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Tópicos especiais da genética quantitativa aplicados ao
melhoramentoflorestal
unesp Agronomia
Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Departamento de Fitotecnia, Tecnologia de Alimentos e Sócio-Economia
Mario Luiz Teixeira de MoraesDaniela Sílvia de Oliveira Canuto
Marcela Aparecida de MoraesFlávio Cese Arantes02/10/2008
REPETIREPETIÇÇÃOÃO E SUAS IMPLICAE SUAS IMPLICAÇÇÕES ÕES NO TRABALHO DOS MELHORISTASNO TRABALHO DOS MELHORISTAS
FONTE: MIRANDA FILHO (1987) e RAMALHO (2000)
REPETIREPETIÇÇÃOÃO
CASUALIZACASUALIZAÇÇÃOÃO
VALIDADE DAVALIDADE DAESTIMATIVA DOESTIMATIVA DO
ERROERRO
CONTROLE LOCALCONTROLE LOCAL
DIMINUIDIMINUIÇÇÃO DOÃO DOERROERRO
REPETIREPETIÇÇÃOÃO NOS DIFERENTES NOS DIFERENTES DELINEAMENTOSDELINEAMENTOS
FV DICDIC FV DBCDBC FV LATLATÍÍCECE- - Rep r - 1 Rep. r - 1
Prog p - 1 Prog p - 1 Prog. k² - 1
- - - - B/R r.(k – 1)
Erro p.(r – 1) Erro (r – 1).(p - 1) Erro (k - 1)(rk – k – 1)
TOTAL p.r - 1 TOTAL p.r - 1 TOTAL k².r - 1
REPETIÇÃO CASUALIZAÇÃO
CONTROLE LOCAL
K2 = p.
REPETIREPETIÇÇÃO ÃO DE FORMA DE FORMA SISTEMSISTEMÁÁTICATICA
A B B A
B A A B
A B C D
B C D A
C D A B
D A B C
“SanduSanduíícheche” “XadrezXadrez”
REPETIREPETIÇÇÃO ÃO DE FORMA DE FORMA CASUALIZADACASUALIZADA
• REP. OU BLOCO I 3 8 4 6 2 7 9 5 1
• REP. OU BLOCO II 6 9 3 8 2 5 1 4 7
REPETIREPETIÇÇÃOÃO
• PERMITIR UMA ESTIMATIVA DO ERRO EXPERIMENTAL
• AUMENTAR A PRECISÃO DAS ESTIMATIVAS
• AUMENTAR O PODER DOS TESTES ESTATÍSTICOS
Número de repetições
TratamentosTratamentos
Material ExperimentalMaterial Experimental
ÁÁrea Experimentalrea Experimental
NNúúmero de Ambientesmero de Ambientes
DiscriminaDiscriminaçção dos Tratamentosão dos Tratamentos
NNúúmero de Tratamentosmero de Tratamentos
• A) 33 ciclos seletivos; 1010 rep.; 1 pop;
• B) 100100 famílias de MIMI; 22 rep.; 1 pop.
NNúúmero de Tratamentosmero de Tratamentos
( )11 21
21
221
1 −+=
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛ −−
rhr
re
GSGS
ZjZj
e: logarítimo neperiano; Zj e Z1 áreas sob a curva normal,
correspondendo as proporções sj e s1 selecionadas;
h2: herdabilidade; r: repetições. FONTE: RAMALHO et al. (2000).
NNúúmero de Tratamentosmero de Tratamentos
REP. 1 r 1 3
Seleção n n 1 1
Tamanho N N 100 100
Proporçãoselecionada
n/N nr/N 0,01 0,03
2,32 1,88
1s
1Z jZ
js 1s 3s
NNúúmero de Tratamentosmero de Tratamentosh2
s1 sJ r 0,1 0,5 0,856
0,01 0,02 2 1,223 1,048 ?
0,01 0,04 4 1,415 1,021 ?
0,06 0,12 2 1,132 0,970 ?
0,06 0,24 4 1,145 0,826 ?
FONTE: BOS & CALIGARI (1995).
