Le cadre général de cette thèse est la question de la relation génotype-phénotype, abordée à travers l'analyse du phénomène d'hétérosis chez la levure, dans une approche associant biologie, mathématiques et statistiques. Antérieurement à ce travail, un très gros jeu de données hétérogènes, correspondant à différents niveaux d'organisation (protéomique, caractères de fermentation et traits d'histoire de vie), avait été recueilli sur un dispositif demi-diallèle entre 11 souches appartenant à deux espèces. Ce type de données est idéalement adapté pour la modélisation multi-échelle et pour tester des modèles de prédiction de la variation de phénotypes intégrés à partir de caractères protéiques et métaboliques (flux), tout en tenant compte des structures de dépendance entre variables et entre observations. J’ai d'abord décomposé, pour chaque caractère, la variance génétique totale en variances des effets additifs, de consanguinité et d'hétérosis, et j’ai montré que la distribution de ces composantes permettait de définir des groupes bien tranchés de protéines dans lesquels se plaçaient la plupart des caractères de fermentation et de traits d'histoire de vie. Au sein de ces groupes, les corrélations entre les variances des effets d'hétérosis et de consanguinité pouvaient être positives, négatives ou nulles, ce qui a constitué la première mise en évidence expérimentale d’un découplage possible entre les deux phénomènes. Le second volet de la thèse a consisté à interfacer les données de protéomique quantitative avec un modèle stœchiométrique du métabolisme carboné central de la levure, en utilisant une approche de modélisation à base de contraintes. M'appuyant sur un algorithme récent, j’ai cherché, dans l'espace des solutions possibles, celle qui minimisait la distance entre le vecteur de flux et le vecteur des abondances observées des protéines. J’ai ainsi pu prédire un ensemble de flux et comparer les patrons de corrélations entre caractères à plusieurs niveaux d'intégration. Les données révèlent deux grandes familles de caractères de fermentation ou de traits d'histoire de vie dont l'interprétation biochimique est cohérente en termes de trade-off, et qui n'avaient pas été mises en évidence à partir des seules données de protéomique quantitative. L'ensemble de mes travaux permet de mieux comprendre l'évolution de la relation entre génotype et phénotype. / The general framework of this thesis is the issue of the genotype-phenotype relationship, through the analysis of the heterosis phenomenon in yeast, in an approach combining biology, mathematics and statistics. Prior to this work, a very large set of heterogeneous data, corresponding to different levels of organization (proteomics, fermentation and life history traits), had been collected on a semi-diallel design involving 11 strains belonging to two species. This type of data is ideally suited for multi-scale modelling and for testing models for predicting the variation of integrated phenotypes from protein and metabolic (flux) traits, taking into account dependence patterns between variables and between observations. I first decomposed, for each trait, the total genetic variance into variances of additive, inbreeding and heterosis effects, and showed that the distribution of these components made it possible to define well-defined groups of proteins in which most of the characters of fermentation and life history traits took place. Within these groups, the correlations between the variances of heterosis and inbreeding effects could be positive, negative or null, which was the first experimental demonstration of a possible decoupling between the two phenomena. The second part of the thesis consisted of interfacing quantitative proteomic data with the yeast genome-scale metabolic model using a constraint-based modelling approach. Using a recent algorithm, I looked, in the space of possible solutions, for the one that minimized the distance between the flux vector and the vector of the observed abundances of proteins. I was able to predict unobserved fluxes, and to compare correlation patterns at different integration levels. Data allowed to distinguish between two major types of fermentation or life history traits whose biochemical interpretation is consistent in terms of trade-off, and which had not been highlighted from quantitative proteomic data alone. Altogether, my thesis work allows a better understanding of the evolution of the genotype-phenotype map.

