Genética e Melhoramento
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Item A complexa história evolutiva de Cedrela fissilis (meliaceae) da Mata Atlântica brasileira durante as mudanças climáticas do quaternário(Universidade Federal de Viçosa, 2016-09-29) Mangaravite, Érica; Oliveira, Luiz Orlando de; http://lattes.cnpq.br/8462661253665730A floresta Atlântica brasileira, uma das regiões de maior biodiversidade no mundo, está entre as cinco áreas mais importantes, hotspot de biodiversidade, possuindo mais de 8.000 espécies endêmicas. Entretanto, ela é uma das florestas mais ameaçadas do mundo. Estudos vêm sendo conduzidos com o objetivo de tentar entender as razões que levaram a este grande acúmulo de biodiversidade. Nós estudamos o modelo de distribuição de espécies, diversidade genética e filogeografia em populações de Cedrela fissilis da floresta Atlântica, com o intuito de responder se populações estariam em refúgios secos ou em florestas úmidas durante o último máximo glacial (LGM). Nossos resultados mostraram suporte para ambas as hipóteses, sugerindo assim que provavelmente uma combinação de processos atuaram no espaço e no tempo formando a diversidade que existe atualmente. Além disso, Estudos moleculares necessitam de DNA de qualidade e, em plantas, as folhas não estão sempre disponíveis. Dessa forma, nós testamos uma completa metodologia de extração de tecido do câmbio em diferentes espécies (Anadenanthera peregrina var. peregrina, Cedrela fissilis, Ceiba speciosa e Dimorphandra wilsonii) a fim de obter um DNA adequado para amplificação. O protocolo utilizado aqui, desde a coleta até a extração, foi efetivo para a obtenção de produtos de PCR para sequenciamento e genotipagem.Item Abordagem sobre modelos, covariáveis e acurácia na seleção genômica(Universidade Federal de Viçosa, 2016-11-30) Peixoto, Leonardo de Azevedo; Bhering, Leonardo Lopes; http://lattes.cnpq.br/0285123797003371A seleção genômica (SG) tem se tormado uma ferramenta de grande potencial no melhoramento de plantas. Além dela, o estudo de associação genômica (EAGA) e a seleção assistida por marcadores moleculares (SAM) também são metodologias com aplicabilidade no melhoramento. A diferença básica entre essas metodologias é que enquanto a SAM utiliza mapas de ligação e o EAGA utiliza mapas de associação para identificar marcadores significativos, a SG utiliza todos os marcadores disponíveis sem a necessidade de nenhum tipo de mapa. Portanto os objetivos desta pesquisa foram: 1) avaliar modelos utilizando os SNPs significativos encontrados pelos SAM e EAGA como efeito fixo nos modelos comumente utilizados na SG, em que no modelo tradicional, todos os SNPs são estabelecidos como de efeito aleatório. Estes modelos foram comparados com o modelo padrão utilizado na SG (RRBLUP bayesiano); 2) comparar os métodos tradicionais de seleção genômica (todos os SNPs como efeito aleatório); 3) verificar como a herdabilidade e o número de QTLs que controlam a característica podem influenciar na predição do valor genético; 4) estabelecer uma equação de predição da correlação genética em função da correlação fenotípica; 5) estabelecer o número ideal de indivíduos para compor a população de treinamento e; 6) estabelecer a quantidade necessária de marcadores para obter máxima acurácia pelos métodos de seleção genômica. Foram simuladas populações F 2 com 1.000 indivíduos em diferentes cenários. As populações foram simuladas com 4.500 (objetivo 1) e 3.000 marcadores (demais objetivos). Foram simuladas características com diferentes herdabilidades (5, 20, 40, 60, 80 e 99%) e o número de QTLs (60, 120, 180 e 240) (objetivos 2, 3 e 4). Foram estimados para todos os cenários a capacidade preditiva fenotípica e genotípica, a acurácia fenotipica e genotípica, a herdabilidade genômica, a variância genética, o ganho com a seleção, o índice de coincidência e o tempo de processamento. Foi utilizado a cross validação 5-fold com 50 repetições. As principais conclusões desta pesquisa foram: 1) A utilização de um modelo de SG com as marcas significativas encontradas pelo EAGA como efeito fixo e as demais marcas como efeito aleatório é uma boa estratégia para selecionar indivíduos superiores com alta acurácia; 2) A introdução no modelo de SG de QTLs que já foram descritos previamente para a característica em estudo, como efeito fixo, permite a seleção de indivíduos superiores de forma mais acurada; 3) os modelos de seleção genômica para predição em populações F 2 devem ser compostos por 200 a 900 marcadores de maior efeito sobre a característica e mais de 600 indivíduos na população de treinamento.Item Abordagens fenotípicas e moleculares aplicadas à seleção de cafeeiros arábica com resistência múltipla a estresses bióticos(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-25) Feitosa, Francielle de Matos; Caixeta, Eveline Teixeira; http://lattes.cnpq.br/2455145805181209O café é a segunda principal commodity no mercado mundial. A espécie Coffea arabica é uma das principais espécies cultivadas no mundo. No entanto, a cultura hospeda uma grande variedade de patógenos e pragas. Os patógenos Hemileia vastatrix e Colletotrichum kahawae são as doenças mais importantes da cultura, e a praga bicho-mineiro, impacta severamente a produtividade e qualidade de bebida. Assim, como forma de controle, o desenvolvimento de cultivares resistentes, com a utilização de marcadores moleculares auxiliam no progresso de melhoramento genético da cultura. O objetivo do trabalho foi identificar cafeeiros portadores de genes de resistência para as principais doenças do café; determinar a diversidade genética por meio de características morfológicas e estimar os parâmetros genéticos e os ganhos com a seleção utilizando a metodologia de modelos mistos (REML/BLUP). O estudo foi composto por duas populações, a primeira, os cafeeiros em geração F 2 são provenientes do cruzamento entre cultivar resistente a ferrugem e CBD e outra ao bicho-mineiro, enquanto que a segunda, são originados de cruzamentos de cafeeiros arábicas com fontes de resistência (seleção indiana). A identificação de cafeeiros resistentes foi feita fenotipicamente e/ou molecularmente. A análise de diversidade genética foi baseada na distância generalizada de Mahalanobis e a seleção fenotípica, por meio do procedimento REML/BLUP. Ambas populações apresentaram resistência múltipla para as principais doenças com diferentes combinações. Com base nas análises utilizando o método REML/BLUP, foi possível selecionar cafeeiros promissores por serem geneticamente divergentes e complementares pela análise de agrupamento e por proporcionar ganhos com a seleção principalmente para a característica infestação de bicho- mineiro. Além disso, foi possível observar que os materiais em desenvolvimento apresentam superioridade em relação as cultivares comerciais. Palavras-chave: Hemileia vastatrix. Colletotrichum kahawae. Melhoramento preventivo. Piramidação de genes.Item Ação gênica não-aditiva de dominância na avaliação genética(Universidade Federal de Viçosa, 2005-07-15) Cunha, Elizângela Emídio; Euclydes, Ricardo Frederico; http://lattes.cnpq.br/5958935216683927Este trabalho teve por objetivo estudar conseqüências da ação gênica não-aditiva de dominância sobre a avaliação genética animal, no curto e médio prazos. Os dados utilizados foram provenientes de simulações em nível de genes, usando-se o Programa GENESYS na estruturação de um genoma com 600 locos bialélicos. No primeiro estudo foram propostos cinco modelos de ação gênica, que incluíram porcentuais diferentes de locos com dominância completa (d/a= +1), isto é, modelos Ad, D25, D50, D75 e D100, os quais apresentavam 0, 25, 50, 75 e 100% dos locos com desvios da dominância, nessa ordem. Adicionalmente foi simulado um sexto modelo, designado SD, que incluiu sobredominância (d/a= +2) em 50% dos locos. Os modelos com ação gênica de dominância também tiveram efeitos aditivos dos genes em todos os seus locos. A partir de cada modelo genético foram estruturadas populações-controle e de seleção fenotípica que permitiram avaliar o comportamento de diferentes parâmetros genéticos para duas características de baixa (h2= 0,10) e alta (h2= 0,60) herdabilidades. Nessas populações foram praticados apenas acasalamentos ao acaso entre seus genitores, durante 10 gerações consecutivas e discretas. Para ambas as características, constataram-se maiores