NNúúmero de Tratamentosmero de Tratamentosh2
s1 sJ r 0,1 0,5 0,856
0,01 0,02 2 1,223 1,048 0,949
0,01 0,04 4 1,415 1,021 0,856
0,06 0,12 2 1,132 0,970 0,870
0,06 0,24 4 1,145 0,826 0,689
DISPONIBILIDADE DO DISPONIBILIDADE DO MATERIAL EXPERIMENTALMATERIAL EXPERIMENTAL
Rep CV%
2 8,21 1,31±0,25 0,74
4 9,15 1,10±0,20 0,78
6 9,43 1,02±0,18 0,82
8 9,12 1,09±0,18 0,86FONTE: CASTRO et al. (1993) para Eucalyptus camaldulensis
2pσ 2
mh
DISPONIBILIDADE DE DISPONIBILIDADE DE ÁÁREA REA EXPERIMENTALEXPERIMENTAL
•• ÉÉ PREFERPREFERÍÍVEL VEL REDUZIRREDUZIR A A ÁÁREA DA REA DA PARCELA AO NPARCELA AO NÚÚMERO DE MERO DE
REPETIREPETIÇÇÕESÕES
NNÚÚMERO DE AMBIENTES EM QUE O MERO DE AMBIENTES EM QUE O EXPERIMENTO SEREXPERIMENTO SERÁÁ CONDUZIDOCONDUZIDO
arˆ
a
ˆ)m(s epa 22 σσ
+=
(alta)(alta) ►► 1A1A →→8R8R ►►4A4A→→2R2R2paσ
PORCENTAGEM DESEJADA DE PORCENTAGEM DESEJADA DE DISCRIMINADISCRIMINAÇÇÃO DOS TRATAMENTOSÃO DOS TRATAMENTOS
Teste Rep CV=15% CV=25%
t 3 72 19
t 6 88 47
t 12 100 82
FONTE: CONAGIN & ZIMMERMANN (1990)
O PROBLEMA DO TAMANHO DAS O PROBLEMA DO TAMANHO DAS
PARCELAS EM EXPERIMENTOSPARCELAS EM EXPERIMENTOS
COM PLANTAS ARBCOM PLANTAS ARBÓÓREASREAS
FONTE: PIMENTEL GOMES (1984) e SCARPINATI (2007)
MODELO MATEMMODELO MATEMÁÁTICO:TICO:
FVFV GLGL QMQM E(QM)E(QM)
BLOCOS r-1 __ __
PROG. p-1 __ __
ENTRE (r-1)(p-1) V1
DENTRO pr(k-1) V2 21σ
22
21 σσ k+
ijkijjiijk debpmY ++++=
( ) ( )22
122
211 VEkVE =≥+= σσσ
MODELO MATEMMODELO MATEMÁÁTICO:TICO:
FVFV GLGL QMQM E(QM)E(QM)
BLOCOS r-1 __ __
PROG. p-1 __ __
ENTRE (r-1)(p-1) V1
DENTRO pr(k-1) V2 ( )ρσ −12
( )[ ]ρσ 112 −+ k
ijkjiijk ebpmY +++=
( ) ( )210 VEVE <⇒<ρ
N=kr=10; 21200 VV,:.Ex; >⇒=≥ ρρ
( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ] ( )
( ) ( ) ( )[ ] ( ) 8110
2015125
5
1020111
1011
11
22
22
2
,.mV,...
mVf
mV,...
mV)(f
.k.kr
mVkf
σσ
σσ
ρσ
=∴−+⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡==
=∴−+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛==⊗
−+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛==
N=kr=10; 21200 VV,:.Ex; <⇒−=< ρρ
( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ] ( )
( ) ( ) ( )[ ] ( ) 20010
2015125
5
1020111
1011
11
22
22
2
,.mV,...
mVf
mV,...
mV)(f
.k.kr
mVkf
σσ
σσ
ρσ
=∴−−⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡==⊗
=∴−−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛==
−+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛==
MODELOS MISTOS COM DADOS MODELOS MISTOS COM DADOS DESBALANCEADOSDESBALANCEADOS
• EFEITO ALEATÓRIO
• TESTE DA RAZÃO DE
VEROSSIMILHANÇA (LRT)
• EFEITO FIXO
• TESTE F
ANANÁÁLISE DE DEVIANCELISE DE DEVIANCEEFEITO
DEVIANCELRT COMP.
VAR.COEF.
DETER.GENGENÓÓTIPOSTIPOS 647,1794 6,5546* 0,033* h2=0,0456*
PARCELAPARCELA 654,1289 13,5041** 0,068** c2=0,0948**
MODELOMODELO 640,6248 - - -BLOCOBLOCO - F= 7,01** - -
QUI-QUADRADO TABELADO: 3,84 E 6,63 PARA OS NÍVEIS DE SIGNIFICÂNCIADE 5% E 1%, RESPECTIVAMENTE, PARA 1 GRAU DE LIBERDADE.
