Efficacy of gaussian mixture models for genotype selection in coffee bean

Carregando...
Imagem de Miniatura

Notas

Editores

Coorientadores

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

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

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Tipo de impacto

Áreas Temáticas da Extensão

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Dados abertos

Resumo

Café é uma das principais commodities no mundo. Sabe-se que a produção do cefeeiro apresenta variações bruscas ao longo dos anos, fenômeno chamado de bienalidade. Tal comportamento impõe enormes desafios na análise estatística de dados de produção de café. Nessa espécie os genótipos apresentam comportamento diferencial devido a resposta fisiológica frente as condições ambientais o que sugere a formação de mistura de subpopulações. Estudos prévios propõe algumas soluções, porém eles assumem um único processo estocástico gerando o fenótipo. No primeiro artigo é proposto um modelo de mistura para lidar com o padrão da bienalidade, considerando o fenômeno uma variável latente. Realizou-se análises individuais (por colheita) e de medidas repetidas para modelos mistos padrão e modelo misto de mistura gaussiano. Houve aumento significativo na eficiência das estimativas dos parâmetros e maior ganho genético, sugerindo que na análise de dados de progênies de C. arabica exibindo diferentes padrões de bienalidade, modelos mistos de mistura são superiores a modelos mistos e a modelos que estruturam os efeitos da bienalidade com matrizes de covariância. No segundo artigo o modelo misto de mistura é estendido para predição genômica (GMGBLUP) e comparado com um modelo convencional de predição genômica (GBLUP). O objetivo foi verificar a acurácia preditiva quando os efeitos das marcas são corrigidos para a bienalidade. Nos dados reais o GBLUP gerou melhores resultados, entretanto nos dados simulados o GMGBLUP foi superior quando as subpopulações são contrastantes e o parâmetro de mistura é próximo de 0.5. Os resultados GMGBLUP deve ser considerado como uma alternativa para predição genômica em dados do gênero Coffea, especialmente em espécies com forte bienalidade.

Abstract

Coffee is one of the most important traded commodities in the world. It is well known that coffee bean yield is subjected to strong variation through the years in a phenomenon called biennial growth. This behavior has imposed great challenges on statistical analysis of coffee bean yield data. In these species genotypes show a differential biennial behavior due to its physiological response to environmental condition which suggests a mixture of subpopulations. Previous studies have tried to solve the problem, however they assume the presence of only one stochastic process generating the phenotypes. In the first paper it is proposed a finite mixture model to deal with the biennial pattern as hidden variable. Individual (per harvest) and repeated measures analyses were performed using conventional mixed models and Gaussian mixture mixed models. The results showed a great increase on parameter efficiency estimation and lead to greater genetic gain suggesting that for analysis of C. arabica progenies exhibiting different biennial patterns, mixture mixed models are superior to traditional mixed models and to models that structure biennial effects using covariance matrices. On the second paper the gaussian mixed mixture model is extended for genomic prediction (GMGBLUP) and compared with a traditional genomic prediction model (GBLUP). The aim was to verify the prediction accuracy when the markers effects are corrected for bias of the biennial growth. For the real data set the GBLUP performed better in all harvests, however the simulated data results showed that the GMGBLUP is superior when the subpopulations means are contrasting and the mixture parameter is close to 0.5. The results suggest that GMGBLUP should be considered as an alternative for genomic prediction in coffea genus, especially for species with strong biennial growth behavior.

Descrição

Área de concentração

Linha de pesquisa

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

ISBN

DOI

Citação

VIEIRA JUNIOR, I. C. Eficácia dos modelos de mistura gaussiano para seleção de genótipos de cafeeiro. 2020. 80 p. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Universidade federal de Lavras, Lavras, 2020.

Link externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por