Duch.) possui grande potencial para utilização de suas sementes como fonte de óleo, com excelente qualidade nutricional. Uma grande dificuldade em aumentar a produtividade de óleo em abóbora é o seu hábito de crescimento, que em geral é indeterminado com caules rastejantes que atingem grandes distâncias, a partir da coroa central o que impede maiores adensamentos de plantio, proporcionando reduzida quantidade de plantas por área. No entanto, alguns genótipos apresentam hábito reduzido, os quais possuem entrenós mais curtos, que possibilitaria aumento da densidade e, consequentemente, maior produtividade de sementes e óleo por área. Dessa forma, a transferência de alelos que confere essa redução do entrenó para genótipos com alto teor de óleo possibilitaria maior produtividade de semente por área, consequentemente de óleo. Para aumentar a eficiência desse processo é necessário o entendimento da herança desse hábito, assim como dos descritores relacionados. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi estudar o controle genético de descritores morfoagronômicos e relacionados ao porte, visando reduzir o comprimento do entrenó e aumentar a produção de sementes e óleo em C. moshata. Para isso foi realizada análise de gerações, que permite avaliar simultaneamente várias gerações ou populações, incluindo genitores (P1 e P2 ), híbridos (F1 ) e gerações segregantes F 2 , além das derivadas de retrocruzamentos. O genitor P 1 é o acesso BGH 7319 pertencente ao Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH-UFV), acesso considerado promissor para produção de óleo funcional. O genitor P 2 é o cultivar Tronco Verde que possui o gene que confere a redução do entrenó, em homozigose. Foram avaliados 17 descritores relacionados ao porte, quatro ao florescimento, 11 aos frutos, sete as sementes e três de produção, totalizando 42 descritores. Todas as características avaliadas foram submetidas à análise de geração, em que foram estimadas as médias e variâncias aditivas, desvios da dominância, fenotípica, genética e ambiental. Para o modelo aditivo dominante, foram estimados os efeitos aditivos, dominantes e da média. Para o modelo completo foram estimados os efeitos das médias de todos os possíveis homozigotos, aditivos, dominantes e epistáticos: aditivo x aditivo, aditivo x dominante e dominante x dominante. Além disso, foram utilizados estimadores de máxima verossimilhança para determinar qual o melhor modelo genético em explicar as características de comprimento médio do entrenó antes e após o florescimento. O modelo aditivo dominante foi adequado para explicar 22 dos 42 descritores avaliados (52,42%). Para este modelo, o desvio de dominância foi significativo para 17 (77,27%) e para aqueles explicados pelo modelo completo foi significativo para 15 (75,00%), demonstrando sua grande influência no controle de tais descritores. Com a utilização de estimadores de máxima verossimilhança o modelo mais adequado para explicar o comprimento médio do entrenó antes do florescimento foi aquele que considera o gene de efeito maior com efeitos aditivos e de dominância mais poligenes de efeitos aditivos e de dominância sob influência do ambiente. Para o comprimento médio do entrenó após o florescimento o modelo mais adequando é aquele que considera apenas poligenes de efeitos aditivos mais efeitos ambientais. / The pumpkin seeds (Cucurbita moschata Duch.) has a great potential to be used as an oil source, which one has a high nutritional quality. Despite of that, there is a great difficult to increase the pumpkin oil production, related to type of plant pumpkin growth. The main features of pumpkin plant are undetermined growth, crawling stems which generally reach great distances from the central growth. As a result, occurs the inhibition of planting density and a less amount of pumpkin can be planting by area. As a possible solution, there is some genotypes of pumpkin which have a reduced habit growth and shorter internodes, providing a possibility to increase the planting density and consequently, higher seed and oil yields per area. This manner, the transference of these alleles, responsible by reduction of internodes of the training to genotypes with high oil content would allow higher seed productivity per area, consequently of oil. To increase the efficiency the allele transference process, it is necessary to understand the inheritance of this habit of plant growth, as well as related descriptors. Therefore, this research aimed to study the genetic control of morphoagronomic descriptors related to plant size, providing manner to reduce the length of internodes and increase the pumpkin seed and oil production in C. moshata. To undertake this research it was performed a generational analysis allowing the simultaneous evaluation of various generations or populations, including parents (P1 and P2 ), hybrids (F1 ), segregating generations F2 and those derived from backcrossing. The P 1 parent is the BGH 7319 access belonging to the Vegetable Germplasm Bank of the Federal University of Viçosa (BGH-UFV), an access considered promising to the production of functional oil. The P 2 parent is the Tronco Verde, cultivar that possesses the