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Tese

Tropical forage breeding from classic to new genomic tools: an example with interspecific tetraploid Urochloa spp. hybrids (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: MATIAS, FILIPE INÁCIO - ESALQ
  • Unidade: ESALQ
  • Sigla do Departamento: LGN
  • Subjects: BRACHIARIA; GENÔMICA; HIBRIDAÇÃO VEGETAL; MELHORAMENTO GENÉTICO VEGETAL; MODELOS MATEMÁTICOS; SELEÇÃO GENÉTICA; SEQUENCIAMENTO GENÉTICO
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: Um programa de melhoramento de forragem tropical contém várias peculiaridades, especialmente quando se trata de espécies poliplóides e de apomixia facultativa. Apesar de sua importância, atualmente, faltam informações sobre estudos genéticos de características forrageiras e sobre o emprego de ferramentas genômicas quando comparadas a outras culturas e forragens de clima temperado. O gênero Brachiaria é o mais importante para formação de pastagens nas regiões tropicais, principalmente para produção de carne bovina. As espécies comerciais deste gênero são excelentes forrageiras perenes, e a identificação de genótipos superiores depende da seleção de muitas características sob controle genético complexo, com alto custo e avaliação demorada. Portanto, o conhecimento sobre usos e aplicações de ferramentas clássicas e genômicas em características forrageiras pode ser útil para apoiar programas de melhoramento e o desenvolvimento de novas cultivares. Nesse contexto, objetivou-se avaliar diversas ferramentas clássicas e genômicas a serem empregadas como estratégias de seleção em um programa tradicional de melhoramento de forrageiras tropicais. Um painel de híbridos tetraplóides obtidos do cruzamento Urochloa brizantha x Urochloa ruziziensis foi fenotipado e genotipado para avaliar parâmetros genéticos e realizar estudos genômicos. Para a análise fenotípica clássica, concluímos que não havia uma tendência clara da importância dos efeitos genéticos aditivos e não-aditivos paracaracterísticas agronômicas e nutricionais. O índice de Mulamba e Mock deve ser usado no nível univariado, devido à promoção de uma resposta mais equilibrada à seleção para todas as características na seleção multivariada. Na extração e nas avaliações genômicas, as leituras que foram alinhadas ao genoma de referência 'simulado', criado a partir dos dados de GBS da cultivar 'Marandu', tiveram a maior porcentagem de descoberta de marcadores SNP comparado aos genomas de referência mais próximos, Setaria viridis e S. italica. Recomendamos diferentes limiares de profundidade de leitura e qualidade de genótipo (GQ) para eliminar leituras de baixa qualidade sem introduzir viés de chamada de genótipo. A validação cruzada revelou que os genótipos ausentes foram imputados com uma precisão mediana de 0,85 pelo algoritmo Random Forest para produzir uma matriz genotípica completa, independentemente da frequência de heterozigotos. A análise de associação genômica ampla (GWAS) revelou genes candidatos associados a muitas características forrageiras tropicais, o que poderia ser o primeiro passo em direção à seleção assistida por marcadores (MAS). Além disso, nossos resultados sugerem que a contabilização da dosagem alélica é essencial, uma vez que o nível tetraploide fornece mais informações sobre o verdadeiro estado biológico. Portanto, nossos achados revelam a complexidade da arquitetura genética de características de Urochloa spp. e fornecem informações importantes para a aplicaçãode GWAS em espécies poliploides. A análise de seleção genômica revela que o GBLUP-A (aditivo) e o GBLUP-AD (aditivo + dominância) mostraram capacidades de predição semelhantes, considerando tanto os modelos simples quanto os multi-característica. Por outro lado, combinando-se GBLUP-AD e informação tetraploide foi possível melhorar a coincidência de seleção. Além disso, o esquema de validação multi-característica 2 (VS2), onde uma característica não é avaliada para alguns indivíduos, pode fornecer um incremento de até 30% da capacidade de previsão. Portanto, é uma estratégia útil para características com baixa herdabilidade. No geral, todos os modelos de seleção genômica considerados proporcionaram maiores ganhos genéticos do que a seleção fenotípica tradicional. Da mesma forma, a dosagem do alelo associado a fatores aditivos, de dominância e multicaracteres aumentou a acurácia dos modelos genômicos de predição para híbridos poliploides interespecíficos. Finalmente, ferramentas genômicas devem ser utilizadas em programas de melhoramento de forragens para reduzir custos e tempo
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 05.12.2018
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      MATIAS, Filipe Inácio. Tropical forage breeding from classic to new genomic tools: an example with interspecific tetraploid Urochloa spp. hybrids. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-21032019-153059/. Acesso em: 23 abr. 2024.

    • APA

      Matias, F. I. (2018). Tropical forage breeding from classic to new genomic tools: an example with interspecific tetraploid Urochloa spp. hybrids (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-21032019-153059/

    • NLM

      Matias FI. Tropical forage breeding from classic to new genomic tools: an example with interspecific tetraploid Urochloa spp. hybrids [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-21032019-153059/

    • Vancouver

      Matias FI. Tropical forage breeding from classic to new genomic tools: an example with interspecific tetraploid Urochloa spp. hybrids [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11137/tde-21032019-153059/

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