Artificial intelligence to predict bed bath time in Intensive Care Units / Inteligencia artificial para predecir la hora del baño en cama en Unidades de Cuidados Intensivos / Inteligência artificial para predição do tempo de banho no leito em Unidades de Terapia Intensiva

ABSTRACT Objectives: to assess the predictive performance of different artificial intelligence algorithms to estimate bed bath execution time in critically ill patients. Methods: a methodological study, which used artificial intelligence algorithms to predict bed bath time in critically ill patients. The results of multiple regression models, multilayer perceptron neural networks and radial basis function, decision tree and random forest were analyzed. Results: among the models assessed, the neural network model with a radial basis function, containing 13 neurons in the hidden layer, presented the best predictive performance to estimate the bed bath execution time. In data validation, the squared correlation between the predicted values and the original values was 62.3%. Conclusions: the neural network model with radial basis function showed better predictive performance to estimate bed bath execution time in critically ill patients.

RESUMEN Objetivos: evaluar el rendimiento predictivo de diferentes algoritmos de inteligencia artificial para estimar el tiempo de ejecución del baño en cama en pacientes críticos. Métodos: estudio metodológico, que utilizó algoritmos de inteligencia artificial para predecir el tiempo de baño en cama en pacientes críticos. Se analizaron los resultados de modelos de regresión múltiple, redes neuronales perceptrón multicapa y función de base radial, árbol de decisión y random forest. Resultados: entre los modelos evaluados, el modelo de red neuronal con función de base radial, que contiene 13 neuronas en la capa oculta, presentó el mejor desempeño predictivo para estimar el tiempo de ejecución del baño en cama. En la validación de datos, la correlación al cuadrado entre los valores predichos y los valores originales fue del 62,3%. Conclusiones: el modelo de red neuronal con función de base radial mostró mejor rendimiento predictivo para estimar el tiempo de ejecución del baño en cama en pacientes críticos.

RESUMO Objetivos: avaliar a performance preditiva de diferentes algoritmos de inteligência artificial para estimar o tempo de execução do banho no leito em pacientes críticos. Métodos: estudo metodológico, que utilizou algoritmos de inteligência artificial para predizer o tempo de banho no leito em pacientes críticos. Foram analisados os resultados dos modelos de regressão múltipla, redes neurais perceptron multicamadas e função de base radial, árvore de decisão e random forest. Resultados: entre os modelos avaliados, o modelo de rede neural com função de base radial, contendo 13 neurônios na camada oculta, apresentou melhor performance preditiva para estimar o tempo de execução do banho no leito. Na validação dos dados, o quadrado da correlação entre os valores preditos e os valores originais foi de 62,3%. Conclusões: o modelo de rede neural com função de base radial apresentou melhor performance preditiva para estimar o tempo de execução do banho no leito em pacientes críticos.

Genotype plus genotype by-environment interaction biplot and genetic diversity analyses on multi-environment trials data of yield and technological traits of cotton cultivars / Biplot de genótipo mais interação genótipo por ambiente e diversidade genética em dados de produtividade e qualidade de fibras em cultivares de algodão provenientes de ensaios multi-ambientes

Understanding the genetic diversity and overcoming genotype-by-environment interaction issues is an essential step in breeding programs that aims to improve the performance of desirable traits. This study estimated genetic diversity and applied genotype + genotype-by-environment (GGE) biplot analyses in cotton genotypes. Twelve genotypes were evaluated for fiber yield, fiber length, fiber strength, and micronaire. Estimation of variance components and genetic parameters was made through restricted maximum likelihood and the prediction of genotypic values was made through best linear unbiased prediction. The modified Tocher and principal component analysis (PCA) methods, were used to quantify genetic diversity among genotypes. GGE biplot was performed to find the best genotypes regarding adaptability and stability. The Tocher technique and PCA allowed for the formation of clusters of similar genotypes based on a multivariate framework. The GGE biplot indicated that the genotypes IMACV 690 and IMA08 WS were highly adaptable and stable for the main traits in cotton. The cross between the genotype IMACV 690 and IMA08 WS is the most recommended to increase the performance of the main traits in cotton crops.