valores de herdabilidade no sentido restrito, variância genotípica e variância aditiva na ausência de seleção. Verificou-se covariância entre os efeitos aditivos e de dominância, nos modelos com inclusão de desvios da dominância, predominantemente positiva sendo nas a correlação entre populações-controle e esses efeitos negativa nas populações sob seleção. A variância de dominância aumentou com o incremento no número de locos exibindo dominância, e isso implicou aumento da variância aditiva. Houve considerável variação na importância dos efeitos da dominância na variância fenotípica total (d2) de cada característica e como proporção da variância aditiva (d2a) correspondente. Modelos com menor viiiporcentagem de locos com desvios da dominância proporcionaram maior endogamia e fixação de alelos favoráveis e também maiores ganhos genéticos, no período avaliado. No segundo estudo, foram avaliados os impactos de se desconsiderarem os efeitos não-aditivos da dominância sobre a estimação de parâmetros genéticos e a predição de valores genéticos obtidos pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal aditivo unicaracterístico, empregando-se o Programa MTDFREML. Foram propostos dois modelos de ação gênica: um com apenas efeitos aditivos dos genes e o outro com aditivos e dominância completa (d/a= +1) em 100% dos locos. Em cada modelo genético, foram obtidas populações de acasalamentos e seleção ao acaso, totalizando 18.000 registros, que possibilitaram o estudo das características com herdabilidades de 0,15 (baixa), 0,30 (média) e 0,60 (alta). As estimativas dos componentes de variância e herdabilidade obtidas no modelo genético aditivo foram semelhantes aos seus valores reais, em cada característica, ao passo que, sob ação gênica de dominância, foram observadas superestimativas de todos os componentes, sobretudo da variância genética aditiva. Nesse caso, a variância de dominância não-estimada, em função do modelo adotado, foi redistribuída entre os componentes aditivo e residual estimados. Houve perda na acurácia da avaliação genética, traduzida por correlações mais baixas entre os valores genéticos preditos e verdadeiros dos animais para o modelo genético com dominância. No último capítulo, foram avaliadas duas linhagens paternas e seus cruzamentos, selecionados com base no fenótipo para a característica de herdabilidade 0,30. Foi simulado um único modelo de ações gênicas, comum a todas as populações, que incluía efeitos aditivos dos genes e dominância completa em 100 e 50% dos locos, respectivamente. As linhagens, mantidas separadas, foram selecionadas por 20 gerações e submetidas a quatro estruturas de cruzamentos entre seus indivíduos. Na primeira e na terceira, foram acasalados ao acaso machos selecionados de uma linhagem e fêmeas da outra, nas gerações 10 e 15, respectivamente. A segunda e a quarta estrutura constituíram-se de cruzamentos recíprocos aos da primeira e terceira, respectivamente. As populações cruzadas foram selecionadas por 10 e 5 gerações, conforme o cruzamento, períodos em que foram contemporâneas das linhagens. O desempenho das linhas puras e cruzadas foi avaliado, sendo constatados valores fenotípicos superiores nas populações cruzadas em relação às linhagens e pequenas diferenças quanto aos outros parâmetros investigados. Ganhos genéticos mais elevados foram obtidos em pelo menos uma linha parental ao longo de todo o período. A variância aditiva foi restaurada sob cruzamentos interpopulacionais. Não houve diferenças entre os cruzamentos e nem efeito de linha. Esses estudos indicaram a necessidade de considerar os efeitos genéticos não-aditivos de dominância na avaliação genética de características de importância econômica no melhoramento animal, sendo influenciadas pela dominância.Item Adaptabilidade e estabilidade: revisão sistemática e aplicação(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-26) Rezende, Wender Santos; Oliveira, Aluízio Borém de; http://lattes.cnpq.br/5986062671297710A interação genótipos x ambientes (GxA) é um dos principais desafios enfrentados no melhoramento de plantas, pois causa inconsistências no ranqueamento de genótipos entre os ambientes. Consequentemente, a interação GxA dificulta o processo de seleção e recomendação de cultivares. Para minimizar, e até aproveitar, os efeitos da interação GxA, têm sido propostas ao longo dos anos diversas metodologias estatísticas para o estudo da adaptabilidade e estabilidade dos genótipos. Visto isso, o objetivo deste trabalho foi estudar a adoção dos métodos para estudo da adaptabilidade e estabilidade nas duas principais culturas agrícolas brasileiras, milho e soja, e aplicar algumas dessas metodologias em dados de milho provenientes do leste africano. Inicialmente, foi realizada uma revisão sistemática da literatura científica para verificar a adoção dos métodos em artigos sobre milho e soja publicados desde 1970 em revistas brasileiras indexadas na base de artigos SciELO. Foram encontrados 113 artigos (38 sobre soja e 75 sobre milho), nos quais foram listados 21 métodos de adaptabilidade e estabilidade. O método utilizado com maior frequência em ambas as culturas foi Eberhart e Russell. Os métodos Cruz, Torres e Vencovsky e Modelo de efeitos principais aditivos e interação multiplicativa (AMMI) também foram amplamente adotados. Em geral, o número de publicações com a maioria dos métodos reduziu na presente década, exceto com GGE Biplot, Média harmônica da performance relativa dos valores genotípicos (MHPRVG) e Centroide, que apresentaram crescimento. Posteriormente, após a realização da revisão sistemática, aplicaram-se os métodos GGE Biplot e Cruz, Torres e Vencovsky em conjuntos de dados de experimentos realizados em 2017 no leste da África (Quênia, Uganda e Tanzânia) pelo Centro Internacional de Melhoramento de Milho e Trigo (CIMMYT). Os ensaios abrangeram 24 locais bem irrigados (condições ótimas) e sete locais em condições de déficit hídrico, nos quais foram avaliados 65 híbridos de milho de ciclo intermediário e 55 de ciclo precoce. O método GGE Biplot permitiu identificar o melhor e pior local para seleção de híbridos em condições ótimas, respectivamente Kakamega e Kabuku. Não foi possível definir os melhores e piores locais para condições de estresse hídrico, pois estes foram altamente dependente da maturidade dos híbridos. Utilizando-se os dois métodos, GGE Biplot e Cruz, Torres e Vencosvky, foi possível identificar com segurança os híbridos precoces E14, E2 e E23 e os intermediários I35, I18, I21 e I41 como os mais bem adaptados simultaneamente a condições ótimas e a condições de estresse hídrico. Embora o número de publicações sobre adaptabilidade e estabilidade tenha reduzido nos últimos anos, essa área de pesquisa continua ativa e relevante no Brasil. Além disso, a aplicação dos métodos de estudo da adaptabilidade e estabilidade fornece informações e direcionamentos fundamentais ao processo de melhoramento de plantas.Item Alfalfa breeding for cultivation in the tropics: insights on genetic diversity and yield persistence(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-14) Santos, Iara Gonçalves dos; Cruz, Cosme Damião; http://lattes.cnpq.br/3652448495585936Alfalfa (Medicago sativa L.) is considered “the queen of forages” and plays a key role in highly specialized dairy herds. Alfalfa has the potential to be grown in different edaphoclimatic regions, though its cultivation in tropical regions is still limited. Because yield persistence is one of the bottlenecks of alfalfa breeding in tropical regions, efforts should be done to overcome this problem. This study aimed to investigate whether the alfalfa germplasm held by Embrapa Southeast Livestock has satisfactory genetic diversity regarding bromatological and agronomic traits. The investigation also looked into yield persistence, how to access it, and how to select persistent accessions based on random regression models and artificial neural networks (ANN). Best linear unbiased predictors (BLUPs) of nine traits of seventy-seven alfalfa accessions from a temperate genetic background evaluated in eight harvests were used to estimate the phenotypic diversity. Microsatellite markers assessed the molecular diversity. Phenotypic data analyses revealed the presence of genetic diversity. The genetic variability obtained by both phenotypic and molecular information indicated the potential of the