Orientador: Bruno Ettore Pavan / Resumo: Para aumentar a eficiência da seleção de indivíduos superiores, o uso de delineamentos experimentais e de métodos adequados de seleção são fundamentais. Este trabalho teve como objetivo verificar a influência de dois tamanhos de parcelas experimentais e comparar os ganhos obtidos com três índices de seleção e seleção direta e indireta aplicados aos valores genotípicos individuais em testes de progênies de E. camaldulensis, para os caracteres forma de fuste, DAP e altura total das árvores. O EXP 1 e EXP 2 foram implantados em delineamento de blocos casualizados, com 133 progênies e espaçamento de 3,0 m x 1,8 m. O EXP 1 foi composto por parcelas experimentais de 5 plantas e quatro repetições e no EXP 2 utilizou-se uma planta por parcela e 20 repetições. As estimativas de componentes de variância e parâmetros genéticos foram obtidas utilizando o método REML/BLUP. Os indivíduos foram selecionados com base nos valores genéticos aditivos individuais, por meio de seleção direta e indireta dos caracteres e por meio dos índices de seleção da soma de postos, dos ganhos genéticos esperados e do somatório Z. O experimento com uma planta por parcela se mostrou mais eficiente na seleção, proporcionando ganhos superiores para caracteres de crescimento e similares para forma de fuste, sendo recomendado para testes de progênies do gênero Eucalyptus. O EXP 2 proporcionou maiores ganhos genéticos com a seleção devido à maior herdabilidade estimada. Os índices de seleção da soma de postos e do ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order to increase the efficiency of selection of superior individuals, the use of experimental design and appropriate selection methods are crucial. This study aimed to investigate the influence of two sizes of plots and compare the gains made with three levels of selection, direct and indirect selection applied to individual genotypic values in E. camaldulensis progeny tests for the variables stem shape, DAP and total height of the trees. The EXP 1 and EXP 2 were established in a randomized complete block design with 133 progenies and spacing of 3.0 m x 1.8 m. The EXP 1 consisted of plots of 5 plants and four replications, and EXP 2 used a plant per plot and 20 replications. Estimates of variance components and genetic parameters were obtained using the REML / BLUP method. Those individuals were selected based on individual genetic additive values, through direct and indirect selection of characters and through the selection indexes of rank, the expected genetic gains and the sum Z. The experiment with one plant per plot was more efficient in the selection, providing superior gains for growth traits and similar to stem shape, being the right one for Eucalyptus progeny tests. In EXP 2 larger genetic gains were obtained with selection due to higher estimated heritability. The selection index of the rank and the sum Z were the most effective with slight superiority index of rank, due to the greater ease of selection by this index. / Mestre

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In Brazil, cotton is cultivated in several regions in different production systems, causing a high interaction genotypes x environments, which makes difficult to obtain adapted and stable materials. The objective of this work was to estimate the genetic parameters, sele c- tion index and phenotypic stability of upland cotton cultivars cultivated in the State of Mato Grosso. Sixteen genotypes were evaluated in eight environments of the State of Mato Grosso from the Regional Cotton Varieties Test from Cotton Breeding Program of Embrapa Cotton for the Savanna conditions in 2008/09 season. The evaluated characteristics were: seed cotton yield, fiber percentage, lint yield, fiber length, fiber strength and micronaire index. Individual and joint analyzes of variance were performed and the genetic parameters were estimated. The Mulamba & Mock selection index was applied and the adaptability and stability analysis was performed based on the GGE biplot multivariate methodology. Using the Mulamba & Mock index, the most productive and adapted genotypes were FM 993, FM 910, followed by CNPA MT 04-2080, BRS BURITI and CNPA MT 04-2088. In relation to the capture ratio of the GxA interaction in the first two axes by GGE biplot methodology it was observed 68.52% and 88.94%, for PROD and PRODF respectively. It was observed similarity in the behavior of the genotypes for the PROD and PRODF characteristics, the majority of the genotypes were stable in the set of environments, except for: BRS BURITI, DELTA OPAL and LD CV 02. As for the set of environments, it was observed that the Pedra Preta environment was the one that most contributed to the GxA interaction. There is genetic variability among the genotypes for the agronomic and fiber quality characteristics, and can be used for crosses in other cotton breeding programs, aiming at the incorporation of specific characteristics. The GGE biplot methodology proved to be very efficient to select stable and adapted genotypes in the cotton crop. / O algodoeiro é uma das mais importantes culturas do mundo, porque sua fibra é usada como matéria prima para a indústria têxtil e o beneficiamento da fibra gera subprodutos de grande valor comercial. No Brasil é cultivado em diversas regiões em diferentes sistemas de prod u- ção, causando uma elevada interação genótipos x ambientes, o que dificulta a obtenção de materiais adaptados e estáveis. O objetivo deste trabalho foi estimar os parâmetros genéticos, o índice de seleção e a estabilidade fenotípica de cultivares de algodoeiro herbáceo cultivados no Estado do Mato Grosso. Foram avaliados dezesseis genótipos em oito ambientes do Estado do Mato Grosso oriundos do Ensaio Regional de Cultivares de Algodoeiro para as condições do Cerrado, safra 2008/09. As características avaliadas foram: produtividade de algodão em caroço, porcentagem de fibras, produtividade da fibra, comprimento de fibras, resistência da fibra e o índice de micronaire. Realizou-se análises de variância individual, conjunta e esti- mou-se os parâmetros genéticos. Em seguida foi aplicado o índice de seleção de Mulamba & Mock e realizada a análise de adaptabilidade e estabilidade baseada na metodologia multiva- riada GGE biplot. Através do índice de Mulamba & Mock, os genótipos mais produtivos e adaptados foram: FM 993, FM 910, seguidos de CNPA MT 04 - 2080, BRS BURITI e CNPA MT 04 - 2088. Em relação a proporção de captura da interação GxA nos dois primeiros eixos pela metodologia GGE biplot para PROD e PRODF, observou-se 68,52% e 88,94%, respecti- vamente. Notou-se similaridade no comportamento dos genótipos para as características PROD e PRODF, a maioria dos genótipos apresentaram-se estáveis no conjunto de ambientes, com exceção de: BRS BURITI, DELTA OPAL e LD CV 02. Quanto ao conjunto de ambientes, verificou-se que o ambiente Pedra Preta foi o que mais contribuiu para a interação GxA. Exis- te variabilidade genética entre os genótipos para as características agronômicas e de qualidade de fibras, podendo serem utilizados para cruzamentos em outros programas de melhoramento do algodoeiro visando a incorporação de características especificas. A metodologia GGE b i- plot mostrou-se bastante eficiente para selecionar genótipos estáveis e adaptados na cultura do algodoeiro.

