Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T18:18:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 526941 bytes, checksum: 4b11f2d8692c5b778d06c143cc4554c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T18:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 526941 bytes, checksum: 4b11f2d8692c5b778d06c143cc4554c4 (MD5) Previous issue date: 2005-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Foi realizado neste trabalho um cruzamento interespecífico de tomateiro entre a cultivar Santa Clara (Lycopersicon esculentum) e o acesso do Banco de Germoplasma de Hortaliças da UFV BGH 6902 (Lycopersicon hirsutum), resistente a Phytophthora infestans, responsável por causar uma das mais importantes doenças da cultura do tomateiro, requeima, para a qual não existe variedade resistente. Os genitores, as gerações F1, F2, RC1 e RC2 foram utilizados para estudar a herança da resistência a P. infestans, e estimar os parâmetros genéticos associados à resistência. Através da análise da área abaixo da curva de progresso da doença, constatou-se que a herança é do tipo poligênica e que existe dominância controlando o caráter, porém, pela análise de médias, o efeito aditivo foi o mais importante. A herdabilidade do caráter é baixa, mas existe possibilidade de selecionar indivíduos resistentes em gerações segregantes. Estudou-se também a herança de características de frutos como peso, comprimento, largura de frutos concluindo-se que a herança destas é do tipo quantitativa. A característica pilosidade de frutos é de herança monogênica e segue o padrão de segregação 3:1 (com pilosidade/sem pilosidade), com dominância completa do alelo que condiciona a presença de pilosidade nos frutos. Foi estudada a correlação existente entre a severidade de requeima e características medidas nos frutos: peso, comprimento e largura de frutos, e verificou-se que estas características não estão correlacionadas com a resistência a P. infestans. Por meio de gráfico de dispersão gerado pelo estudo de componentes principais, foi possível visualizar o comportamento das seis populações estudadas ( Santa Clara , BGH6902, F1, F2, RC1 e RC2) e identificou- se, também, que a característica peso de frutos não foi importante para a explicação da variabilidade genética estudada. Com avanço da geração F2, via SSD, conseguiram-se genótipos da população F5 que foram avaliados quanto à resistência a P. infestans. Esta resistência foi encontrada em níveis superiores à média do genitor BGH6902. Além disso, foram identificados os melhores genótipos pelo método de seleção entre e dentro de famílias, que poderão ser utilizados na continuidade deste programa de melhoramento. / Interespecific crossing between tomato cultivar 'Santa Clara' (Lycopersicon esculentum) and the access BGH 6902 (Lycopersicon hirsutum), resistant to Phytophthora infestans, causal agent of late blight, one of the most important tomato diseases, for which resistant variety doesn't exist. The parents, F1, F2, BC1 and BC2 generations were used to study the heritability of P. infestans resistance and estimate the genetics parameters. By area under the disease progress curve, it was concluded that heritage is polygenic and there is a dominance controlling the character, however, by media analysis the additive value was more important. The heritability is low, even though there is the possibility to select resistant genotypes in segregating generations. The heritage of fruit characters such as weight, length and width, was studied and it was concluded that the heritage is quantitative. Presence of trichomes have monogenic heritage and follow the pattern 3:1 of segregation (with trichomes/without trichomes), with complete dominance of the allele to trichomes presence. The correlation among late blight severity and fruit characters was studied and it was verified that there isn't correlation among these characters and late blight resistance. By graphic dispersion of principal components study, it was possible to see the behavior of the generations ('Santa Clara', BGH6902, F1, F2, BC1 e BC2) and it was identified that weight of fruits wasn't important to explain the genetic variability. Advancing generations by SSD, F5 genotypes were obtained which were evaluated for late blight resistance, and resistance in superior levels was found comparing with BGH 6902. The best genotypes by the method of within-between families selection was identified as well, which may be used in the continuity of this breeding program.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-10-17T13:21:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 21298436 bytes, checksum: 4ee7ed211c1b7c90f06d2fa940556795 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T13:21:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 21298436 bytes, checksum: 4ee7ed211c1b7c90f06d2fa940556795 (MD5) Previous issue date: 1999-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Utilizando-se populações de soja (Glycine max (L.) Merrill) originadas de três cruzamentos (‘CEPS 77-16’ x ‘Doko RC’, ‘CEPS 89-26’ x ‘IAC - 8’ e ‘CEPS 89-26’ x ‘FT-Cristalina’), foram estimados os ganhos esperados nas gerações F4, e F5 e obtidos os ganhos realizados nas gerações F5 e F, respectivamente. As populações foram conduzidas em Viçosa, MG, nos anos agrícolas 1995/96, 1996/97 e 1997/98. Na estimativa dos parâmetros envolvidos na predição para a geração F4 que foi conduzida em “bulk”, utilizou-se a regressão do valor do indivíduo F4 com a média de sua progênie na geração F5 com a devida ponderação pelo coeficiente de parentesco dessas gerações. A estimativa dos parâmetros envolvidos na predição para geração F5, que foi conduzida no campo com cultivares-padrão intercalares às linhas segregantes, foi feita, utilizando-se os cultivares-padrão para estimação da variação devido às causas não-genéticas, e a seleção foi feita nos valores fenotípicos corrigidos pela variação do cultivar-padrão em relação à média de suas repetições, sendo feita a predição de ganhos com base no valor fenotípico original e corrigido. As estratégias de seleção, aplicadas à geração F4, foram com base em plantas individuais, enquanto na geração F5 foram utilizadas estratégias com base em produção de grãos, nas quais se consideravam