germplasm for developing base populations adapted to tropical conditions. Dry matter yield taken from 24 cuttings was used to assess the persistence. A random regression model was used to build trajectory curves of the accessions. The fitted curves showed a great amplitude regarding dry matter yield over time, which suggested a high variability regarding persistence. The three-step method for accessing persistence presented in this study included (1) a random regression model to obtain persistence trends, (2) a k-means method to define different persistence clusters, as well as (3) an ANN to perform classification of persistent accessions in an automated way. The upside of this method is to evaluate different alfalfa accessions using the same ANN. Basically, when new accessions are evaluated, they will be classified according to their genetic value scores using the same ANN previously fitted, with no need for a new clustering step. The persistence method jumps down from three to two steps and can help alfalfa breeders in the decision- making process. Keywords: Medicago sativa. Self-organizing maps. Random regression models. Artificial neural network.Item Alocação de linhagens de milho tropical em grupos heteróticos(Universidade Federal de Viçosa, 2021-01-12) Ribeiro, Flaviane de Oliveira; Lima, Rodrigo Oliveira de; http://lattes.cnpq.br/0867334313365905A alocação de linhagens em grupos heteróticos é importante para direcionar cruzamentos no melhoramento de milho, o que proporciona aumento da eficiência do programa. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a desempenho de linhagens de milho do programa de melhoramento de milho da UFV, Programa Milho®, com base no comportamento per se e em cruzamento com testadores de base genética ampla e estreita, visando alocar as mesmas em grupos heteróticos, bem como selecionar um conjunto de linhagens para cada grupo heterótico. Para isso, foram avaliadas 185 linhagens parentais (LP) e os seus híbridos testcross (TC) obtidos dos cruzamentos com os testadores de base genética ampla, BR105 e BR106, e com os testadores de base genética estreita VML090, VML024 e VML144. Os experimentos foram avaliados em cinco ambientes, os quais foram obtidos pela combinação de safras e locais. Em todos os experimentos foi utilizado o delineamento experimental de blocos aumentados, com híbridos comerciais de milho utilizados como testemunhas comuns. O caráter avaliado foi produtividade de grãos (PG, kg ha -1 ). Os parâmetros genéticos e os valores genéticos das linhagens e híbridos testcrosses foram estimados por meio da análise de modelos mistos. Cada unidade experimental foi constituída de uma linha de quatro metros, espaçadas em 0,8 metros. O coeficiente de variação experimental foi de 13,31% (TC base genética ampla), 14,12% (TC base genética estreita) e 35,24% (LP). Os híbridos apresentaram bom desempenho produtivo. Os efeitos da interação Testadores × Linhagens foram significativos para os TC’s com testadores de base genética ampla e estreita. Esse fato indica que foi possível discriminar as linhagens em grupos heteróticos. Conclui-se que as linhagens de milho do programa de melhoramento de milho da UFV, Programa Milho, apresentaram bom desempenho em cruzamento com testadores de base genética ampla e estreita. A alocação de linhagens tropicais de milho em grupos heteróticos é complexa, contudo, foi possível selecionar um conjunto de linhagens com base no comportamento dessas em cruzamentos para direcionar o programa de melhoramento de milho da UFV. Palavras-chave: Zea mays. Milho híbrido. Heterose. Milho - melhoramento genético.Item Análise citológica e perfil de expressão gênica de Hemileia vastatrix (raça XXXIII) na interação com o cafeeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2015-08-12) Lopes, Rejane do Livramento Freitas; Sakiyama, Ney Sussumu; http://lattes.cnpq.br/1300332509104311A raça XXXIII de Hemileia vastatrix foi recentemente identificada no Brasil, infectando algumas cultivares resistentes à ferrugem do cafeeiro. Embora o processo infeccioso de H. vastatrix seja bem estudado, não existem informações acerca da interação de cafeeiros com esta raça do fungo. Diante disso, um dos objetivos deste trabalho foi avaliar o processo de colonização do fungo e as respostas de defesa da planta em genótipos de cafeeiro resistente (Híbrido de Timor – HDT CIFC 832/1) e suscetível (C. arabica cv. Caturra CIFC 19/1) infectados pela raça XXXIII. As primeiras respostas citológicas induzidas pelo fungo foram observadas particularmente nas células estomáticas de ambos os genótipos, às 17 horas após inoculação (hai), e corresponderam à morte celular e ao acúmulo de compostos fenólicos. No genótipo suscetível, o fungo foi capaz de colonizar os tecidos do hospedeiro e produziu um grande número de haustórios, culminando na esporulação cerca de 20 dias após a inoculação (dai). Ao contrário, no genótipo resistente, o crescimento do fungo foi impedido, com alta frequência no estádio pré-haustorial. Estas observações citológicas indicam que a resistência de HDT CIFC 832/1 à raça XXXIII de H. vastatrix é pré-haustorial, ao contrário da resistência pós-haustorial que é geralmente descrita para interações cafeeiro - H. vastatrix. Com base nesta análise, foram definidos os tempos mais adequados para o estudo de genes expressos ao longo do processo infeccioso. Embora o sequenciamento do transcriptoma tenha sido bastante utilizado em estudos de interação planta-patógeno, uma das maiores dificuldades consiste na separação dos transcritos provenientes da planta e do fungo, principalmente quando não existe genoma de referência. Por esta razão, foi realizado o sequenciamento e a montagem do transcriptoma de esporos hidratados e germinados da raça XXXIII de H. vastatrix. A montagem resultou em 32.882 contigs, a partir dos quais foi gerado um conjunto de 11.989 genes preditos. Plantas de C. arabica cv. Caturra Vermelho (CIFC 19/1) e Híbrido de Timor (CIFC 832/1) foram inoculadas com esporos frescos de H. vastatrix (raça XXXIII) para estabelecer uma interação compatível e incompatível, respectivamente. Como controle, foram utilizadas folhas não inoculadas. Nos tempos de coleta pré-definidos (12, 24, 96 horas e 17 dias após a inoculação), as folhas foram removidas e utilizadas para extração de RNA. O sequenciamento das dez bibliotecas de cDNA foi realizado na plataforma Illumina MiSeq, gerando um total de 206 milhões de reads. Após tratamento dos reads, foi realizado o mapeamento das bibliotecas da interação, utilizando como referência o transcriptoma de H. vastatrix previamente montado. Os dados obtidos mostraram que muitos genes de H. vastatrix são similares aos genes do cafeeiro, o que dificulta o estudo da expressão de genes na interação. Por outro lado, genes não conservados entre os dois organismos puderam ser avaliados quanto à sua expressão. Foi verificada a presença de muitos genes comuns às duas interações (compatível e incompatível), sendo que a grande maioria não apresentou expressão diferencial, principalmente nas fases iniciais do processo infeccioso. As maiores diferenças entre as interações foram encontradas aos 17 dai, consistindo principalmente de genes “no hit”, ou seja, genes que não apresentam similaridade com sequências dos bancos de dados de proteínas. Estas sequências podem corresponder a genes específicos de H. vastatrix. As informações geradas nesta pesquisa poderão auxiliar no melhor entendimento da interação entre H. vastatrix e o cafeeiro. O conhecimento dos genes expressos durante a infecção poderá auxiliar no entendimento dos mecanismos moleculares que levam à suplantação da resistência por novas raças do fungo.Item Análise da origem molecular dos cromossomos B, e de seus possíveis efeitos fenotípicos em Partamona helleri (Hymenoptera, Apidae)(Universidade Federal de Viçosa, 2005-12-12) Tosta, Vander Calmon; Campos, Lucio Antonio de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/2908060681009416Cromossomos B são cromossomos extras ao complemento normal, que seguem suas próprias vias evolutivas, ou seja, têm um padrão de herança distinto do usual (mendeliano) entre os indivíduos que os carreiam. Na espécie Partamona helleri (Hymenoptera, Apidae) foram encontrados até quatro desses cromossomos. Esse trabalho apresentou como objetivos gerais investigar a origem molecular e os efeitos no "fitness" dos cromossomos