gene that confers the reduction of the internodes, in homozygous. Seventeen descriptors related to plant size, four to flowering, 11 to fruits, seven seeds and three of production were evaluated, totalizing 42 descriptors. All evaluated characteristics were submitted to the generation analysis, in which were estimated the means and additive, dominance deviations, phenotypic, genetic and environmental variances. To the dominant additive model were estimated the additive, dominant and means effects. In the complete model were estimated the effects of the means, additive, dominant, epistatic and of all possible homozygotes. In addition, maximum likelihood estimators were used to determine the best genetic model to explain the characteristics of length internode before and after flowering. The dominant additive model was adequate to explain 22 of the 42 descriptors evaluated (52.42%). To this model, the dominance deviation was significant for 17 (77.27%) and for those explained by the complete model it was significant for 15 (75.00%), demonstrating its great influence in the control of such descriptors. With the use of maximum likelihood estimators, the most adequate model to explain the length internode average before flowering was that considered the major effect gene with additive and dominance effects plus polygenes of additive effects and dominance, under influence of the environment. For the average length of the internodes after flowering the most suitable model is that considered only polygenes of additive effects plus environmental effects.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-06-14T12:08:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 459359 bytes, checksum: 33b2ffa38434f74a7e7b0705153c1a1f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T12:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 459359 bytes, checksum: 33b2ffa38434f74a7e7b0705153c1a1f (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A espécie Coffea arabica é autógama com base genética estreita e originada no sudoeste da Etiópia. As variedades botânicas de cafeeiros introduzidas no Brasil mais representativas foram a Típica e o Bourbon, as quais deram origem a outras variedades. A variedade Bourbon é a reconhecida internacionalmente por apresentar elevado potencial de bebida. E é, por isso, valorizada nos mercados de cafés especiais. Dessa forma é essencial para programas de melhoramento que essa espécie seja conservada em Bancos de Germoplasma. O Banco Ativo de Germoplasma (BAG) de café da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (Epamig), situado no município de Patrocínio, Minas Gerais, dá suporte aos programas de melhoramento e conta com 1596 acessos de café, destes, 140 foram registradas como Bourbon. O BAG de café da Epamig recebe o apoio do BAG de café da Universidade Federal de Viçosa (UFV), situado na Área Experimental do Fundão, no munícipio de Viçosa. Apesar de apresentarem uma ampla disponibilidade de características, esses bancos ainda não foram devidamente caracterizados, como é o caso do Bourbon, que ainda se tem muitas dúvidas sobre seus acessos, o que dificulta o uso no melhoramento e na comercialização. Para auxiliar a caracterização desses acessos, uma ferramenta útil é a utilização de marcadores moleculares, e os microssatélites são indicados para esse tipo de estudo. Diante disso, objetivou-se avaliar a diversidade genética por meio de marcadores moleculares SSR de acessos de Bourbon, além de variedades antigas e cultivadas, da coleção do BAG de café da Epamig. Esses acessos e variedades antigas e cultivadas foram denominados de populações, totalizado 14. Para as análises de variância molecular (AMOVA), discriminantes e de redes de correlação foram utilizados seis primers microssatélites (SSR), por apresentarem polimorfismo. Com base na AMOVA, observou-se maior variação genética dentro da população (64,88%) do que entre as populações (35,12%). Esses resultados sugerem que pode ter ocorrido polinização cruzada no local de coleta. Quanto à classificação das populações por análise discriminante observou-se que as populações tiveram similaridade com mais de uma população e algumas não tiveram similaridade com sua própria população. As populações caracterizadas pelo BAG como Bourbons foram analisados e, por similaridade, nenhum foi identificado como Bourbon, e sim como Sumatra, Catuaí Amarelo e alguns não foram bem distintos. Além disso, foram comparadas três características morfoagronômicas das quatro populações de possíveis Bourbons com as populações já identificadas como Bourbon Vermelho e Bourbon Amarelo. Observou-se variação para cor de broto nos indivíduos para as três populações caracterizadas como Bourbon Vermelho, e variação de porte na população caracterizada como Bourbon Amarelo. Pelos resultados obtidos, concluiu-se que existe uma maior variabilidade genética dentro das populações, e as quatro com classificação duvidosa de Bourbon apresentam similaridade com outras variedades. / Coffea arabica species is an autogamous with a narrow genetic base originating in southwestern Ethiopia. The most representative botanical varieties of coffee trees introduced in Brazil were Tipica and