Mutual Information (MI) based methods are used to predict contact residues within proteins and between interacting proteins. There have been many high impact papers citing the successful use of MI for determining contact residues in a particular protein of interest, or in certain types of proteins, such as homotrimers. In this dissertation we have carried out a systematic study to assess if this popularly employed contact prediction tool is useful on a global scale. After testing original MI and leading MI based methods on large, cross-species datasets we found that in general the performance of these methods for predicting contact residues both within (intra-protein) and between proteins (inter-protein) is weak. We observe that all MI variants have a bias towards surface residues, and therefore predict surface residues instead of contact residues. This finding is in contrast to the relatively good performance of i-Patch (Hamer et al. [2010]), a statistical scoring tool for inter-protein contact prediction. i-Patch uses as input surface residues only, groups amino acids by physiochemical properties, and assumes the existence of patches of contact residues on interacting proteins. We examine whether using these ideas would improve the performance of MI. Since inter-protein contact residues are only on the surface of each protein, to disentangle surface from contact prediction we filtered out the confounding buried residues. We observed that considering surface residues only does indeed improve the interprotein contact prediction ability of all tested MI methods. We examined a specific "successful" case study in the literature and demonstrated that here, even when considering surface residues only, the most accurate MI based inter-protein contact predictor,MIc, performs no better than random. We have developed two novel MI variants; the first groups amino acids by their physiochemical properties, and the second considers patches of residues on the interacting proteins. In our analyses these new variants highlight the delicate trade-off between signal and noise that must be achieved when using MI for inter-protein contact prediction. The input for all tested MI methods is a multiple sequence alignment of homologous proteins. In a further attempt to understand why the MI methods perform poorly, we have investigated the influence of gaps in the alignment on intra-protein contact prediction. Our results suggest that depending on the evaluation criteria and the alignment construction algorithm employed, a gap cutoff of around 10% would maximise the performance of MI methods, whereas the popularly employed 0% gap cutoff may lead to predictions that are no better than random guesses. Based on the insight we have gained through our analyses, we end this dissertation by identifying a number of ways in which the contact residue prediction ability of MI variants may be improved, including direct coupling analysis.

La variété des structures colloïdales auto assemblées est principalement due à la présence d'interactions anisotropes. Nous présentons ici une méthode numérique pour étudier l'agrégation irréversible par patches de particules sphériques. Il s'agit d'une amélioration de la dynamique d’amas browniens prenant en compte les interactions par patches et les mouvements de rotation. Nous limitons notre étude aux particules à deux patches opposés de taille variable. Une interaction isotrope, faible, est également ajoutée pour modéliser une polymérisation par étape dans diverses conditions de solvant. Cet algorithme a été testé sur des chaînes isolées et nous avons retrouvé les propriétés statiques et dynamiques attendues. En jouant sur la balance entre la qualité du solvant et la taille des patches diverses morphologies hors-équilibres sont obtenues. Même dans la limite diluée, les collisions corrélées jouent un rôle important et une description de type Smoluchowski échoue. / The versatility of self assembling structures is mostly due to the presence of anisotropic interactions. We present a new simulation method to study irreversible patchy aggregation of spherical particles. It is a variation of the Brownian Cluster Dynamics method taking into account patchy interactions and rotational motions. We limit our case to particles with two oppositely located patches. The size of patches can vary and an isotropic interaction is superimposed around the particle to mimic step-polymerization with various solvent qualities. This new algorithm was successfully tested on single polymer chains and expected static and dynamic properties were recovered. Depending on the balance between solvent quality and patch size various out of equilibrium morphologies could be obtained. Even in the limit dilute solutions, correlated collisions play a key role and the Smoluchowski approach fails. We propose new directions for a better understanding of anisotropy effects on kinetics.