B de P. helleri. Para facilitar a obtenção dos objetivos gerais, um marcador RAPD (Random Amplified Polimorfic DNA) associado a cromossomos B em P. helleri foi satisfatoriamente convertido em um marcador SCAR (Sequence Characterized Amplified Region), que se mostrou também associado a tais cromossomos. As análises evidenciaram que os cromossomos B de P. helleri se originaram de uma forma independente em relação aos cromossomos do complemento normal A da espécie. O processo de origem deve ter ocorrido no contexto evolutivo do gênero Partamona, em especial, no contexto evolutivo de um clado monofilético no qual se encontram, além de P. helleri, as espécies P. criptica, P. Cupira, P. rustica e P. mulata. A origem independente dos cromossomos B em relação ao complemento cromossômico normal A deve ter ocorrido por hibridização interespecífica, mas não fica descartada a possibilidade de elementos transponíveis participarem desse processo. Por fim, o trabalho não apontou efeito dos cromossomos B na assimetria dos indivíduos de P. helleri, permitindo concluir que indivíduos que apresentam cromossomos B não são mais assimétricos do que os indivíduos que não possuem tais cromossomos em P. helleri considerando o caráter asa anterior. Apesar de sugerirem uma origem interespecífica para os cromossomos B de P. helleri, os resultados apontam a necessidade de um maior número de estudos de citogenética e genética molecular das espécies do gênero Partamona para se ter maior clareza sobre a origem desses cromossomos. Apontam também, a necessidade de análises de outros caracteres morfológicos externos de P. helleri; bem como caracteres fenotípicos internos (fisiológicos) para se obter conclusões sobre os efeitos dos cromossomos B no "fitness" dos indivíduos e populações dessa espécie.Item Análise estatística espacial de experimentos de híbridos de milho em condições contrastantes de fósforo no solo(Universidade Federal de Viçosa, 2019-11-22) Anjos, Rafael Silva Ramos dos; Carneiro, Pedro Crescêncio Souza; http://lattes.cnpq.br/2121100052755166A heterogeneidade do solo é a principal causa do erro experimental em avaliações de genótipos em condições de campo. A variabilidade espacial da fertilidade do solo pode ocorrer em manchas ou gradientes em experimentos instalados em áreas com baixos teores de fósforo (P) no solo, causando tendências espaciais e comprometendo a independência entre resíduos. Mesmo em condições de alta adubação, onde espera-se maior homogeneidade na fertilidade do solo dentro da área experimental, fatores como a desuniformidade de distribuição de água na irrigação, competição intergenotípica entre parcelas e ocorrência de falhas no estande, também podem levar a um aumento da heterogeneidade ambiental, possibilitando a ocorrência de dependência espacial entre parcelas. Uma medida para atenuar o problema de dependência espacial é o uso da análise espacial pela flexibilização da matriz de covariância residual (𝑅). Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de modelos estatísticos espaciais na análise de experimentos com híbridos de milho conduzidos em áreas com baixo teor de P no solo e em áreas sob alta adubação. Neste estudo foram considerados ensaios de valor de cultivo e uso (VCU) de híbridos de milho desenvolvidos pela Embrapa Milho e Sorgo, avaliados em condições de baixo P e alta adubação em três safras (2015/16, 2016/17 e 2017/18). Os ensaios foram conduzidos no campo experimental da Embrapa Milho e Sorgo, localizado no município de Sete Lagoas – MG. Cada ensaio de VCU foi constituído por 36 híbridos, sendo 32 híbridos experimentais em fase de pré-lançamento e quatro híbridos comerciais utilizados como testemunhas. Na análise dos experimentos de VCU, foram ajustados 16 modelos estatísticos diferentes. Dentre esses, os modelos tradicionais consideraram resíduos independentes (matriz 𝑅 diagonal) e os modelos espaciais consideraram a modelagem da matriz 𝑅 pelo processo autorregressivo de primeira ordem em duas dimensões (AR1 × AR1). Além disso, os modelos diferiram quanto ao delineamento experimental (blocos completos casualizados ou látice); quanto à inclusão de efeitos de tendência global de linhas e colunas; e quanto à inclusão da covariável estande. Nas condições de baixo P, os modelos estatísticos selecionados foram: (a) safras 2015/16 e 2016/17: modelo de látice parcialmente balanceado, com resíduos (𝜉) modelados pelo processo AR1 × AR1, sem o termo do erro independente (𝜂) e com inclusão do estande como covariável; (b) safra 2017/18: modelo de blocos casualizados, com resíduos (𝜉) modelados pelo processo AR1 × AR1, sem o termo do erro independente (𝜂) e com inclusão do estande como covariável. Nas condições de alta adubação, os modelos selecionados foram: (a) safra 2015/16: modelo de blocos casualizados, com inclusão de estande como covariável e resíduos (𝑒) independentes; (b) safra 2016/17: modelo de blocos casualizados, com resíduos (𝑒) independentes; (c) safra 2017/18: modelo de blocos casualizados, com resíduos (𝜉) modelados pelo processo AR1 × AR1 e com a inclusão do termo do erro independente (𝜂). De modo geral, o uso de um modelo estatístico espacial (AR1 × AR1), com delineamento em látice e estande como covariável, contribuiu para aumentar a acurácia seletiva em ensaios de híbridos de milho avaliados em condições de baixo P. Mesmo em condições de alta adubação, o uso de um modelo estatístico espacial (AR1 × AR1) também contribuiu para aumentar a acurácia seletiva, como ocorreu na safra 2017/18. Assim, conclui-se que a análise estatística espacial é eficiente na análise de ensaios de VCU de híbridos de milho conduzidos em condições de baixo P; e que modelos estatísticos espaciais devem ser testados em experimentos na condição de alta adubação. Palavras-chave: Tendência espacial. Erros correlacionados. Delineamentos experimentais. Melhoramento de plantas. Zea mays L.Item Análise genômica da resistência às raças 3 e 9 do nematóide de cisto e avaliação da variabilidade genética de caracteres agronômicos em soja(Universidade Federal de Viçosa, 2003-04-03) Cervigni, Gerardo Domingo Lucio; Moreira, Maurilio Alves; http://lattes.cnpq.br/6070243075070641Neste trabalho foram realizados os experimentos: (1) estimativa da herdabilidade da resistência às raças 3 e 9 do nematóide de cisto da soja (NCS), (2) mapeamento de locos de resistência ao NCS e (3) avaliação da variabilidade genética de caracteres agronômicos em soja. Nos três experimentos foi utilizada uma população de linhagens endogâmicas recombinantes derivada do cultivar norte- americano Hartwig (genitor resistente ao NCS) e a linhagens brasileira Y23 (genitor suscetível ao NCS). A herdabilidade no sentido amplo para raça 3 foi estimada em 80,97%, e para raça 9 em 80,39%. Com a finalidade de identificar e mapear QTLs associados à resistência para as raças 3 e 9, a genotipagem da população acima mencionada foi realizada com 40 marcadores microssatélites. A análise de regressão linear simples identificou 6 e 2 marcadores associados à resistência para as raças 3 e 9, respectivamente. Porém, na regressão linear múltipla, apenas o marcador Satt038 foi significativo para as duas raças, explicando 25,38% (P>F=0,0001) da variação fenotípica da raça 3 e 12,60% (P>F=0,0001) da raça 9 do NCS. O QTL ligado ao marcador Satt038 foi identificado como correspondendo ao gene rhg1, mapeado na extremidade do grupo de ligação G. Para o terceiro experimento foram avaliados treze caracteres agronômicos. A identificação de QTLs realizou-se através do contraste de médias e pela regressão linear simples. Foram identificados QTLs para doze dos treze caracteres considerados. Os QTLs identificados foram localizados nos grupos de ligação B2, O, G, E e H. A variabilidade genética detectada na população foi significativa para as treze características, sugerindo que a população é útil para realizar estudos genéticos e de mapeamento de QTLs.Item Análise molecular da família gênica SBP da soja: organização genômica e expressão tecido-específica e dependente de sacarose(Universidade Federal de Viçosa, 2002-10-15) Contim, Luis Antônio Serrão; Fontes, Elizabeth Pacheco Batista; http://lattes.cnpq.br/2277036761851104A proteína SBP (Sucrose Binding Protein) foi inicialmente identificada pela sua capacidade de se ligar a sacarose e parece estar envolvida na via de translocação de sacarose em plantas superiores. Nesta