El gazapo engordado en explotaciones comerciales proviene de un cruzamiento a tres vías, y por tanto su madre (cruce de dos líneas maternales) aporta el 50% de sus genes y es necesario estudiar los caracteres de crecimiento y consumo de pienso de estos gazapos. Por otro lado, existen gran cantidad de estudios que demuestran que la carne de conejo es una carne con poca grasa, poco colesterol y un elevado contenido en proteina, por lo que se debe estudiar estas características se pueden ver afectadas estas como consecuencia de la mejora genética. / Mínguez Balaguer, C. (2014). Genetic Analyses of Growth, Carcass and Meat Quality Traits in Maternal Lines of Rabbits and Their Diallel Cross/ Análisis Genético de Caracteres de Crecimiento, Matadero y Calidad de Carne en Lineas Maternales de Conejo y en su Cruzamiento Dialélico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/37981

Os principais caracteres a serem considerados em programas de melhoramento de milho visando tolerância a estresses abióticos são: prolificidade (PRO), intervalo de florescimento (IF), número de ramificações do pendão (NRP) e stay green (SG). Diversos autores sugeriram que esses caracteres podem estar relacionados à estabilidade da produção de grãos. Ademais, apesar da importância da responsividade e estabilidade da produção de grãos para a seleção de cultivares, há poucos relatos sobre a herança desses parâmetros, com resultados controversos. Os objetivos desse estudo foram investigar a relação entre a estabilidade e os caracteres relacionados à tolerância a estresses abióticos e a herança dos parâmetros responsividade e estabilidade da produção de grãos de milho. Foram avaliados dois Grupos de híbridos simples de milho: Grupo I (GI) consituído por 100 híbridos e o Grupo II (GII) por 48 híbridos, os quais foram avaliados respectivamente em 12 e 28 ambientes. Esses híbridos foram avaliados seguindo delineamento látice 10 x 10 e 7 x 7, compreendendo os 100 e 49 híbridos simples, respectivamente, com duas repetições por ambiente. Para completar o delineamento látice no GII, um híbrido simples comercial foi adicionado aos demais híbridos. Utilizando técnicas uni e multivariadas, as correlações entre os caracteres envolvendo tolerância a estresses abióticos, isto é, PRO, IF, NRP e SG, e os parâmetros de estabilidade apresentaram baixas magnitudes e, de forma geral, não diferiram de zero. Esses resultados indicaram que a estabilidade da produção de grãos e os caracteres relacionados à estresses abióticos são provavelmente independentes. Os resultados das análises dialélicas da responsividade e estabilidade mostraram que a contribuição da capacidade específica de combinação foi superior à capacidade geral de combinação para ambos os parâmetros nos dois Grupos de híbridos. Desta forma, os efeitos gênicos não aditivos (dominância e epistasia) foram mais importantes que os efeitos aditivos para a responsividade e estabilidade da produção de grãos. Apesar de os híbridos selecionados apresentarem os caracteres relacionados à tolerância a estresses abióticos de forma desejada e, assim, possivelmente reduzirem as flutuações da produção de grãos devido principalmente às instabilidades de precipitação, esses não possuem relação direta com os parâmetros de estabilidade. De qualquer forma, é importante que esses caracteres estejam inseridos nos programas de melhoramento de milho visando obter cultivares tolerantes a esses tipos de estresses. Também, a maior importância dos efeitos não aditivos em relação aos efeitos aditivos no controle da responsividade e estabilidade possui uma série de implicações para os programas de melhoramento de milho, uma vez que a seleção deverá ser realizada em cruzamentos de linhagens e não nas performances das linhagens per se. / The main traits considered in maize breeding programs aiming tolerance to abiotic stresses are: prolificacy (PRO), anthesis-silking interval (ASI), number of tassel branches (TB) and stay green (SG). Several authors have suggested that these traits would be related to maize grain yield stability. In addition, despite the importance of grain yield responsiveness and stability for the cultivars selection, there are few reports about the inheritance of these parameters, and they usually have controversial results. The objectives of this study were to investigate the relationship between stability and traits related to tolerance to abiotic stresses and the inheritance of maize grain yield responsiveness and stability parameters. Two groups of maize single-crosses were evaluated: Group I (GI) consisted of 100 single-crosses and Group II (GII) of 48 single-crosses, respectively evaluated in 12 and 28 environments. These hybrids were evaluated following a 10 x 10 and a 7 x 7 lattice designs comprising the 100 and 49 single-crosses, respectively, with two replications per environment. To complete the lattice design in GII a commercial single-cross was added to entries. Using univariate and multivariate techniques, the correlations between the traits involving abiotic stress tolerance, i.e., PRO, ASI, TB and SG, and stability parameters presented low magnitudes and, in general, did not differ from zero. These results indicated that grain yield stability and traits related to abiotic stresses tolerance are likely independent. The diallel analyses results of responsiveness and stability showed that the contribution of the specific combining ability was higher than the general combining ability for both parameters in the two Groups of single-crosses. Therefore, the non-additive genetic effects (dominance and epistasis) were more important than the additive effects for the grain yield responsiveness and stability. Although the selected single-crosses have the traits related to abiotic stresses tolerance in a desired way and possibly reduce grain yield fluctuations due mainly to precipitation instabilities, they are not directly related to the stability parameters. However, it is important that these traits be included in maize breeding programs in order to develop cultivars that are tolerant to these types of stresses. Additionally, the greater importance of non-additive effects than additive effects on responsiveness and stability control have several implications for maize breeding programs, since selection should be assessed in crosses of inbred lines and not in lines per se performance.