O milho-doce é um tipo especial de milho, de alto valor nutricional que acumula polissacarídeos solúveis de caráter adocicado no endosperma. O consumo deste vegetal está crescendo no Brasil. Sendo esse um dos maiores países produtores de milho do mundo, há também um enorme potencial de produção de milho-doce. Atualmente, existem 53 cultivares de milho-doce registradas no país, mas apenas uma predomina nas lavouras desta cultura. Nota-se uma demanda por novas cultivares de milho-doce adaptadas às condições tropicais, com altas produtividades e excelente qualidade dos grãos. Há também uma escassez de informações sobre a avaliação e obtenção de cultivares de milho-doce. Os objetivos deste trabalho compreenderam: (i) verificação da viabilidade da utilização de um testador com elevado nível de endogamia e mais selecionado, em relação aos testadores com menores níveis de endogamia e menos selecionados, para obtenção de testcrosses; (ii) verificação do progresso realizado nas médias dos testcrosses; (iii) estimação das correlações entre a produtividade de espigas e os componentes de produção; (iv) aplicação de um índice de seleção para caracterizar e selecionar os melhores testcrosses e (v) verificação da variância genética disponível após a seleção e autofecundação. Foram avaliadas duas populações de milho-doce, em que uma é testadora da outra. Os três tipos de testadores utilizados foram obtidos a partir de uma mistura de linhagens selecionadas da geração anterior, sendo assim eles possuíam duas etapas de seleção e três níveis de endogamia. Visando a seleção de linhagens, 176 testcrosses foram avaliados em duas épocas de plantio, em delineamento casualizado em blocos com três repetições. Foram avaliados os caracteres dias para florescimento masculino(FM), altura das plantas(AP), número de espigas comerciais(EC), produtividade das espigas comerciais(PE), comprimento das espigas(CE), diâmetro das espigas(DE) e enchimento de ponta(EP). Foram observadas diferenças significativas entre as médias dos testcrosses nas análises de variância individuais e conjuntas. As interações entre testcrosses e testadores, nas análises individuais, não apresentaram diferenças significativas, indicando que não houve mudança no ordenamento dos testcrosses quando se utilizaram diferentes testadores. Para a mesma interação, nas análises conjuntas foram estimadas as correlações de Spearman, que se mostraram, na grande maioria, significativas, ou seja, foi detectada correlação entre o ranqueamento dos testcrosses. Para todos os caracteres avaliados, os testcrosses exibiram médias iguais ou superiores à melhor testemunha. Não houve evidências claras da diminuição da variância genética dos testcrosses quando foram utilizados testadores mais endogâmicos e mais selecionados. O testador com endogamia equivalente à das linhagens testadas e mais selecionado mostrou-se tão eficiente quanto os testadores com endogamia menor e menos selecionado. Foram observados valores consideráveis para os progressos realizados nas médias dos testcrosses, na maioria superiores a 1%, quando a seleção se deu nos testadores e nas linhagens, destacando que a utilização de testadores selecionados maximiza as médias dos testcrosses. Observaram-se correlações genéticas positivas (rG≥0,556) entre a produtividade de espigas comerciais e os caracteres EC, CE, DE e EP. O índice utilizado classificou os testcrosses em relação a todos os caracteres avaliados simultaneamente e permitiu a seleção dos melhores. / Sweet corn is a special type of corn, with high nutritional value, which accumulates soluble polysaccharides in the endosperm, so it is sweeter than other types of corn. The consumption of sweet corn is increasing in Brazil. Being one of the major producers of corn in the world, there is also an enormous potential for the production of sweet corn. Currently, there are 53 sweet corn varieties registered in the country, but only one prevails in crops of this species. There is a demand for new varieties adapted to tropical conditions with high grain yield and superior grain quality. Additionally, there is not enough information about evaluation and development of sweet corn varieties for the Brazilian conditions. The goals of this project were: (i) to verify the feasibility of using a tester with high level of inbreeding and more selected in relation to testers with lower levels of inbreeding and less selected to obtain testcrosses; (ii) to verify the improvement of the testcross means; (iii) to estimate correlations between ear yield and production components; (iv) to apply a selection index to rank and select the best testcrosses and (v) to verify the genetic variance available after selection and selfing in the testcrosses. Two populations, where one was the tester of the other, were evaluated. In each cycle of selection testers were obtained from a mixture of selected inbred lines of the previous generation, leading to two levels of selection and three levels of inbreeding. For selection of inbred lines, 176 testcrosses were evaluated in two seasons, in randomized completed blocks with three replications. The traits days to male flowering (FM), plant height (AP), number of commercial ears (EC), ear yield (PE), ear length (CE), ear diameter (DE) and tip fill (EP) were evaluated. There were significant differences between testcross in the individual and the combined analysis of variance. Interactions between testcrosses and testers, from the individual analysis, in general, were not significant, indicating no change in the ranking of testcrosses when using different testers. For this interaction, from the joint analysis, Spearman\'s rank correlations were estimated and showed significance in most cases. For all variables, the testcross means were either equal to or greater than the best control. The level of selection underlying the constitution of a tester did not affect the genetic variance among testcrosses. The tester stemming from more selected inbred lines was as good as testers derived from less selected lines. There was progress in the testcross means, generally higher than 1%; the use of selected testers maximized testcross means. Positive genetic correlations (rG ≥ 0.556) were detected between ear yield and EC, CE, DE and EP traits. The selection index ranked the testcrosses for all traits evaluated simultaneously and allowed selecting the superior ones.