investigação, foram isolados de uma biblioteca genômica de soja, propagada em λZAPII, dois clones genômicos, que correspondem às formas alélicas do gene SBP2. O número de cópias gênicas da família SBP foi estimado por Southern blot e por FISH (Fluorescence in situ Hibridization), utilizando o cDNA SBP e o clone genômico SBP2 como sondas, em lâminas com núcleos interfásicos de soja. O padrão de hibridização demonstrou a existência de dois pares de genes homólogos, com razão de hibridização diferente, representando os dois genes distintos, SBP e SBP2. Para investigar a funcionalidade da sequência do promotor SBP2, aproximadamente 2,0 quilobases da região 5’ foram sequenciadas e fusionadas aos genes repórteres GUS (beta-glucuronidase) e GFP (Green Fluorescent Protein) e analisados em plantas de tabaco transgênicas. Os ensaios histoquímicos demonstraram que ambos os promotores exibem expressão tecido- específica. Estes resultados foram confirmados pela fluorescência tecido- específica da expressão de GFP. Consistente com seu envolvimento no transporte de sacarose a longa distância, os promotores SBP2 dirigiram a expressão dos genes repórteres com alta especificidade para o floema de todos os órgãos analisados, como meristema, caule, folha e raiz. Entretanto, altos níveis de expressão foram observados predominantemente no meristema e em folhas- dreno. Foi também demonstrado que o promotor SBP2 é regulado de modo dependente da forma e da concentração de açúcar disponível no meio de cultura de células de tabaco transgênico em suspensão. Deleções no promotor SBP2 foram feitas para a identificação de regiões contendo elementos regulatórios em cis. Ensaios histoquímicos com plantas transgênicas contendo as construções quiméricas com as deleções do promotor demonstraram que o padrão tecido-específico do gene SBP2 é coordenado pela interação entre elementos regulatórios positivos e negativos. A região contida entre as posições -2000 até -490 possui elementos positivos que potencializam a expressão no floema, uma vez que a deleção dessa região causou um decréscimo substancial na atividade do promotor. A deleção adicional do promotor até a posição -364 restaurou a atividade do promotor em todos os tecidos analisados. Como conseqüência, a atividade quantitativa de GUS foi muito superior àquela observada para o promotor intacto. Estes resultados indicam a presença de um elemento silenciador, na região delimitada pelas posições -489 a -364. Além disso, a região de -363 a -132 possui um elemento positivo, responsável pela expressão no meristema radicular, uma vez que a deleção deste fragmento silencia a expressão de GUS no meristema radicular. O padrão de expressão tecido- específico, das construções quiméricas das deleções do promotor, se correlaciona com a distribuição dos elementos DOF na seqüência do promotor, em associação com os elementos O2 e GCN4. Coletivamente, estes resultados mostram que o promotor SBP representa uma poderosa ferramenta biotecnológica útil para o direcionamento da expressão de genes alvos para o tecido vascular de plantas de soja e tabaco transgênicas.Item Análise proteômica da resistência à requeima em tomateiro(Universidade Federal de Viçosa, 2017-07-13) Laurindo, Bruno Soares; Silva, Derly José Henriques da; http://lattes.cnpq.br/5267666881711305O cultivo do tomateiro possui relevante importância sócio-econômica na agricultura brasileira. Mesmo diante deste cenário favorável, a tomaticultura é considerada uma atividade de elevado risco econômico e de grande complexidade agronômica. Dentre os principais problemas, destaca-se a requeima, causada pelo oomiceto Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. O controle da doença é altamente dependente do uso de agrotóxicos, pois a maioria dos cultivares de tomateiro não são resistentes. Na tentativa de reverter esse quadro, a principal alternativa é a transferência de genes de resistência presentes em acessos de tomateiro conservados em Bancos de Germoplasma. Assim, após oito anos de pesquisas foi selecionado o acesso BGH-2127 (Solanum lycopersicum), como fontes de resistência a requeima, dentre os 870 acessos de tomateiro do Banco de Germoplama de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH-UFV). Pelo fato da resistência ser quantitativa, torna-se difícil a avaliação e seleção fenotípica de genótipos superiores, feita apenas no campo ou em associação com marcadores moleculares genéticos tipo QTL. Neste contexto, a metodologia da análise proteômica torna-se uma alternativa viável, pois pode fornecer importantes informações e ferramentas para maior entendimento das rotas metabólicas da interação planta-patógeno e assim auxiliar no desenvolvimento de futuras estratégias para o desenvolvimento de cultivares de tomateiro resistentes. Com o auxílio de ferramentas proteômica, os objetivos deste estudo foram: analisar possíveis diferenças entre os proteomas constitutivos de genótipos de tomateiro contrastantes quanto a resistência à requeima; e identificar proteínas frente a infecção do patógeno que possam explicar possíveis mecanismos moleculares de resistência do tomateiro a esta doença. Foram avaliados o acesso BGH-2127 e o cultivar Santa Clara, resistente e suscetível à requeima, respectivamente. Para avaliação do proteoma constitutivo, as proteínas foram extraídas de amostras das folhas dos genótipos sem que tivesse ocorrido a inoculação, apenas comparando a constituição proteica do BGH-2127 e do Santa Clara. Na avaliação à resposta ao patógeno, as plantas foram inoculadas com uma mistura de esporângios de P. infestans, na concentração de 1x10 3 esporângios mL -1 , coletados em regiões da Zona da Mata Mineira, e as proteínas foram extraídas de folhas de cada genótipo inoculado e não inoculado (controle) coletadas nos tempos 0, 2 e 48 horas. Na análise proteômica foi utilizada a técnica da eletroforese bidimensional (2-DE), com a primeira dimensão (focalização isoelétrica) realizada em tiras IPG de 24 cm, pH 3-10, e a segunda dimensão em SDS-PAGE, em gel 12,5%T. Foram obtidos três géis por tratamento, correspondendo a três repetições biológicas. Em seguida, os géis foram revelados por coloração com azul de coomassie coloidal. Posteriormente as imagens dos géis foram digitalizadas usando o equipamento Image Scanner III e analisadas no software ImageMaster 2D Platinum 7.5. Spots com variação de sobreposição acima de 1,5 e ANOVA p<0,05 foram considerados diferencialmente abundantes. Os spots das proteínas diferencialmente abundantes foram identificados em espectrômetro de massas do tipo MALDI-TOF/TOF Ultraflex III. As listas de massas obtidas foram confrontadas contra os bancos de dados de proteínas obtidos do UNIPROT, com auxílio do software MASCOT e os resultados obtidos, validados pelo aplicativo SCAFFOLD com pelo menos 90% de probabilidade. As proteínas identificadas foram categorizadas funcionalmente usando o software Mapman. Uma vez listadas as proteínas diferencialmente abundantes para os genótipos BGH-2127 e Santa Clara foi realizada a construção de uma rede de interação proteína-proteína utilizando o software STRING. Ensaios de PCR em Tempo Real (RT-PCR) foram realizados para confirmar os níveis de abundância de algumas proteínas identificadas. O RNA total foi extraído de amostras de folhas e o cDNA obtido foi quantificado pelo equipamento SpectraMax M5 microplate/cuvette reader. A amplificação dos fragmentos alvo foi realizada utilizando o equipamento StepOneTM Real-Time PCR System e para a quantificação da expressão gênica foi utilizado o software REST. Na avaliação do proteoma constitutivo, 19 proteínas foram identificadas, e estão relacionadas com metabolismo e energia, fotossíntese, estresse e defesa e à transcrição. Aproximadamente 90% destas proteínas foram mais abundantes no cultivar Santa Clara. As proteínas endoquitinase ácida de 26 kDa e ribonuclease T2 foram mais abundantes no BGH-2127. Atividade enzimática confirmou maior abundância de quitinase no acesso BGH-2127 em relação à Santa Clara. Os padrões de expressão avaliados por PCR em tempo real diferiram dos resultados da análise proteômica. Na avaliação da resposta ao patógeno, 56 proteínas diferencialmente abundantes foram identificadas, sendo 39 referentes ao genótipo resistente e 17 ao suscetível. Estas proteínas foram categorizadas em grupos de funções biológicas de energia e metabolismo, fotossíntese, estresse e defesa, transcrição, outras proteínas e não caracterizadas. Para o acesso BGH-2127, proteínas do estresse oxidativo (2-cis peroxirredoxina BAS1 e 2-cis peroxirredoxina) e relacionadas à patogênese da família PR-5 (taumatina) tiveram os níveis de abundancia relativa aumentados nos tempos 0 e 48 horas após a inoculação, respectivamente, e foram consideradas importantes para o mecanismo de defesa deste genótipo. Os padrões de expressão avaliados por PCR em tempo real diferiram dos resultados da análise proteômica. Redes de interações proteína-proteína forneceram importantes informações sobre atividades celulares envolvidas na resistência do BGH-2127 à requeima. Diferenças na abundância das proteínas endoquitinase ácida de 26 kDa e ribonuclease T2 entre os proteomas constitutivos dos genótipos avaliados podem contribuir para o mecanismo de resistência do BGH-2127 à requeima. Proteínas relacionadas ao estresse oxidativo (PR-9) e família taumatina (PR-5) possuem papel importante no mecanismo de defesa do acesso BGH- 2127 resistente a requeima do tomateiro.Item Análises biométricas na otimização do melhoramento genético de Eucalyptus spp.