apenas o indivíduo, a familia e posteriormente, o indivíduo, a família e o indivíduo num índice combinado; utilizando-se simultaneamente produção de grãos, número de dias para maturação e altura de planta na maturação, o indivíduo foi usado como unidade de seleção. Nas populações conduzidas em “bulk” (geração F4), a seleção direta na característica foi a que promoveu maior expectativa de ganho, o que também correspondeu em nível de campo, ao passo que no experimento com cultivares- padrão intercalares (geração F5) a predição de ganhos se mostrou pouco variante quando se consideraram dados corrigidos e não-corrigidos, sendo a seleção individual a mais promissora; já em nível de campo, para ganho realizado, a estratégia de melhor “performance” foi a seleção simultânea. / Soybean (Glycine max (L.) Merril) populations originated from three crosses (‘CEPS 77-16’ x ‘Doko RC’, ‘CPES 89-26' x ‘IAC-8’ and ‘CEPS 89-26’ ‘FT-Cristalina’) were used to estimate predicted gains in F4 and F5 gcncrations and to obtain realized gains in F5 and F6 generations, respectively. The populations were conducted in Viçosa, MG, in the agricultural years of 1995/96, 1996/97 and 1997/98. For estimation of parameters involved in prediction for the F4 generation, which was conducted in bulk, it was utilized the regression of the F4 individual value on the mean of its progeny in the F5 generation, that was appropriately weighted by the kinship coefficient of those generations. The estimation of parameters involved in prediction for the F5 generation, which was conducted in the field with the standard cultivars inserted between the segregating lines, was carried out using the standard cultivars to estimate the variation due to non-genetic causes. Selection was performed using phenotypic values that have been corrected by the standard cultivar variation in relation to the mean of its replications, and gain prediction was estimated based on the corrected and original phenotypic value. The selection strategies applied to F4 generation were based on individual plants, whereas the strategies applied to F5 generation, based on grain yield, took into consideration only the individual, the family and, later, the individual, the family and the individual in a combined index; using at the same time grain yield, number of days for maturation and plant height at maturation, taking the individual as selection unit. For the populations conducted in bulk (generation F4), the selection performed directly for a trait gave greater expected gain, correspondent with results in the field, whereas prediction of gains for the experiments with the inserted standard cultivars (generation F5 ,) has been shown little variation when corrected and non- corrected data were considered, being individual selection more promising; however, for results in the field and the realized gain, the strategy with the best performance was concurrent selection.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-10-17T17:03:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 20283543 bytes, checksum: ce5ac777ef1d7956ab6f67822feb99ca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T17:03:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 20283543 bytes, checksum: ce5ac777ef1d7956ab6f67822feb99ca (MD5) Previous issue date: 1999-02-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, avaliou-se o comportamento de híbridos de famílias endogâmicas de milho obtidos pelo método dos híbridos crípticos, pelo programa de melhoramento de milho do Setor de Genética do Departamento de Biologia Geral da Universidade Federal de Viçosa (DBG-UFV). Estudou-se o potencial do referido método a partir da análise da capacidade produtiva dos híbridos, avaliada em 26 ensaios. Estes foram ainda caracterizados quanto a seus padrões de adaptabilidade e estabilidade. Nos ensaios conduzidos, nenhum dos cinco híbridos de famílias endogâmicas mais produtivos apresentou produção estatisticamente inferior à das testemunhas comerciais, o que revelou que o método dos híbridos crípticos e potencialmente capaz de permitir a obtenção de híbridos superiores. Depois de obtidos os pares de linhagens superiores, derivadas de famílias endogâmicas selecionadas uma ou mais vezes para capacidade específica de combinação, deve ser adequado afirmar que a continuidade do processo permitirá obter híbridos simples, duplos e triplos com elevada capacidade produtiva. Em relação aos números de híbridos S1 x S1, S2 x S2 e S3 x S3 avaliados, de modo geral, a proporção de híbridos S3 x S3 superiores foi maior que a de híbridos S2 x S2, que foi maior que a de híbridos S1 x S1. Portanto, apesar da redução do índice de prolificidade ao valor 1 impossibilitar a continuidade do processo, em trabalhos que utilizem esse método é aconselhável ao melhorista avaliar híbridos de famílias com grau mais elevado de endogamia. Na análise de adaptabilidade e estabilidade, considerando o método proposto por Eberhart e Russell, foram identificados 15 híbridos com produção acima da média geral, considerados os de maior interesse para dar continuidade ao programa de melhoramento. Entre eles, 53,3% apresentaram adaptabilidade geral e alta estabilidade (84-6, 86-1, 86-19, 86-11, 86-15, 86-21, 86-27 e 86-10). Vinte porcento deles apresentaram adaptação específica a ambientes favoráveis e alta estabilidade (86-22, 85-2 e 84-5). Os hibridos 85-1, 85-3 e 86-2, que apresentaram adaptabilidade geral associada à baixa estabilidade, correspondem também a 20% dos mais produtivos. O último (86-8), correspondendo a 6,7%, apresentou adaptação específica a ambientes favoráveis e baixa estabilidade. Com base na análise e considerando uma modificação do método proposto por Lin e Binns, foram identificados os híbridos 86-22, 86-8, 84-5, 85-2 e 86-19 como os mais adaptados a ambientes favoráveis e os híbridos 86-11, 85-3, 86-27 e 86-2, como os mais adaptados a ambientes desfavoráveis. As etapas seguintes deste programa de melhoramento são extrair linhagens dos pares de famílias selecionadas, obter e avaliar os híbridos. / This study was carried out in order to evaluate the behavior of hybrids from maize endogamic families which were obtained through the hybrid cryptic method by the maize breeding program undergoing at the