Les propriétés d'électrons en deux dimensions (2D) soulèvent des questions fondamentales qui ont été largement explorées au moyen des techniques théoriques de la matière condensée. L'extension de modèles classiques tel le modèle de Hubbard en 2D, en incluant par exemple plusieurs bandes électroniques, ore la possibilité d'accéder à des phénomèmes plus complexes, comme l'interaction du transport électronique et du magnétisme observé dans les composés de fermions lourds. Ces modèles sont en lien direct avec la question de couches minces couplées, les hétérostructures, qui sont depuis peu l'objet d'intenses recherches et orent la possibilité d'intéressantes applications. Dans ce contexte, nous étudions numériquement diérents syst èmes au moyen de la méthode du Monte Carlo Quantique du Déterminant. Tout d'abord, l'eet de la corrélation électronique dans un isolant de bande est évaluée, montrant en particulier l'absence d'une phase métallique intermédiaire. Un deuxième système est composé de deux bandes électroniques couplées, dans lequel l'eet de la largeur de bande de la partie corrélée est exploré de façon systématique. Finalement, nous étudions une interface métal-isolant, qui présente une phase intermédiaire surprenante lorsque le couplage à l'interface est ajusté. / The properties of electrons in two dimensions (2D) raise fundamental questions that have been extensively explored by condensed matter theory. Extending standard frameworks such as the 2D Hubbard model by accounting for more than one electronic band oers the opportunity to access more complex phenomena, such as the interplay between transport and magnetism found in heavy-fermions materials. Such models are directly connected to the problem of coupled layers in complex materials known as heterostructures, which have been widely studied and synthesized in recent years, and are expected to lead to important applications. In that context, we study numerically several systems, by mean of the Determinant Quantum Monte Carlo Method (DQMC). We rst analyze the eect of electronic correlation in a band insulator, showing in particular the absence of an intermediate metallic phase. A second system consists of two coupled bands that modelize a heavy fermion model, in which the role of the bandwidth of the correlated band is systematically investigated. Finally, we consider the case of a metal-insulator interface, unveiling an intriguing intermediate phase as the interfacial coupling is tuned.

Orientador: João Antonio da Costa Andrade / Banca: Mario Luiz Teixeira de Moraes / Banca: José Branco de Miranda Filho / Resumo: Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de verificar o progresso com seleção recorrente nos Compostos Flintisa e Dentado, além da potencialidade dos mesmos para um possível uso como variedades comerciais. Observou-se que os rendimentos médios dos melhores ciclos de seleção do Flintisa e do Dentado equipararam-se com as melhores cultivares comerciais, apresentando rendimento de 5,5 t/ha e 5,3 t/ha na condição de baixa tecnologia e 7,3 t/ha e 7,7 t/ha na condição de alta tecnologia, respectivamente. O ganho com seleção para menor altura de espigas foi quantificado em um decréscimo de 1,2% ao longo de doze ciclos seletivos no Flintisa e 11,9% ao longo dos quatro últimos ciclos seletivos no Dentado, na avaliação conjunta dos ambientes de alta e baixa tecnologia. Ao longo de todo o processo seletivo houve uma resposta correlacionada de -4,1%/ciclo no acamamento do Flintisa na avaliação em baixa tecnologia e de -5,2%/ciclo no Dentado em alta tecnologia. Os resultados indicam que a seleção foi eficiente em aumentar o rendimento e diminuir a altura de espigas quando o processo seletivo foi voltado especificamente para esses caracteres. A continuidade do programa deve ter como base a seleção entre progênies para REND e AE conjuntamente nos próximos ciclos, em ambos os compostos. / Abstract: This research was developed aiming to verify the progress after recurrent selection in Flintisa and Dentado Composite of maize, as well as the potentiality of the same population for a possible commercial use. It was observed that grain yield representing the best cycles of selection of Flintisa and Dentado (5.5 and 5.3 t/ha, in low technology; and 7.3 and 7.7 t/ha in high technology, respectively) were compared with the best commercial cultivars. The effect of selection on ear height resulted an average decrease of 1.2% after 12 cycles in Flintisa and 11.9% after four cycles in Dentado, evaluated under low and high technology. Along the selective process, the correlated responses for plant lodging were -4.1% per cycle for Flintisa in low technology and -5.2% per cycle in Dentado in high technology. The overall results indicated that selection was effective to increase grain yield and reduce ear height when the selection process was directed specifically for each trait. The continuity of the program shell is based on selection among progenies simultaneously for higher grain yield and lower ear height. / Mestre

