tese
Caracterização e associação genética de linhagens e predição genômica da produtividade de grãos de híbridos de milho utilizando marcadores DARTS-GBS
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Biologia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A cultura do milho é extremamente importante para a alimentação
humana e animal em todo o mundo. Por isso, seu melhoramento, visando
híbridos mais produtivos, é essencial frente à crescente demanda por alimentos.
Para tanto, faz-se necessário o profundo conhecimento da coleção de linhagens
usadas no melhoramento e o conhecimento das melhores combinações entre
elas. Assim, na primeira parte deste trabalho, objetivou-se a exploração das
informações obtidas a partir da genotipagem de um banco de linhagens
proveniente de uma empresa de sementes visando o detalhamento do mesmo; a
avaliação da diversidade genética e a estrutura populacional da coleção e a
investigação do potencial da coleção como fonte para estudo da arquitetura
genética do caráter peso de espigas. Na segunda parte do trabalho, objetivou-se a
predição genômica ampla utilizando um conjunto de marcadores Darts-seq e o
modelo GBLUP com dominância para produtividade de grãos de híbridos
simples de milho avaliados em diferentes safras e locais. Foi realizada extração
de DNA e posterior genotipagem dos acessos da coleção. Foi realizado o
agrupamento genético das linhagens endogâmicas e a análise de associação
genômica para o caráter peso de espigas. Do cruzamento das linhagens foram
obtidos 838 híbridos simples avaliados em seis locais na safra de inverno do ano
agrícola de 2013 e 797 híbridos simples avaliados em quatro locais na safra de
verão do ano agrícola de 2013/2014. Para a predição da produção de grãos, foi
utilizado o modelo GBLUP com dominância e validação cruzada utilizando
diferentes níveis de desbalanceamento. Também foram utilizados os híbridos em
comum nas duas safras para cálculo das correlações entre os mesmos. Observouse
que o banco de germoplasma não apresentou frequências alélicas fixadas,
evidenciado assim o potencial das linhagens para seleção e melhoramento. Foi
possível fazer a separação das linhagens em grupos heteróticos distintos, sendo,
em sua maioria, condizente com as informações de pedigree. Contudo, o
conjunto de dados utilizado para o estudo de associação não foi adequado para a
identificação de marcas de efeitos significativos para o caráter peso de espigas.
Houve coincidência entre VGGs nas safras de verão e de inverno. O método
GBLUP foi capaz de gerar elevadas correlações entre híbridos preditos e
observados, mesmo em elevados níveis de desbalanceamento e em diferentes
locais e safras.
Abstract
Corn culture is extremely important for human and animal feeding in the
entire world. Thus, its breeding, aiming at obtaining more productive hybrids, is
essential when facing increasing demands for food. For this, it is necessary to
understand in depth the strain collection used for breeding and the best
combinations between them. Therefore, in the first part of this work, we aimed
at exploring the information obtained from genotyping a germplasm bank
derived from a seed company, aiming at its detailing; at evaluating the genetic
diversity and population structure of the collection; and investigate the potential
of the collection as source for studying the genetic architecture of corn ear
weight. In the second part of this work, the objective was the genome wide
selection using a set of Darts-seq markers and the GLUP model with dominance
for grain productivity of corn hybrids evaluated in different seasons and
locations. We conducted DNA extraction and posterior genotyping of accesses
from the collection. We performed genetic grouping of the inbred lines of the
collection and genomic association analysis of corn ear weight. From the crosses
of the inbred lines, 838 hybrids were obtained, evaluated at six locations in the
winter season of 2013, and 797 hybrids, evaluated at four locations in the
summer season of 2013/2014. We also used the common hybrids from both
seasons to calculate the correlations between them. We verified that the
germplasm bank presented no fixed allele frequencies, demonstrating the
selection and breeding potential of the genotypes. It was possible to separate the
inbred lines into distinct heterotic groups, with the majority consistent with the
pedigree information. However, the set of data used for the association study
was inadequate in identifying significant effect marks for corn ear weight.
Coincidences occurred between the VGGs of the summer and winter seasons.
The GBLUP method was capable of generating high correlations between
predicted and observed hybrids, even with high levels of unbalance and different
locations and years.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
CANTELMO, N. F. Caracterização e associação genética de linhagens e predição genômica da produtividade de grãos de híbridos de milho utilizando marcadores DARTS-GBS. 2016. 128 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.