É inegável a importância do melhoramento genético. Na literatura reporta-se que na ausência do melhoramento a produtividade dos cultivos agrícolas poderia ter diminuído. Deste modo, é fundamental avaliar o progresso genético para otimizar a eficiência da seleção e avaliar as técnicas empregadas. O progresso genético foi estudado em várias culturas no Brasil e no mundo. Apesar de feitas interpretações do relacionamento entre caracteres, não foram encontrados na literatura métodos ou estimativas relacionadas ao progresso simultâneo quando mais de um caráter sofre seleção. Como os melhoristas se atém a seleção de mais de um caráter, ao estimar o progresso genético dever-se-ia considerar esse aspecto. Nesse sentido, vislumbrou-se a possibilidade de se reunir a informação de mais de um caráter, tal qual um índice em que restrições sobre o original de Smith representam os progressos individuais estimados. Isto posto, o objetivo deste trabalho foi estimar os progressos genéticos no melhoramento do tabaco para os caracteres de interesse e apresentar uma alternativa interpretativa de reunir os progressos individuais na estimativa do progresso simultâneo. Mensurou-se o progresso genético dos caracteres agronômicos e morfológicos ao longo de 40 anos de melhoramento de tabaco do grupo varietal Virginia pela avaliação de nove linhagens oriundas de quatro fases distintas no delineamento casualizado em blocos com quatro repetições em quatro locais representativos da cultura. Com base nas estimativas e no desenvolvimento teórico do índice com restrições apresentado, reuniram-se as estimativas referentes aos progressos individuais como uma forma de representar o progresso genético simultâneo. A análise de regressão mostrou ganhos significativos por era de 275,29kg há-1 para a produtividade de folhas curadas, o que representa um progresso de 10% da média do ciclo inicial. A altura de plantas, número de folhas expandidas, bem como a largura e comprimento das folhas também mostraram incrementos significativos. Devido à interação genótipos por ambientes, os progressos estimados na média dos quatro locais não são bons preditores dos progressos por local. O índice de qualidade geral e a remuneração do produtor não apresentaram os progressos esperados em razão de essas avaliações terem sido realizadas apenas nas fases finais da seleção. A estimativa do progresso simultâneo aferiu um incremento de 6% por era no cômputo dos caracteres avaliados e reflete o sucesso na seleção e melhoramento simultâneo desses caracteres. O índice desenvolvido não necessita arbitrar pesos econômicos, atende às restrições, e mostrou-se eficaz em reunir os progressos genéticos dos caracteres além de poder ser empregado com o propósito da seleção em níveis não independentes de seleção. / The importance of plant breeding is unquestionable. In the literature, it is reported that in the absence of crop improvement crop yield could have decreased. Therefore, it is crucial to evaluate the genetic progress in order to optimize the efficiency of the selection procedures and evaluate the employed techniques. Data on genetic progress were studied throughout the world as well as in Brazil. Besides the understanding of the underlying relationships between traits, there are no current methods or estimates regarding simultaneous progress, i.e., whenever more than one trait undergo selection. As the breeders generally carry out selection considering more than one trait, when estimating the genetic progress, this particular issue should be considered. In this context, it has become possible to summarize information from more than one trait, as an index, based on the classic Smith index with constraints which represent the estimates of individual traits progress. Thus, the objective of the present work was to estimate genetic progress in a tobacco breeding program and to present an interpretative and promising alternative to address the individual progress and hence estimate the simultaneous progress. The genetic progress of agronomic and morphological traits was estimated over a period of 40 years in which selection was carried out for obtaining superior inbred lines of the Virginia variety group. Nine inbred lines, derived from four distinct eras, were evaluated in randomized complete block designs with four replicates in four Brazilian representative sites of the tobacco crop. Based on both the results and theoretical developments of the constrained index, the estimates of individual progress were combined in order to represent the simultaneous genetic progress. The regression analysis showed a significant gain per era of 275.29kg ha-1 for cured leaf weight, corresponding to a progress of 10% relative to the estimated intercept. Traits such as plant height, expanded leaves, as well as width and length of leaves also showed a significant increase. Given the genotype by environment interaction, the estimated marginal progress of the four sites was not a good predictor of the progress at each site. On the other hand, the leaf quality index and the corresponding commercial value did not show the aimed trend due to the fact that both evaluations were performed at the final trials. The simultaneous progress increased the set of traits by 6% per era relative to the intercept. This reflects the sucess of selection and simultaneous improvement of traits. The proposed index does not require attributing economic weights, satisfies the restrictions, is effective in summarizing the genetic progress of multipletraits and can be applied considering multitrait selection through non independent culling levels.