Genetics Sector of the Biology Department in the Universidade Federal de Viçosa (DBG-UFV). This method potential was studied from analysis for hybrid productive capacity which was evaluated in twenty six assays. The hybrids were also characterized for their adaptability and stability patterns. Among the five more productive endogamic-family hybrids neither one showed a statistically inferior production in comparison with the commercial controls, which revealed the cryptic hybrid method to be potentially able to allow for the obtainment of superior hybrids. After obtaining the couples of the superior inbred lines derived from endogamic families selected once or more times for combination specific capacity, it would be appropriate to affirm that the continuity of the process will permit to obtain single cross, double cross and three-way cross hybrids provided with a high productive capacity. In relation to the number of the hybrids S1 x S1, S2 x S2 and S3 x S3 in general, the proportion of the superior hybrids S3 x S3 was higher than that of the S2 x S2 hybrids which was higher than that of the S1 x S1 hybrids. Thus, although the reduction of the prolificacy index to value 1 hampers the process continuity in works using this method, it is recommended that an evaluation be made for those hybrids from families with a higher endogamy level. Considering the method proposed by Eberhart and Russell for the adaptability and stability analysis an identification was performed for fifteen hybrids presenting a production above the general average, which were considered of greater interest for the continuity of the breeding program. Among these hybrids, 53.3% presented general adaptability and high stability (84-6, 86-1, 86-19, 86-11, 86-15, 86-21, 86-27 and 86-10); and 20% from that total (15 hybrids) showed specific adaptation to the favorable environments and high stability (86-22, 85-2 and 84-5). The hybrids 85-1, 85-3 and 86-2 presenting general adaptability associated with low stability also correspond to 20% of the most productive ones. The last one (86-8) corresponding to 6.7% showed a specific adaptation to the favorable environments and low stability. Based on the analysis considering the modification of the method proposed by Lin and Binns, the hybrids 86-22, 86-8, 84-, 85-2 and 86-19 were identified as the most adapted to the favorable environments, and the hybrids 86-11, 85-3, 86-27 and 86-2 as the most adapted to the unfavorable environments. In this breeding program the following phases will consist on the extraction of bred lines from couples of the selected families, as well as to obtain and evaluate the hybrids.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-16T11:32:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1247418 bytes, checksum: e985fa1f1156f534c1dbec006984c2de (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T11:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1247418 bytes, checksum: e985fa1f1156f534c1dbec006984c2de (MD5) Previous issue date: 2017-07-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desenvolvimento de novos cultivares de alfafa está relacionado, além do potencial produtivo, com o valor nutritivo da forragem, ambos determinados por uma série de caracteres de controle genético complexo. Por isso, o melhoramento da cultura exige adoção de técnicas que maximizem a acurácia seletiva. Nesse contexto, a utilização das Redes Neurais Artificiais (RNAs) pode ser útil para otimizar a seleção simultânea de caracteres, que tem sido a estratégia mais utilizada no melhoramento da alfafa. Assim, o objetivo deste trabalho foi aplicar a abordagem de índices de seleção no contexto das redes neurais artificiais para auxiliar o melhoramento da cultura da alfafa, além de avaliar a eficiência das redes para realizar a seleção de caracteres complexos. Para isso, foram utilizados dados de 77 genótipos de alfafa avaliados em quatro cortes realizados ao longo das diferentes estações no ano, mensurados quanto a caracteres de produção e valor nutritivo. Primeiramente, foram estimados os ganhos por seleção direta, indireta e simultânea pelo índice de Taí para cada um dos grupos de caracteres. Para obtenção das redes para cada grupo, os genótipos foram subdivididos em classes segundo os escores do índice. A fim de garantir boa capacidade de generalização das redes, nas etapas de treinamento e validação foram utilizados dados ampliados de cada grupo de caracteres e, só então, as redes foram utilizadas para classificar os dados reais dos quatro cortes. Posteriormente, utilizou- se dados ampliados de três cortes para treinamento e validação e a rede, então estabelecida, foi empregada em dados reais, relativos a um dos cortes que não participou do processo de ampliação. De modo geral, as seleções diretas proporcionaram ganhos per se satisfatórios para os propósitos do melhoramento, mas sua utilização deve ser bastante criteriosa tendo em vista a existência de correlações desfavoráveis entre alguns caracteres estudados. Já as seleções indiretas apresentaram dificuldades para manter ganhos desejados em todos os caracteres no conjunto de genótipos. Os resultados da seleção simultânea utilizando o índice de Taí proporcionaram distribuição de ganhos mais equilibrada para os conjuntos de caracteres em todos os cortes. No contexto das redes neurais artificiais, as taxas de erros das redes de produção e valor nutritivo foram baixas, evidenciando a grande concordância destas com o índice. Entretanto, a limitação do conjunto de treinamento e teste das RNAs para ampliação de três cortes, levou tanto a altas taxas de erro ou a níveis muito baixos, indicativo de perda da habilidade de generalização. Quando se utilizou as redes no novo corte, as taxas de erro foram altas em todos os cenários. O baixo desempenho obtido pode ser explicado pela discrepância observada entre o conjunto de treinamento e o conjunto de teste. Dessa forma, percebe-se a importância da qualidade do conjunto de dados para treinamento de uma rede eficiente, pois a utilização desta é diretamente relacionada com a disponibilidade de bons exemplos e em grande número. O uso das RNAs será mais difundido à medida que haja mudança no paradigma da experimentação em que as decisões passarão a ser tomadas