Bourbon, which gave rise to other cultivars. The Bourbon variety is internationally renowned for its high cup quality. Therefore, it is valued in the specialty coffee market. As a result, it is essential for breeding programs that this species be conserved in Germplasm Banks. The Agricultural Germplasm Bank (BAG) of the Agricultural Research Organization of Minas Gerais (EPAMIG), located in the municipality of Patrocínio, Minas Gerais, supports coffee breeding programs and has 1596 coffee accessions, of which 140 (like Bourbon) have been registered. The Epamig coffee BAG receives the support of the BAG of the Universidade Federal de Viçosa (UFV), located in the experimental area of the UFV, no municipality of Viçosa, Minas Gerais. Although they have a wide availability of characteristics, these banks have not yet been adequately characterized, as is the case of the Bourbon group, in which still there are many doubts about their accesses, which makes difficult to use in breeding and marketing. To help characterize these accesses, a useful tool is the use of molecular markers among which microsatellites are indicated for this type of study. The aim of this study was to evaluate the genetic diversity through SSR molecular markers of Bourbon accesses, as well as old and cultivated varieties, from EPAMIG's coffee BAG collection. These ancient and cultivated accesses and varieties were called populations, totaling 14 polymorphisms. For analysis of molecular variance (AMOVA), discriminant and correlation networks, six microsatellite primers (SSR) were used. Based on AMOVA, there was greater genetic variation within the population (64.88%) than among populations (35.12%). These results suggest that cross-pollination may have occurred at the collection site. As for the classification of populations by discriminant analysis, it was observed that the populations had similarity with more than one population and some did not have similarity with their own population. Populations characterized by BAG as Bourbons were analyzed and, by similarity, none were identified as Bourbon, but as Sumatra, Catuaí Amarelo and some were not very distinct. In addition, three morphoagronomic characteristics of the four populations of possible Bourbons were compared to populations already identified as Red Bourbon and Yellow Bourbon. Variation to bud color was observed in the individuals for the three populations characterized as Red Bourbon and variation of size in the population characterized as Yellow Bourbon. From the results obtained, it was concluded that there is a greater genetic variability within the populations and the four with uncertain classification of Bourbon presented similarity with other varieties.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-14T14:02:02Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 394941 bytes, checksum: 5fcd6edac5a87554999d6ac67014568c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T14:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 394941 bytes, checksum: 5fcd6edac5a87554999d6ac67014568c (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Os objetivos deste trabalho foram obter informações sobre os parâmetros genéticos de um dialelo parcial em feijão, bem como, avaliar os efeitos de safras, locais e gerações nestas estimativas com o intuito de definir as melhores estratégias para uso da análise dialélica como metodologia de seleção de genitores e de populações no melhoramento do feijoeiro. Para isso, foram utilizados cinco genitores de feijão de grãos pretos e sete genitores de grãos carioca, os quais diferem quanto à arquitetura de plantas, produtividade de grãos, resistência a doenças e tipo de grãos. Estes genitores foram cruzados em esquema de dialelo parcial (5 x 7). Os cinco genitores de grãos preto (L 20, Xamego, TB 94-01, BRS Valente e Diamante Negro) compuseram o grupo 1, enquanto os sete genitores de grãos tipo carioca (RP 1, BRS Estilo, VC 12, VC 20, CNFC 10720, MAI 1813 e VC 16) o grupo 2. As gerações F 1 e F 2 foram avaliadas em quatro experimentos (I, II, III e IV). Na quantificação do efeito de safras utilizou-se os experimentos I e II, em que a geração F 1 foi avaliada em duas safras distintas. Para quantificar o efeito de locais utilizou-se os experimentos III e IV, em que a geração F 2 foi avaliada na mesma safra, porém em locais diferentes e para quantificar o efeito de gerações, utilizou-se os experimentos II (geração F 1 ) e III (geração F 2 ) avaliados em uma mesma safra e local. As estimativas de parâmetros genéticos do dialelo parcial quanto à produtividade de grãos foram afetadas pelos efeitos de safras e locais. Quanto à arquitetura de plantas as estimativas de parâmetros genéticos não são afetadas pelos efeitos de safras e locais, mas pelos efeitos de gerações. Para arquitetura de planta a obtenção de estimativas dos parâmetros genéticos da análise dialélica parcial em feijoeiro deve ser realizada com base na geração F 1 , enquanto que para produtividade pode se basear tanto em F 1 quanto em F 2 . O genitor TB 94-01 se destacou quanto à frequência de alelos favoráveis quanto à arquitetura de plantas. Já para produtividade de grãos os genitores Diamante Negro, BRS