Genomic selection consists of using predicted effects of genetic markers to predict breeding values and/or genotypic values of genotyped individuals. With this approach, selection can be carried based only on those predicted breeding values, reducing the need for further phenotypic evaluations. This represents a great advance in terms of cost and effectiveness of selection in breeding programs of all kinds of crops. In the first chapter of this work, we explore one of the ways genomic selection can be used to increase efficiency when breeding clonally propagated crops for multiple traits. Using stochastic simulations, we show that an economic selection index should be preferred over independent culling. Our results show that the use of genomic selection may render the cost-efficiency benefit of independent culling obsolete when all early generation individuals are genotyped and accurate prediction of all traits becomes available simultaneously. Despite the potential benefits of selecting based on predicted breeding values, for some clonally propagated species the complexity of their genomes limits the implementation of genomic selection in breeding programs. Since including allele dosage information has been shown to improve performance of genomic selection models in autotetraploid species, our objective in the second chapter of this work was to assess the accuracy of genome-wide prediction in the highly complex polyploid sugarcane when incorporating allele dosage information. In this chapter, we expanded GBLUP genomic selection models developed for autotetraploids to include higher levels of ploidy. Two types of model were used, one with additive effects only and one with additive and digenic dominance effects. We observed a modest improvement in the performance of the prediction model when ploidy and allele dosage estimates were included, indicating that this is a possible way of improving genomic selection in sugarcane. The results obtained in both studies can assist researchers and breeders of clonally propagated crops, opening new research opportunities and indicating the most efficient ways to implement genomic selection. / A seleção genômica consiste no uso de efeitos preditos de marcadores genéticos para predizer os valores genéticos e/ou genotípicos de indivíduos genotipados. Desta forma, a seleção de genótipos superiores pode ser feita baseada apenas em valores genéticos preditos, reduzindo a necessidade de avaliações fenotípicas subsequentes. Isto representa um grande avanço em termos de custos e eficiência da seleção em programas de melhoramento de todos os tipos de culturas. No primeiro capítulo deste trabalho, nós exploramos uma das maneiras com que a seleção genômica pode ser utilizada para aumentar a eficiência no melhoramento simultâneo para múltiplos caráteres em espécies de propagação vegetativa. Utilizando simulações estocásticas, nós mostramos que um índice de seleção econômico deve ser utilizado no lugar da eliminação independente (independent culling). Os resultados mostram que o uso da seleção genômica pode tornar o custo-benefício da eliminação independente obsoleto se indivíduos em gerações iniciais forem genotipados e predições acuradas para todos os caráteres estiverem disponíveis desde o início. Apesar dos potenciais benefícios de realizar a seleção com base em valores genéticos preditos, para algumas espécies de propagação vegetativa a complexidade de seus genomas é um fator limitante para a efetiva implementação da seleção genômica em programas de melhoramento. Considerando que incluir a informação de dosagem alélica melhorou a performance de modelos de seleção genômica em espécies autotetraploides, nosso objetivo no segundo capítulo deste trabalho foi avaliar a acurácia da predição genômica com informação de dosagem alélica em cana-de-açúcar, que é uma complexa espécie poliploide. Neste capítulo, nós expandimos modelos GBLUP de seleção genômica desenvolvidos para autotetraploides para incluir níveis mais altos de ploidia. Dois modelos foram utilizados, um modelo com somente efeitos aditivos e um modelo com efeitos aditivos e efeitos de dominância digênica. Nós observamos uma modesta melhora na performance do modelo preditivo quando estimativas de ploidia e dosagem alélica foram incluídas, indicando que esta é uma possível maneira de aprimorar a seleção genômica em cana-de-açúcar. Os resultados obtidos nos dois estudos podem auxiliar pesquisadores e melhoristas de espécies de propagação vegetativa, abrindo portas para novas pesquisas e indicando as maneiras mais eficientes para implementação da seleção genômica.

Os índices de seleção são combinações lineares de valores fenotípicos, resultando numa medida que concentra em único valor, os atributos positivos e negativos de cada genótipo para vários caracteres. Por necessitarem das estimativas das variâncias e covariâncias genotípicas e fenotípicas dos caracteres, esses índices são mais indicados para programas de seleção recorrente. Contudo, existem também outros tipos de índices não lineares, conhecidos como não paramétricos que, por não precisarem das estimativas dos parâmetros genéticos, podem ser utilizados na seleção de cultivares em fase final dos programas de melhoramento. Para essa situação, uma alternativa bastante promissora é o emprego do índice de seleção de cultivares proposto por Garcia (1998) que é uma medida de distância genética entre cada genótipo a um ideótipo. Esta técnica permite a aplicação de teste de comparação de médias e a identificação de genótipos com desempenhos abaixo dos critérios mínimos definidos pelo melhorista. Este trabalho teve como objetivos avaliar a viabilidade do índice proposto por Garcia (1998) na identificação de genótipos superiores de algodão, estimar os parâmetros de estabilidade do índice e verificar quanto da variação fenotípica do índice é de natureza genotípica. Foram utilizados quinze genótipos de algodoeiro do Ensaio Estadual de Algodoeiro Herbáceo (2000/01) avaliados em 27 locais sob o delineamento de blocos ao caso com quatro repetições. Os caracteres avaliados foram produtividade de algodão em caroço (kg/ha), altura de planta (cm), peso de um capulho (g), porcentagem de fibra (%), resistência da fibra (gf/tex), comprimento da fibra (mm), finura da fibra (IM), ramulose (notas) e bacteriose (notas) Os resultados obtidos evidenciaram que o índice proposto por Garcia (1998) identificou com eficiência as cultivares superiores com destaque para BRS AROEIRA, CNPA 97- 4565 e DELTA OPAL. As cultivares mais estáveis foram: CNPA CO 99-01, BRS IPÊ e BRS JATOBÁ, para o índice de seleção e BRS AROEIRA, BRS IPÊ e CNPA 99-01, para a produtividade. Os índices de seleção apresentaram médio e alto coeficiente de determinação genotípica, indicando que é possível antever o sucesso com a seleção utilizando as estimativas do índice proposto por Garcia (1998). Neste aspecto, recomenda-se complementar o emprego do índice de