Herramientas complementarias utilizadas en el programa de mejoramiento de arveja (Pisum sativum l.) de la Universidad Nacional de Rosario / Complementary tools utilized in the pea (Pisum sativum l.) breeding program at Universidad Nacional de Rosario

RESUMEN El mejoramiento convencional puede ser complementado mediante diferentes estrategias que incrementen la eficiencia de las metodologías y la tasa actual de aumento de los rendimientos a fin de satisfacer la demanda. El uso de marcadores moleculares con el objetivo de desarrollar mapas de ligamiento de la especie, el uso de Blup (Best Linear Unbiased Prediction) para una selección eficiente de progenitores a hibridar, el uso del cultivo in vitro para incrementar artificialmente el número de plantas F1 o el uso de fenotipificación digital para una eficiente caracterización digital que puede realizarse durante la regeneración periódica y rutinaria de accesiones en colecciones de germoplasma.

ABSTRACT Conventional breeding can be complemented by different strategies that increase the efficiency of the methodologies and the current rate of increase in yields in order to meet demand. The use of molecular markers with the aim of developing linkage maps of the species, the use of Blup (Best Linear Unbiased Prediction) for an efficient selection of progenitors to hybridize, the use of in vitro culture to artificially increase the number of F1 plants or the use of digital phenotyping for efficient digital characterization that can be performed during the periodic and routine regeneration of accessions in germplasm collections.

Chemical and sensory characteristics in the selection of bourbon genotypes

The evaluation of coffee quality in Brazil for commercialization is conducted mainly through sensory analysis, also known as the "cup test", in which professional tasters evaluate and score various attributes. The adoption of chemical methods could complement the sensory classification of beverages, if correlations between these chemical and sensory analyses exist, making classification less subjective. This work aimed to identify the relationships between the chemical and sensorial traits of coffee-beverage quality and to evaluate the use of these traits as criteria for the selection of Bourbon cultivars. Twenty coffee genotypes from the first three harvests across five municipalities of the state of Minas Gerais, Brazil were evaluated. The genotypic values, predicted for each genotype, were used to determine the index based on the sum of ranks from Mulamba and Mock. The genetic correlations among the evaluated traits were also estimated. The presented evaluations were not able to efficiently detect genetic and phenotypic relationships between the chemical and sensorial characteristics of drink quality, but as selection criteria for generation advancement in the beverage quality, it is possible to use these characteristics. Bourbon Amarelo LCJ 9-IAC, Bourbon Amarelo-Procafé, Bourbon Amarelo-Boa Vista, Bourbon Vermelho-São João Batista, and Bourbon Amarelo-Samambaia were the genotypes with the most promising cup quality in the studied regions. Through the selection of these five genotypes, the selection gain was 1.65% for sensory score for beverage quality, when the interaction among the studied environments was removed. The heritability was 92% for improving this trait.

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.

Adaptability and stability of early carioca beans by mixed models / Adaptabilidade e estabilidade de feijão carioca precoce via modelos mistos

The genotype x environment interaction represents one of the major selection challenges due to the difficulty in identifying effectively superior genotypes. The present study aimed at estimating genetic parameters and selecting genotypes of early Carioca beans by analyzing simultaneous attributes, including yield, adaptability, and stability. In the agricultural year of 2015 and 2016, three trials were conducted, using a randomized block design, with three repetitions each, in the Agreste and Sertao regions of Pernambuco State. The genetic parameters were estimated using the mixed model procedure, and the selection was based on the harmonic mean of the relative performance of genetic values (MHPRVG, abbreviation in Portuguese) method. The environments influenced the phenotypic expression of the bean genotypes during both years, setting a specific adaptation. The mean heritability of the genotypes regarding yield exhibited low magnitude values in the trials of 2015 (5.78%) and 2016 (13.77%), indicating costly conditions for the selection of the improved genotypes. Genotype CNFC 15856 was selected, considering the genetic gain predicted for yield, by the average and specific performance in the three environments, and by the simultaneous attributes of yield, adaptability, and stability. The MHPRVG method enables the optimized selection of genotypes considering yield, stability, and adaptability; therefore, it should be included in the recommended selective criteria for agronomically superior genotypes in commercial plantations.