em bancos de dados, construídos ao longo do tempo de um programa de melhoramento, que constituirão de base para o processamento de dados. / Developing new alfalfa cultivars is related with productive potential besides to the nutritive value of the forage, which are determined by traits of complex genetic control. That is why alfalfa breeding requires adoption of techniques that maximize selective accuracy. In this context, using Artificial Neural Networks (ANNs) can be useful to optimize the simultaneous selection, which has been the strategy most used in alfalfa breeding. Thus, the aim of this work was to apply the selection index approach in the context of artificial neural networks to help in alfalfa breeding, as well as to evaluate the efficiency of the ANNs to perform the complex trait selection. The data from 77 alfalfa genotypes evaluated in four cuts were collected considering different seasons in the year. In each cut were measured production and nutritive value traits. Firstly, we estimated the gains by direct, indirect and simultaneous selection by the Taí index for each trait groups. To obtain the ANN for each group, the genotypes were subdivided into classes according to the index scores. In order to ensure good network generalization, in the training and validation stages we used amplificated data from each group of characters, later we used the ANNs to classify the real data of the four cuts. Subsequently, we used amplificated data from three cuts for training and validation, and the established ANNs were used in a new cut that did not participate in the amplification process. In general, the direct selections provided satisfactory individual gains for the breeding purposes, but their use must be very judicious since the existence of unfavorable correlations between some studied traits. Indirect selections, presented difficulties in maintaining desired gains in all traits in the genotype set. The results of simultaneous selection using the Taí index provided a more balanced distribution gains for the trait sets in all cuts. In the context of the artificial neural networks, the error rates of the production and nutritional value groups were low, evidencing the great agreement of these with the index. However, the limitation of the training set and test of ANNs for data of three cut amplification, led either to high error rates or to very low levels, indicating of loss of the generalization ability. When the networks were used in the new cut, error rates were high in all scenarios. The low performance obtained can be explained by the discrepancy between the training set and the test one. In this way, the importance of the quality of data set for training an efficient network is perceived, since its use is directly related to the availability of good examples and in large numbers. The use of ANNs will be more widespread with a change in the experimentation paradigm in which decisions will be made into databases built over time from a breeding program that will form the basis for data processing.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-22T13:42:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2115910 bytes, checksum: 9ac26b919d7cf610eba0b2e44061dcc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T13:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2115910 bytes, checksum: 9ac26b919d7cf610eba0b2e44061dcc7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A predição do mérito genético dos indivíduos é um dos maiores desafios no melhoremento de plantas e animais. A predição é difícil por que as características importantes possuem natureza complexa, onde alguns caracteres possuem poucos genes de efeito maior, enquanto que outros são controlados por um elevado número de genes de efeito pequeno, além disso, efeitos não-additivos como dominância e epistasia podem ser importantes para o controle da variação genética. Para obter altas acurácias na predição é importante usar o modelo que corresponde com a arquitetura genética da característica e adicionalmente a adequada partição das várias fontes de variação genética (aditiva, dominancia e epistasia) é desejada para várias aplicações como capacidade geral e específica de combinação. No capítulo 1 foi revisado os aspectos gerais da predição genômica (GP), a aplicação dessa abordagem com diferentes propósitos em características com distintas arquiteturas genéticas e no final alguns modelos estatísticos aplicado na GP. No capítulo 2 foi avaliado modelos de regressão genômica (WGR) aditivos e aditivo-dominante com diferentes prioris, essas são premissas sobre a presença ou não de marcas com efeito maior. Adicionalmente no capítulo 3 foi avaliado a inclusão da informação oriunda do pedigree na predição genômica, usando os modelos BayesA aditivo e aditivo-dominante e também com o RKHS, que teoricamente pode predizer os efeitos aditivo e não aditivos confundidos. Esses modelos foram aplicados na altura de árvores (HT) aos 6 anos de idade, diâmetro na altura do peito (DBH) e resistência a ferrugem, mesurados em 923 indivíduos de pinos oriundos de uma população estruturada em 71 irmãos completos e genotipados com 4722 marcadores genéticos. Também foram simulados 6 características com distintas arquiteturas genéticas (poligenica e oligogênica com três leveis de dominância) para esses estudos. As populações simuladas usadas nessas características foram derivadas a partir de um programa de melhoramento padrão de pinos. No capítulo 2 para as caracteríticas oligogenica simuladas e para resistência a ferrugem o BayesA e BayesB forneceram as melhores acurácias para predição genotípica, porem as diferentes priores usadas em WGR produziram resultados similares para HT e para característica poligênicas simuladas. Contudo a inclusão da dominância nos modelos WGR aumentaram a acurácia apenas para características simuladas com elevado efeito de dominância e para HT. Quando o BayesB foi ajustado em uma geração para predizer na geração seguinte, a inclusão da dominância aumentou as acurácias apenas para características oligogenicas simuladas com elevada dominancia. Independente do modelo adotado, a acurácia da predição genotípica total decresceu com o aumento dos efeitos de dominancia nas características