seleção com informações sobre a estabilidade e adaptabilidade das cultivares selecionadas sob condições favoráveis e desfavoráveis. / Selection indices are linear combinations of phenotypic values, which combine in one unique value the positive and negative attributes of each genotype for the characters evaluated. Because these indices need estimates of genetic and phenotypic variances and covariances, their use is best suited in recurrent selection programs. However, other types of non-linear indices also exist, and are known as non-parametric indices; these can be used in selection of cultivars at the final stage of breeding programs, since genetic parameter estimates are not a requirement. In this situation, the selection index developed by Garcia (1998) is a promising alternative. This index is an estimate of the genetic distance from each genotype to an "ideotype". This technique allows the comparison of means and the identification of genotypes with performances that meet the minimum requirements chosen by the breeder. The present work had the following objectives: to evaluate the viability of the Garcia index for the identification of superior genotypes, to estimate the stability parameters of the index and verify how much of the phenotypic variation is genotypic. Fifteen genotypes of the Upland cotton Variety Trials (Ensaio Estadual de Algodoeiro Herbáceo) - 2000/01 were evaluated in 27 locations in randomized complete block design with four replications. Characters assessed were: seed cotton yield (kg/ha), plant height (cm), boll mass (g), lint percentage (%), fiber strength (gf/tex), fiber length (mm), lint micronaire (IM), ramulosis (scores) and bacterial blight (scores). The data showed that the Garcia index identified superior cultivars successfully, as BRS AROEIRA, CNPA 97-4565 and DELTA OPAL. The most stable cultivars were: CNPA CO 99-01, BRS IPÊ and BRS JATOBÁ for selection index and BRS AROEIRA, BRS IPÊ e CNPA 99-01 for yield. The selection indices showed medium and high coefficient of genotypic determination indicating that is possible to expect selection success when the Garcia index is used. We suggest to complementing the use of the selection index with informations about stability and adaptability of the selected cultivars at favorable and unfavorable environments.

The Green Space Based Learning (GSBL) approach builds on a long-term partnership between a Research I university, surrounding community, and local school district, transforming underutilized community green space into an interactive educational tool to addresses national infrastructure and educational challenges. The GSBL approach is an educational platform for engaging K-12 and the local community in engineering design and construction of sustainable Green Infrastructure (GI) projects. GSBL was piloted as a part of a federally funded Research Experience for Teachers (RET) program in which teachers participated in two intensive 6-week summer research experiences and two consecutive academic year components. The summer experience focuses on the development of Science Technology Engineering and Mathematic (STEM) lessons and activities that meet Common Core and Next Generation Science Standards and the dissemination of the RET research experience. Approximately 400 K-12 students and teachers participated in both formal and informal educational activities that led to GSBL approach outputs throughout the academic year. These outputs included 4 Campus GI Challenge's for identifying areas of implementation and student driven GI design, the publication of 7 curricular products, the design and installation of 70 personal rain gardens and 8 bioretention cells (a type of GI), one of which was designed as a field scale research site within the Hillsborough County Public Schools (HCPS) district. The eight bioretention cells, seven of which are on three public school campuses and one located at a local community leader's house were designed and implemented as a result of university research, K-12 outreach, and community engagement. These sites were selected based on one or more hotspot factors (e.g. localized areas of flooding, access to site, presence of learning space, willingness to pay, property ownership, visibility of location) and designed to restore the hydrology and water quality to pre-development conditions. The bioretention cells were designed to capture a storm-event ranging from 1.27 cm to 2.54 cm and cost between $550 and $1,650 to construct depending on the design scope, scale, and installation methods. The installed bioretention systems route stormwater runoff to a ponding area sized approximately 2-5% of the total catchment area, are designed to capture between 31% and 67% of annual runoff (March 2010 - March 2015), and attenuate between 97,500 and 226,100 mg N annually. The educational sites were used to provide insight into hydraulic performance, maintenance requirements, and nutrient management impacts associated with bioretention design. Three of the bioretention cells (BR 1, BR 2, and BR 3) were used as a field research site for collecting bioretention plant performance data on 12 Florida native plant species, Coreopsis leavenworthii, Flaveria linearis, Salvia coccinea, Solidago fistulosa, Canna flaccida, Tradescantia ohiensis, Tripsacum dactyloides, Hymenocallis latifolia, Iris virginica, Sisyrinchium angustifolium, Spartina patens, and Equisetum hyemale. Mean baseline accumulated nitrogen concentration for tested species was 18.24 ± 5.76 mg N/g biomass. This compared to a harvested mean concentration rate of 12.28 ± 2.23 mg N/g biomass, a reduction of uptake capacity of nearly 33% after two growing seasons. This study found a similarity in mean total nitrogen concentration between baseline and harvested plant species for Flaveria linearis, Sisyrinchium angustifolium, Solidago fistulosa, Canna flaccida, Salvia coccinea, Spartina patens, and Coreopsis leavenworthii and a significant difference in means for Equisetum hyemale, Iris virginica, Salvia coccinea, and Tradescantia ohiensis. These harvested data were used to calculate mean total nitrogen concentration per square meter with Sisyrinchium angustifolium, Equisetum hyemale, Spartina patens, Solidago fistulosa, Salvia coccinea, Coreopsis leavenworthii, Iris virginica ranging from 286 mg N/m2 to 4,539 mg N/m2, and Canna flaccida, Flaveria linearis, Tradescantia ohiensis ranging from 12,428 mg N/m2 to 15,409 mg N/m2. Seven of the twelve species (Flaveria linearis, Equisetum hyemale, Iris virginica, Tripsacum dactyloides, Coreopsis leavenworthii, Salvia coccinea, Tradescantia ohiensis) displayed highly desirable results, ranking (>0.20x̅) when evaluated across 10 quantitative attributes and assessed for their applicability for the subtropical Tampa Bay area. This research developed a plant selection utility index (PSI) that allows for individual plant scoring based on qualitative and quantitative