Orientador: Ricardo Luís Doretto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-03T02:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_LeonardoDaSilvaGarcia_M.pdf: 1468749 bytes, checksum: 2f4e22a34c4a72b7b68eec6673285298 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Nesse trabalho, calculamos a entropia de emaranhamento de um antiferromagneto de Heisenberg dimerizado em uma rede quadrada. Dois padrões de dimerização distintos são considerados: colunar e alternado. Em ambos os casos, focamos na fase de sólidos de singletos (VBS) que é descrita pela representação dos operadores de ligação. Nesse formalismo, o hamiltoniano de spin original é mapeado em um modelo efetivo de bósons interagentes com excitações de tripleto. O hamiltoniano efetivo é estudado na aproximação harmônica e o espectro das excitações elementares e o diagrama de fase dos dois modelos dimerizados são determinados. Consideramos um subsistema unidimensional (cadeia) de comprimento $L$ dentro de uma rede quadrada com condições periódicas de contorno e calculamos a entropia de emaranhamento. Seguimos um procedimento analítico baseado na teoria de ondas de spin modificadas que havia sido desenvolvido originalmente para calcular a entropia de emaranhamento em fases magneticamente ordenadas. Em particular, esse procedimento nos permite considerar subsistemas unidimensionais compostos por até 200 sítios. Combinamos esse procedimento com o formalismo dos operadores de ligação na aproximação harmônica e mostramos que, para os dois modelos de Heisenberg dimerizados, a entropia de emaranhamento da fase VBS obedece uma lei de área. Tanto para a dimerização colunar quanto para a alternada, mostramos que a entropia de emaranhamento aumenta à medida que o sistema se aproxima da transição de fase quântica entre as fases Néel-VBS / Abstract: Nesse trabalho, calculamos a entropia de emaranhamento de um antiferromagneto de Heisenberg dimerizado em uma rede quadrada. Dois padrões de dimerização distintos são considerados: colunar e alternado. Em ambos os casos, focamos na fase de sólidos de singletos (VBS) que é descrita pela representação dos operadores de ligação. Nesse formalismo, o hamiltoniano de spin original é mapeado em um modelo efetivo de bósons interagentes com excitações de tripleto. O hamiltoniano efetivo é estudado na aproximação harmônica e o espectro das excitações elementares e o diagrama de fase dos dois modelos dimerizados são determinados. Consideramos um subsistema unidimensional (cadeia) de comprimento $L$ dentro de uma rede quadrada com condições periódicas de contorno e calculamos a entropia de emaranhamento. Seguimos um procedimento analítico baseado na teoria de ondas de spin modificadas que havia sido desenvolvido originalmente para calcular a entropia de emaranhamento em fases magneticamente ordenadas. Em particular, esse procedimento nos permite considerar subsistemas unidimensionais compostos por até 200 sítios. Combinamos esse procedimento com o formalismo dos operadores de ligação na aproximação harmônica e mostramos que, para os dois modelos de Heisenberg dimerizados, a entropia de emaranhamento da fase VBS obedece uma lei de área. Tanto para a dimerização colunar quanto para a alternada, mostramos que a entropia de emaranhamento aumenta à medida que o sistema se aproxima da transição de fase quântica entre as fases Néel-VBS / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1547615/2015 / CAPES

O objetivo principal deste trabalho é introduzir os modelos log-Birnbaum-Saunders mistos (log-BS mistos) e estender os resultados para os modelos log-Birnbaum-Saunders t-Student mistos (log-BS-t mistos). Os modelos log-BS são bastante conhecidos desde o trabalho de Rieck e Nedelman (1991) e particularmente receberam uma grande atenção nos últimos 10 anos com vários trabalhos publicados em periódicos internacionais. Contudo, o enfoque desses trabalhos tem sido em modelos log-BS ou log-BS generalizados com efeitos fixos, não havendo muita atenção para modelos com efeitos aleatórios. Inicialmente, apresentamos no trabalho uma revisão das distribuições Birnbaum-Saunders e Birnbaum-Saunders generalizada (BSG) e em seguida discutimos os modelos log-BS e log-BS-t com efeitos fixos, para os quais revisamos alguns resultados de estimação e diagnóstico. Os modelos log-BS mistos são então apresentados precedidos de uma revisão dos métodos de quadratura de Gauss Hermite (QGH). Embora a estimação dos parâmetros nos modelos log-BS mistos seja efetuada através do procedimento Proc NLMIXED do SAS (Littell et al, 1996), aplicamos o método de quadratura não adaptativa a fim de obtermos aproximações para o logaritmo da função de verossimilhança do modelo log-BS de intercepto aleatório. Com essas aproximações derivamos as funções escore e a matriz hessiana, além das curvaturas normais de influência local (Cook, 1986) para alguns esquemas de perturbação usuais. Os mesmos procedimentos são aplicados para os modelos log-BS-t de intercepto aleatório. Discussões sobre a predição dos efeitos aleatórios, teste para o componente de variância dos modelos com intercepto aleatório e análises de resíduos são também apresentados. Finalmente, comparamos os ajustes de modelos log-BS e log-BS mistos a um conjunto de dados reais. Métodos de diagnóstico são utilizados na comparação dos modelos ajustados. / The aim of this work is to introduce the log-Birnbaum-Saunders mixed models (log-BS mixed models) and to extend the results to log-Birnbaum-Saunders Student-t mixed models (log-BS-t mixed