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.

Fundamentos ontológicos do debate sobre seleção e edição do genoma / Ontological fundamentals of the debate on genetic selection and gene editing

Este trabalho problematiza os pressupostos ontológicos assumidos no debate bioético sobre a seleção e edição do genoma humano. Com vistas ao manejo de desordens genéticas, diferentes terapêuticas têm sido empregadas clínica e experimentalmente, desde a década de 1990. Entre as estratégias de tratamento destacam-se a seleção de embriões (mediante diagnóstico genético pré-implantação) e a terapia gênica (mediante edição genética). O desenvolvimento destas técnicas suscita discussões acerca de suas implicações éticas. O presente artigo postula que distintas concepções de humanidade podem ser identificadas nas discussões, as quais fundamentam posicionamentos acerca de intervenções sobre o genoma da espécie. O artigo busca analisar essas concepções, percorrendo três passos. Primeiramente, apresenta-se o contexto biomédico de aplicação da seleção e edição do genoma humano. Em seguida, são evidenciadas discussões sobre os aspectos éticos de tais intervenções. Por fim, explicitam-se diferentes concepções de humanidade que fundamentam as referidas discussões, de maneira a problematizá-las, tendo em vista a noção de justiça distributiva.(AU)

This study discusses the ontological assumptions assumed in the bioethical debate about human genetic selection and gene editing. With a view to managing genetic disorders, different therapies have been employed clinically and experimentally, since the 1990s. Among the treatment strategies, we find embryo selection (by means of pre-implantation genetic diagnosis) and gene therapy (by means of gene editing). The development of these techniques raises discussions about their ethical implications. This article postulates that different conceptions of humanity can be identified in these discussions, grounding ethical positions regarding genome interventions. The article seeks to analyze these conceptions, following three steps. First, the biomedical context of genetic selection and gene editing is presented. Then, discussions on the ethical aspects of these interventions are highlighted. Finally, different conceptions of humanity grounding these discussions are identified and analyzed, considering the notion of distributive justice.(AU)

Genetic parameters between somatic cell score and production traits for Holstein cattle in Southern Brazil / Parámetros genéticos entre el conteo de células somáticas y las características productivas de bovinos Holstein del Sur de Brasil / Parâmetros genéticos entre escore de células somáticas e características produtivas em bovinos da raça Holandesa do Sul do Brasil

Abstract Background: Somatic cell score is an important parameter to predict milk quality and health of cows. However, in countries like Brazil, this trait is still not selected on a large scale, and no genetic parameters are reported in the literature. Objective: To estimate the variance components and genetic parameters for somatic cell score, milk yield, fat yield, protein yield, fat percentage, and protein percentage in Holstein cows. Methods: Records from 56,718 animals were used to estimate variance components, heritability, and genetic correlations using a multi-trait animal model by the REML method. Results: The heritability estimates were 0.19 for somatic cell score, 0.22 for milk yield, 0.26 for fat yield, 0.18 for protein yield, 0.61 for fat percentage, and 0.65 for protein percentage. The estimates of genetic correlations among analyzed traits ranged from -0.50 to 0.82. Conclusion: The low heritability observed for somatic cell score indicates that selection for this trait should result in benefits related to animal health and milk quality, but only in the long term. The low correlation between productive traits and somatic cell score indicates that inclusion of somatic cell score in animal breeding programs does not interfere negatively with the genetic selection for milk yield or solids.

Resumen Antecedentes: El conteo de células somáticas es un parámetro importante para predecir la calidad de la leche y la salud de las vacas. Sin embargo, en países como Brasil, esta característica aún no se selecciona a gran escala y no se reportan parámetros genéticos en la literatura. Objetivo: Estimar los componentes de varianza y parámetros genéticos para el conteo de células somáticas, producción de leche, producción de grasa, producción de proteína, porcentaje de grasa y porcentaje de proteína en vacas de la raza Holstein. Métodos: Se usaron registros de 56.718 animales para estimar los componentes de la varianza, heredabilidad y correlaciones genéticas usando un modelo animal multicaracterístico por medio del método REML. Resultados: Las estimaciones de heredabilidad fueron 0,19 para el conteo de células somáticas, 0,22 para la producción de leche, 0,26 para la producción de grasa, 0,18 para producción de proteína, 0,61 para el porcentaje de grasa y 0,65 para el porcentaje de proteína. Las estimaciones de correlación genética entre las características analizadas variaron entre -0,50 a 0,82. Conclusión: La baja heredabilidad encontrada para conteo de células somáticas demostró que la selección para esta característica podría resultar en beneficios para la salud animal y calidad de la leche, pero sólo a largo plazo. La baja correlación genética existente entre las características productivas y el conteo de células somáticas indica que la inclusión del conteo de células somáticas en programas de selección no interfiere negativamente en la selección genética para la producción de leche o sólidos.

Resumo Antecedentes: O escore de células somáticas é um parâmetro importante para a predição da qualidade do leite, bem como para a saúde das vacas. No entanto, em alguns países como o Brasil, essa característica não é selecionada em larga escala e não há parâmetros genéticos disponíveis na literatura. Objetivo: Estimar os componentes de variância e parâmetros genéticos para o escore de células somáticas, produção de leite, produção de gordura, produção de proteína, porcentagem de gordura e porcentagem de proteína em vacas da raça Holandesa. Métodos: Foi utilizado um total de 56.718 animais para estimar os componentes de variância, herdabilidade e correlações genéticas, considerando-se o modelo animal multicaracterística por meio do método REML. Resultados: As estimativas de herdabilidade foram de 0,19 para o escore de células somáticas, 0,22 para a produção de leite, 0,26 para a produção de gordura, 0,18 para produção de proteína, 0,61 para a porcentagem de gordura e 0,65 para a porcentagem de proteína. As estimativas de correlação genética entre as características analisadas variaram entre -0,50 a 0,82. Conclusão: A baixa herdabilidade encontrada para o escore de células somáticas demonstrou que a seleção para esta característica poderá resultar em benefícios para a saúde animal e qualidade do leite, porém, somente a longo prazo. A baixa correlação genética existente entre as características produtivas e o escore de células somáticas demonstrou que a inclusão do escore de células somáticas em programas de seleção não causa interferência negativa na seleção genética para a produção de leite ou sólidos.