plant selection criteria. The qualitative PSI was used to evaluate 26 native and regionally friendly plant species commonly found within the subtropical Tampa Bay climate to provide an example and act as a template for selecting plant species. The qualitative PSI scores categorized the identified plant species as highly desirable (n=4, PSI ≥ 80), Flaveria linearis, Tripsacum dactyloides, Salvia coccinea, and Chamaecrista fasciculata; moderately desirable (n=15, 80 > PSI ≥65), Solidago fistulosa, Hymenocallis latifolia, Canna flaccida, Tradescantia ohiensis, Arachis glabrata, Mimosa strigillosa, Callicarpa Americana, Penta lanceolata, Monarda punctate, Muhlenbergia capillaris, Helianthus debilis, Glandularia tampensis, Silphium asteriscus, Stachytarpheta jamaicensis, and Coreopsis lanceolata; and least desirable (n=7, PSI < 65) Spartina patens, Equisetum hyemale, Sisyrinchium angustifolium, Iris virginica, Coreopsis leavenworthii, Myrcianthus fragrans, Zamia puila. The quantitative PSI was used to evaluate attributes of 11 of the 26 species within a 32.5 m2 field-scale bioretention system (BR 1, BR 2, and BR 3) ter two-growing seasons. The tested species scored as highly desirable (n=2, PSI ≥ 70) for Salvia coccinea, Tradescantia ohiensis; moderately desirable (n=5, 70 > PSI ≥ 50) for Equisetum hyemale, Sisyrinchium angustifolium, Solidago fistulosa, Iris virginica, Coreopsis leavenworthii, and least desirable (n=4, PSI < 50) for Spartina patens, Flaveria linearis, Canna flaccida, Hymenocallis latifolia. Both qualitative and quantitative scores were combined on a 0-200 scale to provide a list of recommended species based, ranking from high to low: Salvia coccinea (PSI=160), Tradescantia ohiensis (PSI = 148), Sisyrinchium angustifolium (PSI =127), Flaveria linearis (PSI = 125), Solidago fistulosa (PSI = 124), Iris virginica (PSI =121), Coreopsis leavenworthii (PSI = 117), Equisetum hyemale (PSI = 114), Canna flaccida (PSI = 104), Spartina patens (PSI = 103), Hymenocallis latifolia (PSI =90).

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Thus, the aim of this study was to estimate the components of (co) variances and genetic parameters of traits of economic importance, being, birth weight (BW), weight at 120 (P120) 210 (P210) 365 (P365) and 450 days of age (P450), adult cow weight (PAV), ribeye area (REA), fat thickness obtained between the 12th and 13th ribs (EG), subcutaneous fat thickness on the back (EGP8), scrotal circumference at 365 days of age (PE365), scrotal circumference at 450 days of age (PE450), age at first calving in months (IPP), and accumulated productivity in kilograms of calves weaned per cow / year (PAC) of Nelore cattle raised extensively on pasture. The data set for analysis in this study was obtained through five participating herds of Nelore Brazil Program of the National Association of Breeders and Researchers (ANCP), totaling 34,137 animals. Genetic parameters were estimated in univariate and two-trait animal models using the EM-REML algorithm available in the computational package REMLF90. Heritability estimates for direct additive effects were 0.27, 0.20, 0.20, 0.25, 0.36, 0.17, 0.37, 0.46, 0.10, 0.14, 0.53, 0.19, 0.25 for PN, P120, P210, P365, P450, PAV, PE365, PE450, IPP, PAC, AOL, EG and EGP8 respectively. The heritability for maternal additive effects were 0.04, 0.09, 0.09 and 0.04 for PN, P120, P210 and P365, respectively. The correlation between growth estimates of characters with the housing ranged from -0.72 to 0.97, and between growth and reproductive characters ranged from -0.70 to 0.97 and carcass characters with reproductive varied of -0.70 to 0.95, with all beneficial correlations. Estimates of heritability for the traits studied, except the IPP and PAC obtained in this study allow us to conclude that there is genetic variability in the studied herds, indicating the possibility of genetic progress if they are included as selection criteria. The obtained genetic correlations were positive, selection for increased a result in the improvement of the other. / A maior parte da carne bovina brasileira é produzida na região do Cerrado, onde a pecuária de corte é constituída basicamente por raças zebuínas bem adaptadas às condições de criação nos trópicos. Hoje, o maior desafio para esta atividade é otimizar o seu potencial econômico de maneira sustentável, ao mesmo tempo em que se preserva esse bioma rico em diversidade biológica. Apesar desse cenário favorável, os agentes econômicos envolvidos no processo de produção e comercialização da carne bovina reconhecem os baixos índices de produtividade da bovinocultura de corte no Brasil. Desta maneira, melhorar os índices de produtividade da raça Nelore é fundamental para que o País possa competir avidamente no mercado internacional. Assim, objetivou-se com este estudo estimar os componentes de (co)variâncias e parâmetros genéticos de caracteres de importância econômica, sendo, peso ao nascimento (PN), peso aos 120 (P120), 210 (P210), 365 (P365) e 450 dias de idade (P450), peso adulto da vaca (PAV), área de olho de lombo (AOL), espessura de gordura subcutânea obtido entre as 12ª e 13ª costelas (EG), espessura de gordura subcutânea na garupa (EGP8), perímetro escrotal aos 365 dias de idade (PE365) perímetro escrotal aos 450 dias de idade (PE450), idade ao primeiro parto em meses (IPP) e produtividade acumulada em kg de bezerros desmamados por vaca/ano (PAC) de bovinos da raça Nelore criados extensivamente a pasto. O conjunto de dados para análise do presente estudo foi obtido através de cinco rebanhos participantes do Programa Nelore Brasil da Associação Nacional de Criadores e Pesquisadores (ANCP), totalizando 34.137 animais. Os parâmetros genéticos foram estimados em análises uni e bicaracterísticas sob modelo animal, usando o algoritmo EM-REML disponível no pacote computacional REMLF90. As estimativas de herdabilidade para efeitos aditivos diretos foram de 0,27; 0,20; 0,20; 0,25; 0,36; 0,17; 0,37; 0,46; 0,10; 0,14; 0,53; 0,19; e 0,25 para PN; P120; P210; P365; P450; PAV; PE365; PE450; IPP; PAC; AOL; EG; e EGP8, respectivamente. As herdabilidades para os efeitos aditivos maternos foram, 0,04; 0,09; 0,09; e 0,04 para PN; P120; P210; e P365, respectivamente. As estimativas de correlação entre caracteres de crescimento com os de carcaça variaram de -0,72 a 0,97; entre os caracteres de crescimento e reprodutivos variaram entre -0,70 e 0,97; e os caracteres de carcaça com os reprodutivos variaram de -0,70 a 0,95, sendo todas correlações benéficas. As estimativas de herdabilidades para as características estudadas obtidas neste estudo, com exceção da IPP e PAC, permitem concluir que existe variabilidade genética nos rebanhos estudados, indicando a possibilidade de progresso genético se as mesmas forem incluídas como critérios de seleção. As correlações genéticas obtidas foram favoráveis, ou seja, a seleção para aumento de uma acarretará na melhoria da outra.