simuladas. Então esses resultados refletem que a predição da dominancia foi complexa quando comparado com a predição dos efeitos aditivos, e para a aplicações posteriores dos efeitos de dominância, algumas propriedades genéticas da população devem ser avaliadas como MAF e número de meios irmãos e irmãos completos. No capítulo 3, a inclusão do informação oriunda do pedigree no modelo genômico, não produziu acurácias mais elevadas quando comparado com os modelos que usaram apenas informações de marcadores, e ambos modelos foram substancialmente mais acurados que o modelo baseado apenas em informação de pedigree. Em HT, DBH e características poligênicas simuladas com efeitos aditivos e dominantes, os modelos baseados em RKHS mostraram acurácias ligeiramente superiores que o BayesA para predição genotípica total, enquanto que o BayesA foi a melhor opção para resistência a ferrugem e características oligogenicas. Para a predição dos valores de melhoramento o BayesA aditivo foi o melhor modelo. / The prediction of individual genetic merit is one of most important challenges in plant and animal breeding. Prediction is difficult because the important traits have a complex nature, where some traits have few genes with major effects, while others are controlled by a large number of genes with small effects. Non-additive effects such as dominance and epistasis can also be important for controlling the genetic variation. In order to achieve higher accuracies in the prediction, it is important to use the model that matches the genetic architecture of trait. The proper partition of the various sources of genetic variation (additive, dominance and epistasis) is desired for several applications, such as exploring the overall and specific combination ability. In Chapter 1, the general remarks of genomic prediction (GP) are reviewed, with the application of this approach with different proposals in distinct genetic architecture traits, together with some statistic models applied in GP. In Chapter 2, the additive and additive-dominance whole-genomic-regression (WGR) models are evaluated with different priors, together with assumptions regarding the presence or not of markers with major effects. Chapter 3 evaluates the inclusion of pedigree information in genomic prediction with additive- and additive-dominance BayesA and also with RKHS model that can theoretically predict confused additive and non- additive effects. These models were applied in tree height (HT), diameter at breast height (DBH) and rust resistance in 923 loblolly pine individuals at 6 years of age from a structured population of 71 full-sib families genotyped with 4722 genetic markers. Six traits were also simulated with distinct genetic architectures (polygenic and oligogenic traits with three dominance levels) for these studies. The simulated population for these traits was derived from a standard pine breeding program. In the oligogenic simulated traits and rust resistance in chapter 2, BayesA and BayesB provided greater accuracies for genotypic prediction; however, the different priors of WGR yielded similar results for HT and simulated polygenic traits. Therefore, the inclusion of dominance effects in WGR increases the accuracy only for simulated traits with high dominance effects and HT. When BayesB was fitted in one generation for predicting the next generation, the dominance inclusion increased the accuracies only for the oligogenic simulated trait with high dominance. Regardless of the model adopted, the accuracy of whole genotypic prediction decreased with the increase of dominance effects in simulated traits. Thus, these results reflect that dominance prediction is complex when compared to additive prediction, and for downstream applications of dominance effects, some genetic properties of the population should be evaluated, such as MAF and the number of half and full-sibs. In chapter 3, the inclusion of pedigree information in genomic model did not yield higher accuracies than models based in only marker information, and both models were substantially more accurate than models basedonly on pedigree. In HT, DBH and in polygenic traits simulated with additive-dominance effects, the RKHS-based models showed slightly higher accuracies than BayesA for whole genotypic prediction, while BayesA-based models were the best option for rust resistance and oligogenic simulated traits. For the prediction of breeding values, the BayesA additive was the best model.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-03T09:22:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1632475 bytes, checksum: 40e16d694a3dcc12319c7792625a3a4b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-03T09:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1632475 bytes, checksum: 40e16d694a3dcc12319c7792625a3a4b (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A seleção genômica (SG) e associação genômica ampla (GWAS) são métodos que exploram o desequilíbrio de ligação (LD) entre marcadores e loci de características quantitativas (QTL). Um dos fatores limitantes para a implementação da SG é a necessidade de um grande número de animais genotipados e fenotipados para obtenção de valores genéticos com alta acurácia. Essa limitação pode ser superada combinando dados de múltiplas populações ou utilizando dados de animais cruzados. O objetivo geral desta tese foi caracterizar os padrões de LD de diferentes populações de suínos. Além disso, avaliar em que medida as diferenças de LD se refletem na acurácia da seleção genômica quando utilizadas diferentes metodologias e arranjos para população de referência e validação. Os arranjos testados foram: utilização de subconjuntos da mesma população como referência e validação (within), populações diferentes nos conjuntos de referência e validação (across) e combinação de duas populações na referência (multi). Nessa tese foram utilizados dados de suínos de linhas puras e de animais cruzados, genotipados com o PorcineSNP60 BeadChip. A regressão Loess proporcionou melhor ajuste aos dados de LD, bem como em predições mais acuradas em comparação a regressão não linear. Mostrou-se também, que a regressão Loess pode ser utilizada para realizar uma comparação estatística do LD decay de diferentes populações. A