Compreender a diversidade genética e contornar os problemas causados pela interação genótipos por ambientes é uma etapa importante em programas de melhoramento. Este estudo teve como objetivo estimar a diversidade genética e aplicar a metodologia de biplot genótipo + genótipo por ambiente (GGE biplot) em doze genótipos de algodão avaliados quanto ao rendimento da fibra, comprimento da fibra, resistência da fibra e micronaire. A estimativa dos componentes de variância e dos parâmetros genéticos foi feita através do método da máxima verossimilhança restrita e a predição dos valores genotípicos por meio da melhor predição linear não enviesada. Os métodos de Tocher modificado e análise de componentes principais (PCA) foram utilizados para quantificar a diversidade genética entre os genótipos. O método GGE biplot foi conduzido para encontrar os melhores genótipos em relação à adaptabilidade e estabilidade. As técnicas de Tocher e PCA permitiram a formação de clusters de genótipos semelhantes com base em uma estrutura multivariada. O GGE biplot indicou que os genótipos IMACV 690 e IMA08 WS foram altamente adaptáveis e estáveis para as principais características do algodão. O cruzamento dentre os genótipos IMACV 690 e IMA08 WS é o mais recomendado para aumentar o desempenho das principais características na cultura do algodão.

Soybean productivity, stability, and adaptability through mixed model methodology / Produtividade, estabilidade e adaptabilidade da soja por meio de metodologia de modelo misto

ABSTRACT: The genotype × environment (G×E) interaction plays an essential role in phenotypic expression and can lead to difficulties in genetic selection. Thus, the present study aimed to estimate genetic parameters and to compare different selection strategies in the context of mixed models for soybean breeding. For this, data referring to the evaluation of 30 genotypes in 10 environments, regarding the grain yield trait, were used. The variance components were estimated through restricted maximum likelihood (REML) and genotypic values were predicted through best linear unbiased prediction (BLUP). Significant effects of genotypes and G×E interaction were detected by the likelihood ratio test (LRT). Low genotypic correlation was obtained across environments, indicating complex G×E interaction. The selective accuracy was very high, indicating high reliability. Our results showed that the most productive soybean genotypes have high adaptability and stability.

RESUMO: A interação genótipo × ambiente (G × E) desempenha um papel essencial na expressão fenotípica e pode provocar dificuldades na seleção genética. Assim, o presente estudo teve como objetivo estimar parâmetros genéticos e comparar diferentes estratégias de seleção no contexto de modelos mistos para melhoramento da soja. Para isso, foram utilizados dados referentes à avaliação de 30 genótipos em dez ambientes, referentes à característica produtividade de grãos. Os componentes de variância foram estimados pela máxima verossimilhança restrita (REML) e os valores genotípicos foram preditos pela melhor previsão imparcial linear (BLUP). Efeitos significativos dos genótipos e interação G × E foram detectados pelo teste da razão de verossimilhança (LRT). Correlação genotípica baixa foi obtida entre os ambientes indicando interação G × E do tipo complexa. A acurácia seletiva foi muito alta, indicando alta confiabilidade. Os resultados mostraram que os genótipos de soja mais produtivos apresentam alta adaptabilidade e estabilidade.

Models for optimizing selection based on adaptability and stability of cotton genotypes / Modelos para otimizar a seleção baseada em adaptabilidade e estabilidade de genótipos de algodão

ABSTRACT: In multi-environment trials (MET), large networks are assessed for results improvement. However, genotype by environment interaction plays an important role in the selection of the most adaptable and stable genotypes in MET framework. In this study, we tested different residual variances and measure the selection gain of cotton genotypes accounting for adaptability and stability, simultaneously. Twelve genotypes of cotton were bred in 10 environments, and fiber length (FL), fiber strength (FS), micronaire (MIC), and fiber yield (FY) were determined. Model selection for different residual variance structures (homogeneous and heterogeneous) was tested using the Akaike Information Criterion (AIC) and Bayesian Information Criterion (BIC). The variance components were estimated through restricted maximum likelihood and genotypic values were predicted through best linear unbiased prediction. The harmonic mean of relative performance of genetic values (HMRPGV) were applied for simultaneous selection for adaptability, stability, and yield. According to BIC heterogeneous residual variance was the best model fit for FY, whereas homogeneous residual variance was the best model fit for FL, FS, and MIC traits. The selective accuracy was high, indicating reliability of the prediction. The HMRPGV was capable to select for stability, adaptability and yield simultaneously, with remarkable selection gain for each trait.