Estilo, CNFC 10720 e VC 16 se destacaram quanto à frequência de alelos favoraveis. O intercruzamento entre as combinações híbridas BRS Valente/BRS Estilo, L20/BRS Estilo, TB 94-01/VC 16, Diamante Negro/BRS Estilo é estratégia promissora para extração de linhagens de feijão preto superiores quanto à produtividade de grãos e arquitetura de plantas. / The objectives of this work were to obtain information about genetic parameters of a partial diallel in common bean, as well as to evaluate the effects of growing seasons, locations and generations in these estimates in order to define the best strategies for the use of diallel analysis as methodology of selection of parents and populations in common bean breeding. For this purpose, twelve parents were crossed in a partial diallel scheme (5x7). Group 1 was composed of black grain (L 20,Xamego, TB 94-01, BRS Valente and Diamante Negro) while the second group was composed of carioca bean lines (RP 1, BRS Estilo, VC 12, VC 20, CNFC 10720, MAI 1813and VC 16). These parents differ in plant architecture, grain yield, disease resistance and grain type.The F 1 and F 2 generations were evaluated in four experiments (I, II, III, and IV).The effects of seasons were determined in the Experiments I and II, in which the F 1 generation was evaluated in two distinct growing seasons. To quantify the effect of locations, we used Experiments III and IV, in which the F 2 generation was evaluated in the same season, but at different locations, and to quantify the effect of generations, the experiments II (generation F 1 ) and III (F 2 generation) were evaluated in the same season and location. For plant architecture, an effect of the interaction of the genetic parameters of the diallel was only observed for generations, whereas for grain yield, effects of seasons and location, but not of generations were observed. For plant architecture, the combining ability of parents should therefore be estimated for the F 1 generation, while for grain yield, both F 1 and F 2 can be used. For plant architecture, the parent TB 94-01 stand out for favorable alleles. For grain yield the parents Diamante Negro, BRS Estilo, CNFC 10720 and VC 16 stand out for the frequency of favorable alleles. The recombination between cross BRS Valente / BRS Estilo, L20 / BRS Estilo, TB 94-01 / VC 16, Diamante Negro / BRS Estilo combinations is a promising strategy for extraction of superior black bean lines in grain yield and plant architecture.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-15T18:17:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1298965 bytes, checksum: 1311dc011ddeb43dcab8e236f7db6e5c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T18:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1298965 bytes, checksum: 1311dc011ddeb43dcab8e236f7db6e5c (MD5) Previous issue date: 2018-01-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As análises biométricas empregadas nos programas de melhoramento genético de espécies de Eucalyptus têm possibilitado a tomada de decisões por parte dos pesquisadores de forma acurada. Esses trabalhos vêm provendo relevantes informações sobre procedimentos e estratégias de melhoramento florestal. Levando em conta a necessidade de ampliação das informações acerca do entendimento de fenômenos biológicos impactantes na rotina de programas de melhoramento do eucalipto, esse estudo objetivou aplicar ferramentas biométricas para entendimento e resolução de problemas práticos, assim como propor novas estratégias para otimização de processos inerentes a esses programas. Dois diferentes experimentos clonais foram conduzidos na empresa CMPC Celulose Riograndense e um teste de progênies na empresa Cenibra. A partir do estudo do desempenho de clones de eucalipto em arranjos experimentais de parcela de planta única/single-tree-plot (PPU/STP) e parcelas quadradas/square plot (PQ/SP) realizados na CMPC Celulose Riograndense, foi possível constatar uma taxa de decréscimo de produtividade estimada para clones agressivos plantados em PPU em relação a PQ de 26%. Ademais, experimentos de eucalipto em PPU e PQ apresentam alta correspondência em termos de ordenamento genético. A partir da avaliação da habilidade competitiva de clones em PPU e PQ foram constatadas as seguintes classes de competição de clones: clones agressivos, homeostáticos e sensíveis à competição. Baseado nessas classes, foi proposto o plantio multiclonal otimizado, o qual propõe a combinação de clones agressivos e homeostáticos no plantio comercial, como uma forma de incrementar a produtividade média total do plantio. Avaliando-se o comportamento da interação genótipo por ambientes em testes clonais instalados na empresa CMPC Celulose Riograndense aos três e nove anos, constatou-se que o padrão de estratificação ambiental se modificou com o tempo para o caráter incremento médio anual (IMA, m 3 .ha -1 .ano -1 ). A causa da mudança da estratificação ao longo do tempo ocorreu devido ao caráter volumétrico em questão. Índices de seleção envolvendo caracteres de qualidade da madeira apresentam maior potencial de detecção de estratificação ambiental de forma precoce aos três anos. A estratificação em zonas de melhoramento