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dc.creatorBarbosa, Michele-
dc.date.accessioned2019-05-24T14:02:13Z-
dc.date.available2019-05-24T14:02:13Z-
dc.date.issued2019-05-23-
dc.date.submitted2019-04-04-
dc.identifier.citationBARBOSA, M. Análise de associação genômica ampla com múltiplas marcas: seleção e associação genômica ampla unificadas. 2019. 206 p. Tese (Doutorado em Estatística e Experimentação Agropecuária)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/34383-
dc.description.abstractThe Genome-Wide Selection (GWS) and Genome Wide Association Studies (GWAS) techniques have been routinely applied in interaction in breeding programs, especially for agronomic crops, which generates technological/scientific, economic, and human investments. Besides the efficiency of both techniques in selecting and detecting genes responsible for specific phenotypic characteristics, the GWS is an experimental approach that integrates quantitative genetics tools and emphasizes the prediction of the genetic effects of thousands of markers (SNPs). The purpose of the GWAS is to identify variations in the genome-wide DNA sequence associated with specific interesting phenotypic characteristics. The present work intends to unify both breeding programs strategic fronts (GWS and GWAS) in the same conceptual treatment. To do so, we implemented the Genome-Wide Selection Association Studies (GWSAS) using the mixed linear model to identify candidate regions for genes expressing a specific characteristic, considering the structure populational. One of the main differences between the methods used to estimate parameters and the method required for GWSAS is the characterization of the behavior of the conditional a posteriori distribution functions obtained by eliminating disturbing parameters. Therefore, we integrated such a function with the Bayesian inference method, ensuring the capacity to model population and parentage structures based on the estimation that captures the dynamics of molecular markers (in the context of genetic micro-information). In other words, the genomic covariance structure of the nucleus of the marginally conditional a posteriori distribution allowed us to raise the dependence and correlation information between the molecular markers, and intrinsically apprehend the identity by state (IBS) and identity by descent (IBD). We also proposed a solution for inverting the V k−1 matrix, changing variables and vector products to increase the computational facilities when using the MCMC techniques. Furthermore, we applied an analysis to formalize the relationship between the GWS (classical methods used: RR-BLUP, Bayes A, Bayes B, and BSSV) and the GWAS (based on the model proposed by (YU et al., 2006) with the GWSAS (methods used: modified RR-BLUP, modified Bayes A, modified Bayes B, and modified BSSV). Thus, we explored the primary potential aspects of the GWSAS as an attractive tool for genome selection and association by applying it to 230 maize genotyped lines with 23,153 markers to identify the results of the modified methods in genes associated to interesting characteristics, elucidating the statistical properties and adaptations of each one, through graphical comparisons and the Wald test. This methodology allowed us to evaluate the performances by using simulated and real data, while considering the Sum of Squares of the Predicted Residual Values (PRESS) for heritability and the correlations between the real and predicted genetic values. The results were satisfactory concerning the ability to detect genes and low rate of false positives, also revealing better indexes during the selection even with different patterns of contraction. The modified methods and, consequently, the simulated effects of the SNPs, clearly reflected their respective selection method profiles, thus being considered reliable. We propose the analysis of recent multi-loci genomic association studies, the denominated FASTmrMLM and FASTmrEMMA algorithms, to verify the ability to detect previously simulated and real genes, compared to all other GWSAS methods.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsrestrictAccesspt_BR
dc.subjectSeleção e Associação Genômicapt_BR
dc.subjectEstrutura populacionalpt_BR
dc.subjectEstrutura de parentescopt_BR
dc.subjectModelo linear mistopt_BR
dc.subjectInferência bayesianapt_BR
dc.subjectAssociação do genomapt_BR
dc.subjectSeleção genômicapt_BR
dc.subjectGenome Selection and Association Studiespt_BR
dc.subjectPopulation structurept_BR
dc.subjectParentage structurept_BR
dc.subjectLinear mixed modelpt_BR
dc.subjectBayesian inferencept_BR
dc.subjectGenome associationpt_BR
dc.subjectGenomic selectionpt_BR