persistência de fase do LD entre animais cruzados e as linhas puras parentais foi alta, o que nos leva a hipotetizar que associações marcador-QTL similares poderiam ser encontradas em animais cruzados e as linhas parentais e, portanto, esperava-se encontrar altas acurácias de predição genômica entre essas populações. Entre as linhas puras a persistência de fase foi baixa, logo painéis de SNPs de maior densidade deveriam ser utilizados para manter a mesma associação marcador-QTL entre essas linhas. Acurácias obtidas na predição genômica utilizando animais cruzados assim como os arranjos across e multi, não seguiram as expectativas baseadas em LD. Portanto, a consistência de fase de ligação entre populações pode não ser tão importante para a acurácia da seleção genômica como se pensava, mas sim a ação combinada de LD, arquitetura genética e frequências alélicas. Portanto, foi desenvolvida uma metodologia que leva em consideração differenças nas frequências alélicas, bem como informações dos GWAS para comtemplar a arquitetura genética da característica. Esta estratégia trouxe alguns benefícios para a predição genônima para os arranjos within e multi. Ponderações obtidas por meio de GWAS em diferentes conjuntos de dados (uma única população e combinando múltiplas populações) nem sempre resultou em aumento da acurácia, sendo dependente da linha que estava sob seleção. O uso de pesos advindos do GWAS ao se utilizar uma população combinada resultou nas melhores acurácias tanto para os arranjos within quanto multi. A avaliação e o entendimento de como diferenças de LD, frequências alélicas e arquitetura genética afetam a acurácia da predição genômica é fundamental para otimizar a inserção da seleção genômica no melhoramento de suínos. / Genomic selection and genomic wide association studies (GWAS) are widely used methods that aim to exploit the linkage disequilibrium (LD) between markers and quantitative trait loci (QTL). Securing a sufficiently large set of genotypes and phenotypes can be a limiting factor when implementing genomic selection that may be overcome by combining data from multiple populations or using crossbred information. The overall objective of this thesis was to characterize LD patterns in different pig populations and to evaluate whether the differences in LD determine the accuracy of genomic predictions when using different reference sets (within-, across- and multi- population) and methodologies. In this thesis I used data from pure lines and crossbred pig populations genotyped with PorcineSNP60 BeadChip. Loess regression provided a better fit to the real LD data, and more accurate LD predictions could be made, compared to nonlinear regression. It was also shown that Loess regression can be used to statistically compare the LD decay of different populations. The persistence of LD phase between crosses and the parental pig lines was found to be high, from which it was hypothesized that similar marker-QTL associations would be found in a cross and in their purebred parent populations and therefore accuracies of genomic prediction across these populations should be high. Between the pure lines the persistence of phase was low, thus higher density panels should be used to have the same marker-QTL associations across these lines. Accuracies obtained from across- and multi-population genomic prediction and from using crossbred data did however not follow the expectations based on LD. Having the same LD phase may therefore not be as important for genomic prediction accuracy as previously thought but rather the interplay between LD, genetic architecture and allele frequencies also plays a major role. Differences in allele frequencies between lines and information from GWAS on the genetic architecture of traits for the different lines were taken into account in analyses developed in the later chapters. The use of weights, based on GWAS results, was expected to lead the GBLUP model towards the real genetic architecture of the traits. This strategy was shown to have some benefit for the genomic predictions with single- and multi-population data sets. Weights obtained from GWAS in different data sets (within and combining populations) did not always lead to increased accuracies of prediction, depending on which lines the weights are applied to. Using weights from GWAS in a combined population was the best approach, resulting in higher accuracy of GBLUP predictions within single- as well as in multi-population analysis. Understanding and evaluating how the accuracy of within-, across- and multi-population genomic prediction is affected by differences in LD, in genetic architecture and in allele frequencies is key to optimize the accuracy of genomic prediction in pig breeding.

Meliponiculture (or stingless beekeeping) is a powerful tool for sustainable economic development in the tropics. However, meliponiculture has many challenges as it lacks standardization in management and breeding practices. The aim of this thesis was to investigate stingless bee reproductive biology combined to management and breeding as background to meliponiculture improvement. In chapter 1, we performed a meta-analysis of heritability across the Hymenoptera in order to review current knowledge and discuss the challenges for bee breeding and conservation. In chapter 2, we assessed how sexual selection acts on male traits in the stingless bee Scaptotrigona aff. depilis and identified which traits may affect male fitness. In chapter 3, we estimated heritability and genetic correlations for the traits studied in the previous chapter, to understand how evolution shapes male traits and to identify important traits for breeding programs. Finally, in chapter 4 we investigated how the environment and long-term management influence colony productivity in Melipona subnitida (jandaíra), a commercially managed species in Northeastern Brazil. Our results revealed that morphological traits exhibit higher heritability estimates than fitness related traits, and in general, colony productivity traits showed potential for breeding. However, few studies are available for stingless bees yet. Male aggregations in S. aff depilis selected competitive males with higher quality sperm, indicating the importance