As estimativas de divergência genética (DG) são pouco utilizadas pelos programas de melhoramento na seleção de genitores, pois os resultados das predições têm sido inconsistentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de predizer a variabilidade genética (VG) de populações derivadas de cruzamentos biparentais de soja, utilizando dados de DG obtidos com marcadores AFLP (Bonato et al. 2006) e também avaliar a possibilidade de melhorar a associação entre DG e VG com o desdobramento das distâncias genéticas de acordo com um arranjo dialélico, isto é, em distância genética geral (DGGi e DGGj) e distância genética específica (DGEij). Para isso, utilizaram-se 10 populações oriundas de um dialélico com genitores adaptados e com diferentes níveis de divergência genética (DG): baixa ( 0,2 DG £ ), média ( 0,4 DG @ ) e alta ( 0,6 DG @ ). Cada população foi avaliada utilizando 100 progênies F2:3 no delineamento experimental em látice simples 10 x 10 (duas repetições), durante o ano agrícola 2009/10. Foram avaliados os caracteres produção de grãos (PG) e altura das plantas na maturação (AM). Para cada cruzamento foram estimados: variância genética entre progênies F2:3 ( 2 p s ), média das progênies F2:3 ( 3 : 2 F ), amplitude das médias das progênies F2:3 ( 3 : 2 F ), coeficiente de herdabilidade entre médias de progênies ) h ( F 2 x 3 : 2 e respostas à seleção (Rs) com intensidades de 20% e 40%. Para PG, as correlações de Spearman de DG com 2 p s , 2 x h e Rs foram positivas, altas e significativas (P<0,05), indicando um aumento na magnitude destas estimativas com o aumento da divergência genética (DG). Para AM as correlações foram altas e significativas somente entre DG e 2 x h (P<0,05). Em geral, o desdobramento de DG não causou um aumento na associação com as estimativas de parâmetros, exceto para a correlação de DG com 3 : 2 F e 3 : 2 F , em ambos os caracteres. Os resultados sugerem que as divergências genéticas entre os genitores determinadas pelos marcadores AFLP utilizadas neste trabalho refletem a real DG para o caráter PG, uma vez que os mesmos foram consistentes com os resultados obtidos em trabalho anterior, utilizando as mesmas estimativas de DG. Consequentemente, essas estimativas de DG poderiam auxiliar na escolha de genitores de alto potencial para a produção de grãos nos programas de melhoramento genético de soja. / Estimates of genetic divergence (DG) have not been used for parental selection in breeding programs, because of the inconsistence of the results. The objective of this study was to evaluate the possibility of predicting the genetic variability (VG) of soybean populations derived from two-way crosses, using DG data from AFLP markers (Bonato et al., 2006), and also to evaluate the possibility of improving the relationship between DG and VG by partitioning the genetic distance (GD) in general genetic distance (DGGi and DGGj) and specific genetic distance (DGEij), according to a diallel scheme. Ten populations derived from a diallel composed by adapted parents with different levels of genetic divergence (GD) were used: low ( 0,2 DG £ ), medium ( 0,4 DG @ ) and high ( 0,6 DG @ ). One hundred F2:3 progenies of each cross were evaluated in a simple lattice 10 x 10 design (two replications) during the 2009/10 growing season for the traits grain yield (PG) and plant height at maturity (AM). Genetic variance among F2:3 progenies ( 2 p s ), F2:3 progeny mean ( 3 : 2 F ), amplitude of individual F2:3 progeny means ( 3 : 2 F ), heritability among F2:3 progeny means ) h ( 2x , and responses to selection (Rs), with intensities of 20% and 40%, were estimated for each cross. For PG, the Spearman correlation between DG and 2 p s , 2 x h and Rs (20% and 40%) were positive, high and significant (P<0.05), indicating an increase of the parameter estimates following the genetic divergence (DG) increasing. For AM, the correlation were high and significant (P<0.05) only for DG and 2 x h . In general, the partitioning of DG did not increase the association with the parameters estimates, except for the correlation between DG with 3 : 2 F and 3 : 2 F for both traits. General results suggest that AFLP genetic divergence between the parents considered in this study expresses the true DG for PG, since they were consistent with the results of a previous work, using the same estimates of DG. Thus, these estimates of genetic divergence could be used in order to select high potential parents for grain yield in soybean breeding programs.

A obtenção de híbridos de milho está relacionada com o aumento de produtividade dessa cultura. Para isso, normalmente são realizados cruzamentos entre linhagens de diferentes grupos heteróticos, que são determinados pelos melhoristas de forma que seja maximizada a divergência entre eles. A escolha dos genitores a serem cruzados pode ser facilitada pelo uso de cruzamentos dialélicos. Os modelos usados para a análise dos dialélicos permitem a estimação de parâmetros úteis para a seleção dos genitores e o estabelecimento de grupos heteróticos, sendo que os efeitos genéticos normalmente podem ser considerados como aleatórios. A forma tradicional de análise inclui tais efeitos na matriz de incidência dos efeitos fixos e emprega o método dos mínimos quadrados ordinários, o que impossibilita a análise usando a metodologia dos modelos mistos. Os objetivos deste trabalho foram comparar os resultados das análises dialélicas obtidas considerando o modelo fixo e o modelo misto e avaliar a eficiência do melhor preditor linear não viesado (BLUP) para predição de cruzamentos não realizados entre linhagens de milho, utilizando informações de marcadores moleculares RFLP para a estimação da matriz de parentesco. Foram considerados dados de 80 híbridos interpopulacionais e 20 testemunhas comerciais, avaliados em um látice 10 x 10 em três locais. Esses híbridos foram obtidos pelo cruzamento entre 8 linhagens do grupo heterótico BR-105 e 10 do grupo BR-106, as quais foram genotipadas com marcador RFLP. A análise dialélica foi realizada segundo a metodologia que considera o modelo genético como fixo e usa o método dos mínimos quadrados ordinários, e também usando a metodologia de modelos mistos, assumindo que a capacidade geral de combinação (CGC) dos dois grupos heteróticos e a capacidade específica de combinação (CEC) representam