Fonte: RESENDE (2002)
EXEMPLO DA APLICAEXEMPLO DA APLICAÇÇÃO DE ÃO DE DEVIANCE: DEVIANCE:
•• 1. 1. DevianceDeviance do modelo: hdo modelo: h22≠≠00 e ce c22≠≠ 0;0;
•• 2. 2. DevianceDeviance de progênies: hde progênies: h22=0 e c=0 e c22≠≠0;0;
•• 3. 3. DevianceDeviance de parcelas: hde parcelas: h22≠≠0 e c0 e c22=0.=0.
ANANÁÁLISE DE DEVIANCELISE DE DEVIANCEEFEITO
DEVIANCELRT COMP.
VAR.COEF.
DETER.PROGÊNIES 1581,64 4,4100* 0,678* h2=0,1737*
PARCELA 1578,32 1,0900ns 0,098ns c2=0,025ns
MODELO 1577,23 - - -BLOCO - F = 1,768* - -
QUI-QUADRADO TABELADO: 3,84 E 6,63 PARA OS NÍVEIS DE SIGNIFICÂNCIADE 5% E 1%, RESPECTIVAMENTE, PARA 1 GRAU DE LIBERDADE.
RESULTADO DA ANOVARESULTADO DA ANOVA
FV GL QM FBLOCOS 2 0,8182 1,768ns
PROG 29 0,9696 2,096**
ENTRE 58 0,4626DENTRO __ 3,3650
Tab. 2x58: 5% = 3,16; 1% = 4,99Tab. 29x58: 5% = 1,67; 1% = 2,05
HERDABILIDADE INDIVIDUAL
• De posse da estimativa da herdabilidade e de
seu desvio padrão pode-se inferir sobre a
significânciasignificância dos efeitos genotípicos
consequentemente sobre a presença de
variabilidade variabilidade genotgenotíípicapica significativa.
COEFICIENTE DE COEFICIENTE DE DETERMINADETERMINAÇÇÃO DOS ÃO DOS EFEITOS DE PARCELAEFEITOS DE PARCELA
C2 = Vparc/Vf
C2 DE PARCELA
•• INDICA A QUANTIDADE DE INDICA A QUANTIDADE DE
VARIAVARIAÇÇÃO AMBIENTALÃO AMBIENTAL ENTREENTRE
PARCELASPARCELAS DENTRODENTRO DO BLOCODO BLOCO
3 8 4 6 2 7 9 5 1
C2 DE PARCELA
• A) C2 = 0,06 e B) C2 = 0,22• - No experimento B existe maior
variabilidade dentro do bloco, que no A, pois:
22AB CC >
Assim, o bloqueamento foi melhor no experimento AA
FALHAS?• - TRABALHAR SÓ COM AS INFORMAÇÕES
DE PLANTAS VIVAS, OU SEJA, IGNORANDO OS ZEROS;
• - PREDIÇÃO DOS VALORES GENÉTICOS PARA SOBREVIVÊNCIA E POSTERIORMENTE MULTIPLICANDO-OS PELOS VALORES GENÉTICOS PARA O CARÁTER CRESCIMENTO;
• - AJUSTANDO O NÚMERO DE FALHAS VIZINHAS COMO COVARIÁVEL.
DISTRIBUIÇÃO DE PLANTAS NO CAMPO
D1 L1 D3
C1 P C2
D2 L2 D4
D1 F D3
F P C2
F L2 D4
D1 L1 F
C1 P F
D2 F F
F F F
C1 P C2
F F F
ESTIMATIVA DOS PESOS
• P1 = 1
• P2 = EL/EC
• P3 = EL/RAIZ(EC2+EL2)
• EL: ESPAÇAMENTO NA LINHA• EC: ESPAÇAMENTO NA COLUNA
EXEMPLOS• A) 3x3:• P1 = 1
• P2 = 3/3 ∴ P2 = 1
• P3 = EL/RAIZ(EC2+EL2) ∴
• P3 = 3/RAIZ(32+32) ∴ P3 = 0,7071
• IF = 1.NFL + 1.NFC + 0,7071.NFD
EXEMPLOS• B) 3x2:• P1 = 1
• P2 = 2/3 ∴ P2 = 0,6667
• P3 = EL/RAIZ(EC2+EL2) ∴
• P3 = 2/RAIZ(32+22) ∴ P3 = 0,5547
• IF = 1.NFL + 0,6667.NFC + 0,5547.NFD
EXEMPLOS• C) 2,80x1,25:• P1 = 1
• P2 = 1,25/2,80 ∴ P2 = 0,4464
• P3 = EL/RAIZ(EC2+EL2) ∴
• P3 = 1,25/RAIZ(2,802+1,252) ∴ P3 = 0,4077
• IF = 1.NFL + 0,4464.NFC + 0,4077.NFD
Estabilidade e Adaptabilidade
FONTE: VENCOVSKY & BARRIGA (1992); CRUZ & REGAZZI (1994); CRUZ & CARNEIRO (2003) e CRUZ (2005).