models). The log-BS models are well-known since the work by Rieck and Nedelman (1991) and particularly have received great attention in the last 10 years with various published papers in international journals. However, the emphasis given in such works has been in fixed-effects models with few attention given to random-effects models. Firstly, we present in this work a review on Birnbaum-Saunders and generalized Birnbaum-Saunders distributions and so we discuss log-BS and log-BS-t fixed-effects models for which some results on estimation and diagnostic are presented. Then, we introduce the log-BS mixed models preceded by a review on Gauss-Hermite quadrature. Although the parameter estimation of the marginal log-BS and log-BS-t mixed models are performed in the procedure NLMIXED of SAS (Littell et al., 1996), we apply the quadrature methods in order to obtain approximations for the likelihood function of the log-BS and log-BS-t random intercept models. These approximations are used to derive the respective score functions, observed information matrices as well as the normal curvature of local influence (Cook, 1986) under some usual perturbation schemes. Discussions on the prediction of the random effects, variance component tests and residual analysis are also given. Finally, we compare the fits of log-BS and log-BS-t mixed models to a real data set. Diagnostic methods are used in the comparisons.

[pt] Nesta tese investigamos os efeitos das interações elétron- elétron nas propriedades de transporte nanosistemas. Em particular, estudamos sistemas constituídos por dois pontos quânticos conectados a dois contatos, em diferentes topologias. O principal interesse é estudar os efeitos do regime Kondo e da fase eletrônica na condutância. Na configuração onde os dois pontos são inseridos em cada braço de um anel atravessado por um fluxo magnético, denotada por PPL, calculamos as fases das correntes que circulam através de cada braço do anel. Estas fases são determinadas pelo efeito Aharonov-Bohm combinado com a inflência da interação de muitos corpos das cargas nos pontos. Este sistema apresenta ressonância Kondo para um número par de elétrons em concordância com os resultados experimentais1. Outro aspecto interessante da configuração PPL é que, mesmo na ausência de fluxo magnético, pode existir circulação de corrente no anel, dependendo dos parâmetros escolhidos. Consideramos outras duas topologias que envolvem dois pontos quânticos acoplados através de interação de tunelamento. Em uma delas, denotada PAL, os dois pontos estão alinhados com os contatos, e na outra, a configuração PPD, um ponto está inserido nos contatos entanto que o outro interage só com o primeiro. No limite de acoplamento fraco, estas duas configurações apresentam características bem distintas, no só na dependência da condutância com o potencial de porta mas também na correlação de spin dos pontos quânticos. Ambas configurações apresentam ressonância Kondo para um número par de elétrons de diferente natureza. Quando cada ponto está carregado com um elétron, no caso da configuração PAL, os spins dos pontos quânticos estão descorrelacionados enquanto que, na configuração PPD, os spins estão correlacionados ferromagneticamente. No limite do acoplamento forte as propriedades de transporte das dois configurações são similares. Os sistemas discutidos acima são representados por o Hamiltoniano de Anderson de duas impurezas acopladas, o qual é resolvido diagonalizando exatamente um aglomerado que é embebido no resto do sistema. Desta forma obtemos as propriedades de transporte a T = 0. Para estudar a dependência com a temperatura utilizamos o método da equação de movimento (EOM) no limite da repulsão Coulombiana infinita. Aplicamos este método ao caso da topologia PPD, obteniendo resultados para baixas temperaturas consistente com os obtidos com o método do aglomerado. / [en] In this thesis we investigate the effects of the eletron- eletron interaction on the transport properties of nanosystems. In particular, we study systems constituted by two quantum dots conected to leads, in different topologies. Our main interest is to study the effects of the Kondo regime and the electronic phase on the conductance. In the configuration where the two dots are inserted in each arm of a ring threaded by a magnetic flux, denoted by PPL, we calculate the phases of the currents going along each arm of the ring. These phases are determined by the Aharonov-Bohm effect combined with the dots many body charging effects. This system presents the Kondo phenomenon for an even number (two) of electrons in the dots, in agreement with experimental results1. An interesting aspect of PPL configuration is that, even in the absence of magnetic flux there can be a circulating current around the ring, depending on the system parameters. In the two other topologies we consider the two quantum dots coupled through tunneling interaction. In one of them, denoted by PAL, the two dots are aligned with the leads, and in the other, the PPD configuration, one dot is inserted into the leads while the other interacts only with the first. In the weak coupling limit these two configurations present quite different features, not only on the dependence of the conductance on the gate potencials