dc.titleAnálise de associação genômica ampla com múltiplas marcas: seleção e associação genômica ampla unificadaspt_BR
dc.title.alternativeAnalysis of the genome-wide association studies using multiple markers: unified genome-wide selection and association studiespt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Estatística e Experimentação Agropecuáriapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Balestre, Márcio-
dc.contributor.referee1Pereira, Júlio César-
dc.contributor.referee2Novaes, Evandro-
dc.contributor.referee3Fernandes, Tales Jesus-
dc.contributor.referee4Sáfadi, Thelma-
dc.description.resumoAs técnicas de Seleção Genômica Ampla (Genome Wide Selection - GWS) e Associação Genômica Ampla (Genome Wide Association Studies - GWAS) têm sido correntemente aplicadas em interação aos programas de melhoramento genético, sobretudo em culturas agronômicas, o que gera investimentos tecnológico/científico, econômico e humano. Além da eficiência de ambas na seleção e detecção de genes responsáveis por determinadas características fenotípicas, a GWS é uma abordagem experimental que integra ferramentas da genética quantitativa e enfatiza a predição dos efeitos genéticos de milhares de marcadores (SNPs); já o propósito da GWAS é identificar variações na sequência do DNA em todo o genoma associadas a determinadas características fenotípicas de interesse. O presente trabalho pretende unificar, em um mesmo tratamento conceitual, essas duas fontes estratégicas (GWS e GWAS) dos programas de melhoramento genético. Para tanto, implementou-se o estudo de Seleção e Associação Genômica Ampla (Genome Wide Selection Association Studies - GWSAS), a partir da abordagem do modelo linear misto, a fim de identificar regiões candidatas a genes a expressar determinada característica, considerando a estrutura populacional. Uma das principais diferenças entre os métodos abordados, para estimar parâmetros e o método requerido para GWSAS diz respeito à caracterização do comportamento das funções de distribuição a posteriori condicional, obtida por meio da eliminação de parâmetros perturbadores. Portanto integrou-se tal função ao método de inferência bayesiana, garantindo a capacidade de modelar as estruturas populacionais e de parentesco, com base na estimativa que capta a dinâmica dos marcadores moleculares (no contexto das microinformações genéticas), ou seja, a estrutura de covariância genômica do núcleo da distribuição a posteriori condicional marginalizada permitiu levantar informações de dependência e de correlação entre os marcadores moleculares, além de apreender intrinsecamente a identidade por estado (identity by state - IBS) e a identidade por descendência (identity by descent - IBD). Também propôs-se uma solução para inversão da matriz V k−1, alterando variáveis e produto de vetores, para elevar as facilidades computacionais, no uso das técnicas MCMC; e uma análise aplicada para formalizar a relação entre a GWS (métodos clássicos utilizados: RR-BLUP, Bayes A, Bayes B e BSSV) e a GWAS (com base no modelo proposto por (YU et al., 2006)) com a GWSAS (métodos utilizados: RR-BLUP modificado, Bayes A modificado, Bayes B modificado e BSSV modificado). Assim, exploraram-se os principais aspectos potenciais da GWSAS, enquanto ferramenta atrativa de seleção e associação genômica, ao aplicá-la a 230 linhagens de milho genotipadas, com 23.153 marcadores, a fim de identificar os resultados dos métodos modificados em genes associados a características de interesse, elucidando as propriedades estatísticas e adaptações de cada um, por meio de comparações gráficas e teste de Wald, avaliando os respectivos desempenhos, pelos dados simulados e reais, e considerando a Soma de Quadrados dos Valores Residuais Predito (PRESS), para a herdabilidade e as correlações entre os valores genéticos verdadeiros e preditos. Os resultados foram satisfatórios quanto à capacidade de detecção de genes e baixa taxa de falsos positivos, bem como revelaram melhores índices na seleção mesmo com padrões de contração diferentes. Os perfis dos métodos de seleção foram claramente refletidos em seus respectivos métodos modificados e, consequentemente, nos efeitos simulados dos SNPs, sendo considerados confiáveis. Foram propostas ainda análises dos estudos recentes de associação de genômica multiloci, os chamados algoritmos FASTmrMLM e FASTmrEMMA para verificar a capacidade de detectar genes previamente simulados e reais, comparados com todos os outros métodos GWSAS.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Estatísticapt_BR
dc.subject.cnpqInferência Paramétricapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5126947425176267pt_BR
Aparece nas coleções:Estatística e Experimentação Agropecuária - Doutorado (Teses)



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