Estudos Genéticos e de interpretação de imagem de características morfométricas em peixes tambaqui (Colossoma macropomum)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Ataides, Kétuly da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Melhoramento Genético; Peixes tropicais; Testes de interpretação de imagens
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/236016

Para suprir a carência por programas de melhoramento genético para peixes nativos, faz-se necessário, entre outros, estudos que evidenciam as possibilidades de seleção das diferentes características morfométricas de interesse comercial e que auxiliem na elaboração de ferramentas que permitam uma melhor exploração de tais características. Com isso, no presente trabalho, objetivou-se: estudar a herdabilidade (h²) e o efeito de ambiente comum (c²) de características morfométricas de tambaqui; avaliar os morfotipos presentes na população; comparar as metodologias de morfometria geométrica (MG) e segmentação manual (SM) para obtenção de medidas corporais do tambaqui; identificar os critérios que devem ser seguidos para melhor obtenção das imagens a serem trabalhadas em tais metodologias e avaliar as imagens segmentadas, visando a composição de um banco de imagens para estudos morfométricos futuros e automatizados. Para o primeiro objetivo, foram considerados registros fotográficos e dados de criação e peso dos animais que compõem o banco de dados da população base do programa de melhoramento genético da Embrapa Pesca e Aquicultura. O banco completo continha 19 famílias de irmãos completos, sendo 3.964 animais na identificação e com média de cinco meses de idade, 3.569 animais na biometria 1, com média de seis meses de idade e 3.273 animais com média de doze meses de idade (biometria 2). Para os demais objetivos, apenas os dados referentes à biometria 2 foram considerados. Para estimar os componentes de variância, h² e c² foram realizadas análises uni-características, por Máxima Verossimilhança Restrita, utilizando o modelo animal. O teste de adequacidade dos modelos foi seguindo os critérios de Akaike – AIC e as estimações de interesse foram obtidas com a utilização do software AIREMLF90. A identificação dos morfotipos da população na biometria 2, ocorreu através da análise de componentes principais. Para aplicação da MG foram utilizados softwares para fixação de landmarks, e por fim, o Excel. Já para a SM, além do uso de softwares que permitiram a segmentação foi necessário a elaboração de um algoritmo em Python. Para ambas as metodologias, foram considerados 400 animais com média de 12 meses de idade. Na biometria 1, ao considerar o c², as estimativas de h² tenderam à zero e em modelos sem o c² as h² estimadas ficaram próximas à 1, evidenciando confundimento entre o efeito de ambiente comum e genético aditivo. Na biometria 2, as estimativas de h² apresentaram baixa a moderada magnitude. Foram identificados diferentes morfotipos, sendo que o único componente principal significativo (critério de KAISER) contrastava animais grandes e pesados de animais pequenos e leves. Avaliando-se as metodologias para obtenção de medidas, tem-se que ambas retornam resultados condizentes com a literatura, sendo que a SM é mais precisa devido a todos os pixels estarem associados à uma classe. A SM também é a metodologia que apresenta maiores possibilidades de automatização nos estudos morfométricos. A MG se destaca ao permitir estudo de medidas que não possuem bordas visíveis à olho nu e facilidade de obtenção. Para obter as medidas, recomenda-se, controle de luminosidade, presença de objeto de medida conhecida, background de cor contrastante com o peixe e padronização da posição e localização do mesmo na iv foto. Tais resultados indicam que somente aos 12 meses não houve grande impacto do c² e recomenda-se, em programas de melhoramento genético, a adoção de medidas que visam a redução desse efeito. Em relação ao morfotipo, nenhum dos identificados foram significativos. Os resultados obtidos com as imagens segmentadas manualmente indicam que essas podem vir a compor um banco de imagens para testes futuros de automatização e com potencial de atender a objetivos que extrapolam as medições corporais.Para suprir a carência por programas de melhoramento genético para peixes nativos, faz-se necessário, entre outros, estudos que evidenciam as possibilidades de seleção das diferentes características morfométricas de interesse comercial e que auxiliem na elaboração de ferramentas que permitam uma melhor exploração de tais características. Com isso, no presente trabalho, objetivou-se: estudar a herdabilidade (h²) e o efeito de ambiente comum (c²) de características morfométricas de tambaqui; avaliar os morfotipos presentes na população; comparar as metodologias de morfometria geométrica (MG) e segmentação manual (SM) para obtenção de medidas corporais do tambaqui; identificar os critérios que devem ser seguidos para melhor obtenção das imagens a serem trabalhadas em tais metodologias e avaliar as imagens segmentadas, visando a composição de um banco de imagens para estudos morfométricos futuros e automatizados. Para o primeiro objetivo, foram considerados registros fotográficos e dados de criação e peso dos animais que compõem o banco de dados da população base do programa de melhoramento genético da Embrapa Pesca e Aquicultura. O banco completo continha 19 famílias de irmãos completos, sendo 3.964 animais na identificação e com média de cinco meses de idade, 3.569 animais na biometria 1, com média de seis meses de idade e 3.273 animais com média de doze meses de idade (biometria 2). Para os demais objetivos, apenas os dados referentes à biometria 2 foram considerados. Para estimar os componentes de variância, h² e c² foram realizadas análises uni-características, por Máxima Verossimilhança Restrita, utilizando o modelo animal. O teste de adequacidade dos modelos foi seguindo os critérios de Akaike – AIC e as estimações de interesse foram obtidas com a utilização do software AIREMLF90. A identificação dos morfotipos da população na biometria 2, ocorreu através da análise de componentes principais. Para aplicação da MG foram utilizados softwares para fixação de landmarks, e por fim, o Excel. Já para a SM, além do uso de softwares que permitiram a segmentação foi necessário a elaboração de um algoritmo em Python. Para ambas as metodologias, foram considerados 400 animais com média de 12 meses de idade. Na biometria 1, ao considerar o c², as estimativas de h² tenderam à zero e em modelos sem o c² as h² estimadas ficaram próximas à 1, evidenciando confundimento entre o efeito de ambiente comum e genético aditivo. Na biometria 2, as estimativas de h² apresentaram baixa a moderada magnitude. Foram identificados diferentes morfotipos, sendo que o único componente principal significativo (critério de KAISER) contrastava animais grandes e pesados de animais pequenos e leves. Avaliando-se as metodologias para obtenção de medidas, tem-se que ambas retornam resultados condizentes com a literatura, sendo que a SM é mais precisa devido a todos os pixels estarem associados à uma classe. A SM também é a metodologia que apresenta maiores possibilidades de automatização nos estudos morfométricos. A MG se destaca ao permitir estudo de medidas que não possuem bordas visíveis à olho nu e facilidade de obtenção. Para obter as medidas, recomenda-se, controle de luminosidade, presença de objeto de medida conhecida, background de cor contrastante com o peixe e padronização da posição e localização do mesmo na iv foto. Tais resultados indicam que somente aos 12 meses não houve grande impacto do c² e recomenda-se, em programas de melhoramento genético, a adoção de medidas que visam a redução desse efeito. Em relação ao morfotipo, nenhum dos identificados foram significativos. Os resultados obtidos com as imagens segmentadas manualmente indicam que essas podem vir a compor um banco de imagens para testes futuros de automatização e com potencial de atender a objetivos que extrapolam as medições corporais.