RESUMO: Em ensaios multi-ambientes, grandes redes experimentais são utilizadas para a avaliação de genótipos, tentando contornar o efeito que a interação genótipo por ambiente desempenha na seleção genotípica. Neste estudo, objetivamos testar diferentes estruturas de variância residual e medir o ganho de seleção de genótipos de algodão, baseados em produtividade, adaptabilidade e estabilidade, simultaneamente. Doze genótipos de algodão foram plantados em 10 ambientes, sendo determinados o comprimento da fibra (CF), a resistência da fibra (RF), a micronaire (MIC) e produtividade de fibras (PF). A seleção do modelo para diferentes estruturas de variância residual (homogênea e heterogênea) foi testada usando o Critério de Informação de Akaike (AIC) e o Critério de Informação Bayesiano (BIC). Os componentes de variância foram estimados através de máxima verossimilhança restrita e os valores genotípicos foram preditos através da melhor predição linear não viesada. A média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (HMRPGV) foram aplicadas para seleção simultânea para adaptabilidade, estabilidade e produtividade. De acordo com o BIC, a estrutura residual heterogênea apresentou o melhor ajuste para a característica PF, enquanto a estrutura residual homogênea apresentou o melhor ajuste para as características CF, RF e MIC. A acurácia seletiva foi alta, indicando confiabilidade da predição. O método HMRPGV foi capaz de selecionar para estabilidade, adaptabilidade e produtividade, simultaneamente, com notável ganho de seleção para cada característica.

A feasible method to extract DNA from the cambium of high-canopy trees: from harvest to assessment

Muitas árvores tropicais possuem dossel alto e folhas não facilmente acessíveis. O uso de tecido de um órgão mais acessível (câmbio) para extração de DNA pode ser uma alternativa para estudos moleculares. Nós adaptamos uma metodologia viável para extrair DNA genômico de tecido cambial coletado no campo para avaliação com PCR. Testamos três condições de armazenamento (dois tampões e sílica gel) e quatro períodos após a coleta. Utilizamos protocolos descritos anteriormente e os testamos em três espécies encontradas em florestas amazônicas e outros biomas: Anadenanthera peregrina var. peregrina, Cedrela fissilis e Ceiba speciosa. Nosso protocolo foi eficaz na obtenção de DNA adequado para sequenciamento e genotipagem de microssatélites. Recomendamos o uso de sílica para armazenamento de longo prazo e o tampão com ácido ascórbico para curto prazo. (AU)

Estimates of genetic divergence in cowpea by multivariate analysis in different environments / Estimativa de divergência genética em feijão-caupi por meio de análise multivariada em diferentes ambientes

Cowpea is a legume of great importance in the Brazilian nutrition, mainly in the Northeast region. Despite the low yield of Brazilian cowpea, the species presents a genetic potential to be explored. Thus, this work aimed to characterize the genetic diversity of cowpea genotypes by agronomic traits and select genotypes for possible crosses by multivariate analysis. Four value for cultivation and use tests were carried out with cowpea genotypes in 2005 and 2006, in the municipalities of Aquidauana, Chapadão do Sul, and Dourados, in the state of Mato Grosso do Sul. The experimental design was a complete randomized block with 20 genotypes and four replications. The evaluated traits were value for cultivation, plant lodging, pod length, grain weight of five pods, number of grains per pod, pod weight, severity of powdery mildew, and grain yield. To estimate the genetic diversity among the genotypes, the optimization methods of Tocher and UPGMA were used. The generalized distance of Mahalanobis was used as a dissimilarity measure. The clustering methods revealed genetic variability among the cowpea genotypes evaluated. The methods used formed a different number of groups for each environment. Genotypes TE97-309G-24, MNC99-542F-5, BRS Paraguaçu, BRS Paraguaçu, BR 17-Gurguéia, and CNC x 409-11F-P2 can be used to obtain promising combinations and high genetic variability.