INTERAINTERAÇÇÃO GENÃO GENÓÓTIPO X AMBIENTETIPO X AMBIENTE
• - Possibilidade de escolha do melhor genótipo em um ambiente e não em outro;
• - Esse fato influencia o ganho na seleçãoe dificulta a recomendação de cultivares com ampla adaptabilidade
• - Não proporciona informações pormenorizadas de cada genótipo
GxEGxE: Adaptabilidade e Estabilidade: Adaptabilidade e Estabilidade
Dezena de MetodologiasDezena de Metodologias
• - Diferentes conceitos de estabilidade;
• - Princípios estatísticos.
MMéétodos de Adaptabilidade e todos de Adaptabilidade e EstabilidadeEstabilidade
• - Dados experimentais;
• - Precisão requerida;
• - Tipo de informação desejada;
• - Métodos alternativos e/ou complementares
Adaptabilidade e EstabilidadeAdaptabilidade e Estabilidade
•• Adaptabilidade:Adaptabilidade: capacidade de resposta vantajosamente à melhoria ambiental.
• Geral ou ampla (β = 1);• Específica a:- ambientes favoráveis (β > 1);- ambientes desfavoráveis (β < 1).
Adaptabilidade e EstabilidadeAdaptabilidade e Estabilidade
•• Estabilidade:Estabilidade: capacidade dos genótipos apresentarem comportamento altamente previsível em função das variações ambientais
• - Genótipos com estabilidade ou previsibilidade alta ( )
• - Genótipos com estabilidade ou previsibilidade baixa ( )
02 =diσ
02 >diσ
Adaptabilidade e EstabilidadeAdaptabilidade e Estabilidade
Genótipo ideal
• - alta produção média;
• - coeficiente de regressão β = 1;
• - desvios de regressão 02 →diσ
MHPRVG: Média Harmônica da performance relativa dos valores genéticos (Resende, 2004)
• - Realiza a seleção simultânea por
produtividade, estabilidade e
adaptabilidade, no contexto dos
modelos mistos.
MHPRVG: Média Harmônica da performance relativa dos valores genéticos (Resende, 2004)
•• ii)) Considera os efeitos Considera os efeitos genotgenotíípicospicos como como
aleataleatóórios e portanto fornece estabilidade e rios e portanto fornece estabilidade e
adaptabilidade adaptabilidade genotgenotíípicapica e não e não fenotfenotíípicapica;;
•• iiii)) Permite lidar com Permite lidar com desbalanceamentodesbalanceamento;;
•• iiiiii)) Permite lidar com delineamentos não Permite lidar com delineamentos não
ortogonais;ortogonais;
MHPRVG: Média Harmônica da performance relativa dos valores genéticos (Resende, 2004)
•• iviv)) Permite lidar com heterogeneidade de Permite lidar com heterogeneidade de
variâncias;variâncias;
•• vv)) Permite considerar erros correlacionados Permite considerar erros correlacionados
dentro de locais;dentro de locais;
•• vivi)) Fornece valores genFornece valores genééticos jticos jáá descontados descontados
(penalizados) da instabilidade;(penalizados) da instabilidade;
MHPRVG: Média Harmônica da performance relativa dos valores genéticos (Resende, 2004)
•• viivii)) Pode ser aplicado com qualquer nPode ser aplicado com qualquer núúmero de mero de
ambientes;ambientes;
•• viiiviii)) Permite considerar a estabilidade e Permite considerar a estabilidade e
adaptabilidade na seleadaptabilidade na seleçção de indivão de indivííduos dentro de duos dentro de
progênies;progênies;
•• ixix)) Não depende da estimaNão depende da estimaçção e interpretaão e interpretaçção de ão de
outros parâmetros tais quais coeficientes de outros parâmetros tais quais coeficientes de
regressão;regressão;
MHPRVG: Média Harmônica da performance relativa dos valores genéticos (Resende, 2004)
•• xx)) Elimina os ruElimina os ruíídos da interados da interaçção genão genóótipos x tipos x
ambientes, pois considera a ambientes, pois considera a herdabilidadeherdabilidade desses desses
efeitos;efeitos;
•• xixi)) Gera resultados na prGera resultados na próópria grandeza ou escala do pria grandeza ou escala do
carcarááter avaliado;ter avaliado;
•• xiixii)) Permite computar o ganho genPermite computar o ganho genéético com a tico com a
seleseleçção pelos três atributosão pelos três atributos simultaneamente.simultaneamente.