efeitos aleatórios. Além disso, foi avaliada a predição de híbridos simples não realizados, com base na matriz de covariâncias genéticas entre o híbrido não realizado e os híbridos preditores, usando as informações do marcador RFLP. Como todos os híbridos foram obtidos, foi simulada a retirada de cada um deles do conjunto, sendo sua performance predita a partir dos 79 restantes. Os resultados mostraram que, na comparação entre as análises dialélicas obtidas com as duas metodologias, embora os valores da CGC das linhagens da população BR-106 e da CEC tenham baixa correlação entre as duas metodologias (r=-0,11 e r=-0,06, respectivamente), a classificação dos híbridos mais produtivos sofre poucas alterações (r=0,99) e não causa dificuldades na seleção. A eficiência do BLUP para predição de cruzamentos não realizados entre linhagens de milho, utilizando informações de marcadores moleculares para a estimação da matriz de parentesco, mostrou a existência de moderada correlação entre os valores dos BLUP’s da produção de grãos e os valores preditos a partir dos híbridos observados restantes (r=0,35), o que indica que essa metodologia tem capacidade em predizer a estimativa de valores não observados, porém com alguma imprecisão. Os mesmos resultados foram observados entre as capacidades específicas de combinação observadas e as preditas (r=0,30). Conclui-se que a metodologia de modelos mistos pode ser usada, desde que com ressalvas, dada as correlações moderadas. / The obtainment of maize single crosses is related with increasing in productivity. To do so, inbred lines derived of different heterotic groups are crossed. These groups are established in such a way that the genetic divergences among them are maximized. Using diallel crosses can facilitate the choice of the inbred lines to be crossed. The models used to perform these analyses allow estimating genetic parameters that are useful in the selection of parental lines and in determining the heterotic groups. In these models, generally, the genetic effects are considered as random. However, these analyses are usually performed considering these effects in the matrix of fixed effects, and obtaining the parameter estimates according to the ordinary least squares method, making impossible using mixed linear models theory. The aims of this research were to compare the results of diallel analyses obtained by using fixed and mixed models, and evaluate the efficiency of the best linear unbiased predictor (BLUP) in predicting non-realized single crosses. Eighty interpopulation hybrids and twenty commercial checks were evaluated in a 10 x 10 lattice design with two replications located in three environments. These single crosses were obtained by crossing eight and ten inbred lines from BR-105 and BR-106 heterotic groups, respectively. These eighteen lines were genotyped by using RFLP molecular markers and then the coefficient of parentage among them was estimated. The genetic parameters general (GCA) and specific (SCA) combining abilities were estimated through diallel analyses, considering the linear model as fixed and using the ordinary least squares as the estimation method. Besides, GCA and SCA were predicted using BLUP and assuming the genetic effects as random. Besides, the prediction of non-realized single crosses was evaluated. To do so, each one of the 80 realized hybrids was predicted based on information of the others 79 single crosses and using the genetic variance-covariance matrix estimated using RFLP information. According to the results, it was found poor correlation between estimatives and predictions obtained considering the model as fixed or mixed, for GCA within BR-106 population (r=-0.11) and for SCA (r=-0.06). However, the ranking of the single crosses for productivity did not change (r=0.99) and did not make selection process more difficult. The efficiency of BLUP in predicting unrealized single crosses was moderated since the correlation between observed and predicted values was r=0.35, indicating some imprecision in these predictions. Similar results were obtained when comparing observed and predicted SCAs (r=0.30). It was possible to conclude that BLUP can be useful in diallel analyses and in prediction of single crosses, but some caution have to be account since the correlations presented moderate values.

A obtenção de cultivares de arroz de alta produtividade e com tolerância a baixas temperaturas para a zona temperada da América Latina é um dos mais importantes desafios para a agricultura local. Neste trabalho buscou-se estimar parâmetros genéticos visando o entendimento do controle genético de tais caracteres para fins de melhoramento genético. Foram avaliadas 13 linhagens de arroz, separados em dois grupos: Grupo 1 composto de seis linhagens suscetíveis ao frio, e Grupo 2 composto de sete linhagens tolerantes ao frio. Os dois grupos foram cruzados de acordo com o delineamento em dialelo parcial (MIRANDA FILHO; GERALDI, 1984) originando 42 combinações híbridas. Os 55 tratamentos (42 híbridos e 13 genitores) foram avaliados no campo em 2005, em duas épocas de plantio, no Centro Internacional de Agricultura Tropical - CIAT. Utilizou-se um delineamento em blocos casualizados com quatro repetições e parcelas constituídas de uma linha com 17 plantas. Os mesmos tratamentos foram avaliados para tolerância ao frio em câmara de crescimento, em três experimentos, utilizando solo como substrato, temperaturas de 16 °C e 12 °C durante o dia e noite, respectivamente, e fotoperíodo de 12 horas com luz artificial. Utilizou-se o mesmo delineamento experimental, com três repetições e parcelas constituídas de uma linha com 20 sementes. Os resultados mostraram a existência de heterose para todos os caracteres agronômicos (altura da planta, número de perfilhos, comprimento da panícula, número de grãos por panícula, porcentagem de esterilidade e peso de 1.000 grãos) e de tolerância ao frio (índice de emergência e produção de matéria seca). O sentido da dominância foi negativo para dias para florescimento e positivo para os demais caracteres, com contribuições desiguais dos genitores para a heterose média. Os efeitos da capacidade geral de combinação (CGC) e da capacidade específica de combinação (CEC) foram importantes para todos os caracteres; entretanto, a CGC foi mais importante