O feijão-caupi é de grande importância na nutrição brasileira, principalmente na região Nordeste. Apesar do baixo rendimento do feijão-caupi no Brasil, esta leguminosa apresenta potencial genético a ser explorado. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi caracterizar a variabilidade genética de caracteres agronômicos e estimar a divergência genética entre genótipos de feijão-caupi por meio de análise multivariada. Quatro ensaios de valor de cultivo e uso com genótipos de feijão-caupi foram conduzidos nos anos de 2005 e 2006, nos municípios de Aquidauana, Chapadão do Sul e Dourados. Os experimentos foram conduzidos em delineamento blocos casualizados, com 20 genótipos e quatro repetições. Os caracteres avaliados foram acamamento de plantas, comprimento de vagem, peso de grãos de cinco vagens, número de grãos por vagem, peso de vagem e produtividade de grãos. Realizou-se análise de variância individual e conjunta. Para estimar a diversidade genética entre os genótipos, foram utilizados o métodos de otimização de Tocher e UPGMA. A distância generalizada de Mahalanobis foi utilizada como medida de dissimilaridade. Foi possível detectar variabilidade genética entre os genótipos de feijão-caupi avaliados por meio dos métodos de agrupamento utilizados. Os métodos utilizados formaram números de grupos distintos para cada ambiente. Os genótipos TE97-309G-24, MNC99-542F-5, BRS Paraguaçu, BRS Paraguaçu, BR 17-Gurguéia e CNC x 409-11F-P2 podem ser usados para obter combinações promissoras e elevada variabilidade genética.

Environmental stratification in the brazilian cerrado on the yield and fiber quality of cotton genotypes / Estratificação ambiental no cerrado brasileiro sobre o rendimento e a qualidade da fibra dos genótipos de algodão

Environmental stratification studies are important for the plant breeding, since they allow to adequately plan the experimental network. The objective of this work was to identify similar environments for cotton cultivation in the Brazilian Cerrado regarding yield and fiber quality. Nineteen field studies were carried out in a randomized complete block design with twelve genotypes and four replicates. Agronomic (cotton seed yield and fiber percentage) and technological traits (length, micronaire, fiber strength) were evaluated. These results indicate that there are six environments (PVA3, MON, SHE1, SIN, PPA e TRIN) in which the cotton trials should be installed as a matter of priority owing to the phenotypic response pattern obtained for the evaluated traits. The remaining 13 environments are similar to each other for all traits and can be summarized in strategic locations depending on the ease of installation of the trials

Os estudos de estratificação ambiental são importantes para a criação de plantas, uma vez que permitem planejar adequadamente a rede experimental. O objetivo deste trabalho foi identificar ambientes similares para cultivo de algodão no Cerrado brasileiro quanto a produtividade e qualidade da fibra. Dezenove experimentos foram realizados em um delineamento de blocos ao acaso com doze genótipos e quatro repetições. Foram avaliados caracteres agronômicos (produtividade de algodão em caroço e porcentagem de fibra) e tecnológicas (comprimento, micronaire, resistência de fibras). Os resultados indicam que existem seis ambientes (PVA3, MON, SHE1, SIN, PPA e TRIN) em que os ensaios de algodão devem ser instalados como prioritários devido ao padrão de resposta fenotípica obtido para os traços avaliados. Os 13 ambientes restantes são semelhantes entre si para todos os caracteres e podem ser resumidos em locais estratégicos, de acordo com a facilidade de instalação dos ensaios.

Indirect response in genome wide selection using selected markers / Resposta indireta na seleção genômica ampla usando seleção de marcadores

The goal of this work was to compare the effect of the accuracy and residual variance in genome wide selection using marker selection as well as using the effect of the indirect selection, using simulated and real data. In simulated data was used one sample with 200 individuals with 1,000 molecular markers in F2 population. The real data was obtained in maize with F2 population with 441 individuals and genotyping with 261 SSR markers. There was 11 traits evaluated (ear length, ear width, row number, kernels per row, 100-kernel weight, ear weight, grain yield, length of branch, number of branch, plant height and ear height). All data was analyzed using rrBLUP method and 10-fold cross-validation. In simulated and maize data the results were similar: the residual variance with few markers is lower than with the 1000 markers and the accuracy with few markers is bigger than with 1000 markers. For maize data multi trait selection, the accuracy increased when the correlation between traits is greater than 0.50 and residual variance decreased when the correlation is greater than 0.70. In this sense, these results showed that marker selection could be used as a first step in genome wide selection, improving the prediction and compute demand.