Estabilidade e Adaptabilidadeem testes de progênies de aroeira
(Myracrodruon urundeuva) em quatro ambientes diferentes
FONTE: CANUTO et al. (2008)
Estação Ecológica de Paulo de Faria
Coletadas 30 matrizes
Em setembro de1996
Paulo de FariaIlha Solteira
FEPE – UNESP Ilha Solteira
4 Testes de Progênies
TP Instalação Sistema de Plantio de aroeira Espaçamento Rep Prog N1 18/3/1997 Consorcio = Angico + mutambo 3,0 x 3,0 m 3 30 102 19/3/1997 Plantio homogêneo 3,0 x 1,5 m 3 30 103 23/4/1997 SAF = mamona + milho + guandu + café 3,0 x 1,6 m 3 30 104 12/5/1997 SAF = eucalipto 3,0 x 6,0 m 3 30 6
AnAnáálise conjunta por estabilidade e adaptabilidade = lise conjunta por estabilidade e adaptabilidade =
mméédia harmônica da performance relativa dos valores dia harmônica da performance relativa dos valores gengenééticos preditos (MHPRVG), descrito por Resende ticos preditos (MHPRVG), descrito por Resende (2004).(2004).
SoftwareSoftware gengenééticotico--estatestatíístico SELEGENstico SELEGEN--REML/BLUP, REML/BLUP, modelos estatmodelos estatíísticos 51, desenvolvido por Resende sticos 51, desenvolvido por Resende (2002).(2002).
Montagem do arquivo: pag. 120 do manual do Selegen
Salvar como “.prn” ou “.txt”
Continua na seqüência
Local & gem/prog
herdabilidade da média de genótipo, assumindo sobrevivência completa.acurácia da seleção de genótipos, assumindo sobrevivência completa.correlação genotípica entre o desempenho nos vários ambientes.
variância genotípica.variância ambiental entre parcelas.v. da interação genótipo x ambiente.variância residual.variância fenotípica individual.
no sentido amplocoef. de deter. dos efeitos de parcela.coef. de determinação dos efeitos da interação genótipo x ambiente.
coeficiente de variação genotípica.coeficiente de variação residual.
.
A seleção pelo maiores valores da média harmônica dos valores genotípicos(MHVG) implica simultaneamente seleção para produtividade e estabilidade.
A adaptabilidade refere-se à performance relativa dos valores genéticos (PRVG) através dos ambientes.
Os valores genotípicospreditos são expressos como proporção da média geral de cada local, e posteriormente, obtém-se o valores médio dessa proporção através dos locais
Seleção simultânea por produtividade, estabilidade e adaptabilidade pode se realizada pelo método da média harmônica da performance relativa dos valores genéticos (MHPRVG) preditos.
Valores da interação genótipo x ambiente para cada progênies
• Consorcio
• Puro
• SAF / culturas
• SAF / eucalipto
ConclusõesConclusõesO desenvolvimento, em DAP, para as progênies de aroeira é
maior em plantio homogêneo;
Os caracteres DAP e altura apresentam alta correlação genotípica entre o desempenho nos vários ambientes, o que corrobora com o consenso das 5 melhores progênies nos quatros sistemas de plantio.
Os resultados referentes à estabilidade e adaptabilidade
apresentam as mesmas cinco melhores progênies, que a seleção
simultânea nos quatros sistema de plantio, mostrando que a
utilização desses novos atributos ou critérios de seleção pode
proporcionar um refinamento a mais na seleção.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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