Estratégias de seleção, amostragem e mapeamento genético na seleção genômica - Jangarelli, Marcelo (2009)
A simulação tem contribuído para o avanço da genômica nas diversas áreas do melhoramento genético. A possibilidade de serem simulados diferentes cenários, de acordo com pressuposições genéticas e estatísticas de interesse, otimiza a utilização de recursos para análise de mapeamento genético e estudos de QTL. Neste trabalho foram simuladas diferentes estratégias de seleção, amostragem e mapeamento com o objetivo de estimar e comparar o desempenho fenotípico na seleção assistida por marcadores (MAS). Por meio do programa de simulação genética Genesys foram simulados três genomas, cada qual constituído de uma única característica quantitativa, cuja distinção estava apenas no valor da herdabilidade do caráter: 0,10; 0,40 e 0,70. A partir de cada estrutura genômica simulada foi construída uma população base composta de 500 machos e 500 fêmeas (1.000 indivíduos), não aparentados entre si. Com os 1.000 descendentes escolhidos aleatoriamente em cada população base, obtidos do cruzamento de 100 machos e 100 fêmeas (1 fêmea/macho), produzindo 10 filhos/fêmea/macho (1.000 indivíduos), formaram-se as populações iniciais. Cada população inicial foi submetida à MAS por 20 gerações consecutivas. A seleção foi conduzida com a finalidade de incrementar o valor fenotípico. No capítulo 1 foram avaliadas estratégias de acasalamento entre os genitores selecionados, em diferentes tamanhos de família, através 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 de herdabilidade e de seleção, o acasalamento seletivo seguindo o princípio da genotipagem seletiva, cuja metodologia utiliza indivíduos posicionados nos extremos opostos da distribuição normal de um parâmetro avaliado, foi superior aos demais. Ele foi mais eficaz no incremento fenotípico e na minimização das médias endogâmicas e, consequentemente, na detecção de QTL, ao longo das gerações. Ao utilizar a estratégia seletiva de acasalamento, menor tamanho de família é requerido para otimizar o ganho fenotípico à medida que o valor da herdabilidade da característica aumenta. No capítulo 2 este acasalamento seletivo foi utilizado para avaliar sua capacidade em reduzir o número de indivíduos requeridos para otimizar os desempenhos fenotípicos resultantes da MAS. Cada população inicial, composta de 1.000 indivíduos, foi submetida a dez seleções assistida por marcadores, em que a diferença estava no tamanho de família admitido ao longo dos processos de seleção. Procedeu-se análise de agrupamento com os valores fenotípicos resultantes dos processos seletivos, cuja finalidade foi obter estruturas de classificação entre os tamanhos de família visando maximizar o incremento fenotípico. A estratégia seletiva de acasalamento mostrou-se eficiente na tentativa de minimizar o número de indivíduos necessários em uma população de mapeamento, para determinado progresso fenotípico. À medida que a magnitude da herdabilidade se eleva menores tamanhos de família são exigidos para manter similaridades nos ganhos fenotípicos com as maiores famílias. O emprego de amostras com tamanhos de família superiores a 30; 25 e 20 descendentes, para as herdabilidades 0,10; 0,40 e 0,70, respectivamente, torna-se desnecessário, conforme as inferências equivalentes indicadas pelo método de otimização proposto por Tocher, oriundas do Sistema de Análises Estatísticas - SAEG. No terceiro capítulo manteve-se a estratégia de acasalamento seletivo, aferindo o mapeamento genético em distintos níveis de saturação por marcadores moleculares. A diferença em relação aos capítulos anteriores estava nas populações iniciais, compostas de 500 indivíduos, escolhidos aleatoriamente em cada população base, obtidos do cruzamento de 50 machos e 50 fêmeas (1 fêmea/macho), produzindo 10 filhos/fêmea/macho (500 indivíduos). Cada população inicial foi submetida a 15 seleções assistida por marcadores, diferenciando-se na quantidade de marcadores admitida no mapeamento genético. Novamente, aplicou-se análise de agrupamento com os valores fenotípicos resultantes dos processos de seleção, com o propósito de obter estruturas de classificação entre os níveis de saturação, visando beneficiar o incremento fenotípico. O refinamento empregando de média a alta saturação por marcadores assinalou eficiência nos progressos fenotípicos obtidos com à MAS. Menores quantidades de marcadores são requeridas para manter determinado progresso fenotípico à medida que se eleva a magnitude da herdabilidade. A análise de agrupamento indicou otimização e correspondência nas respostas fenotípicas ao admitir as densidades de: i) 4 e 6 cM; ii) 4, 6, 8 e 10 cM; e iii) 6 e 8 cM, para herdabilidades 0,10; 0,40 e 0,70, respectivamente.