of this mechanism in stingless bee mating biology. The studied male traits exhibited high heritability estimates, with exception of sperm length. Since aggregations selected males with shorter sperm, these results suggest selection for long-term sperm storage by queens and higher fertilization potential. The assessment of M. subnitida records revealed that honey production was affected by climate and management, and strategies to improve beekeeping practices were discussed. We believe this thesis provides important guidelines to establish successful stingless bee breeding programs / A meliponicultura, criação racional de abelhas sem ferrão, é uma poderosa ferramenta para o desenvolvimento econômico sustentável em regiões tropicais. No entanto, a prática da meliponicultura enfrenta diversos desafios, como a falta de padronização das técnicas de manejo e melhoramento genético. O objetivo desta tese foi investigar a biologia reprodutiva de abelhas sem ferrão aliada ao manejo e ao melhoramento genético, a fim de fornecer subsídios para o aprimoramento da meliponicultura. No capítulo 1, realizamos uma meta-análise sobre herdabilidade em Hymenoptera, a fim de compreender o conhecimento atual e os desafios associados ao melhoramento genético de abelhas e sua conservação. No capítulo 2, avaliamos como a seleção sexual atua em caracteres dos machos da espécie Scaptotrigona aff. depilis e identificamos quais caracteres podem influenciar o sucesso reprodutivo. No capítulo 3, estimamos a herdabilidade e correlações genéticas para os caracteres avaliados no capítulo anterior, a fim de entender como a evolução atua moldando os caracteres dos machos e quais desses caracteres podem ser utilizados em programas de melhoramento genético. Finalmente, no capítulo 4, investigamos o efeito do ambiente e do manejo na produtividade de colônias em Melipona subnitida (jandaíra), uma espécie manejada comercialmente no Nordeste brasileiro. Nossos resultados revelaram que caracteres morfológicos exibem estimativas de herdabilidade mais altas do que caracteres ligados ao sucesso reprodutivo. No entanto, poucos estudos com abelhas sem ferrão foram realizados até o momento. Agregações de machos em S. aff. depilis selecionaram machos mais competitivos que apresentaram maior qualidade espermática, indicando a importância desse mecanismo na biologia reprodutiva de abelhas sem ferrão. Os caracteres estudados apresentaram alta herdabilidade, com exceção do comprimento do espermatozoide. Como agregações selecionam machos com espermatozoides mais curtos, esses resultados sugerem seleção direcionada para um maior tempo de armazenamento do esperma pelas rainhas e maior potencial de fertilização. A avaliação dos registros de M. subnitida revelou que a produção de mel foi afetada pelo clima e pelo manejo, e estratégias a fim de melhorar as práticas da meliponicultura foram discutidas. Acreditamos que essa tese fornece importantes resultados para o estabelecimento de programas de melhoramento genético em abelhas sem ferrão

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-29T12:47:41Z No. of bitstreams: 1 Tese - Daniel E. Lopez.pdf: 931628 bytes, checksum: 2dabaef622bb77a05b5984f6a550e822 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-29T12:47:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Daniel E. Lopez.pdf: 931628 bytes, checksum: 2dabaef622bb77a05b5984f6a550e822 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-29T12:48:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Daniel E. Lopez.pdf: 931628 bytes, checksum: 2dabaef622bb77a05b5984f6a550e822 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-29T12:48:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Daniel E. Lopez.pdf: 931628 bytes, checksum: 2dabaef622bb77a05b5984f6a550e822 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis (Mart.) Ducke) is an Amazon native plant of great economic and social potential for Brazil. The species is commercially cultivated in the states of Amazon, Acre, Pará, Rondônia, Roraima, Bahia and Mato Grosso. Due to the great expansion of culture, research has cast new clones, for high productivity and disease resistance. The development of plants is affected by many environmental factors such as soil and climatic conditions, cultural practices and the occurrence of pathogens. In a given environment the phenotype is the result of the genotype of action under the influence of the environment. However, when considering a number of environments, phenotypic variation is composed not only by genotype and environmental variance. Here comes the environmental effects (A), genotype (G) and genotype x environment interaction (GE), the latter effect which promotes significant differences in the performance of cultivars when they are grown in different locations. The objective of this study was to estimate the adaptability and stability of 32 clones of guarana, through three statistical methods. The experiments were designed in randomized blocks with two replications, three plants per plot and spacing 5 m x 5 m. During the period 1998-2010 the clones were evaluated in the municipalities of Iranduba, Maués and Manaus. Adaptability and stability of the clones were analyzed using three statistical methods in 13 years of farming: Lin and Binns, REML / BLUP and Annicchiarico. The three methods classify the clones in the same way. Clone 871 has good stability, wide adaptability and increased productivity in all methods being considered an ideal genotype. In favorable environments in the methodologies of REML / BLUP, ANNICHIARICO and LIN and BINNS, clone 871 showed good stability and specific adaptability to this type of environment and unfavorable environments. / O guaraná (Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke) é uma planta nativa da Amazônia de grande potencial econômico e social para o Brasil. A espécie é plantada comercialmente nos estados do Amazonas, Acre, Pará, Rondônia, Roraima, Bahia e Mato Grosso. Em razão da grande expansão da cultura, a pesquisa tem lançado novos clones, para obter alta produtividade e resistência a doenças. O desenvolvimento das plantas é afetado por vários fatores ambientais, como as condições edafoclimáticas, tratos culturais e a ocorrência de agentes patogênicos. Em