O objetivo deste trabalho foi comparar o efeito da precisão e da variância residual na seleção genômica ampla utilizando a seleção de marcadores, bem como utilizando o efeito da seleção indireta, utilizando dados simulados e reais. Foram usados simulados de uma amostra com 200 indivíduos com 1.000marcadores moleculares na população F2. Os dados reais foram obtidos em milho com população F2 com 441indivíduos e genotipagem com 261 marcadores SSR. Foram avaliados 11 caracteres (comprimento da espiga,largura da espiga, número da linha, grãos por linha, peso de 100 grãos, peso da espiga, produtividade de grãos, comprimento da espiga, número de espigas, altura da planta e altura da espiga). Todos os dados foram analisados usando o método rrBLUP, sendo realizada 10 vezes a validação cruzada. Em dados simulados e de milho, os resultados foram semelhantes: a variância residual com poucos marcadores é menor do que com os marcadores 1000 e a precisão com poucos marcadores é maior do que com os marcadores 1000. Para a seleção multi-característica dos dados do milho, a precisão aumentou quando a correlação entre as características é maior que 0,50 e a variância residual diminuiu quando a correlação é maior que 0,70. Nesse sentido, esses resultados mostraram que a seleção de marcadores poderia ser usada como um primeiro passo na seleção genômica ampla, melhorando a previsão e a demanda computacional.

Genetic diversity among soursop genotypes based on fruit production / Diversidade genética entre genótipos de graviola baseada na produtividade de frutos

This study aimed to estimate the genetic diversity among soursop genotypes in terms of fruit yield evaluated in different crop years. Sixteen measurements for fruit yield in 71 soursop genotypes were carried out from 2000 to 2016. Based on ANOVA it was verified the existence of genetic variability among genotypes in the different measurements (harvests). The genotypes were clustered according to their respective fruit yield averages in the 16 years as well as from their means obtained in each measurement year by the Scott-Knott test (p<0.05). To study genetic diversity among genotypes, three methodologies were compared: Tocher hierarchical optimization, UPGMA method and principal components. Five groups were formed for all clustering methods used. It was identified that crossings between genotypes 124 and 145 with genotypes 59 and 170 are potential to generate population with large genetic variability and high fruit yield average. New researches should be developed aiming to exploit the genetic variability among soursop genotypes based on the results found in this study.

O objetivo deste estudo foi estimar a diversidade genética entre genótipos de graviola em termos de produção de frutos avaliados em diferentes safras. Foram realizadas 16 medições de rendimento de frutos em 71 genótipos de graviola no período de 2000 a 2016. Com base na ANOVA, verificou-se a existência de variabilidade genética entre genótipos nas diferentes medidas (colheitas). Os genótipos foram agrupados de acordo com suas respectivas médias de rendimento de frutos nos 16 anos, bem como suas médias obtidas em cada ano de medição pelo agrupamento de médias de Scott-Knott. Para estudar a diversidade genética entre genótipos, foram aplicados a otimização hierárquica Tocher, método UPGMA e componentes principais. Cinco grupos foram formados para todos os métodos de agrupamento utilizados. Foi identificado que os cruzamentos entre os genótipos 124 e 145 com os genótipos 59 e 170 são promissores para gerar população com grande variabilidade genética e alta média de produtividade de frutos. Novas pesquisas devem ser desenvolvidas com o objetivo de explorar a variabilidade genética entre os genótipos de graviola, com base nos resultados encontrados neste estudo.

Genetic divergence of strawberry cultivars under different managements / Divergência genética de cultivares de morango em diferentes manejos

Developing strawberry cultivars that can be grown on a large scale, it is necessary to gather desirable characteristics such as: tolerance to Tetranychus urticae, high fruit yield and wide adaptability to several cropping managements. Therefore, our objective was to study the genetic diversity among 13 strawberry cultivars under different managements and to recommend promising crosses to obtain segreganting populations with high fruit yield and T. urticae tolerance. Trial was performed under field conditions at the Centro Regional de Desenvolvimento Rural Centro Serrano of the Instituto Capixaba for Technical Assistance and Rural Extension (Incaper), Domingos Martins-ES. We evaluated strawberry cultivars Albion, Aleluia, Aromas, Camarosa, Camino Real, Campinas, Diamante, Dover, Festival, Seascape, Toyonoka, Tudla, and Ventana, cultivated in three cropping managements: open field, low tunnel and high tunnel. Experimental design was randomized complete blocks with three replications. Variables evaluated were: number of two-spotted spider mite/cm2 on the leaf (NTSSM), total number of fruits (TNF), number of commercial fruits (NCF) and fruit yield (YIE, t/ha). We applied the generalized Mahalanobis distance and Tocher's optimization method to study the genetic diversity among cultivars in each management, and the relative contribution of traits to genetic diversity was evaluated according to the criterion described by Singh (1981). For the low tunnel and high tunnel environments, the crosses Aleluia x Camarosa, Aleluia x Aromas and Aleluia x Festival are the most promising to generate segregating populations with a higher possibility to appearance transgressive individuals, while for the open field cultivation system, we recommend the cross among Aleluia x Toynoka. The variables that most contributed for genetic dissimilarity were total number of fruits, fruit yield and number of commercial fruits for the environments open field, low tunnel and high tunnel, respectively.