se deu em virtude de similaridade de solos entre os ambientes avaliados. O uso de ferramentas biométricas possibilitou a otimização de seleção de um teste de progênies de famílias de irmãos completos de eucalipto instalados nas áreas da empresa Cenibra. Diversos cenários de montagem de pomares de sementes por mudas foram simulados. O cenário que maximizou os ganhos e minimizou a endogamia foi composto pelas sete melhores famílias com os melhores dez indivíduos em cada uma. Neste experimento constatou-se que os genótipos mais produtivos eram híbridos triplos, demonstrando a importância da busca pela heterose no melhoramento do eucalipto via cruzamento de genótipos superiores e divergentes geneticamente. Os resultados favoráveis em termos de ganho com seleção nas simulações dos cenários indicaram que, futuramente, este experimento poderá ser transformado em pomares de sementes por mudas. A correta utilização de ferramentas de Genética Quantitativa e Estatística permitiram a otimização dos programas de melhoramento do eucalipto propostos no presente trabalho, demonstrando a importância das análises biométricas na obtenção de resultados práticos, geração de novos conceitos e estratégias e tomadas de decisão acertadas pelo pesquisador. / Biometric analyzes used in the breeding programs of Eucalyptus species have allowed the researchers making decisions accurately. These works have provided relevant information on forest improvement procedures and strategies. Taking into account the need to expand information about the understanding of biological phenomena impacting the routine of eucalypt breeding programs, this study aimed to apply biometric tools to understand and solve practical problems, as well as to propose new strategies for optimization of inherent processes to these programs. Two different clonal experiments were conducted at CMPC Celulose Riograndense and a progeny test at Cenibra. From the study of the performance of eucalyptus clones in experimental arrangements of single-tree- plot (STP) and square plots (SP) performed at CMPC Celulose Riograndense, it was possible to observe an estimated rate of decrease of productivity for aggressive clones planted in STP of 26%. In addition, experiments of eucalyptus in STP and SP present high correspondence in terms of genetic ranking. From the evaluation of the competitive ability of clones in STP and SP, the following competition classes of clones were observed: aggressive, homeostatic and sensitive clones to competition. Based on these classes, it was proposed the optimized multiclonal plantation, which relies on the combination of aggressive and homeostatic clones in the commercial stand, as a way to increase the average total productivity of the plantation. Evaluating the behavior of genotype by environmental interaction in clonal tests installed at the company CMPC Celulose Riograndense at three and nine years, it was verified that the environmental stratification pattern changed over time for the mean annual increment (MAI, m 3 .ha -1 .year -1 ). The cause stratification changing of over time occurred because of the volumetric character in question. Selection indices involving wood quality characters present greater potential for detection of environmental stratification early at three years. The stratification in areas of improvement was due to the similarity of soils between the evaluated environments. The use of biometric tools enabled the selection optimization of a progeny test composed by full-sib families of Eucalyptus trees installed in the areas of Cenibra. Several scenarios for assembling seed orchards by seedlings were simulated. The chosen scenario maximized gains and minimized inbreeding by choosing seven best families with the best ten individuals in each. In this experiment it was verified that the most productive genotypes were three-way- cross hybrids, demonstrating the importance of heterosis search in the improvement of eucalyptus via crossing of superior and genetically divergent genotypes. The favorable results in terms of gain with selection in the simulations of the scenarios indicated that, in the future, this experiment could be transformed into seed orchards by seedlings. The correct use of Quantitative Genetics and Statistical Genetics tools allowed the optimization of Eucalyptus breeding programs proposed in the present study, demonstrating the importance of biometric analysis in obtaining practical results, generation of new concepts and strategies, and decision making made by the researcher.

Orientador : Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlvarezMejia_Fernando_M.pdf: 2448556 bytes, checksum: ed0e8e7abe5f2b085b7281d4f54973fb (MD5) Previous issue date: 1983 / Mestrado / Mestre em Engenharia Agrícola