Os índices de seleção são combinações lineares de valores fenotípicos, resultando numa medida que concentra em único valor, os atributos positivos e negativos de cada genótipo para vários caracteres. Por necessitarem das estimativas das variâncias e covariâncias genotípicas e fenotípicas dos caracteres, esses índices são mais indicados para programas de seleção recorrente. Contudo, existem também outros tipos de índices não lineares, conhecidos como não paramétricos que, por não precisarem das estimativas dos parâmetros genéticos, podem ser utilizados na seleção de cultivares em fase final dos programas de melhoramento. Para essa situação, uma alternativa bastante promissora é o emprego do índice de seleção de cultivares proposto por Garcia (1998) que é uma medida de distância genética entre cada genótipo a um ideótipo. Esta técnica permite a aplicação de teste de comparação de médias e a identificação de genótipos com desempenhos abaixo dos critérios mínimos definidos pelo melhorista. Este trabalho teve como objetivos avaliar a viabilidade do índice proposto por Garcia (1998) na identificação de genótipos superiores de algodão, estimar os parâmetros de estabilidade do índice e verificar quanto da variação fenotípica do índice é de natureza genotípica. Foram utilizados quinze genótipos de algodoeiro do Ensaio Estadual de Algodoeiro Herbáceo (2000/01) avaliados em 27 locais sob o delineamento de blocos ao caso com quatro repetições. Os caracteres avaliados foram produtividade de algodão em caroço (kg/ha), altura de planta (cm), peso de um capulho (g), porcentagem de fibra (%), resistência da fibra (gf/tex), comprimento da fibra (mm), finura da fibra (IM), ramulose (notas) e bacteriose (notas) Os resultados obtidos evidenciaram que o índice proposto por Garcia (1998) identificou com eficiência as cultivares superiores com destaque para BRS AROEIRA, CNPA 97- 4565 e DELTA OPAL. As cultivares mais estáveis foram: CNPA CO 99-01, BRS IPÊ e BRS JATOBÁ, para o índice de seleção e BRS AROEIRA, BRS IPÊ e CNPA 99-01, para a produtividade. Os índices de seleção apresentaram médio e alto coeficiente de determinação genotípica, indicando que é possível antever o sucesso com a seleção utilizando as estimativas do índice proposto por Garcia (1998). Neste aspecto, recomenda-se complementar o emprego do índice de seleção com informações sobre a estabilidade e adaptabilidade das cultivares selecionadas sob condições favoráveis e desfavoráveis. / Selection indices are linear combinations of phenotypic values, which combine in one unique value the positive and negative attributes of each genotype for the characters evaluated. Because these indices need estimates of genetic and phenotypic variances and covariances, their use is best suited in recurrent selection programs. However, other types of non-linear indices also exist, and are known as non-parametric indices; these can be used in selection of cultivars at the final stage of breeding programs, since genetic parameter estimates are not a requirement. In this situation, the selection index developed by Garcia (1998) is a promising alternative. This index is an estimate of the genetic distance from each genotype to an “ideotype”. This technique allows the comparison of means and the identification of genotypes with performances that meet the minimum requirements chosen by the breeder. The present work had the following objectives: to evaluate the viability of the Garcia index for the identification of superior genotypes, to estimate the stability parameters of the index and verify how much of the phenotypic variation is genotypic. Fifteen genotypes of the Upland cotton Variety Trials (Ensaio Estadual de Algodoeiro Herbáceo) – 2000/01 were evaluated in 27 locations in randomized complete block design with four replications. Characters assessed were: seed cotton yield (kg/ha), plant height (cm), boll mass (g), lint percentage (%), fiber strength (gf/tex), fiber length (mm), lint micronaire (IM), ramulosis (scores) and bacterial blight (scores). The data showed that the Garcia index identified superior cultivars successfully, as BRS AROEIRA, CNPA 97-4565 and DELTA OPAL. The most stable cultivars were: CNPA CO 99-01, BRS IPÊ and BRS JATOBÁ for selection index and BRS AROEIRA, BRS IPÊ e CNPA 99-01 for yield. The selection indices showed medium and high coefficient of genotypic determination indicating that is possible to expect selection success when the Garcia index is used. We suggest to complementing the use of the selection index with informations about stability and adaptability of the selected cultivars at favorable and unfavorable environments.