A interação genótipos x ambientes representa um dos maiores desafios da seleção por dificultar a identificação de genótipos efetivamente superiores. O objetivo desta pesquisa foi estimar os parâmetros genéticos e, pelos atributos simultâneos de produtividade, adaptabilidade e estabilidade, selecionar genótipos de feijão carioca precoce. No ano agrícola de 2015 e 2016, foram conduzidos três ensaios sob o delineamento de blocos casualizados com três repetições no Agreste e Sertão de Pernambuco. Os parâmetros genéticos foram estimados pelo procedimento de modelos mistos, e a seleção baseou-se no método da média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos. Os ambientes influenciaram na expressão fenotípica dos genótipos de feijão nos dois anos, configurando adaptação específica. A herdabilidade média dos genótipos para produtividade apresentou valores de baixa magnitude nos ensaios de 2015 (5,78%) e 2016 (13,77%), indicando condições dispendiosas para seleção dos genótipos melhorados. O genótipo CNFC 15856 foi selecionado considerando o ganho genético predito para produtividade pelo desempenho médio e específico nos três ambientes e pelos atributos simultâneos de produtividade, adaptabilidade e estabilidade. O método MHPRVG proporciona seleção otimizada de genótipos quanto à produtividade, à estabilidade e à adaptabilidade e, portanto, deve fazer parte dos critérios seletivos de recomendação de genótipos agronomicamente superiores para plantios comerciais.

Estimates of genetic parameters, genetic variability, and selection in the S1 generation of peach / Estimativas de parâmetros genéticos, variabilidade genética e seleção em geração S 1 de pessegueiros

ABSTRACT: The growing of peach in mild winter regions is made viable through the use of genotypes that have low need for cold conditions, and this is one of the main aims of breeding for these regions. Thus, the aims of this study were to estimate genetic parameters, evaluate genetic variability, and select families adapted to mild winter regions in the S1 generation of peach through mixed model methodology (REML/BLUP). For that purpose, 22 populations, 84 families, and 2090 individuals were evaluated for the following traits: bud burst rate (BR), node density (ND), plant height (PH), and trunk diameter (TD). Genetic variability was found for all the traits. Individual heritability in the broad sense was of low and medium magnitudes. The PH trait had positive genotypic correlation of high magnitude with TD. The ND trait had moderate negative genotypic correlation with PH and TD. Clustering by the Tocher method resulted in the formation of six mutually exclusive groups. Considering selection intensity of 25%, simultaneous selection for BR, ND, and TD led to predicted gains of 11.3% for BR, 9.7% for ND, -14.2% for PH, and -14.3% for TD, showing the great potential of the germplasm evaluated.

RESUMO: O cultivo do pessegueiro em regiões de inverno ameno é viabilizado pela utilização de genótipos que apresentam baixa necessidade de frio, sendo este um dos principais objetivos do melhoramento para essas regiões. Assim, os objetivos deste estudo foram estimar parâmetros genéticos, avaliar a variabilidade genética e selecionar famílias adaptadas a regiões de inverno ameno em geração S1 de pessegueiros via metodologia de modelos mistos (REML/BLUP). Para isso, 22 populações, 84 famílias e 2090 indivíduos foram avaliados quanto as características: taxa de brotação (TB), densidade de nós (DN), altura da planta (AP) e diâmetro do tronco (DT). Verificou-se variabilidade genética para todas as características. As herdabilidades individuais no sentido amplo foram de baixa e média magnitudes. A característica AP apresentou correlação genética positiva de magnitude elevada com DT. A característica DN apresentou correlação genética negativa moderada com AP e DT. O agrupamento pelo método de Tocher resultou na formação de seis grupos mutuamente excludentes. Considerando intensidade de seleção de 25%, a seleção simultânea para TB, DN e DT propiciou ganhos preditos de 11.3% para TB, 9.7% para DN, -14.2% para AP e -14.3% para DT, evidenciando o grande potencial do germoplasma avaliado.

Estimation of genetic merit of diallel hybrids of sweet pepper by mixed models / Estimação do mérito genético de híbridos dialélicos de pimentão sob cultivo hidropônico via modelos mistos

ABSTRACT: The use of mixed models for evaluating diallel crosses is a highly timely option to the reliable prediction of progeny genetic values. In the sweet pepper crop, hybrids are commercially explored on a large scale, mainly because of their characteristics of economic importance. This study aimed to assess the potential of hybrids obtained from a partial diallel among five sweet pepper lines developed for the hydroponic cultivation system and two simple hybrids, by applying mixed models. It was performed crosses in the partial diallel scheme among the (L1B, L6, L7, L18, and L19) lines and the simple hybrids 'Valdor' and 'Atlantis'. Plants were cultivated in hydroponic system with substrate and irrigated three times a day using nutrient solution. On the basis of mixed models, the following traits were assessed: mean fruit diameter (FD), mean fruit length (FL), mean fruit number per plant (FNP), mean fruit mass (FM), early yield (EYIELD), and mean fruit mass per plant (FMP). The L6 line was the one that showed the highest estimate of general combination capacity for FMP, FM, and EYIELD, proving to be promising for recommendation. The hybrid that provided the best specific combining ability for FD, FM, FMP, and EYIELD was L6 x 'Valdor'. Triple hybrids were efficient to maximize yield for the traits of interest by the use of the mixed model.