A riqueza de espécies forrageiras presentes nos distintos Biomas brasileiros propicia a inserção de espécies nativas nos programas de melhoramento genético. O gênero Paspalum está entre os mais importantes por possuir cerca de 62 espécies, onde muitas dessas apresentam potencial produtivo forrageiro. Dentre as espécies destaca-se Paspalum notatum com ecótipos que possuem superioridade produtiva quando comparados a cultivares, o que contribui para que a espécie seja candidata ao lançamento de novas cultivares. Houve variabilidade para o caráter produção de massa seca total quando os ecótipos e híbridos foram submetidos ao fotoperíodo estendido e natural, sendo que o caráter apresentou alta herdabilidade, o que possibilita ganhos na seleção. Os ecótipos de Paspalum notatum respondem de forma positiva aos níveis crescentes de fertilização nitrogenada, sendo as maiores respostas quando o fertilizante foi aplicado na época de crescimento da espécie. Foram selecionados ecótipos que apresentaram as maiores produções de massa seca total e de folhas, maiores ciclos de produção de forragem, além de alta relação folha:colmo. A hibridação intraespecífica apresentou variabilidade para todos os caracteres agronômicos avaliados, o que possibilita êxito na seleção de constituições genéticas superiores para o desempenho de caracteres ligados à produção de forragem. A variável produção de massa seca de folhas foi o caráter que apresentou maior correlação fenotípica com a produção de massa seca total. A maioria dos híbridos obtidos no presente estudo apresentaram produções de massa seca total e de folhas superiores aos ecótipos utilizados como genitores, assim como, a cultivar Pensacola. Os híbridos superiores para os caracteres agronômicos foram selecionados para etapas subsequentes do programa de melhoramento de plantas forrageiras. / The abundance of forage species present in different Brazilian biomes allows for the inclusion of native species in breeding programs. The genus Paspalum is among the most important since it has around 62 species, many of which present forage production potential. Among these species Paspalum notatum stands out with ecotypes that have productive superiority compared to the cultivars, contributing to the species to be a candidate for the release of new cultivars. The character of production of total dry mass presented variability when the ecotypes and hybrids were subjected to extended and natural photoperiods and the character also presented high heritability, allowing gains in selection. The ecotypes of Paspalum notatum respond positively to increasing levels of nitrogen fertilization, and the highest responses occurred when the fertilizer was applied in the growth period of the species. The ecotypes selected were those that presented the highest productions of total dry mass and leaves and larger cycles of forage production, besides a high leaf:stem ratio. The intraspecific hybridization presented variability for all agronomic characters evaluated, allowing a successful selection of superior genotypes for the performance of characters related to forage production. The variable dry leaf mass production presented the highest phenotypic correlation with the production of total dry mass. Most hybrids obtained in this study, like the Pensacola cultivar, presented productions of total dry mass and leaves superior to the ecotypes used as parents, like the Pensacola cultivar. The superior hybrids for agronomic characters were selected for subsequent stages of the forage breeding program.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:22:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340768.pdf: 4219482 bytes, checksum: d608a114a77752c0cc8ec9aac75e3836 (MD5) Previous issue date: 2016 / Araucaria angustifolia e Podocarpus lambertii são coníferas brasileiras criticamente ameaçadas de extinção. Várias lacunas em diversas áreas de pesquisa como a fisiologia do desenvolvimento e biologia reprodutiva são obstáculos para o conhecimento, uso sustentável e proposição de medidas de conservação destes recursos genéticos. Entretanto, poucos estudos genômicos e transcriptômicos foram realizados nestas espécies. Este trabalho teve como principal objetivo o sequenciamento e a caracterização de transcriptomas de amostras de A. angustifolia (folhas, pólen e hastes) e P. lambertii (folhas). Um total de 341.278.253 (45.6 Gb) de leituras brutas foram obtidas da plataforma de sequenciamento de segunda geração Ion Proton, sendo utilizadas para a montagem referenciada e de novo dos transcriptomas, gerando 60.043 sequências contíguas. Em A. angustifolia, foram anotados, via gene onthology (GO) 4.354 unigenes distintos a partir do transcriptoma de folhas, 3.643 unigenes do transcriptoma de hastes e 9.354 unigenes do transcriptoma de pólen. Em P. lambertii foram identificados 4.649 unigenes no transcriptoma de folhas. A identificação e caracterização in silico e desenho de iniciadores de 56 marcadores moleculares microssatélites (SSR) e 259 marcadores de polimorfismo de base única (SNP) para as duas espécies foi realizada a partir dos dados disponíveis. Os motivos SSRs mais abundantes foram mononucleotídeos (39,7 %), seguidos por tetranucleotídeos (22,22 %) e trinucleotídeos (20,63 %). A relação entre o número de transversões e transições (Ti/Tv) foi de 2,15 para A. angustifolia e de 1,05 para P. lambertii. Os resultados obtidos para os marcadores SNPs apontam diferentes padrões na substituição de nucleotídeos entre as espécies, no entanto, os padrões dos marcadores SSRs foram muito semelhates entre Araucaria e Podocarpus. Este trabalho descreve os primeiros transcriptomas gerados de amostras coletadas a campo para ambas espécies e os resultados gerados fornecem subsídios que auxiliarão no entendimento sobre funções específicas de estruturas, evolução e servirão de base para futuros estudos funcionais e populacionais.