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.

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.