que a CEC. Os dois grupos de genitores têm alelos favoráveis para os caracteres agronômicos e para a tolerância. Algumas linhagens como Irga 417 e FL03188 do Grupo 1, FL04423, FL04402, e FL04452 do Grupo 2 apresentaram os menores índices de esterilidade nos cruzamentos intra-grupos. Os genótipos CT6748, Quilla 173201 e Quilla 145601 foram os mais tolerantes a baixas temperaturas e, portanto, promissores para serem utilizados em programas de melhoramento genético de arroz para condições de baixas temperaturas. / The development of high yielding and cold tolerant rice cultivars for the temperate region of Latin America is one of the most important challenges for the local agriculture. The objective of the present work was to estimate the genetic and phenotypic parameters related to the control of cold tolerance and agronomic traits, in order to obtain a better understanding of the genetic control of these traits for breeding purposes. The genetic material comprised two sets of rice lines: Group 1 composed by six cold susceptible lines and Group 2 composed by seven cold tolerant lines. The two groups were crossed according a partial diallel design (MIRANDA FILHO; GERALDI, 1984) giving rise to 42 hybrid combinations. The 55 entries (42 crosses plus 13 parents) were evaluated in 2005 under field conditions, at the International Center for Tropical Agriculture - CIAT, in a randomized complete block design with four replicates, in two planting dates; plots were single-rows with 17 plants. The same entries were evaluated for cold tolerance in growth chambers, in three experiments, using soil as substrate, temperature of 16 °C and 12 °C during the day and night, respectively, and photoperiod of 12 hours using artificial lights. The experimental design was the same with three replications per experiment; and plots were single-rows with 20 seeds. General results revealed the presence of heterosis for the agronomic traits (plant height, tiller number, days to flowering, panicle length, grains by panicle, sterility and one-thousand grain weight) as well as for cold tolerance traits (emergence index and dry matter production), with different contributions of the parents to the mean heterosis effect. The direction of the dominance was negative for days to flowering and positive for all others traits. General combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) were important for all traits; however, the GCA was more important than SCA. Both groups showed the presence of favorable alleles for agronomic and cold tolerance traits. Several lines such as Irga 417 and FL03188 from the Group 1, FL04423, FL04402, and FL04452 from the Group 2, presented lower sterility in the inter-group crosses. The tolerant lines, CT6748, Quilla 173201 and Quilla 145601 were considered the best parents to be used as cold tolerant donors in rice breeding programs.

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This dissertation aimed to determine, by means of diallel crosses from Mini-ERICC lowland accessions, plus four additional genotypes from ERICC, the estimates of genitor effect, genitor heterosis, Specific Combining Ability (SCA), General Combining Ability (GCA) and the correlation between heterosis and molecular genetics distance. The 16 genitors and 120 F1 hybrids were evaluated by 10 traits in a field experiment using a 12 x 12 Lattice experimental design. It was possible to identify crosses with high SCA for all traits. These information will be useful in planning new broad genetic basis crosses, aiming new hybrid combinations and the development of populations to extract genetically divergent inbred lines in relation to those currently selected in Brazilian rice breeding programs.The 33 hybrid combinations that did not differ the productivity in relation to high-yielding genitors and controls (P<0,05) indicated that crosses involving at least one less adapted genitor are able to generate favorable allele combinations to breeding programs. The RW genetic distance between genitors from hybrid combinations was positively correlated to traits plant height, panicle length, spikelet number, and negatively correlated to percentage of filled grains and yield. The crossings with rice must prioritize, initially, the maximization of rice genetic variability, and at the end, the development of lines and cultivars with new favorable allele and allele combinations, resulting in a reduction of the rice vulnerability to biotic and abiotic stresses, increasing the yield and the food security of the Brazilian population. / A Coleção Nuclear de Arroz da Embrapa (CNAE) foi estabelecida inicialmente com a finalidade de representar a variabilidade genética presente no seu Banco Ativo de Germoplasma de arroz. A caracterização agronômica e molecular dos 550 acessos componentes da CNAE permitiu conhecer a extensão da variabilidade genética dessa coleção. Os dados moleculares obtidos por 86 marcadores SSR fluorescentes foram utilizados para a montagem de uma sub-amostra, a Mini-CNAE, composta pelos 24 acessos com maior distância genética média, sendo 12 do sistema de cultivo de sequeiro e 12 do sistema de cultivo irrigado. Como a Mini-CNAE reúne grande parte da variabilidade genética disponível para a cultura do arroz no Brasil, o cruzamento entre seus acessos componentes poderia viabilizar o surgimento de novas e diversas combinações alélicas. A presente dissertação objetivou determinar, via cruzamentos em dialelo dos acessos irrigados da Mini-CNAE, além de quatro outros acessos da CNAE, as estimativas do efeito de genitor, da heterose de genitor, da capacidade específica de combinação (CEC), da capacidade geral de combinação (CGC) e da correlação entre a heterose e distância genética molecular. Os 16 genitores e os 120 híbridos F1 foram avaliados para 10 caracteres em experimento em láttice triplo 12 x 12. Foi possível identificar cruzamentos com alta CEC para todos os caracteres. Essas informações serão úteis para orientar novos cruzamentos de base genética ampla objetivando novas combinações híbridas e desenvolvimento de populações para extração de linhagens geneticamente divergentes das selecionadas atualmente por programas nacionais de melhoramento genético do arroz. As 33 combinações híbridas cuja produtividade não diferiu das testemunhas e genitores mais produtivos (P<0,05), indicaram que cruzamentos envolvendo ao menos um genitor menos adaptado são capazes de gerar combinações alélicas favoráveis para o programa de melhoramento genético. A distância genética Rogers-W entre genitores das combinações híbridas foi correlacionada positivamente com as variáveis altura de plantas, comprimento de panículas e número de espiguetas, e negativamente com porcentagem de grãos cheios e produtividade. Os cruzamentos de arroz devem privilegiar , em um primeiro momento, a maximização da variabilidade genética do arroz, e ao final, a obtenção de linhagens e cultivares com alelos e combinações alélicas favoráveis inéditas, resultando na diminuição da vulnerabilidade da cultura frente a estresses bióticos e abióticos, aumentando a produtividade e a segurança alimentar da população brasileira.

