Simulação computacional no melhoramento genético de plantas | Computing simulation in plant breeding

Genética e Melhoramento de Plantas

Este trabalho tem como objetivo analisar três situações nas quais a simulação computacional pode ser útil em programa de Genética e Melhoramento de Plantas, quais sejam: obter informações a respeito do número de famílias que devem ser manuseados para se ter mais sucesso no melhoramento genético, verificar se apenas o uso do coeficiente de variação é suficiente para descartar experimentos de valor de cultivo e uso (VCU) e definir se o intercruzamento entre plantas F2 deve ser realizado ou não. Na determinação do número ideal de famílias a serem avaliadas no processo seletivo, deve-se considerar a herdabilidade do caráter; para se obter um ganho genético em torno de 1,10 desvios padrões fenotípicos acima da média na população selecionada, são necessárias 5000 linhagens para uma h2 = 0,30 e 10 linhagens para h2 = 0,70; se o caráter apresentar h2 inferior a 0,30 será necessário maior número de linhagens para se ter alta probabilidade de obter uma linhagem com um valor genotípico médio superior à média da população. O coeficiente de variação não é um bom estimador para avaliação da eficiência de uma cultivar em um ensaio, devendo estar associado a outros parâmetros para tornar a recomendação de uma cultivar mais confiável. A repetibilidade é o parâmetro que, tendo-se definido os seus valores para cada variável-resposta, possibilitará definir critérios de descarte de experimentos de avaliação e recomendação de cultivares. A realização de intercruzamentos de plantas na geração F2 e F∞ não permite predizer se a freqüência de indivíduos com os alelos favoráveis em homozigose irá aumentar caso haja epistasia. Os valores da média e a da variância populacional, considerando genes ligados com diferentes freqüências de recombinação e alguns tipos de interação não-alélica, apresentaram valores bem distintos para cada caso, dificultando ainda mais qualquer tipo de predição, uma vez que só foram considerados dois genes.

The objective of this study was to analyse three situations where the computing simulation could be useful in a plant breeding program: to get information about the number of families that must be handled to have more success in breeding. To verify if only the coefficient of variation is enough to discard experiments of Cultivation and Use Value, and to determine if the intercrossing of F2 plants must be done or not. To determine the ideal number of families to be appraised in the selective process, the heritability of the character must be consider. To obtain a genetic profit around 1.10 phenotypic standard deviation above the mean in the selected population, 5000 lines are necessary considering h2= 0.30 and 10 lines for a h2= 0.70; if the character shows h2 below 0.30, it will be necessary a greater number of lines to have a high probability to obtain an line with an average genotypic value superior to the population average. The coefficient of variation is not a likely value to evaluate the efficiency of a cultivar in a study; it must be associated to other parameters to make the recommendation of a cultivar more reliable. The repeatability is the parameter, which having its values defined to each variable - response it will give the possibility to determine elimination criteria in evaluation experiments for cultivars recommendation. Intercrossing of plants in the F2 and F∞ generations is not able to predict if the frequency of individual with favorables alleles in homozygous will increase, in case of having epistasis. Population mean and variance, considering linked genes with different recombination frequencies and some kinds of non-allelic interaction presented quite distinct values for each case, raising more difficulties to any kind of prediction, considering only two genes.