´Para desenvolver cultivares de morango que podem ser cultivados em larga escala é necessário reunir características desejáveis como: tolerância ao Tetranychus urticae, alta produtividade de frutos e ampla adaptabilidade a diversos sistemas de cultivo. Portanto, o objetivo do trabalho foi estuda a diversidade genética entre 13 cultivares de morango sob diferentes manejos e recomendar cruzamentos promissores para obtenção de populações segregantes com alta produtividade de frutos e tolerantes ao T. urticae. O experimento foi conduzido sob condições de campo no Centro Regional de Desenvolvimento Rural Centro Serrano do Instituto Capixaba de Assistência Técnica e Extenção Rural (Incaper), Domingos Martins-ES, no mês de outubro (primavera). Foram avaliadas as cultivares Albion, Aleluia, Aromas, Camarosa, Camino Real, Campinas, Diamante, Dover, Festival, Seascape, Toyonoka, Tudla e Ventana, cultivadas em três sistemas de cultivo: campo aberto, túnel baixo e túnel alto. O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados com três repetições. As variáveis avaliadas foram: número de ácaro/cm² na folha (NTSSM), número total de frutos (TNF), número de frutos comerciais (NCF) e produtividade de frutos (YIE, t/ha). Foram empregadas a distância generalizada de Mahalanobis e o método de otimização de Tocher para o estudo da diversidade genética entre os cultivares em cada manejo, e a contribuição relativa dos caracteres para a diversidade genética foi avaliada segundo o critério de Singh (1981). Para os manejos túnel baixo e túnel alto, os cruzamentos entre os cultivares Aleluia x Camarosa, Aleluia x Aromas e Aleluia x Festival são os mais promissores para gerar populações segregantes com alta possibilidade de aparecimento de indivíduos transgressivos, enquanto que para o campo aberto recomenda-se o cruzamento entre os cultivares Aleluia x Toynoka. As variáveis que mais contribuíram para a dissimilaridade genética foram o número total de frutos, produtividade e número de frutos comerciais para os ambientes campo aberto, túnel baixo e túnel alto, respectivamente.

Repeatability reveals to be a useful method to evaluate the quality of an experiment with common beans / Repetibilidade revela ser um método eficiente para avaliar a qualidade de experimentos em feijão

Field experiment should be carried out with high accuracy since the discarding of a trial involves waste of time and resources, and can mislead breeders in selecting inferior genotypes. The simulation of a large number of experiments with great variability of traits is the main strategy to assist breeders on how to perform the experiment. Therefore, the objective of this study was to evaluate two criteria to infer the experimental quality: Coefficient of Variation (CV) and repeatability coefficient. Experimental data from evaluations of common bean lines carried out in 104 experiments were used in this study. The simulation of the scenarios used the following parameters: number of cultivars, number of blocks, genetic variance, mean yield, and coefficient of variation. Two thousand replications for each scenario were simulated. Genotypes means were arranged in an order, and the Spearman correlation was obtained between the estimated genotypes mean and the true genotypic values. Results revealed that CV is not a reliable parameter to evaluate the quality of experiment in the field. In conclusion, repeatability coefficient is the parameter that defines the discarding criteria of evaluation experiments and the recommendation of cultivars, as long as the values for each response variable are established.

A decisão de descartar um experimento envolve um grande desperdício de tempo e dinheiro e, portanto, e os experimentos de campo precisam ser desenvolvidos com a maior acurácia possível para que o melhorista não selecione genótipos inferiores. A simulação de um grande número de experimentos e características é a príncipal estratégia para ajudar os melhoristas na montagem dos experimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar dois critérios para verificar a eficiência de um experimento: Coeficiente de variação (CV) e coeficiente de repetibilidade. Dados de 104 experimentais de avaliação de linhagens de feijoeiro foram utilizados. Para a simulação dos experimentos, os seguintes parâmetros foram considerados: número de cultivares, número de blocos, variância genética, média de produtividade e coeficiente de variação. Foram simuladas 2000 repetições para cada cenário. As médias dos genótipos foram ordenadas e a correlação de Spearman entre os valores observados e os valores genotípicos reais foram obtidas. Os resultados revelaram que o CV não é um estimador confiável para a avaliação da qualidade do ensaio em experimentos de campo. Concluiu-se que o coeficiente repetibilidade é o parâmetro que possibilitará definir critérios mais precisos de descarte de experimentos de avaliação e recomendação de cultivares.