Os principais caracteres a serem considerados em programas de melhoramento de milho visando tolerância a estresses abióticos são: prolificidade (PRO), intervalo de florescimento (IF), número de ramificações do pendão (NRP) e stay green (SG). Diversos autores sugeriram que esses caracteres podem estar relacionados à estabilidade da produção de grãos. Ademais, apesar da importância da responsividade e estabilidade da produção de grãos para a seleção de cultivares, há poucos relatos sobre a herança desses parâmetros, com resultados controversos. Os objetivos desse estudo foram investigar a relação entre a estabilidade e os caracteres relacionados à tolerância a estresses abióticos e a herança dos parâmetros responsividade e estabilidade da produção de grãos de milho. Foram avaliados dois Grupos de híbridos simples de milho: Grupo I (GI) consituído por 100 híbridos e o Grupo II (GII) por 48 híbridos, os quais foram avaliados respectivamente em 12 e 28 ambientes. Esses híbridos foram avaliados seguindo delineamento látice 10 x 10 e 7 x 7, compreendendo os 100 e 49 híbridos simples, respectivamente, com duas repetições por ambiente. Para completar o delineamento látice no GII, um híbrido simples comercial foi adicionado aos demais híbridos. Utilizando técnicas uni e multivariadas, as correlações entre os caracteres envolvendo tolerância a estresses abióticos, isto é, PRO, IF, NRP e SG, e os parâmetros de estabilidade apresentaram baixas magnitudes e, de forma geral, não diferiram de zero. Esses resultados indicaram que a estabilidade da produção de grãos e os caracteres relacionados à estresses abióticos são provavelmente independentes. Os resultados das análises dialélicas da responsividade e estabilidade mostraram que a contribuição da capacidade específica de combinação foi superior à capacidade geral de combinação para ambos os parâmetros nos dois Grupos de híbridos. Desta forma, os efeitos gênicos não aditivos (dominância e epistasia) foram mais importantes que os efeitos aditivos para a responsividade e estabilidade da produção de grãos. Apesar de os híbridos selecionados apresentarem os caracteres relacionados à tolerância a estresses abióticos de forma desejada e, assim, possivelmente reduzirem as flutuações da produção de grãos devido principalmente às instabilidades de precipitação, esses não possuem relação direta com os parâmetros de estabilidade. De qualquer forma, é importante que esses caracteres estejam inseridos nos programas de melhoramento de milho visando obter cultivares tolerantes a esses tipos de estresses. Também, a maior importância dos efeitos não aditivos em relação aos efeitos aditivos no controle da responsividade e estabilidade possui uma série de implicações para os programas de melhoramento de milho, uma vez que a seleção deverá ser realizada em cruzamentos de linhagens e não nas performances das linhagens per se. / The main traits considered in maize breeding programs aiming tolerance to abiotic stresses are: prolificacy (PRO), anthesis-silking interval (ASI), number of tassel branches (TB) and stay green (SG). Several authors have suggested that these traits would be related to maize grain yield stability. In addition, despite the importance of grain yield responsiveness and stability for the cultivars selection, there are few reports about the inheritance of these parameters, and they usually have controversial results. The objectives of this study were to investigate the relationship between stability and traits related to tolerance to abiotic stresses and the inheritance of maize grain yield responsiveness and stability parameters. Two groups of maize single-crosses were evaluated: Group I (GI) consisted of 100 single-crosses and Group II (GII) of 48 single-crosses, respectively evaluated in 12 and 28 environments. These hybrids were evaluated following a 10 x 10 and a 7 x 7 lattice designs comprising the 100 and 49 single-crosses, respectively, with two replications per environment. To complete the lattice design in GII a commercial single-cross was added to entries. Using univariate and multivariate techniques, the correlations between the traits involving abiotic stress tolerance, i.e., PRO, ASI, TB and SG, and stability parameters presented low magnitudes and, in general, did not differ from zero. These results indicated that grain yield stability and traits related to abiotic stresses tolerance are likely independent. The diallel analyses results of responsiveness and stability showed that the contribution of the specific combining ability was higher than the general combining ability for both parameters in the two Groups of single-crosses. Therefore, the non-additive genetic effects (dominance and epistasis) were more important than the additive effects for the grain yield responsiveness and stability. Although the selected single-crosses have the traits related to abiotic stresses tolerance in a desired way and possibly reduce grain yield fluctuations due mainly to precipitation instabilities, they are not directly related to the stability parameters. However, it is important that these traits be included in maize breeding programs in order to develop cultivars that are tolerant to these types of stresses. Additionally, the greater importance of non-additive effects than additive effects on responsiveness and stability control have several implications for maize breeding programs, since selection should be assessed in crosses of inbred lines and not in lines per se performance.

