Seleção genômica ampla para escolha de genitores de soja e predição do desempenho de populações híbridas

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Tessele, Augusto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Soja - Melhoramento genético; Genome Wide Selection - GWS; Glicine max (L.) Merr; Híbridos - Desempenho; Fitotecnia
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/11699

A seleção de genitores é a primeira etapa em um programa de melhoramento e define o potencial de sucesso no desenvolvimento de uma cultivar superior. A seleção genômica ampla (do inglês, genome wide selection – GWS) associa informações moleculares e fenotípicas e prediz o desempenho de progênies futuras (valor genético genômico predito) com informações moleculares. Neste cenário, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial da GWS na predição do desempenho de híbridos e, consequentemente, na seleção de genitores para cruzamentos, utilizando-se somente informações genotípicas dos híbridos. Ademais, almejou-se comparar os resultados com técnicas tradicionais de seleção de genitores (seleção univariada e multivariada), visando o estabelecimento de blocos de cruzamento, para, então, parametrizar o potencial da GWS. Para execução do experimento foram utilizados dados simulados tomando como referência o genoma da soja. Foram criadas 200 RILs (do inglês, recombinant inbred line) com informações moleculares de 5400 SNPs e quatro características fenotípicas (produtividade, altura de planta, acamamento e ramificações laterais). Além disso, foram gerados 19900 híbridos oriundos do intercruzamento de todas as RILs. O conjunto de informações das RILs foram criadas fazendo alusão ao processo de fenotipagem e genotipagem de um conjunto de linhagens de soja com potencial para serem selecionadas como genitores em um programa de melhoramento. Primeiramente, foram selecionadas 10 linhagens seguindo critério univariado para a característica de interesse, ou seja, baseando-se no desempenho fenotípico per se para a produtividade. Em seguida, utilizou-se de um critério multivariado para seleção de genitores. Neste, foi empregado o método de agrupamento de Tocher, utilizando-se a distância euclidiana média, e a técnica de componentes principais para seleção de 10 linhagens geneticamente divergentes. Posteriormente, a seleção de genitores (10 linhagens) foi baseada no valor genético genômico estimado das RILs, cuja estimação foi obtida a partir da metodologia de seleção genômica ampla, considerando o carácter produtividade. Neste caso, foram selecionadas as linhagens com maior valor genético genômico estimado. Os três blocos de cruzamentos gerados foram avaliados pelo modelo de análise dialélica proposto por Griffing (1956). Paralelamente, os valores fenotípicos dos híbridos foram analisados visando a seleção das melhores populações híbridas de cada bloco de cruzamento. Além disto, estimou-se o valor genético genômico predito de todos os híbridos oriundos do intercruzamento das 200 linhagens e o potencial preditivo foi verificado analisando-se o desempenho fenotípico dos melhores híbridos preditos. As metodologias de seleção de genitores univariada com base em valores fenotípicos e predição pela GWS apresentaram quatro populações híbridas promissoras de acordo com a análise dialélica, enquanto que o critério multivariado para seleção de genitores rendeu seis híbridos superiores. Entretanto, considerando-se a seleção dos 20% melhores híbridos baseados apenas em dados fenotípicos, foi observado que as populações mais promissoras foram encontradas no bloco de cruzamento baseado no valor genético genômico estimado dos genitores, seguido pelo critério multivariado e univariado. O desempenho fenotípico médio destes híbridos superiores foi 1,14, 1,11 e 0,93, respectivamente. A predição de performance empregada pela GWS para quatro características fenotípicas apresentou resultados promissores. O desempenho fenotípico dos melhores híbridos preditos para as características produtividade, altura de planta, acamamento e ramificações laterais apontou que 30%, 47%, 46% e 46% dos melhores híbridos preditos apresentaram excelente desempenho fenotípico, respectivamente. Além disso, observou-se que os genitores das populações híbridas com excelente desempenho fenotípico apresentavam elevados valores genético genômicos, destacando a importância de se considerar informações de genitores. Este resultado ressalta o potencial da GWS na predição do desempenho de híbridos e, consequentemente, na determinação dos genitores selecionados para cruzamentos.