Brief history of Eucalyptus breeding in Brazil under perspective of biometric advances / Breve histórico do melhoramento genético do eucalipto no Brasil sob a ótica dos avanços biométricos

ABSTRACT: Forest breeding is a science that has been developing in Brazil since 1941 being the Eucalyptus a highlighted genus in this scenario. In a global scene, Brazil is displayed prominently in productivity of Eucalyptus planting, due to favorable environmental conditions to cultivation development, and the incentive in research for improvement of traits of interest t observed in it species and hybrids. This research included a historical review of Eucalyptus breeding over the years under genetic biometric perspective in Brazil, from reports describing the pioneer planting up to the current genome wide selection (GWS) that came as a complement of forest breeding success. This review showed some of the tracks performed by researchers aiming to improve the productive and quality of phenotypic traits from Eucalyptus genus.

RESUMO: O melhoramento florestal é uma ciência que tem tido desenvolvimento no Brasil desde o ano de 1941 e um gênero que obteve grande repercussão neste cenário foi o Eucalyptus . O Brasil apresenta-se em destaque no panorama mundial quanto à produtividade dos plantios de eucalipto, em virtude das condições ambientais favoráveis ao desenvolvimento da cultura e ao incentivo em pesquisas destinadas às melhorias dos caracteres de interesse, presentes em suas espécies e híbridos. Este trabalho inclui uma revisão histórica do melhoramento do eucalipto ao longo dos anos no Brasil, sob a ótica da genética biométrica, desde o relato que descreve o plantio pioneiro de suas espécies no país, até a atual aplicação de seleção genômica ampla (SGA), que surgiu como um complemento de sucesso no melhoramento florestal. A pesquisa ilustra ainda alguns dos caminhos percorridos por pesquisadores a fim de aumentar a produtividade e a qualidade dos caracteres fenotípicos do gênero Eucalyptus.

Caracterização morfo-agronômica do banco de germoplasma de pinhao manso na fase jovem / Morpho-agronomic characterization of the germplasm bank of jatropha young stage

O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização mofo-agronômica no banco de germoplasma de pinhão-manso com base na avaliação fenotípica realizada no primeiro ano de implantação. O estudo foi realizado com 175 acessos de pinhão-manso do banco de germoplasma, que estão implantados em delineamento de blocos ao acaso, com duas repetições, sendo cinco plantas por parcela no espaçamento 4 x 2 m. As características estudadas foram produção de grãos, número de ramos secundários, altura, diâmetro de caule, projeção da copa juvenilidade e altura da primeira inflorescência. Com base nos resultados, verifica-se a existência de variabilidade genética no banco de germoplasma para os caracteres avaliados, sendo possível estabelecer um programa de melhoramento genético para a cultura. As variáveis avaliadas influenciaram diferencialmente, de maneira direta ou indireta, na produção de grãos, sendo a juvenilidade a característica que apresentou o maior efeito direto (negativo) na produção de grãos. Há acessos de pinhão-manso com ausência de ésteres de forbol nos grãos que podem ser fonte de variabilidade genética para o desenvolvimento de cultivares comerciais não tóxicas. Os caracteres quantitativos que mais contribuíram para a divergência genética foram juvenilidade e produção de grãos.

The objective of this work was to make the morpho-agronomic characterization of genetic diversity in the germplasm bank of jatropha based phenotypic analysis performed on the first year of deployment. The study was conducted with 175 accessions of jatropha from the germplasm bank, which are implanted in a randomized block design with two replications, five plants per plot, spaced 4 x 2 m. Based on the results, it appears that there is genetic variability in germplasm bank for all the traits can be exploited in a breeding program for the crop. The variables differentially influenced, directly or indirectly, in grain production, with the juvenility trait with the highest direct effect (negative) in grain production. There are accessions of jatropha in the absence of phorbol esters in the grains that can be a source of genetic variability for the development of commercial cultivars non-toxic. The quantitative traits that contributed most to genetic diversity were juvenile and grain production.