<br> / Abstract : Araucaria angustifolia and Podocarpus lambertii are critically endangered brazilian conifers. Several gaps in many research areas like developmental phisiology and reproductive biology are obstacles to its knowledge, breeding, sustainable use of these genetic resources and proposition of conservation measures. However, few genomic and transcriptomic studies have been contucted on these species. The main objective of this work was the sequencing and characterization of transcriptomes from A. angustifolia (leaf, pollen and stem) and P. lambertii (leaf). A total of 341.278.253 (45.6 Gb) of raw reads were obtained from the Ion Proton second generation DNA sequencing platform and being used for reference based and de novo transcriptome assembly, generating 60.043 contigs. In A. angustifolia were annotated with the use of gene onthology (GO) 4.354 distinct unigenes from leaves transcriptome, 3.643 unigenes from stem and 9.354 unigenes from the pollen transcriptome. In P. lambertii were identified 4.649 unigenes from leaves transcriptome. In addition, sequence data allowed the in silico identification, characterization and primer design of 56 simple sequence repeats (SSR) and 259 single nucleotide polymorphisms (SNP) molecular markers for both species were performed from the available data. The most abundant SSR repeat motif was mononucleotide (39,7 %), followed by tetranucleotide (22,22 %) and trinucleotide (20,63 %). The ratio between transitions and transversions was 2,15 for A. angustifolia and 1,05 for P. lambertii. SNP results show distinct patterns for nucleotide substitutions between species, however, SSRs patterns were very similar between Araucaria and Podocarpus. This work therefore describes the first transcriptomes from field samples for both species and the results provide valuable resources for plant breeding, will further contribute on the understanding about tissue specific functions, conifers evolution and will be the base for future functional and populational studies.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-20T09:24:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 348341 bytes, checksum: e5935dcff9982767e3e1ad5f3c43353b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-20T09:24:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 348341 bytes, checksum: e5935dcff9982767e3e1ad5f3c43353b (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O germoplasma comercial de milho é oriundo de apenas sete linhagens endogâmicas, o que pode levar a vulnerabilidade genética deste a estresses abióticos e bióticos, e limitar os ganhos com a seleção no Brasil. A vulnerabilidade genética ocorre em culturas melhoradas de baixa variabilidade genética, presentes em grandes áreas. Por exemplo, a infestação de helmintosporiose em 1970 causou preocupação entre os melhoristas Norte- Americanos com a diversidade genética de seus híbridos. No Brasil, o mercado de sementes é dominado por poucas empresas: Monsanto® (35%), DuPont Pioneer® (30%), Dow Agrosciences® (15%), Syngenta® (10%) e Helix Sementes (4%). Assim é importante o monitoramento da diversidade genética que está sendo utilizada, pois as práticas de melhoramento, registro e marketing de novos cultivares podem conduzir a vulnerabilidade genética. Diante do exposto, o objetivo foi avaliar o risco de vulnerabilidade genética e as relações entre os germoplasmas comerciais brasileiros de milho e destes com os genitores da população Nested Association Mapping (NAM). Visando atender a esses objetivos foram utilizados os genótipos dos híbridos elite das empresas de maiores market-share no Brasil e os genitores da população NAM. Os híbridos foram genotipados para 700 marcadores do tipo SNP, por meio da plataforma Illumina GoldenGate®. Já os dados genômicos dos genitores da NAM foram obtidos no banco de dados do Panzea, os quais foram genotipados para 1536 SNP’s. Os dados dos marcadores para os genótipos foram submetidos às análises de correlação entre as frequências alélicas, estruturação populacional e diversidade genotípica. Pelo tamanho efetivo populacional evidenciou-se baixo risco de vulnerabilidade genética para o germoplasma comercial brasileiro. A distância genética entre o germoplasma comercial brasileiro é menor que a encontrada na NAM, sendo menor ainda entre os híbridos de mesma empresa. O germoplasma comercial brasileiro não apresentou relações estreitas com as linhagens genitoras da população NAM, com exceção da linhagem Norte-Americana B73, esta que pertenceu a mesma população pela estruturação populacional. Isto evidencia que a linhagem B73 ou seu grupo grupo heterótico (Iowa Stiff Stalk Synthetic) tiveram grande influência na formação do germoplasma comercial brasileiro. / The limited genetic variability of the Brazilian commercial maize germplasm, originated from only seven inbreed lines, could result in genetic vulnerability to abiotic and biotic stress, and