(Universidade Federal de Viçosa, 2018-01-15) Nunes, Andrei Caíque Pires; Resende, Marcos Deon Vilela de; http://lattes.cnpq.br/4419738099312460As análises biométricas empregadas nos programas de melhoramento genético de espécies de Eucalyptus têm possibilitado a tomada de decisões por parte dos pesquisadores de forma acurada. Esses trabalhos vêm provendo relevantes informações sobre procedimentos e estratégias de melhoramento florestal. Levando em conta a necessidade de ampliação das informações acerca do entendimento de fenômenos biológicos impactantes na rotina de programas de melhoramento do eucalipto, esse estudo objetivou aplicar ferramentas biométricas para entendimento e resolução de problemas práticos, assim como propor novas estratégias para otimização de processos inerentes a esses programas. Dois diferentes experimentos clonais foram conduzidos na empresa CMPC Celulose Riograndense e um teste de progênies na empresa Cenibra. A partir do estudo do desempenho de clones de eucalipto em arranjos experimentais de parcela de planta única/single-tree-plot (PPU/STP) e parcelas quadradas/square plot (PQ/SP) realizados na CMPC Celulose Riograndense, foi possível constatar uma taxa de decréscimo de produtividade estimada para clones agressivos plantados em PPU em relação a PQ de 26%. Ademais, experimentos de eucalipto em PPU e PQ apresentam alta correspondência em termos de ordenamento genético. A partir da avaliação da habilidade competitiva de clones em PPU e PQ foram constatadas as seguintes classes de competição de clones: clones agressivos, homeostáticos e sensíveis à competição. Baseado nessas classes, foi proposto o plantio multiclonal otimizado, o qual propõe a combinação de clones agressivos e homeostáticos no plantio comercial, como uma forma de incrementar a produtividade média total do plantio. Avaliando-se o comportamento da interação genótipo por ambientes em testes clonais instalados na empresa CMPC Celulose Riograndense aos três e nove anos, constatou-se que o padrão de estratificação ambiental se modificou com o tempo para o caráter incremento médio anual (IMA, m 3 .ha -1 .ano -1 ). A causa da mudança da estratificação ao longo do tempo ocorreu devido ao caráter volumétrico em questão. Índices de seleção envolvendo caracteres de qualidade da madeira apresentam maior potencial de detecção de estratificação ambiental de forma precoce aos três anos. A estratificação em zonas de melhoramento se deu em virtude de similaridade de solos entre os ambientes avaliados. O uso de ferramentas biométricas possibilitou a otimização de seleção de um teste de progênies de famílias de irmãos completos de eucalipto instalados nas áreas da empresa Cenibra. Diversos cenários de montagem de pomares de sementes por mudas foram simulados. O cenário que maximizou os ganhos e minimizou a endogamia foi composto pelas sete melhores famílias com os melhores dez indivíduos em cada uma. Neste experimento constatou-se que os genótipos mais produtivos eram híbridos triplos, demonstrando a importância da busca pela heterose no melhoramento do eucalipto via cruzamento de genótipos superiores e divergentes geneticamente. Os resultados favoráveis em termos de ganho com seleção nas simulações dos cenários indicaram que, futuramente, este experimento poderá ser transformado em pomares de sementes por mudas. A correta utilização de ferramentas de Genética Quantitativa e Estatística permitiram a otimização dos programas de melhoramento do eucalipto propostos no presente trabalho, demonstrando a importância das análises biométricas na obtenção de resultados práticos, geração de novos conceitos e estratégias e tomadas de decisão acertadas pelo pesquisador.Item Análises dialélicas envolvendo as capacidades geral e específica recíprocas e ensaios multiambientes e multigerações via modelos mistos(Universidade Federal de Viçosa, 2019-09-27) Marçal, Tiago de Souza; Carneiro, José Eustáquio de Souza; http://lattes.cnpq.br/2020327978904979Na análise dialélica, utilizando modelos mistos, é possível estimar as variâncias da capacidade geral de combinação (CGC), capacidade específica de combinação (CEC), CGC recíproca (RCGC), CEC recíproca (RCEC), mesmo para conjuntos de dados desbalanceados. Entretanto, devido à interação genótipos por ambientes (G×A), estas informações podem mudar de um ambiente para outro. Para algumas espécies autógamas, devido à interação G×A e a limitação de sementes F 1 , os dialelos são conduzidos em experimentos sequenciais denominados aqui de multi-environment and multi-generation trials (MEGT). A abordagem mais recente sugere que a forma mais lógica, do ponto de vista genético, para modelar dados sob interação G×A é tratar um mesmo caractere avaliado em uma série de ambientes como caracteres diferentes. Neste sentido, assume-se uma estrutura de (co)variância genotípica capaz de acomodar a heterogeneidade de variâncias e covariâncias. A estimação dos parâmetros de variância na análise dialélica via modelos mistos pode ser realizada maximizando-se a função de verossimilhança residual via algoritmos numéricos como: expectation maximization (EM), average information (AI) e EM-AI. Assim, o objetivo deste trabalho foi descrever os detalhes para se realizar a análise dialélica envolvendo as capacidades geral e específica recíprocas, bem como análise dialélica envolvendo ensaios multiambientes e multigerações via modelos mistos usando os algoritmos EM, AI e EM- AI. O primeiro capítulo, publicado no periódico Crop Science 59(4):1494-1503, 2019, (Estimação das variâncias dos efeitos recíprocos de capacidade geral e específica de combinação por meio do algoritmo EM-AI) teve como foco a avaliação da eficiência computacional dos algoritmos EM, AI e EM-AI na estimação de componentes de variância para três modelos dialélicos (Modelo 1 de Griffing, Modelo 1 de Griffing + RCGC e Model 3, um modelo dialélico geral com os efeitos de CGC, CEC, RCGC, RCEC e parentais). Os resultados revelaram que o algoritmo AI falhou em convergir para todos os modelos, enquanto os demais algoritmos convergiram normalmente (EM e EM-AI). Dentre os dois últimos, o algoritmo EM-AI foi o mais eficiente computacionalmente e o modelo dialélico geral (Modelo 3) forneceu estimativas mais precisas dos componentes de variância. Assim, o algoritmo EM-AI e o modelo geral têm potencial para uso em análises dialélicas no melhoramento de plantas. O segundo capítulo (Análise dialélica multiambientes e multigerações no melhoramento de plantas autógamas) focou na avaliação da eficiência computacional dos algoritmos EM, AI e EM-AI e escolha de modelo para a análise dialélica em MEGT. A combinação entre diferentes estruturas de (co)variância possibilitou a definição de quatro modelos. Para avaliar o potencial das populações segregantes foi utilizado um índice baseado na distância genótipos-ideótipo (IGI). Os resultados mostraram que os algoritmos AI e EM-AI foram os mais eficientes computacionalmente quando a convergência foi verificada. Além disso, o modelo que assume heterogeneidade de variâncias para os efeitos genéticos e não genético, bem como correlação uniforme para os efeitos genéticos foi o mais adequado. Assim, a modelagem de estruturas de (co)variância na análise dialélica em MEGT via