applied to the dots, but also on the dots spin correlation. Both configurations present Kondo resonance for an even number electrons. In the PAL configuration the spins of the charged dots are uncorrelated, while in the PPD configuration they are ferromagnetically correlated. In the strong tunneling coupling limit the transport properties of two interacting dot configurations are very similar. The systems discussed above are represented by an Anderson two- impurity first-neighbor tight-binding Hamiltonian, that is solved by exactly diagonalizing a cluster that is embebed into the rest of the system. In this way we obtain only the properties of the system at T = 0. In order to study temperature dependence phenomena we use the equation of motion method (EOM) in the limit of infinite Coulomb repulsion. We apply it to the dots in the PPD topology. The results for low temperatures are consistent with hose obtained with the cluster method.

O desenvolvimento de novos materiais tem tido papel fundamental nos recentes avanços tecnológicos. Esse progresso depende muito de fundamentos teóricos que abordem mecanismos microscópicos da matéria, ou seja, como átomos e moléculas interagem e geram configurações especiais, responsáveis pelo seu comportamento macroscópico. Dentre os materiais de interesse na atualidade estão os sistemas contendo impurezas magnéticas diluídas, isto é, átomos com camadas d ou f incompletas imersos, por exemplo, em metais não magnéticos, como átomos de ferro em uma matriz de cobre. Tradicionalmente, estes sistemas tem sido tratados através dos modelos de Kondo ou Anderson, os quais, desde os primeiros estudos na década de 1960, estão entre os mais importantes em física da matéria condensada. Neste trabalho, estudamos especificamente o modelo de Anderson de uma impureza. Ele se caracteriza por considerar uma correlação quando dois elétrons de spins opostos ocupam o nível localizado que representa a impureza. Além de, por outro termo no Hamiltoniano, contabilizar a hibridização eletrônica entre a banda de condução e a impureza, devido à superposição das funções de onda dos elétrons localizados e itinerantes. Em acréscimo ao modelo tradicional, incluímos um termo de hibridização adicional, que depende explicitamente do número de ocupação do nível localizado. Este termo de interação que acopla diretamente no Hamiltoniano o processo de hibridização e os efeitos de correlação é denominado de hibridização correlacionada. Através da estruturação e da consequente aplicação da técnica do Grupo de Renormalização Numérico - a qual estabelece uma transformação no Hamiltoniano, que a cada passo acrescenta uma escala de energia ao problema e constrói um método iterativo, no qual um Hamiltoniano é diagonalizado numericamente a cada iteração -, analisamos os efeitos de hibridização correlacionada sobre parte da física do modelo de Anderson de uma impureza. Em particular, isso é feito por meio de dados numéricos para a dependência da contribuição da impureza a três propriedades termodinâmicas - são elas: suscetibilidade magnética, calor específico e entropia - em função da temperatura, desde o topo da banda de condução até o nível de Fermi. / The development of new materials has been playing a fundamental role in the currently technological advances. This improvement is strongly dependent on the theoretical foundations which study the microscopic matter engine, i.e., the way atoms and molecules interact and create distinct configurations, responsible for their macroscopic behavior. Among the interesting materials, there are the dilute magnetic impurity systems. They are constituted by partially filled d or f orbital atoms immersed, for exemple, in nonmagnetic metals; like iron atoms in a copper background. Traditionally, such system has been described by the Kondo and Anderson models, which are, since the sixties, two of the most important models in condensed matter physics. In the present work, we specifically study the single-impurity Anderson model. It is characterized by taking correlation into account when two particles with opposite spins fill the impurity localized energy level. Beyond, by another term in the Hamiltonian, it considers the eletronic hybridization between impurity and conduction band, due their wave functions overlap. In addition to the usual model, we include a different hybridization term, which explicitly depends on localized level occupation number. This new interaction term, which couples hybridization process and correlation effects directy in the Hamiltonian, is named correlated hybridization. Through the exposition of Numerical Renormalization Group technique and its consequent enforcement - the procedure states a transformation in the Hamiltonian, where each step adds an energy scale to the problem and set up an iterative scheme, where a Hamiltonian is numerically diagonalized at each iteration - we analyse effects of correlated hybridization on part of the single-impurity Anderson model physics. In particular, this is done by numerical renormalization group data for the temperature dependence of the impurity contribution to three thermodynamical properties - they are: magnetic susceptibility, specific heat and entropy -, from the top of the conduction band until the Fermi level.