Na cultura da soja, a ocorrência de doenças fúngicas como o mofo branco e a ferrugem asiática, tem reduzido a produtividade de grãos significativamente nos últimos anos. Esta pesquisa objetivou: a) avaliar o potencial de cruzamentos de soja para a obtenção de progênies com boas características agronômicas, com ênfase em produtividade, resistência ao mofo branco e tolerância à ferrugem; b) avaliar a reação ao fungo causador do mofo branco nos genótipos estudados e c) avaliar a tolerância à ferrugem em gerações precoces por meio da estimação do efeito ferrugem. O material genético foi oriundo de um dialelo parcial, com 50 cruzamentos, entre o grupo I (dez genitores representados por linhagens experimentais (USP) com alta produtividade de grãos) e o grupo II (cinco genitores - com indicações na literatura de possível resistência ao mofo branco). Em 2012/13, dois experimentos foram conduzidos, sendo o primeiro com os 50 cruzamentos (geração F2) e três testemunhas comuns e o segundo envolvendo os 15 genitores e as mesmas três testemunhas. Em 2013/14 e 2014/15, a fim de se estimar o efeito ferrugem (nível de tolerância) por meio da diferença (perda) entre as médias de produtividade de grãos (PG) e tamanho das sementes (peso de cem sementes ou PCS), os experimentos com os cruzamentos (gerações F3 e F4) e os genitores foram esquematizados em quatro experimentos (dois manejos para cruzamentos e dois manejos para genitores): manejo O&P, com aplicações de fungicidas para o controle da ferrugem e outras doenças fúngicas; manejo D, com aplicações de fungicida para controle de doenças fúngicas, exceto a ferrugem. Separadamente, dez plantas F4 de cada cruzamento e os genitores foram avaliados quanto à reação ao mofo branco utilizando o método da inoculação de folhas destacadas, a fim de se estimar a área abaixo da curva de progresso da doença. De modo geral, para todas as gerações avaliadas foi observada superioridade de 2,2% para PG dos cruzamentos em relação aos genitores. As perdas médias dos genótipos na presença da ferrugem foram 2,1% e 5,5% para PG e PCS, respectivamente. Considerando a PG, a resistência ao mofo branco e a tolerância à ferrugem, os cinco melhores cruzamentos foram: 111 (USP70.006 x MSOY6101), 131 (USP70.080 x MSOY6101), 133 (USP70.080 x A4725RG), 113 (USP70.006 x A4725RG) e 126 (USP 70.057 x MSOY 6101). Os melhores genitores foram A4725RG e USP70.080. Como padrões de resistência ao mofo branco foram identificados os cruzamentos 142 (USP70.109 x PI153.282) e 111 (USP70.006 x MSOY6101) e os genitores MSOY6101 e Caiapônia; e de suscetibilidade, os cruzamentos 114 (USP70.006 x EMGOPA313) e 135 (USP70.080 x Caiapônia) e os genitores USP14-01-20 e USP70.004. Além disso, as seguintes conclusões foram obtidas: a) as análises dialélicas foram eficazes em identificar populações F2 de maior potencial de ganho genético na seleção; b) a estratégia de se usar diferentes tipos de fungicidas mostrou-se eficiente para estimar a reação das plantas à ferrugem, em termos de PG e PCS; c) a metodologia da folha destacada foi útil em diferenciar os genótipos quanto à resistência das plantas ao mofo branco. / In soybean, the occurrence of fungal diseases such as white mold and Asian rust has reduced seed yield significantly over the past years. This work aimed to: a) assess the potential of soybean crosses to obtain progenies with good agronomic traits, with emphasis on seed yield, white mold resistance and tolerance to rust; b) assess the reaction of genotypes to Sclerotinia sclerotiorum, fungus that cause white mold; c) assess tolerance to rust in early generations through methods of estimation of the rust effect. The genetic material was derived from a partial diallel with 50 crosses between the group I (ten parents - experimental lines, USP, with high seed yield), and group II (five parents - with evidences from the literature of certain resistance to white mold). In 2012/13, two experiments were conducted, the first with 50 crosses (F2) and three common checks; and, the second one involving the 15 parents and the same three checks. In the 2013/14 and 2014/15, in order to estimate the rust effect (tolerance level) by the difference (loss) between the seed yield (PG) and one hundred-seed weight (PCS), experiments with crosses (F3 and F4 generations) and parents were designed in four experiments (two disease managements to crosses and two disease managements to parents); management O&P, with applications of fungicides to control rust and other fungal diseases; management D, with applications of one fungicide for controlling the late season leaf diseases, except rust. Separately, ten F4 plants of each cross and the parents were evaluated for resistance to white mold using the method of