A produção de leite em geral é a característica mais importante em programa de melhoramento animal de rebanhos leiteiros. Vários estudos tem sido conduzidos para no Gir Leiteiro envolvendo a estimação de parâmetros genéticos para características produtivas nos últimos anos, mas pequena atenção foi dada a saúde do úbere e características reprodutivas. Os índices de seleção são utilizados em vários países para selecionar animais mais lucrativos e para quantificar a resposta correlacionada entre as características a serem incluídas como objetivos de seleção. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um estudo visando a construção de índices de seleção para posterior utilização na classificação e seleção dos animais avaliados no programa de teste de progênie de bovinos Gir Leiteiro no Brasil. Componentes de (co) variância para a produção de leite (PL), gordura (G), proteína (P), porcentagem de gordura (G%), porcentagem de proteína (P%), escore de células somáticas (ECS), intervalo de partos (IDP) e idade ao primeiro parto (IPP) foram estimados usando informações de desempenho fornecidas pela Associação Brasileira de Criadores de Gir Leiteiro (ABCGIL). Os dados incluíram registros de 10.146 vacas, filhas de 1005 touros, com partos ocorridos entre 1989 e 2013, distribuídas em 289 rebanhos. As análises estatísticas foram realizadas utilizando modelo animal, em análises bivariadas pelo método de máxima verossimilhança restrita (REML). Sete diferentes índices foram propostos (chamados GPI = Gir Performance Index), com alternativos objetivos de seleção e fatores de ponderação. GPI-1: PL + G +P, incluindo os respectivos valores econômicos (VE$) das características. GPI-2: PL + P + IDP + IPP, incluindo os respectivos valores econômicos (VE$) para as características reprodutivas e ponderação zero para IDP e IPP; GPI-3: PL + P + IDP + IPP, incluindo os respectivos valores econômicos (VE$) para as características produtivas e para IDP, e ponderação zero para IPP. Baseados nas possíveis respostas esperadas obtidas nos índices anteriores, diferentes fatores de ponderação foram atribuídos para as características do GPI-4 ao GPI-7. GPI-4: 0.20*PL + 0.40*P - 0.30*IPP - 0.10*IDP; GPI-5: 0.10*PL + 0.50*P - 0.10*IPP - 0.30*IDP; GPI-6: 0.10*PL + 0.60*P - 0.10*IPP - 0.20*IDP e GPI-7: 0.10*PL + 0.30*P - 0.20*IPP - 0.40*IDP. O GPI-1, GPI-2, GPI-3 e GPI-4 apresentaram maiores respostas para a produção de leite. Pequenas diferenças nas respostas para P foram observadas entre os índices. A resposta para IDP diminuiu do GPI-1 ao GPI-7 o que pode ser favorável, pois diminuiria o IDP. Entretanto, não foram obsevadas grandes diferenças entre as respostas econômicas, indicando que é possível a seleção para características reprodutivas sem diminuir o lucro. Os resultados sugerem que a seleção somente para produção de leite poderia levar a um declínio no desempenho reprodutivo. A inclusão da PL, P, IDP e IPP como objetivos de seleção no programa desenvolvido pela ABCGIL poderia promover um equilíbrio entre o melhoramento das características produtivas e reprodutivas. No entanto, espera-se lenta resposta à seleção devido às baixas estimativas de herdabilidade das características. / Milk production traits in general are the most important trait in dairy cattle breeding program. Several studies have been conducted on Gir cattle involving the estimation of genetic parameters for milk production traits over last years, but small attention was given to udder health and reproductive traits. Selection indexes have been used around the world to select more profitable animals and to quantify the correlated response among all traits included in the breeding goal. Thus, the main goal of the present study was to develop a selection indexes for future use in the classification and selection of animals evaluated in a breeding program of Gir dairy cattle in Brazil. The estimate genetic parameters for 305d milk yield (MILK); fat yield (F), fat content (F%), protein yield (P), protein content (P%), lactation somatic cell score (LSCS), calving interval (CI) and age at first calving (AFC), were calculated using information on milk and reproduction traits provided by the Brazilian Association of Gir Dairy Breeders (ABCGIL). Dataset included records of 10,146 cows, daughters of 1,005 sires, who calved between 1989 and 2013, reared in 289 herds. The statistical analyses were carried out by an animal model, in bivariate analyses using the restricted maximum likelihood method. Seven different situations were created in the present study to define the breeding goals for Gir Dairy cattle (named GPI = Gir Performance Index). GPI-1; MILK + F + P, including the respective economic values (EV$) of traits; GPI-2: Milk + P + AFC + CI, including the respective economic values (EV$) for milk traits and zero for CI and AFC; GPI-3: M + P + AFC + CI, considering EV ($) for MILK, P, CI and zero for AFC. Based on possible expected responses obtained from previous indexes, different weighting factors were attributed to traits in GPI-4 to GPI-7. GPI-4: 0.20*MILK + 0.40*P - 0.30*AFC - 0.10*CI; GPI-5: 0.10*MILK + 0.50*P - 0.10*AFC - 0.30*CI; GPI-6: 0.10*MILK + 0.60*P - 0.10*AFC - 0.20*CI and GPI-7: 0.10*MILK + 0.30*P - 0.20*AFC - 0.40*CI. GPI-1, GPI-2, GPI-3 and GPI-4 provided higher genetic responses for MILK. Small differences on responses were observed for P across all indexes. Responses for CI decreased from GPI-1 to GPI-7, which could be favorable, however no differences among the economic selection response were observed, indicating that is possible include reproduction traits in the index without decrease the profit. These results suggest that the selection based only on the improvement of milk yield could lead to a decrease in reproduction performance. These results suggest that inclusion of MILK, P, CI and AFC traits in the breeding goals in the breeding program developed by ABCGIL could generate a balanced improvement of production and reproduction traits. However, is expected smal response to selection due to low heritability estimates for these traits.