algoritmo AI associada à utilização do IGI têm potencial para uso nos programas de melhoramento de plantas autógamas. Palavras-chave: Capacidade combinatória. Máxima verossimilhança. Estruturas de (co)variância.Item Analyses of sequential weights of Nellore cattle using multiple trait and random regression models(Universidade Federal de Viçosa, 2001-11-13) Nobre, Paulo Roberto Costa; Lopes, Paulo Sávio; Adair Joséhttp://lattes.cnpq.br/7892751172827491The objective of the first study was to obtain genetic parameters for sequential weights of beef cattle using RRM on data sets with missing and no missing traits, and to compare these estimates with those obtained by MTM. Growth curves of Nellore cattle were analyzed using body weights measured at ages ranging from 1 day (birth weight) to 733 days. Two data samples were created: one with 71,867 records from herds with missing traits and the other with 74,601 records from herds with no missing traits. Records preadjusted to a fixed age were analyzed by a multiple trait model (MTM), which included the effects of contemporary group, age of dam class, additive direct, additive maternal, and maternal permanent environment. Analyses were by restricted maximum likelihood (REML) with 5 traits at a time. The random regression model (RRM) included the effects of age of animal, contemporary group, age of dam class, additive direct, additive maternal, permanent environment, and maternal permanent environment. Legendre cubic polynomials were used to describe the random effects. Estimates of covariances by MTM were similar for both data sets, although those from the missing data set showed more variability from age to age. The estimates from RRM were similar to those from MTM only for the complete -trait case and showed large artifacts for the case of missing traits. Estimates of additive direct-maternal correlations under RRM for some ages approached -1.0, and most likely contained artifacts. If many traits are missing, the best approach to obtaining parameters for RRM would be conversion from smoothed MTM estimates. The purpose of the second study was estimation of parameters of models and data sets as in the first study by a Bayesian methodology – Gibbs sampling, and to make comparisons with their estimates by REML. Analyses were by a Bayesian method for all 9 traits. MTM estimated covariance components and genetic parameters for birth weight and sequential weights and RRM for all ages. Estimates of additive direct variance from herds with missing traits increased from birth weight through weight at 551 to 651 days with MTM. However, this component also increased for the sample with no missing traits after this age. Additive direct and residual estimated variance with RRM increased over all ages for both samples. For MTM, additive direct and maternal heritabilities were greater from the sample with herds with missing traits than those values from herds with no missing traits. The estimates from RRM were slightly lower than those from MTM for the sample with no missing traits; however, additive maternal heritabilities from MTM were greater than those using RRM. The estimated additive direct genetic correlations for each pair of traits were slightly higher for the first age (birth weight) using MTM than RRM. The range of additive maternal genetic correlations was lower than that for additive direct genetic correlations with MTM and RRM. Due to the fact that covariance components based on RRM were inflated for herds with missing traits, MTM should be used and converted to covariance functions. As well, for analyses with standard models where inferences on shapes of parameters are not important, analyses by REML may be more robust. The first goal of the third study was to implement the genetic evaluation of weights for a large population of beef cattle using the random regression model. The second goal was to compare these evaluations with those obtained from a multitrait evaluation. Expected progeny differences (EPD) were computed by two methods: a finite method using sparse factorization (SF) and interating (IT) by preconditioned conjugate gradient (PCG). The correlations between EPDs from MTM and RRM by SF and IT were ≤ .43 until the random regressions were orthogonalized. After orthogonalization high computing requirements of RRM were reduced by removing regressions corresponding to very low eigenvalues and by replacing the random error effects with weights. Correlations between EPDs from MTM and RRM for the additive direct effect were .87, .89, .89, .87, and .86 for W1 (weight at 60 days), W2 (weight at 252 days), W3 (weight at 243 days), W5 (weight at 426 days), and W7 (weight at 601 days), respectively. The corresponding correlations for the additive maternal effect were .85, .86, .88, .85 and .84, respectively. These low correlations were mostly due to differences in variances between the models and, to a lesser degree, due to better accounting for environmental effects and more data by RRM. The RRM applied to beef weights may be poorly conditioned numerically.Item Analysis of the population structure of Sclerotinia sclerotiorum causing white mold on common bean Brazil(Universidade Federal de Viçosa, 2015-02-26) Lehner, Miller da Silva; Carneiro, José Eustáquio de Souza; http://lattes.cnpq.br/0340004944894539White mold caused by the fungus Sclerotinia sclerotiorum is a highly destructive disease to common beans in Brazil. The pathogen is widely dispersed in the production areas, which leads to extensive damage to common bean yields. White mold control is done by intensive use of fungicides, because resistant cultivars are not available in Brazil. To assist the development of resistant cultivars and extend the durability of any resistant materials proper understanding of the genetic structure of the pathogen population is required. Nevertheless, relatively little is known about the genetic structure of S. sclerotiorum affecting common bean in Brazil. Microsatellite (SSR) markers and mycelial compatibility groups (MCGs) were used to assess the genetic structure of the population of S. sclerotiorum. A total of 300 isolates were collected from the main producing areas of common bean in Brazil. The population is subdivided into MCGs, within which random mating takes place. However, when analyzed as a whole (all MCGs), the population has a clonal genetic structure. The aggressiveness of 20 S. sclerotiorum isolates from distinct SSR haplotypes and variable morphology was assessed using two inoculation methods and two common bean cultivars. The aggressiveness of the isolates was similar, except for a higher response of Ss-217 when inoculated on plants of the genotype A195. Aggressiveness was not correlated with MCGs, SSR haplotypes, mycelial pigmentation, growth rate or sclerotia production. A total of 282 isolates of S. sclerotiorum were screened for sensitivity to thiophanate- methyl (TM), fluazinam and procymidone, fungicides usually used for white mold control of common bean in Brazil. No isolate was resistant to fluazinam or procymidone. One isolate was resistant to TM. The resistant isolate had a L240F mutation in the β-tubulin gene, which had never been reported. The fitness of TM- resistant isolate was comparable to sensitive isolates. Therefore, resistance management practices should be implemented to delay the spread of TM-resistant genotypes.Item Aplicação da seleção genômica ampla em populações autógamas e alógamas(Universidade Federal de Viçosa, 2017-03-16) Faria, Gislâyne Maira Pereira de; Cruz, Cosme Damião; http://lattes.cnpq.br/0307274570251272Com o desenvolvimento da biologia molecular, foi possível o desenvolvimento de metodologias que reduziriam o tempo, para obtenção de genótipos superiores. A seleção não se basearia em apenas dados fenotípicos, com o desenvolvimento da genotipagem, seria possível o estudo completo do genoma da espécie em trabalho, desta forma, ter uma maior utilização destas informações genéticas, geradas no melhoramento de plantas. Essa nova metodologia desenvolvida em 2001 foi denominada de Seleção Genômica Ampla (GWS), que foi criada para predizer o fenótipo futuro de uma população baseando em informações de marcadores moleculares, cujos os efeitos genéticos aditivos, que estes explicam, já foram previamente estimados. A seleção genômica ampla tornou-se uma metodologia importante no