inoculation in detached leaves in order to estimate the area under the disease progress curve. In general, for all evaluated generations it was observed superiority of 2,2% in the PG of the crosses, related to the parents. The average loss of PG was 2,1% on the genotypes under study in the presence of rust and the average loss in seed size was 5,5%. Considering the resistance to white mold, tolerance rust and high means of PG, the five best crosses were: 111 (USP 70.006 x MSOY6101), 131 (USP 70.080 x MSOY6101), 133 (USP 70 .080 x A4725RG), 113 (USP 70.006 x A4725RG) and 126 (USP 70.057 x MSOY 6101). The best parents were A4725RG and USP 70.080. As resistance standards to white mold were identified the crosses 142 (USP 70.109 x PI 153282) and 111 (USP 70.006 x MSOY6101) and the parents MSOY6101 and Caiapônia; Susceptibility standards were the crosses 114 (USP 70.006 x EMGOPA 313) and 135 (USP 70.080 x Caiapônia) and the parents USP14-01-20 and USP 70.004. In addition, the following conclusions were obtained a) the diallel analyzes were effective in identifying F2 populations with higher potential for selection gain; b) the strategy of using different managements of fungicides was efficient to estimate the response of plants to rust in terms of PG and PCS; c) the methodology of detached leaf was useful in differentiating the genotypes for resistance to white mold.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV09MA041.pdf: 455984 bytes, checksum: dc142cf955230fa0034456634aff3d0d (MD5) Previous issue date: 2009-07-24 / Through the diallel analysis the general combining ability (GCA), specific combining ability (SCA), reciprocal, maternal and not-maternal effect were evaluate for resistance the Cercospora zeae-maydis, with the use of five parents (A, B, C, D and E). These were crossed and the twenty hybrid obtained were used in experiments conducted in three environments. The resistance to Cercospora zeae-maydis had been evaluated using grain yield (kg ha-1) in the harvest and the severity of gray leaf spot (GLS) at physiological maturation. The data had been submitted to statistical analysis in agreement with Griffing (1956), using the method 3, model 2. In the same experiment it was evaluated the genotype x environment interaction estimated the parameters adaptability and phenotypic stability of the twenty hybrid obtained by the diallel, through the method of linear regression like proposed by Eberhart & Russel (1996). The results revealed significant differences among the treatment factors (GCA, SCA, environments, hybrid and interaction between hybrid and environmets). For the variable gray leaf spot, GCA demonstrated that the best parents were D and E, different from the found for the yield A and B. The SCA indicated that the hybrids AxD, BxE, AxE and BxC, were better, with prominence AxD and BxC because estimated increase in the grain yield with increase of the resistance the gray leaf spot. The great majority of tested hybrids present a wide adaptability and a high phenotypic stability for the grain yield and GLS severity. The use of the hybrids AxD, BxA, BxC and CxB must go on in the plant breeding program / Através da análise dialélica avaliou-se a capacidade geral de combinação (CGC), capacidade específica de combinação (CEC), recíprocos, efeito materno e não-materno para resistência a Cercospora zeae-maydis, com a utilização de cinco genitores (A, B, C, D e E). Estes foram cruzados e os vinte híbridos obtidos foram utilizados em experimentos conduzidos em três ambientes. Foram avaliados a severidade da cercosporiose (CP) no estádio fenológico R5, e o rendimento de grãos (RG) na colheita. Os dados foram submetidos à análise estatística conforme o método 3, modelo 2, proposto por Griffing (1956). No mesmo experimento avaliou-se a interação genótipos x ambientes estimando os parâmetros adaptabilidade e estabilidade fenotípica dos vinte híbridos obtidos pelo dialelo, através do método de regressão linear proposto por Eberhart & Russel (1996). Os resultados revelaram diferenças significativas entre os fatores de tratamento (CGC, CEC, ambientes, híbridos e interação entre híbridos e ambientes). Para a variável cercosporiose, a CGC demonstrou que as melhores genitores foram D e E, diferentes das encontradas para o rendimento, A e B. A CEC indicou que os híbridos AxD, BxE, AxE e BxC, foram superiores, com destaque a AxD e BxC pois estimaram aumento no rendimento de grãos com aumento da resistência a cercosporiose. A maioria dos híbridos revelaram adaptabilidade ampla e alta estabilidade fenotípica para os caracteres rendimento de grãos e severidade de cercosporiose. A utilização dos híbridos AxD, BxA, BxC e CxB dentro do programa de melhoramento da empresa deve ser continuada