also to limited selection gain. The genetic vulnerability happens to situations with low genetic variability, in large areas. The infection of Southern corn leaf blight in 70’s, concerned the North-American breeders about their hybrids genetic diversity. In Brazil, Monsanto®, DuPont Pioneer®, Dow Agrosciences® and Syngenta® have the largest seed market share. Therefore, it’s important to monitor the genetic diversity available in the country, because breeding practices, registration and marketing of new varieties could result in genetic vulnerability. Thus, the objectives of this study were to evaluate the risk of genetic vulnerability and the relationships between the Brazilian commercial maize germplasm and the Nested Association Mapping (NAM) genitors. Aiming to achieve these objectives, it was include in this work the elite hybrids of the largest market share companies in Brazil and the NAM genitors. The hybrids were genotyped by Illumina GoldenGate® platform, while the genomic data of NAM genitors were obtained in Panzea. The genotypes were subjected to linear correlation analysis, population structure and genetic diversity analysis. It was shown lower risk of genetic vulnerability with the Brazilian commercial germplasm. There is a narrow relationship within the Brazilian commercial germplasm, being closer between the hybrids of same company. The Brazilian commercial germplasm did not show close relationship with the NAM genitors, with exception of North-American line B73, which belonged to the same population of the population structure analysis. This showed that the line B73 or its heterotic group (Iowa Stiff Stalk Synthetic) had great influence at the Brazilian commercial germplasm formation.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-20T15:05:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 16390235 bytes, checksum: bf9c167c7ae478892635d42c1cdc9bff (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-20T15:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 16390235 bytes, checksum: bf9c167c7ae478892635d42c1cdc9bff (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Características reprodutivas em suínos como numero de natimortos (SB), numero total de nascidos (TNB) e numero de tetos (NT) são amplamente incluídos em programas de melhoramento devido suas importâncias na indústria. Ao contrário da maioria dos estudos de associação, que consideram fenótipos contínuos com um enfoque Gaussiano, estas características são conhecidas como variáveis discretas, podendo assim, potencialmente seguir outras distribuições como a Poisson. Além disso, apesar de haver vários estudos de associação genômica ampla (GWAS) sendo realizados, somente alguns vem explorando os significados biológicos dos genes identificados nestes estudos. O presente trabalho, usando análises pós-GWAS, fornece uma valiosa fonte de informações sobre genes identificados a partir de estudos de associação para características reprodutivas. As analises de distribuição em modelos genômicos demonstraram a importância em considerar modelos de contagem para SB. Além do mais, diferentes grupos de SNPs e blocos de QTL relevantes entre e dentro de cada estudo foram identificados, direcionando para a possibilidade de diferentes grupos de genes estarem desempenhando funções biológicas relacionadas a uma única característica. Deste modo, destacamos que a diversidade genômica entre populações/ambientes deve ser observada em programas de melhoramento de modo que populações de referência especificas para cada população/ambiente sejam consideradas em estudos genômicos. Com base nestes resultados, nós demonstramos a importância das análises pós-GWAS aumentando o entendimento biológico de genes relevantes para características complexas. / Reproductive traits in pigs, such as number of stillborn (SB), total number born (TNB) and number of teats (NT), are widely included in breeding programs due their importance to the industry. As opposite to most association studies that consider continuous phenotypes under Gaussian assumptions, these traits are characterized as discrete variable, which could potentially follow other distributions, such as the Poisson. In addition, even though many genome wide association studies (GWAS) have been performed, only a few studies have explored biological meanings of genes identified. The present study provided a rich information resource about genes identified using genome wide association approaches for reproductive traits. The distribution analyses in genomic models, highlighted the importance in consider counting models for SB. Moreover, different sets of relevant SNPs and QTL blocks across and within the studies were identified leading to the possibility of different set of genes playing biological roles related to a single complex trait. Thereby, we highlighted the genomic diversity across population/environments to be observed in breeding programs in such a way that population/environments specific reference populations might be considered in genomic analyses. Based on these results, we demonstrated the importance of post-GWAS analyses increasing the biological understanding of relevant genes for complex traits.