melhoramento genético de plantas e animais o que pode permitir melhores acurácias e seleção precoce. Com isto, o objetivo deste trabalho em primeiro momento foi realizar um estudo sobre os principais fatores responsáveis por modificarem a estrutura genética de uma população tendo em vista o acasalamento ao acaso e sucessivas gerações de autofecundação e também avaliar a eficácia do processo de simulação em gerar as populações avaliadas. Foram simulados dados de indivíduos e de informações moleculares das populações F 2 , derivadas de genitores homozigotos contrastantes. As populações geradas foram de tamanho de 1000 indivíduos e considerou-se seis grupos de ligação com níveis de saturação de 201 marcas moleculares, totalizando 1206 marcadores codominantes. As populações foram submetidas a cinco gerações de autofecundação e acasalamento ao acaso. Para as populações avaliadas, a estrutura genética foi preservada durante o processo de simulação, tornando assim, a simulação um método eficaz. Fatores como o desequilíbrio de ligação, dominância, endogamia, afetaram de forma diferencial, quanto ao tipo de sistema de acasalamento. Na segunda etapa do trabalho foram simuladas populações com estrutura populacional apresentando dados fenotípicos e genotípicos de cada indivíduo dentro da população, imitando alguns dos cenários em que a Seleção Genômica Ampla é aplicada. Com isso, o trabalho teve como objetivo avaliar a acurácia da seleção genômica em diferentes cenários de distribuição de efeitos genéticos e populações de validação. Uma vez geradas as populações na primeira etapa com um número de 1000 indivíduos, para os dados genotípicos considerou-se 1206 locos marcadores, sendo 30 locos que controlava o caráter com herdabilidade de 30 e 60 % e grau médio de dominância de 0.5 e 1.0. Distintos efeitos de QTL foram simulados, um de acordo com uma distribuição uniforme, outro com distribuição binomial e outro com uma distribuição exponencial com o objetivo de retratar diferentes arquiteturas genéticas. A metodologia RR-BLUP foi utilizada a fim de se computar a acurácia da seleção genômica nos diferentes cenários estabelecidos. A simulação foi eficiente em preservar a estrutura genética das populações, os resultados mostram que o efeito de dominância age como um agente perturbador e que a ação do ambiente também afeta o processo seletivo, para fins de recomendação de uso da GWS.Item Aplicação dos modelos lineares mistos no melhoramento de Cynodon spp.(Universidade Federal de Viçosa, 2022-09-01) Elizeu, Arthur Mayrink; Bhering, Leonardo Lopes; http://lattes.cnpq.br/8601996074791045O gênero Cynodon pertence à família Poaceae sendo uma das espécies forrageiras mais cultivadas no mundo. É possível diferenciar essa gramínea em dois grupos: Gramas-Bermudas, que possui como representante Cynodon dactylon; e Gramas-Estrela, abrangendo C. nlemfuensis, C. arthiopicus e C. plectostacyus. A utilização de Cynodon spp. na alimentação do gado tem contribuído com ganhos consideráveis no peso dos animais e no aumento da produção de leite, além de ser uma forrageira que apresenta boa produtividade e qualidade nutricional. O programa de melhoramento genético de Cynodon da Embrapa explora a variabilidade genética da espécie utilizando a seleção recorrente fenotípica de famílias de meio- irmãos e autofecundação de clones, com foco na seleção de clones com elevada produtividade de biomassa vegetal (produção de forragem). Classicamente, dados dessa natureza eram avaliados sob Análise de Variância (ANOVA). Entretanto, tomar medidas em um mesmo genótipo ao longo do tempo pode gerar erros correlacionados, ferindo um dos pressupostos da ANOVA de independência dos resíduos. Neste sentido a utilização de modelos lineares mistos aplicando a modelagem de estruturas de covariância dos efeitos aleatórios torna-se uma abordagem promissora para obtenção dos valores genéticos mais acurados. A busca por estratégias que auxilie o melhorista a selecionar indivíduos superiores baseados em várias características pode contribuir na otimização de um programa de melhoramento. Assim o objetivo do presente trabalho foi realizar a modelagem de estruturas de covariância em clones de Cynodon spp. e avaliar o ganho genético baseado na seleção a partir de um índice multicaracterístico. O experimento foi realizado em 2012 no campo experimental da Embrapa Gado de Leite. O delineamento adotado foi em blocos aumentados, com quatro blocos e cinco testemunhas comerciais avaliados em quatro cortes. As 197 progênies de autofecundação da cultivar Grama Estrela Roxa juntamente com as cinco testemunhas foram avaliadas para as características altura de plantas (PH), porcentagem de matéria seca de forragem (DM), peso verde de forragem (WG) e vigor da planta (VG). Dezenove modelos foram testados e a escolha do modelo de melhor ajuste foi determinada pelo AIC. O índice multicaracterístico utilizado foi o FAI-BLUP, que se baseia em análise fatorial para identificar um ideótipo e posteriormente realizar a seleção. O modelo mais ajustado segundo o AIC foi o m17, que adota a estrutura de covariância CORH para os efeitos genéticos. A escolha dessa estrutura reflete a natureza de dados avaliados sob medidas repetidas, uma que possibilita variâncias heterogêneas para cada corte, mas sem ignorar a correlação que existe entre os mesmos. Escolher o modelo adequado refletiu em alterações no ranking dos melhores indivíduos. O índice FAI-BLUP possibilitou ganhos em todas características com destaque para WG e VG. Os 20% melhores genótipos foram selecionados e estes são T5, 11, 118, T3, 152, 134, 161, 7, 35, 126, 128, 149, 81, 103, 165, 168, T1, T2, 39 e 193. Este trabalho evidenciou que ajustar um modelo com a estrutura de covariância adequada, possibilita obter ganhos com a seleção e garante uma seleção mais acurada seja na seleção direta ou para seleção simultânea de múltiplas características. Palavras-chave: Estruturas de covariância. Medidas Repetidas. FAI-BLUP. Melhoramento de forrageiras. REML/BLUP.Item Aplicativos computacionais para o melhoramento genético fundamentados em análise de imagens e inteligência computacional(Universidade Federal de Viçosa, 2018-10-19) Carneiro, Vinícius Quintão; Cruz, Cosme Damião; http://lattes.cnpq.br/7418046043420782O melhoramento vegetal visa desenvolver cultivares altamente produtivas de alta qualidade física e nutricional. Cumprir esse objetivo não é processo simples, uma vez que é necessário reunir, no mesmo genótipo, elevado número de genes favoráveis para uma série de características de interesse, principalmente se considerar que o controle genético desses caracteres apresenta natureza poligênica. Portanto, para tornar o desenvolvimento de novas cultivares mais eficiente é necessário utilizar ferramentas tanto a nível de campo, laboratório e de análise de dados cada vez mais eficientes. Certas áreas tem ganhado elevado destaque no melhoramento genético como a inteligência artificial e a fenômica. A associação dos conhecimentos em fenômica e inteligência artificial podem auxiliar na solução dos principais desafios do melhoramento genético como a influência da interação genótipos por ambientes. Softwares são imprescindíveis para auxiliar nas análises por meio dessas abordagens. Portanto, o objetivo deste trabalho é disponibilizar softwares gratuitos e aplicações em inteligência artificial e fenômica com ênfase em redes neurais artificiais, lógica fuzzy e processamento digital de imagens. Com esse intuito foram desenvolvidos os softwares FENOM e BioFuzzy por meio do software Matlab em integração à linguagem Java. O software FENOM é subdividido em duas áreas de procedimentos: processamento digital de imagens e classificação por meio de redes neurais artificiais. Para processamento de imagens estão disponíveis procedimentos de aquisição, pré-processamento, segmentação e extração de características. Nos procedimentos de classificação estão disponíveis análises por redes neurais artificiais com arquitetura perceptron multicamadas. Já o software BioFuzzy disponibiliza procedimentos de sistemas de decisão fuzzy e de agrupamento fuzzy para auxiliar na recomendação de cultivares. Essas aplicações constituem em importante contribuição para o melhoramento vegetal, principalmente por visar a difusão de tecnologias como inteligência artificial, redes neurais artificiais, sistemas de tomada de decisão fuzzy e fenômica.