RESUMO: A utilização de modelos mistos na avaliação de cruzamentos dialélicos é uma opção altamente oportuna para a fidedigna predição dos valores genéticos das progênies. Na cultura do pimentão, os híbridos são largamente explorados comercialmente, principalmente por suas características de importância econômica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de híbridos resultantes de um dialelo parcial entre cinco linhagens de pimentão desenvolvidas para o sistema de cultivo hidropônico e dois híbridos simples, utilizando modelos mistos. Foram realizados cruzamentos no esquema de dialelo parcial entre as linhagens (L1B, L6, L7, L18 e L19) e os híbridos simples 'Valdor' e 'Atlantis'. As plantas foram cultivadas em sistema hidropônico com substrato e irrigadas três vezes ao dia com solução nutritiva. Com base em modelos mistos, foram avaliadas as características: diâmetro médio de frutos (DF); comprimento médio de frutos (CF); número médio de frutos por planta (NFP); massa média de frutos (MMF); produção precoce (PP) e massa média de frutos por planta (MFP). A linhagem L6 foi a que expressou maior estimativa de capacidade geral de combinação para MFP, MMF e PP, revelando-se promissora para recomendação. O híbrido triplo que apresentou melhor capacidade específica de combinação para DF, MMF, MFP e PP, foi L6 x 'Valdor'. Os híbridos triplos foram eficientes para incrementar a produtividade para as características de interesse com a aplicação da modelagem mista.

Genetic progress with selection of Coffea canephora clones of superior processed coffee yield / Progresso genético com a seleção de clones de Coffea canephora para produção superior de café beneficiado

ABSTRACT: The aim of this study was to select Coffea canephora clones of superior processed coffee productivity based on the estimates of the genetic parameters and of genetic progress with the plant selection. For this, the production of processed coffee from 130 clones was evaluated from 2014 to 2016 in a clonal test, installed in randomized complete blocks with four plants per plot and six replications, spaced 3 × 2m at the experiment station Embrapa Rondônia in the municipality of Ouro Preto do Oeste - RO. The estimation of genetic parameters and prediction of genotypic values were performed using REML/BLUP procedure (Restricted Maximum Likelihood/Best Unbiased Linear Prediction). Estimates of the genetic parameters confirmed the predominance of the genetic component in the expression of this trait, indicating the possibility of obtaining gains with the plant selection. Genetic progress of processed coffee productivity from the selection of 10% of the best clones was 49.88%, which is equivalent to an increase in average productivity from 42.57 bags.ha-1 to 66.95 bags.ha-1. The use of the harmonic mean of the genetic values helped to identify the clones of superior performance, with higher adaptability and stability for the northern region of Brazil.

RESUMO: O objetivo desse trabalho foi mensurar o progresso genético da produtividade de café beneficiado a partir da seleção de clones de Coffea canephora, com a obtenção de estimativas dos parâmetros genéticos e de ganhos com a seleção ao longo de três safras. Para isso, a produção de café beneficiado de 130 clones foi avaliada nas safras de 2014, 2015 e 2016 em ensaio clonal instalado em blocos completos casualizados, com quatro plantas por parcela e seis repetições, em espaçamento de 3 x 2m na estação experimental da Embrapa Rondônia no município de Ouro Preto do Oeste - RO. A estimação dos parâmetros genéticos e predição dos valores genotípicos foram realizadas utilizando procedimento REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita/melhor predição linear não-viesada). As estimativas dos parâmetros genéticos quantificaram predominância do componente genético na expressão dessa característica, indicando a possibilidade de obtenção de ganhos com a seleção de plantas. O progresso genético da produtividade de café beneficiado com a seleção de 10% dos melhores clones foi de 49,88%, que equivale a um incremento na produtividade média de 42,57 sacas.ha-1 para 66,95 sacas.ha-1. A média harmônica da performance relativa dos valores genotípicos (MHPRVG) permitiu identificar clones de desempenho superior estável em condições tropicais da região Amazônica.