Depuis quelques années, les codes de calculs Monte Carlo évoluant qui couplent un code Monte Carlo, pour simuler le transport des neutrons, à un solveur déterministe, qui traite l'évolution des milieux dû à l'irradiation sous le flux neutronique, sont apparus. Ces codes permettent de résoudre les équations de Boltzmann et de Bateman dans des configurations complexes en trois dimensions et de s'affranchir des hypothèses multi-groupes utilisées par les solveurs déterministes. En contrepartie, l'utilisation du code Monte Carlo à chaque pas de temps requiert un temps de calcul prohibitif.Dans ce manuscrit, nous présentons une méthodologie originale évitant la répétition des simulations Monte Carlo coûteuses en temps et en les remplaçant par des perturbations. En effet, les différentes simulations Monte Carlo successives peuvent être vues comme des perturbations des concentrations isotopiques de la première simulation. Dans une première partie, nous présenterons donc cette méthode, ainsi que la méthode de perturbation utilisée: l'échantillonnage corrélé. Dans un second temps, nous mettrons en place un modèle théorique permettant d'étudier les caractéristiques de la méthode des échantillons corrélés afin de comprendre ses effets durant les calculs en évolution. Enfin, dans la troisième partie nous discuterons de l'implémentation de cette méthode dans TRIPOLI-4® en apportant quelques précisions sur le schéma de calcul qui apportera une accélération importante aux calculs en évolution. Nous commencerons par valider et optimiser le schéma de perturbation à travers l'étude de l'évolution d'une cellule de combustible de type REP. Puis cette technique sera utilisée sur un calcul d'un assemblage de type REP en début de cycle. Après avoir validé la méthode avec un calcul de référence, nous montrerons qu'elle peut accélérer les codes Monte Carlo évoluant standard de presque un ordre de grandeur. / For several years, Monte Carlo burnup/depletion codes have appeared, which couple Monte Carlo codes to simulate the neutron transport to deterministic methods, which handle the medium depletion due to the neutron flux. Solving Boltzmann and Bateman equations in such a way allows to track fine 3-dimensional effects and to get rid of multi-group hypotheses done by deterministic solvers. The counterpart is the prohibitive calculation time due to the Monte Carlo solver called at each time step.In this document we present an original methodology to avoid the repetitive and time-expensive Monte Carlo simulations, and to replace them by perturbation calculations: indeed the different burnup steps may be seen as perturbations of the isotopic concentration of an initial Monte Carlo simulation. In a first time we will present this method, and provide details on the perturbative technique used, namely the correlated sampling. In a second time we develop a theoretical model to study the features of the correlated sampling method to understand its effects on depletion calculations. In a third time the implementation of this method in the TRIPOLI-4® code will be discussed, as well as the precise calculation scheme a meme to bring important speed-up of the depletion calculation. We will begin to validate and optimize the perturbed depletion scheme with the calculation of a REP-like fuel cell depletion. Then this technique will be used to calculate the depletion of a REP-like assembly, studied at beginning of its cycle. After having validated the method with a reference calculation we will show that it can speed-up by nearly an order of magnitude standard Monte-Carlo depletion codes.

