Seleção, acasalamento e genotipagem seletiva e outras estratégias de amostragem na detecção de QTL / Selection, mating, and selective genotyping and other strategies of sampling on QTL detection

Foram simuladas diferentes estratégias de seleção para estimar o desempenho fenotípico e a endogamia média na seleção assistida por marcadores, em características quantitativas com valores de herdabilidade de 0,10; 0,40 e 0,70. O sistema de simulação genética (Genesys) foi utilizado para a simulação de três genomas (cada qual constituído de uma única característica cuja distinção estava no valor da herdabilidade), e das populações base e inicial. Cada população inicial foi submetida à seleção assistida por marcadores por 20 gerações consecutivas. Avaliaram-se estratégias de acasalamento entre os genitores selecionados, em diferentes intensidades de seleção (tamanhos populacionais), por meio do acasalamento seletivo entre os melhores e os piores, acasalamento apenas entre os melhores e/ou entre os piores e acasalamento aleatório. Em todos os cenários combinando herdabilidade e intensidade, o acasalamento estratégico utilizando a metodologia da genotipagem seletiva foi superior aos demais, tornando-se mais eficaz na detecção de QTL e, consequentemente, no incremento do valor fenotípico e na minimização das médias endogâmicas ao longo das gerações. Ao utilizar a estratégia seletiva de amostragem, menor tamanho populacional é requerido para otimizar a detecção de QTL à medida que o valor da herdabilidade da característica aumenta.

Different strategies of selection were simulated to estimate the phenotypic performance and average inbreeding in selection assisted by markers, for quantitative traits with heritability values of 0.10, 0.40, and 0.70. The genetic simulation system (Genesys) was used for the simulation of three genomes (each one consisting of a single characteristic which distinction was the value of heritability) and base and original populations. Each initial population was subjected to selection assisted by markers for 20 consecutive generations. Strategies of mating between the parents selected in different intensities of selection (population size) were evaluated by selective mating between the best and worst, mating only among the best and/or among the worst and random mating. In all scenarios combining heritability and intensity, the strategic mating using the methodology of selective genotyping was superior to the others, becoming more effective in detecting QTL and, consequently, in the increase of phenotypic value and in the minimization of the inbred average over the generations. By using the selective sampling strategy, smaller population size to optimize the detection of QTL is required, since the value of the heritability of the characteristic increases.

Endogamia e limite de seleção em populações sob seleção assistida por marcadores moleculares / Endogamy and its selection limit in populations under assisted selection by molecular markers

Foram utilizados diferentes níveis de significância genômica na seleção assistida por marcadores para estimar a endogamia média e o limite de seleção, assim como os valores fenotípicos, em características quantitativas de baixa, média e alta herdabilidade. Uma comparação entre os níveis de 1 por cento, 5 por cento, 10 por cento e 20 por cento foi realizada por meio do sistema computacional de simulação genética (GENESYS), utilizado para a simulação de três genomas (cada qual constituído de um único caráter de baixa, média ou alta herdabilidade), e das populações base e inicial. Os resultados indicaram superioridade dos níveis de significância de maior magnitude (10 por cento e 20 por cento) com relação aos valores fenotípicos, resultante de menor média endogâmica, além de menor limite de seleção ao longo das gerações sob seleção para estes níveis. Estes resultados foram observados para todas as três características, embora de forma mais expressiva para o caráter de baixa herdabilidade. Assim, apesar de os níveis de 1 por cento e 5 por cento apresentarem maior precisão na detecção de marcadores ligados a quantitative trait loci (QTL), eles conduzem a maiores médias endogâmicas e limite de seleção, propiciando ganhos fenotípicos menores.

Different levels of genomic significance were used in the selection assisted by molecular markers to estimate the medium endogamy and the selection limit, as well as the phenotypic value, for quantitative traits of low, medium, and high heritability. A comparison among the levels of genomic significance of 1 percent, 5 percent, 10 percent, and 20 percent was accomplished by a computer system of genetic simulation (GENESYS), used to simulate three genomes, each of them constituted by only one character of low, medium and high heritability, and to simulate the base and the initial populations. The results suggest superiority of higher significance levels (10 percent and 20 percent) for all phenotypic values, as a consequence of lower endogamy, and lower selection limit for low, medium, and high heritability traits, but in more expressive way for low heritability trait. Although the significant levels of 1 percent and 5 percent for molecular marker assisted selection showed a high precision in detecting markers related to a quantitative trait loci (QTLs), they lead to higher endogamy and selection limits, resulting in low phenotypic gains.