um determinado ambiente o fenótipo é o resultado da ação do genótipo sob a influência do meio. Entretanto, quando se considera uma série de ambientes, a variação fenotípica é composta não apenas pela variância genotípica e ambiental. Neste caso surge os efeitos do ambiente (A), do genótipo (G) e da interação genótipos x ambientes (GxA), sendo o último efeito o que promove significativas diferenças no desempenho das cultivares quando estas são cultivadas em diferentes locais. O objetivo deste trabalho foi estimar a adaptabilidade e a estabilidade de 32 clones de guaranazeiros, por meio de três métodos estatísticos. Os experimentos foram delineados em blocos casualizados, com duas repetições, três plantas por parcelas e em espaçamento 5 m x 5 m. Durante o período de 1998 a 2010 os clones foram avaliados nos municípios de Iranduba, Maués e Manaus. A adaptabilidade e a estabilidade dos clones foram analisadas por meio de três métodos estatísticos em 13 anos de cultivo: Lin e Binns, REML/BLUP e Annicchiarico. Os três métodos classificam os clones da mesma maneira. O clone 871 possui boa estabilidade, ampla adaptabilidade e maior produtividade em todos os métodos utilizados sendo considerado um genótipo ideal. Nos ambientes favoráveis nas metodologias de REML/BLUP, ANNICHIARICO e LIN e BINNS, o clone 871 apresentou boa estabilidade e adaptabilidade específica a esse tipo de ambiente, bem como aos ambientes desfavoráveis.

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.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-14T18:06:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 459927 bytes, checksum: 499f8409fc0463528b7d65b6f83d2535 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T18:06:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 459927 bytes, checksum: 499f8409fc0463528b7d65b6f83d2535 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O sorgo granífero é considerado o quinto cereal mais cultivado no mundo, sendo uma importante fonte calórica na alimentação humana em países em desenvolvimento. No Brasil, o sorgo granífero é o principal substituto ao milho na formulação de rações para aves, suínos, bovinos e do segmento de pet food. Uma das grandes vantagens da cultura é sua tolerância à deficiência hídrica e solos com baixa fertilidade. Devido a estas características, o cultivo do sorgo tem se expandido durante a época da safrinha, período em que o volume e a frequência de chuvas costumam ser oscilantes e insuficientes. Na busca por cultivares mais adaptadas a estas condições, os programas de melhoramento de sorgo têm buscado novas combinações de híbridos com alto rendimento de grãos, altura de planta ideal para colheita mecanizada e precocidade. Diante deste cenário, os objetivos do trabalho foram: i) estimar a capacidade combinatória de linhagens de sorgo granífero, visando propor uma estratégia de melhoramento para desenvolvimento de novas linhagens macho-estéreis e linhagens restauradoras de fertilidade com potencial para confecção de híbridos com desempenho superior para os caracteres de interesse; ii) identificar híbridos que reúnam alta produtividade, precocidade, altura adequada à colheita e estabilidade fenotípica. Para tanto, 36 híbridos provenientes do cruzamento entre 12 linhagens de sorgo granífero (seis linhagens A x seis linhagens R) foram avaliados em experimentos conduzidos em Sinop, Mato Grosso, e em Sete Lagoas, Minas Gerais. Os caracteres avaliados foram: dias para o florescimento (DF), altura de plantas (AP) e produtividade de grãos (PROD). Para a análise dialélica, adotou-se o método 4 de Griffing (1962) adaptado a dialelos parciais. Para identificar os cruzamentos que menos contribuíram para a interação G x A foi realizada análise de Wricke (1962). Todas as análises foram realizadas com o software Genes. Cruzamentos múltiplos devem ser realizados para reunir os alelos favoráveis para os caracteres avaliados em novas linhagens restauradoras e macho- estéreis. Os híbridos 7, 9, 19 e 22 são os mais indicados para cultivo nos ambientes avaliados, pois possuem alta precocidade, porte adequado à colheita e alta produtividade de grãos, além de alta estabilidade fenotípica para estes caracteres. / Grain sorghum is considered the fifth most cultivated cereal in the world, being an important caloric source in human food in developing countries. In Brazil, grain sorghum is the main substitute for maize in feed formulation for poultry, pigs, cattle and pet food segment. One of the great crop advantages is its tolerance to water deficit and low fertility soils. Due to these characteristics, sorghum growing has expanded during the off-season, period in which the volume and frequency of rainfall are often oscillating and insufficient. In the search for cultivars better adapted to these conditions, sorghum breeding programs have sought new combinations of hybrids with high grain yield, ideal plant height to harvesting and earliness. Thus, the objectives of this study were: i) to estimate the combining ability of grain sorghum lines, aiming at proposing a breeding strategy for developing new male-sterile and fertility restorative lines with potential for obtaining hybrids with superior performance for the traits of interest; ii) to identify hybrids that meet high yield, earliness, adequate height to harvesting and phenotypic stability. Thirty-six hybrids from the crosses of 12 grain sorghum lines (six lines A x six lines R) were evaluated in experiments conducted in Sinop, Mato Grosso, and Sete Lagoas, Minas Gerais. The evaluated traits were: days to flowering (DF), plant height (PH) and grain yield (YIE). For the diallel analysis, the model proposed by Geraldi and Miranda Filho, adapted for partial diallel was adopted. To identify the crosses that contributed least to the G x E interaction, Wricke (1962) analysis was performed. All analyses were performed with Genes software. Multiple crosses should be performed to gather the favorable alleles for the traits evaluated in new restorative and male-sterile lines. Hybrids 7, 9, 19 and 22 are the most suitable for growing in the evaluated environments, since they have high earliness, adequate height to harvesting and high grain yield, as well as high phenotypic stability for these traits.