Linkage analysis between dominant and co-dominant makers in full-sib families of out-breeding species

As high-throughput genomic tools, such as the DNA microarray platform, have lead to the development of novel genotyping procedures, such as Diversity Arrays Technology (DArT) and Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), it is likely that, in the future, high density linkage maps will be constructed from both dominant and co-dominant markers. Recently, a strictly genetic approach was described for estimating recombination frequency (r) between co-dominant markers in full-sib families. The complete set of maximum likelihood estimators for r in full-sib families was almost obtained, but unfortunately, one particular configuration involving dominant markers, segregating in a 3:1 ratio and co-dominant markers, was not considered. Here we add nine further estimators to the previously published set, thereby making it possible to cover all combinations of molecular markers with two to four alleles (without epistasis) in a full-sib family. This includes segregation in one or both parents, dominance and all linkage phase configurations.

Seleção assistida por marcadores para teor de matéria seca e açúcares redutores em tubérculos de batata / Marker assisted selection for dry matter and reducing sugars in potato tubers

A seleção precoce de clones que possuam níveis elevados de matéria seca e baixos teores de açúcares redutores é uma necessidade nos programas de melhoramento para a qualidade de processamento da batata (Solanum tuberosum L.) na forma de palitos fritos ou chips. A seleção precoce tornou-se possível com a utilização de marcadores genéticos, visto que permitem a identificação precisa de indivíduos superiores. Assim, procura-se cada vez mais encontrar marcadores capazes de caracterizar tais indivíduos e utilizá-los via seleção assistida. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da seleção assistida, utilizando os marcadores identificados por ANDREU (2004) que estariam associados ao teor de matéria seca e açúcares redutores em tubérculos de batata. Clones provenientes de 20 famílias foram avaliados nas gerações de plântula (P), primeira geração clonal (C1) e segunda geração clonal (C2). As estimativas das correlações simples para os caracteres entre gerações foram significativas, porém, baixas, confirmando a inviabilidade de se efetuar a seleção precoce nas primeiras gerações com base apenas em informações fenotípicas. Os marcadores utilizados forneceram um total de 16 marcas. Pela regressão múltipla stepwise, apenas sete dessas marcas tiveram associação com os caracteres estudados. Além disso, nenhuma marca associada ao teor de matéria seca de tubérculos na geração C1 teve associação significativa na geração C2. Isso também foi observado com o teor de açúcares redutores, o que é um indicativo da interação QTLs x ambientes. A seleção assistida não se mostrou eficiente em relação à fenotípica em nenhum dos casos avaliados, portanto, não sendo útil em uma possível seleção precoce. Esses resultados indicam que tais marcadores não estão próximos aos genes controladores dos caracteres desejados, sendo necessária a identificação de novos marcadores mais associados que possibilitem maior eficiência da seleção assistida.

Early generation selection for clones with high content of tuber dry matter and low levels of reducing sugars is required for potato (Solanum tuberosum L.) processing. Selection of superior clones at early generations became possible with the deployment of genetic markers, and can precisely identify the superior individuals. Therefore, it is necessary to identify genetic markers closely linked to genes of interest to do assisted selection. The aim of this research was to evaluate the efficiency of marker assisted selection with genetic markers previously identified by ANDREU (2004), which are assumed to be associated with dry matter and reducing sugars content in potato tubers. Clones from 20 families were evaluated during the seedling generation (S), first clonal generation (C1) and second clonal generation (C2). The estimated coefficients of correlation for all traits among generations were significant, even though of low magnitude, confirming that selection at early generation based only on phenotypic traits is inviable. A total of sixteen bands were amplified using these markers. However, by multiple stepwise regression, only seven of these bands showed association with the evaluated traits. Moreover, no markers associated with dry matter and reducing sugars content in the C1 were significantly associated with these traits in the C2, suggesting the existence of QTLs x environment interactions. The marker assisted selection resulted less efficient than the phenotypic selection in all cases studied, and thus is not recommended for early generation selection of clones for the processing industry. These results suggest that the markers used are not closely linked to the genes controlling the traits most important for processing. Therefore, it is important to identify new markers closely linked with such traits of interest that could improve the efficiency of marker assisted selection.