O elevado valor sócioeconômico da soja é atribuído, em grande parte, à combinação muito favorável de altos teores de proteína e óleo, juntamente com níveis adequados de produtividade de grãos. Porém, existe uma alta correlação negativa entre os teores de proteína e óleo, fato que dificulta o melhoramento simultâneo destes caracteres. Além disso, também existe tendência de correlação negativa e moderada entre o teor de proteína e a produtividade de grãos. Existem evidências de que a seleção para densidade da semente pode promover ganhos indiretos simultâneos no teor de proteína e na produtividade de grãos. Assim, os principais objetivos deste trabalho foram: a) estimar parâmetros genéticos relacionados com a herança da densidade da semente; b) avaliar a eficiência da seleção para densidade da semente no melhoramento do teor de proteína e da produtividade de grãos. Para o estudo de herança foram utilizados quatro cruzamentos diferentes: USP98-06.011.10 x Abura, MSOY 8001 x Abura, USP98-06.027.03 x Biloxi e USP98-06.009.01 x PI 239.235, sendo que os parentais e as plantas F2 foram avaliados durante a safra 2006/07. Já para avaliar as respostas correlacionadas à seleção para densidade da semente foram delineados três experimentos distintos: Experimento Inicial, no qual foram avaliadas 520 progênies F7:6, durante a safra 2005/06; Experimento Densidade, em que foram avaliadas 100 progênies F8:6 selecionadas para densidade da semente; Experimento Alimentos, em que foram avaliadas 100 progênies F8:6 selecionadas para soja tipo alimento. Os dois últimos experimentos foram realizados durante a safra 2006/07, e as progênies avaliadas neles foram selecionadas dentre as 520 progênies F7:6 do Experimento Inicial. Os resultados permitiram chegar as seguintes conclusões: a) existe ampla variabilidade genética para densidade da semente; b) a herdabilidade no sentido amplo para este caráter é baixa quando estimada na geração F2, mas em geração avançada de endogamia atinge valor alto; c) a herança genética é aditiva e, assim, o caráter não manifesta heterose; d) existe correlação moderada e positiva da densidade da semente com a produtividade de grãos e o teor de proteína e, por outro lado, a correlação entre a densidade da semente e o teor de óleo é negativa; e) é possível identificar genótipos tipo alimento com médias altas de produtividade de grãos e teor de proteína; f) a seleção para aumentar a densidade da semente é eficiente no melhoramento simultâneo do teor de proteína e da produtividade de grãos, permitindo a obtenção de genótipos com alta produtividade de proteína; g) a seleção para reduzir a densidade da semente não promove aumentos significativos do teor de óleo. / The high socioeconomic importance of soybean is mainly attributed to its much favorable combination of high protein and oil contents, together with appropriate levels of seed yield. However, there is a high negative correlation between protein and oil contents, fact that difficult the simultaneous breeding of these traits. Besides, also there is tendency of negative and moderate correlation between protein content and seed yield. There are evidences that the selection for seed density can promote indirect responses in protein content and seed yield, simultaneously. The main objectives of this work were: a) to estimate genetic parameters related to inheritance of seed density; b) to evaluate the efficiency of selection for seed density in breeding protein content and seed yield. In the inheritance study, four different crosses were used: USP98-06.011.10 x Abura, M-SOY 8001 x Abura, USP98-06.027.03 x Biloxi e USP98-06.009.01 x PI 239.235. The parents and F2 plants were evaluated during the 2006/07 season. For evaluating the correlated responses to selection for seed density three different experiments were designed: the Initial Experiment, in which were evaluated 520 F7:6 progenies, during the 2005/06 season; the Seed Density Experiment, in that were evaluated 100 F8:6 progenies selected for seed density; and the Food Soybean Experiment, in that were evaluated 100 F8:6 progenies selected for food type soybean. The last two experiments were accomplished during the 2006/07 season, and the progenies were selected among the 520 F7:6 progenies of the Initial Experiment. The results allowed the following conclusions: a) there is genetic variability for seed density; b) the broad sense heritability for seed density is low in F2 and high in advanced generations; c) the genetic inheritance is additive, because this, there is no heterosis for seed density; d) there is moderate and positive correlation of seed density with seed yield and protein content, but the correlation between seed density and oil content is negative; e) is possible to identify food type genotypes with high means of seed yield and protein content; f) the selection to increase seed density is efficient in breeding protein content and seed yield simultaneously, obtaining genotypes with high protein yield; g) the selection to reduce seed density promote no significant increases of oil content.