Assessing the genotypic performance of carioca beans through mixed models / Desempenho genotípico de feijão carioca via modelos mistos

ABSTRACT: Using genotypes adapted to different regions is one of the main ways to increase Brazilian bean yield. The aim of the present study was to assess the genotypic performance of Carioca beans through mixed models. Fourteen Carioca bean genotypes were assessed in four locations in Pernambuco State (Arcoverde, Caruaru, Belém de São Francisco and São João counties) in 2015. The experiments followed a completely randomized block design, with three repetitions. Genetic parameters were estimated according to the REML/BLUP methodology, whereas genotype selection was based on the harmonic mean of relative performance of genetic values method (MHPRVG). The mean genotype heritability had moderate magnitude, high selective accuracy, besides allowing selection of agronomically superior individuals. Genotypes 'BRS Notável', CNFC 15480 and 'IPR 139' showed good adaptability and grain yield stability. There was agreement among the statistics μ ̂ + g ̂…, stability (MHVG), adaptability (PRVG), and stability and adaptability of genetic values (MHPRVG) in the discrimination of the most productive genotypes, which presented high adaptability and stability. This outcome indicated that these genotypes can be part of the selection criteria regularly used in bean breeding programs.

RESUMO: O uso de genótipos adaptados a diferentes regiões é uma das principais formas de aumentar a produtividade brasileira de feijão. O presente trabalho objetivou avaliar o desempenho genotípico de feijão carioca via modelos mistos. Foram avaliados 14 genótipos de feijão carioca em quatro locais do estado de Pernambuco (Arcoverde, Caruaru, Belém de São Francisco e São João) no ano de 2015. Os experimentos foram instalados em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. Os parâmetros genéticos foram estimados pela metodologia REML/BLUP, e a seleção baseou-se no método da média harmônica da performance relativa dos valores genéticos (MHPRVG). A herdabilidade média dos genótipos apresentou magnitude moderada, aliada a alta acurácia seletiva, o que possibilita a seleção de indivíduos agronomicamente superiores. Os genótipos 'BRS Notável', CNFC 15480 e 'IPR 139' apresentaram boa adaptabilidade e estabilidade produtiva de grãos. Houve concordância entre as estatísticas μ ̂ + g ̂..., estabilidade de valores genéticos (MHVG), adaptabilidade de valores genéticos (PRVG) e estabilidade e adaptabilidade de valores genéticos (MHPRVG) na discriminação dos genótipos mais produtivos e com alta adaptabilidade e estabilidade, indicando que elas podem fazer parte de critérios seletivos na rotina dos programas de melhoramento do feijão.

Diallel mixed-model analysis of papaya fruit deformities / Análise dialélica via modelos mistos das deformidades em frutos de mamoeiro

ABSTRACT: Changes in the shape of fruits from hermaphrodite flowers due to floral anomalies are quite common. The aim of this study was to estimate the effects of the general and specific combining ability on the proportions of normal and deformed (carpelloid and pentandric) papaya fruits in hermaphrodite plants using mixed models. The ‘JS12-N’, ‘Waimanalo’ and ‘Golden’ parents showed the potential to decrease the number of deformed fruits. In contrast, the ‘Maradol x JS12-N’, ‘Maradol x Waimanalo’, ‘Maradol x Golden’, ‘JS12-N x JS12-4’, ‘JS12-N x Sekati’, ‘JS12-N x Waimanalo’, ‘Waimanalo x JS12-N’, ‘Waimanalo x JS12-4’, ‘Waimanalo x Golden’, ‘Waimanalo x Sunrise Solo 72/12’, ‘Golden x Maradol’, ‘Golden x JS12-N’, ‘Golden x Sekati’, ‘Golden x Waimanalo’ and ‘São Mateus x JS12-N’ hybrids have the potential to increase the number of marketable fruits while decreasing the number of carpelloid and pentandric fruits.

RESUMO: Alterações na forma dos frutos originários de flores hermafroditas são bastante comuns. Estas alterações são provocadas por anomalias florais. Este trabalho teve como objetivo obter via modelos mistos estimativas de capacidade geral e específica de combinação para proporção de frutos de mamoeiro normais e com deformidades: carpeloidia e pentandria, em plantas hermafroditas. Os genitores ‘JS12-N’, ‘Waimanalo’ e ‘Golden’ apresentam potencial para redução de frutos com deformidades. Os híbridos ‘Maradol x JS12-N’, ‘Maradol x Waimanalo’, ‘Maradol x Golden’, ‘JS 12-N x JS12-4’, ‘JS 12-N x Sekati’, ‘JS 12-N x Waimanalo’, ‘Waimanalo x JS12-N’, ‘Waimanalo x JS12-4’, ‘Waimanalo x Golden’, ‘Waimanalo x Sunrise Solo 72/12’, ‘Golden x Maradol’, ‘Golden x JS12-N’, ‘Golden x Sekati’, ‘Golden x Waimanalo’ e ‘São Mateus x JS12-N’ apresentaram potencial para aumento do número de frutos comerciais e redução de frutos carpelóides e pentândricos.

