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Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Linkage disequilibrium (LD) is a genetic phenomenon, since it directly interferes in the genetic
dynamics of populations. Its effect is observed in the non independent segregation of alleles of
different loci, resulting in a correlation between them during the haplotype formation. Any factor
that alters allele frequencies can interfere in its dynamics. Both evolutionary factors considered in
population genetics and the events used in breeding programs affect the linkage
equilibrium/disequilibrium balance. As the microevolutionary factors are specific for each
population (natural or from breeding), the LD should be assessed specifically in each population.
Specific measures of LD were developed considering the different factors involved in order to
mitigate their bias during measurement. Aiming to measure the LD in Ridesa breeding populations
a model to predict the LD in polyploids was implemented, using the R platform, based on the
Raboin et al. (2008) equations, that considers the sugarcane genome inherent attributes (polysomy
and polyploidy). By using this model the LD decay profile was obtained for two breeding
populations from Ridesa, the first one composed by 91 individuals from the cross between the
RB97327 and RB72454 elite clones and the second from the 81 individuals derived from the
selfing of the RB97327 clone. A total of 850 and 470 loci of DArT markers, respectively, were
evaluated for each population. The populations showed a high LD, suggesting the existence of
linkage disequilibrium even between loci that are 30cM apart. Based on the values found and on
other sugarcane LD studies found in literature, the possible effect of the processes of genetic
improvement on the dynamics of sugarcane LD were discussed. A second study was carried out
associating the mendelian segregation analysis of loci and their effect on the LD pattern, that
showed that the LD profiles over increasing distances between loci can be associated to the allelic
dosage. Furthermore, aiming to illustrate one of the uses of LD in breeding programs a genomewide
selection (GWS) study was developed using RR-BLUP methodology. This study was carried
out as a proof of concept, in order to study the feasibility of the method of genome-wide selection in sugarcane. For this, the 132 genotypes were characterized for six different characters, namely:
stalk weight (kg), stalk diameter (mm), stalk length (m), soluble solids concentration (Brix),
internodes number and stalk number per plot. In addition to demonstrate the great potential of these
studies in sugarcane using DArT, the results suggest the existence of a strong effect of
intrapopulation structure and of the spurious associations between the loci in the accuracy of the
model. These factors, usually ignored in this kind of analysis, should be further investigated in
future studies. / O desequilíbrio de ligação (LD) é um fenômeno genético que interfere diretamente na dinâmica
genética das populações. Seu efeito é observado na segregação não independente dos alelos dos
diferentes locos, resultando na correlação entre eles durante a formação dos haplótipos. Qualquer
fator que altere as frequências alélicas interfere no LD. Assim, tanto os fatores evolutivos
considerados em genética populacional, como a maioria dos eventos utilizados no melhoramento
interferem na dinâmica equilíbrio/desequilíbrio de ligação. Como os fatores microevolutivos são
específicos para cada população (natural ou de melhoramento), o LD deve ser avaliado em cada
população, de maneira específica. Medidas de LD são desenvolvidas considerando os diferentes fatores evolutivos, afim de diminuir o viés gerado por eles durante sua mensuração. Com o intuito
de mensurar o LD em populações de melhoramento da Ridesa foi implementado, no ambiente R, o
modelo descrito por Raboin et al. (2008), que considera como fatores controlados para a
diminuição de viés na mensuração do LD a polissomia e a poliploidia, características inerentes ao
genoma da cana. Com o uso da modelagem implementada no ambiente R foram obtidos o perfil de
decaimento para duas populações de melhoramento da Ridesa, a primeira compostas por 91
indivíduos provenientes do cruzamento biparental entre os clones-elite RB97327 e RB72454 e a
segunda por 81 clones gerados por autofecundação do clone RB97327, a partir da análise de 850 e
470 locos DArT para cada população, respectivamente. As populações estudadas apresentaram alto
LD, mostrando a existência de desequilíbrio mesmo entre locos separados por 30cM. Com base
nos valores encontrados e nos estudos sobre LD existentes para cana na bibliografia foram
discutidos os possíveis efeito dos processos de melhoramento sobre a dinâmica genética da cultura.
Um segundo estudo foi realizado associando o padrão de segregação mendeliana dos locos e seu
efeito no padrão de decaimento do desequilíbrio. Esta análise mostrou que os perfis de decaimento
do desequilíbrio ao longo de distâncias crescentes entre locos pode estar associado à dosagem dos
alelos sob análise. Além disso, afim de ilustrar um dos usos do LD no melhoramento de cana foi
desenvolvido um estudo de seleção genômica ampla (GWS) com o uso da metodologia RR-BLUP.
Esta análise foi realizada como uma prova de conceito, com o intuito de verificar a viabilidade do
desenvolvimento do método de seleção genômica ampla para cana-de-açúcar. Para isto, os 132
genótipos foram caracterizados para seis diferentes caracteres, sendo eles: peso do feixe de colmos
(Kg), diâmetro médio do colmo (mm), comprimento médio de colmo (m), concentração de sólidos
solúveis (oBrix), número médio de internódios e número de colmos/touceira. Além de evidenciar o
grande potencial de desenvolvimento de modelos desta natureza utilizando marcadores DArT em
cana-de-açúcar, os resultados obtidos sugeriram a existência de forte efeito de estruturação
intrapopulacional e existência de associações espúrias nas acurácias obtidas nos modelos.
Mostrando que os efeitos desta estruturação, normalmente negligenciado durante as análises de
calibração de modelos de seleção genômica ampla, devem ser melhor investigados em estudos
posteriores.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/6885 |
| Date | 27 February 2014 |
| Creators | Oliveira, Ivone de Bem |
| Contributors | Coelho, Alexandre Siqueira Guedes, Coelho, Alexandre Siqueira Guedes, Novaes, Evandro, Borba, Tereza Cristina de Oliveira |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (EAEA), UFG, Brasil, Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos - EAEA (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -3325099404361873119, 600, 600, 600, 600, 4500684695727928426, -6054687788362215274, 2075167498588264571 |
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