Reflexo da interação genótipo x ambiente sobre o melhoramento genético de feijão / Reflex of genotype x environment interaction on the genetic improvement of bean

RESUMO: O objetivo foi avaliar os componentes da variância fenotípica e estimar a influência da interação genótipo*ambiente no rendimento de grãos em feijão. Os componentes da variância fenotípica foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita e do melhor preditor linear não viesado (REML/BLUP), juntamente com o espaço de inferência específico. As avaliações foram realizadas nas safras agrícolas de 2006/07 a 2011/12 no município de Lages/SC. Durante o período, 104 genótipos foram avaliados. Os dados são desbalanceados, sendo que 13 genótipos permaneceram nos ensaios em todos os anos. Observando os resultados, foi possível visualizar que a grande variação (59,0%) no comportamento dos genótipos ao longo dos anos é atribuída principalmente à variância do ambiente (σ2a=436.245). Houve diferença significativa entre genótipos para todos os ambientes. Porém, a diferença entre eles foi constante, ou seja, os genótipos não responderam de modo diferenciado frente aos ambientes. A interação genótipo*ambiente (σ2ga=1.368) responde preponderantemente por uma ínfima alteração (0,2%) na variação fenotípica, não discriminando de genótipos de feijão quanto ao rendimento de grãos em Lages/SC. Este fato favorece programas de melhoramento vegetal, onde a interação genótipo*ambiente poderia dificultar a distinção, seleção e recomendação de constituições genotípicas superiores. Nessa situação, processos de recomendação de cultivares (ensaio de valor de cultivo e uso - VCU) que mantenham os mesmos genótipos dispensam avaliações sucessivas, pois o ranqueamento é paralelo no decorrer dos anos.

ABSTRACT: The objective of this research was to evaluate the phenotypic variance components and estimate the influence of interaction genotype*environment in grain yield of beans. The variance components were estimated by the method restricted maximum likelihood and best linear unbiased prediction (REML / BLUP), along with the specific space of inference. Data were collected during the crop seasons 2006/07 to 2011/12 in Lages, SC - Brazil. During this period, 104 genotypes were evaluated. The data are unbalanced and 13 genotypes remained presents in all the assays years. Observing the results it was possible to see that the large variation (59.0%) in the performance of genotypes over the years is primarily attributable to the variance of the environment (σ2a=436245). There were significant differences among genotypes for all environments, but the difference between them were constant, ie, the genotypes did not respond differently in environments. Genotype*environment responds primarily by very small changes (0.2%) in the phenotypic variation (σ2ga=1368), with no parameters to discriminate the grain yield of genotypes in Lages, SC - Brazil. This fact makes easier the selection in plant breeding programs, where interaction genotype*environment could hinder distinction and selection of superior genotypic constitutions. In this situation, the processes of recommendation from improved lines (assay value for cultivation and use - VCU) that maintain the same genotypes dispense successive evaluations, since the ranking is parallel over the years.

Estimation and comparison of conventional and genomic breeding values in Holstein cattle of Antioquia, Colombia / Estimación y comparación de valores de cría convencionales y genómicos en ganado Holstein de Antioquia, Colombia

Objective. To estimate and compare breeding values (EBV) using the conventional method (BLUP) and genomic breeding values (MEBV and GEBV) estimated through bayes C method for milk yield and milk quality traits in dairy cattle in Antioquia, Colombia. Materials and methods. Two methods were used to estimate breeding values: BLUP to estimate conventional breeding value (EBV) and bayes C to estimate genomic values (MEBV and GEBV). The traits evaluated were: milk yield (PL), protein percentage (PPRO), fat percentage (PGRA) and score somatic cell (SCS). The methods (BLUP and bayes C) were compared using Person correlation (r p), Spearman rank correlation (r s) and linear regression coefficient (b). Results. The Pearson and Spearman correlations among EBVs and genomic values (MEBV and GEBV) (r pMEBV;EBV and r sGEBV;EBV) were greater than 0.93 and the linear regression coefficients of EBVs on genomic values (MEBV and GEBV) (bMEBV;EBV, and bGEBV;EBV) ranged between 0.954 and 1.051 in all traits evaluated. Conclusions. The predictions of genomic values (MEBV and GEBV), using bayes C method were consistent with the predictions of the EBVs estimate through the conventional method (BLUP) in conditions of high Colombian tropic, allowing to obtain high associations between the breeding values.

Objetivo. Estimar y comparar valores genéticos (EBV) usando el método convencional (BLUP) y valores genómicos (MEBV y GEBV) mediante el método bayes C en características de producción y calidad de la leche en ganado Holstein de Antioquia, Colombia. Materiales y métodos. Fueron empleados dos métodos para estimar valores genéticos: BLUP para estimar valores genéticos (EBV) y Bayes C para estimar valores genómicos (MEBV y GEBV). Las características evaluadas fueron: producción de leche (PL), porcentaje de proteína (PPRO), porcentaje de grasa (PGRA) y puntaje de células somáticas (SCS). Los métodos BLUP y bayes C fueron comparadas usando correlación de Pearson (r p), correlación por rangos de Spearman (r s) y regresión lineal (b). Resultados. Las correlaciones de Pearson y Spearman entre los EBVs y los valores genómicos (MEBV y GEBV) (r pMEBV;EBV y r sGEBV;EBV) fueron mayores de 0.93 y los coeficientes de regresión entre los EBVs y los valores genómicos (MEBV y GEBV) (bMEBV;EBV, y bGEBV;EBV) oscilaron entre 0.954 y 1.051 en todas las características evaluadas. Conclusiones. La predicción de valores genómicos (MEBV y GEBV) usando el método Bayes C fue consistente con los EBVs estimados mediante el método BLUP en condiciones del trópico alto colombiano, permitiendo obtener altas asociaciones entre los valores genéticos.

The Usage of an SNP-SNP Relationship Matrix for Best Linear Unbiased Prediction (BLUP) Analysis Using a Community-Based Cohort Study

Best linear unbiased prediction (BLUP) has been used to estimate the fixed effects and random effects of complex traits. Traditionally, genomic relationship matrix-based (GRM) and random marker-based BLUP analyses are prevalent to estimate the genetic values of complex traits. We used three methods: GRM-based prediction (G-BLUP), random marker-based prediction using an identity matrix (so-called single-nucleotide polymorphism [SNP]-BLUP), and SNP-SNP variance-covariance matrix (so-called SNP-GBLUP). We used 35,675 SNPs and R package "rrBLUP" for the BLUP analysis. The SNP-SNP relationship matrix was calculated using the GRM and Sherman-Morrison-Woodbury lemma. The SNP-GBLUP result was very similar to G-BLUP in the prediction of genetic values. However, there were many discrepancies between SNP-BLUP and the other two BLUPs. SNP-GBLUP has the merit to be able to predict genetic values through SNP effects.

Characterization and genetic evaluation of Holstein cattle in Nariño, Colombia / Caracterización y evaluación genética del ganado Holstein en Nariño, Colombia / Avaliação e caracterização do gado Holandês, no departamento de Nariño, Colômbia

Objective: to characterize and genetically evaluate the Holstein population located in the high tropics of Nariño province, Colombia, in order to propose an improvement program that meets the region's needs and conditions. Methods: first, values of heritability (h²), repeatability (R), and genetic correlations (Г) between milk production (PL), milk fat percentage (PG), milk protein percentaje (PP), open days (DIAB), number of services per conception (SPC), calving interval (IEP), and several shape or phenotypic variables were estimated. Historical information was collected from 296 farms between 1999 and 2006. Subsequently, the milk production control was conducted until 2010. An Animal Model was used to estimate the genetic parameters and genetic value. Results: a group of 22 males and 350 females was identified for the highest genetic values for productive and reproductive traits as well as anatomical conformation. Conclusion: intensive dissemination of this animal group to initiate the Holstein breeding improvement process in the dairy areas of Nariño was recommended.

Objetivo: caracterizar y evaluar genéticamente la población Holstein en el Trópico Alto de Nariño, para proponer un programa de mejoramiento acorde con las necesidades y condiciones de esta región. Métodos: primero se estimaron los valores de heredabilidad (h²), repetibilidad (R), y correlaciones genéticas (Г) entre las variables producción de leche (PL), porcentaje de grasa en leche (PG), porcentaje de proteína en leche (PP), días abiertos (DIAB), numero de servicios por concepción (SPC), intervalo entre partos (IEP), y algunas variables de conformación o tipo. La información histórica se recolectó en 296 fincas entre los años 1999 y 2006. Posteriormente se efectuó el control de producción hasta el año 2010. Para la estimación de los parámetros y del valor genético se utilizó un Modelo Animal. Resultados: se identificó un grupo de 22 machos y 350 hembras con los valores genéticos más altos para los rasgos productivos, reproductivos, y de conformación anatómica. Conclusión: se recomendó la difusión intensiva de este grupo de animales con el fin de iniciar el proceso de mejoramiento genético del ganado Holstein en la cuenca lechera de Nariño.

Objetivo: caracterizar e avaliar geneticamente o gado Holandês no Trópico Alto de Nariño (Colômbia), com o intuito de propor um programa de melhoramento que esteja de acordo com as necessidades e condições da região. Métodos: estimaram-se os valores de herdabilidade (h²), repetibilidade (R) e correlações genéticas (Г) entre as variáveis: produção de leite (PL), percentagem de gordura (PG), percentagem de proteína (PP), dias abertos (DIAB), serviços por concepção (SPC), intervalo entre partos (IEP) e algumas características de avaliação lineal ou tipo. As informações históricas foram coletadas em 296 fazendas entre 1999 e 2006; após o controle de produção realizado até 2010. Para estimar os parâmetros e os valores genéticos, foi utilizado um modelo animal. Resultados: foi identificado um grupo composto por 22 machos e 350 fêmeas com maiores valores genéticos para as características de produção, reprodução e conformação anatômica. Conclusão: recomendou-se a divulgação intensiva desse grupo de animais com o objetivo de fazer um programa de melhoramento genético do gado Holandês na região leiteira de Nariño.

Rendimento de grãos em feijão preto: o componente que mais interfere no valor fenotípico é o ambiente / Grain yield in black beans: environment is the component that more interferes in the phenotypic value

O objetivo deste trabalho foi avaliar os componentes da variância fenotípica para o caráter rendimento de grãos a fim de gerar informações que auxiliem o melhoramento de plantas e verificar a sensibilidade genotípica entre genótipos de feijão do grupo preto. Para tanto, foi avaliado o caráter rendimento de grãos de 12 genótipos de feijão em 10 ambientes do Estado de Santa Catarina, por meio do método REML/BLUP. A decomposição dos componentes da variância fenotípica permitiu ampliar as inferências sobre os resultados obtidos para o caráter rendimento de grãos além daquelas tradicionalmente utilizadas na avaliação de linhagens. O genótipo BRS Campeiro foi o que apresentou maior média de rendimento de grãos e ainda o que obteve o maior valor predito, podendo ser indicado para todos ambientes avaliados. Nos ambientes 1 (2004/Canoinhas), 2 (2005/Canoinhas), 9 (2004/Ponte Serrada) e 10 (2005/Ponte Serrada), o valor de rendimento de grãos, em todos os genótipos avaliados, foi acima da média geral. Os genótipos CHP 9858, CHP 9859, CHP 9954 e CHP 9965 revelaram uma adaptabilidade específica ao ambiente 6 (2005/Ituporanga).

This study aimed to evaluate the phenotypic variance components for grain yield characters on the sense to be useful for breeding programs, and verify the genetic sensibilility among genotypes of black beans group. The grain yield character was evaluated in twelve black beans genotypes in ten environments of the Santa Catarina Estate through the REML / BLUP method. With the phenotypic variance components decomposition it was possible to provide additional information than traidicionally utilized in line evaluations for grain yield character. The highest grain yield average and the highest predicted value was obtain at genotype BRS Campeiro, which may be suitable for all evaluated environments. In the environments 1 (2004/Canoinhas), 2 (2005/Canoinhas), 9 (2004/Ponte Serrada) e 10 (2005/Ponte Serrada) higher grain yield has been obtained above general mean in all evaluated genotypes. The genotypes CHP 9858, CHP 9859, CHP 9954 and CHP 9965 presented specific adaptability to environment 6 (2005/Ituporanga).

Mineração da interação genótipo x ambiente em Phaseolus vulgaris L. para o Estado de Santa Catarina / Mining of genotype x environment interaction in Phaseolus vulgaris L. to the State of Santa Catarina

Genótipos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) dos grupos preto (testados em seis ambientes) e carioca (testados em cinco ambientes) foram avaliados para rendimento de grãos na safra agrícola de 2006/07, no Estado de Santa Catarina. Desse modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a sensibilidade genotípica, por meio de funções preditas entre a diferença do potencial rendimento de grãos médio (kg ha-1), considerando todas as combinações possíveis entre os ambientes estudados. Ausência de significância para todos os genótipos testados de feijão preto indica um comportamento insensível destes genótipos frente às variações do par de ambiente Chapecó versus Lages. Por outro lado, o ambiente de Ponte Serrada, independentemente do grupo (preto ou carioca) e do outro ambiente de cultivo, afetou intensamente todas as funções preditas, indicando que estes genótipos devem ser recomendados para cultivo em ambientes estratificados.

Common bean genotypes (Phaseolus vulgaris L.) belonging to the black group (evaluated in six environments) or to the 'carioca' group (evaluated in five environments) were tested for grain yield in the season of 2006/07, in the Santa Catarina State. The objective of this study was to evaluated the genotypic sensibility through predicted functions among the differences of the grain yield considering all the possible combinations among the studied environments. Significance absence for all tested genotypes of the black group indicates an insensitive behavior of these genotypes relatively to the pair of environment Chapecó vs. Lages. On the other hand, the Ponte Serrada environment intensely affected all the predicted functions relatively to the other environments regardless of bean group (black or carioca), indicating that these genotypes should be recommended for cultivation in stratified environments.

Comparação de metodologias de seleção sob oscilação genética / Comparison of selection methodologies under genetic drift

Determinou-se o número adequado de repetições na comparação de métodos de seleção tradicionais e associados a marcadores moleculares, com diferentes tamanhos efetivos e sob diferentes sistemas de acasalamento dos reprodutores selecionados, usando simulação com o programa GENESYS. Para comparar os diferentes métodos de seleção utilizaram-se populações com tamanhos efetivos de 18,18 (TE1) e de 66,66 (TE2) e uma, 10 e 30 repetições por geração, avaliando-se os valores fenotípicos médios. Para as situações com apenas uma repetição, os resultados apresentaram incoerências, independentemente do tamanho efetivo (TE1 ou TE2) ou do sistema de acasalamento (RAA - reprodutores acasalados aleatoriamente, EIC - exclusão de irmãos completos ou EICMI - exclusão de irmãos completos e meio-irmãos). Observou-se que a oscilação genética influencia o ganho genético, principalmente, em populações com pequeno tamanho efetivo e que um valor mínimo de 10 repetições por geração é necessário para assegurar a consistência dos resultados obtidos pelos métodos de seleção.

This work was carried out to determine the required number of replicates for comparison of conventional and molecular marker-associated selection methods in distinct effective population sizes and different mating systems, by simulations using the software GENESYS. Effective populational size of 18.18 (ES1) and 66.66 (ES2), and one, 10, and 30 replicates per generation were used to compare the different selection methods, based on mean phenotypic values. Incongruences results were observed when a single replicate was considered independently of effective size (ES1or ES2) and the mating system (random mating; exclusion of full-sibs or exclusion of both full and half-sibs). Genetic oscillation influenced the genetic gain, mainly in populations of small effective size. Furthermore, at least 10 replicates per generation were required to obtain sound consistent results for both selection methods.

Prediction of genotypic values and estimation of genetic parameters in common bean

Eighteen common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes were evaluated in 25 environments of the state of São Paulo in 2001 and 2002. The estimation of genetic parameters by the Restricted Maximum Likelihood (REML) and the prediction of genotypic values via Best Linear Unbiased Prediction (BLUP) were obtained by software Selegen-REML/BLUP. The estimate of the broad-sense heritability was low for the grain yield (0.03), since it took individual plots into consideration and was free of the effects of interaction with years, cultivation periods and site. Nevertheless, the heritability at the level of line means across the various environments was high (0.75), allowing a high accuracy (0.87) in the selection of lines for planting in the environment mean. Among the 18 genotypes, the predicted genotypic values of nine were higher than the general mean. The genetic gain predicted with the selection of the best line, in this case line Gen 96A31 of the IAC, was 16.25 percent.

Dezoito genótipos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) foram avaliados em 25 ambientes do estado de São Paulo durante os anos de 2001 e 2002. As estimativas de parâmetros genéticos por REML e a predição de valores genotípicos via BLUP foram obtidas por meio do aplicativo computacional Selegen REML/BLUP, seguindo o modelo misto para linhagens. A estimativa da herdabilidade no sentido amplo para produção de grãos foi baixa (0,03), por ser em nível de parcelas individuais e livre dos efeitos da interação com anos, épocas e locais. No entanto, a herdabilidade ao nível de médias de linhagens ao longo dos vários ambientes foi alta (0,75), permitindo alta acurácia (0,87) na seleção de linhagens para plantio no ambiente médio. Dentre os 18 genótipos, nove apresentaram valores genotípicos preditos superiores à média geral. O ganho genético predito com a seleção da melhor linhagem, no caso, a linhagem Gen 96A31 do IAC, foi de 16,25 por cento.

Inclusion of genetic relationship information in the pedigree selection method using mixed models

We used a mixed model approach and computer simulation to evaluate the inclusion of parentage information as determined by the genealogy established in the pedigree method. The simulations were based on a purely additive genetic model for one quantitative trait of 20 unlinked segregating loci with equal effects and an allelic frequency of 0.5 for heritability values of 10 percent, 25 percent, 50 percent and 75 percent for selection based on an F4:5 progeny mean. We simulated 1000 experiments for each heritability value, corresponding to the evaluation of 256 F4:5 progenies. The phenotypic values of the progenies were analyzed according to two models, one ignoring and one considering the additive genetic parentage among the progenies. The additive relationship coefficients among F4:5 progenies ranged from 0.0 to 1.75. The evaluated selection procedures were the phenotypic progeny mean (M) and the best linear unbiased predictor including parentage (BLUP A). The inclusion of parentage among progenies using the BLUP A procedure resulted in higher selection gains than when the relationship information was ignored, which possibly recompenses the additional work invested to obtain these records, above all in the case of low - heritability traits.