Componentes de variância e predição de valores genéticos em seringueira pela metodologia de modelos mistos (REML/BLUP)

Variance components and prediction of genetic values in rubber tree clones by the mixed model methodology (REM/BLUP)

Resumos

Este trabalho objetivou estimar parâmetros genéticos e predizer os valores genéticos aditivos e genotípicos de clones amazônicos de seringueira em relação a características de qualidade da borracha e do látex a partir de genealogia envolvendo 15 clones e 250 rametes. As estimativas de herdabilidade no sentido amplo, <img src="http:/img/fbpe/pab/v35n9/a22e01.gif" alt="a22e01.gif (152 bytes)" align="absbottom">, foram de 0,4152 e 0,6357, com relação a teores de borracha seca e plasticidade após 30 minutos, respectivamente, o que torna possível obter altos ganhos genéticos via seleção clonal. Os clones IAN 873 e Fx 3899 apresentaram os maiores valores genéticos aditivos e genotípicos em relação a teores de borracha seca, enquanto o clone IAN 6158 destacou-se quanto aos valores genotípicos relativos às características de plasticidade após 30 minutos, e índice de retenção da plasticidade.

This paper aims to estimate genetic parameters and predict additive genetic and genotypic values from amazonian rubber tree clones for characteristics associated to rubber and latex quality based in genealogy of 15 clones and 250 ramets. The estimates from heritability in the wide sense (<img src="http:/img/fbpe/pab/v35n9/a22e01.gif" align="absbottom">) were 0.4152 and 0.6357 for dry rubber content (DRC) and plasticity after 30 minutes (P30), respectively, what makes possible to obtain high genetic gains by clonal selection. Clones IAN 873 and Fx 3899 presented the highest additive genetic and genotypic values for DRC, while clone IAN 6158 presented the highest genotypic values for P30 and plasticity retention index (PRI) characteristics.

NOTAS CIENTÍFICAS

COMPONENTES DE VARIÂNCIA E PREDIÇÃO DE VALORES GENÉTICOS EM SERINGUEIRA PELA METODOLOGIA DE MODELOS MISTOS (REML/BLUP)¹

ANTONIO NASCIM KALIL FILHO² , MARCOS DEON VILELA DE RESENDE² e GEOVANITA PAULINO DA COSTA KALIL³

RESUMO - Este trabalho objetivou estimar parâmetros genéticos e predizer os valores genéticos aditivos e genotípicos de clones amazônicos de seringueira em relação a características de qualidade da borracha e do látex a partir de genealogia envolvendo 15 clones e 250 rametes. As estimativas de herdabilidade no sentido amplo,

, foram de 0,4152 e 0,6357, com relação a teores de borracha seca e plasticidade após 30 minutos, respectivamente, o que torna possível obter altos ganhos genéticos via seleção clonal. Os clones IAN 873 e Fx 3899 apresentaram os maiores valores genéticos aditivos e genotípicos em relação a teores de borracha seca, enquanto o clone IAN 6158 destacou-se quanto aos valores genotípicos relativos às características de plasticidade após 30 minutos, e índice de retenção da plasticidade.

VARIANCE COMPONENTS AND PREDICTION OF GENETIC VALUES IN RUBBER TREE CLONES BY THE MIXED MODEL METHODOLOGY (REM/BLUP)

ABSTRACT - This paper aims to estimate genetic parameters and predict additive genetic and genotypic values from amazonian rubber tree clones for characteristics associated to rubber and latex quality based in genealogy of 15 clones and 250 ramets. The estimates from heritability in the wide sense () were 0.4152 and 0.6357 for dry rubber content (DRC) and plasticity after 30 minutes (P₃₀), respectively, what makes possible to obtain high genetic gains by clonal selection. Clones IAN 873 and Fx 3899 presented the highest additive genetic and genotypic values for DRC, while clone IAN 6158 presented the highest genotypic values for P₃₀ and plasticity retention index (PRI) characteristics.

O melhoramento genético da seringueira no Brasil, desde seu primórdio, na década de 30, tem centrado a seleção em características ligadas à resistência ao mal-das-folhas, causada pelo Microcyclus ulei P. Henn (V. Arx.), e à produtividade de borracha (Paiva & Gonçalves, 1989; Gonçalves et al., 1997). Neste sentido, têm sido obtidos híbridos oriundos de cruzamentos interespecíficos entre Hevea brasiliensis, H. benthamiana e H. pauciflora. Entretanto, nenhum estudo foi realizado a respeito do controle genético de características da qualidade da borracha e do teor de borracha (DRC) do látex destas espécies, as quais são relevantes durante o armazenamento e processamento na indústria de pneumáticos, que consome aproximadamente 80% da borracha natural produzida. O método de modelos mistos (Henderson, 1984) é um instrumento flexível para a estimativa de parâmetros genéticos e predição de valores genéticos, pois pode ser aplicada a dados desbalanceados e provenientes de diferentes gerações. O procedimento REML/BLUP (estimativa de parâmetros genéticos por máxima verossimilhança restrita - REML - e predição de valores genéticos pelo procedimento da melhor predição linear não viciada - BLUP) parece não ter sido ainda aplicado ao melhoramento genético da seringueira no Brasil e no exterior.

Este trabalho teve como objetivo o emprego do método de modelos mistos (REML/BLUP) na estimativa de parâmetros genéticos, e a predição dos valores genéticos aditivos e genotípicos de clones amazônicos de seringueira.

O material utilizado constou de sete clones amazônicos de seringueira, cujas ancestralidades e espécies envolvidas nos cruzamentos estão apresentadas na Tabela 1.

As amostras de látex foram coletadas no campo experimental da Embrapa-Centro de Pesquisa Agroflorestal da Amazônia Ocidental, em Manaus, AM, durante o período de um ano (1986/1987). Foram coletadas amostras de clones associados a uma genealogia de 15 clones e 250 rametes. No laboratório, foram preparadas folhas claras brasileiras (FCB), coagulando-se o látex com ácido acético a 2% e, em seguida, deixando-se em estufa a 70^oC por 48 horas. As determinações das características do látex e da borracha foram efetuadas segundo as normas da ISO 2000, seguindo-se os métodos recomendados pela ASTM (American Society of Testing and Materials, 1974).

As características avaliadas de teor de borracha seca (DRC), extrato cetônico (EC), plasticidade Wallace (P₀), plasticidade após 30 minutos (P₃₀) e índice de retenção de plasticidade (PRI) acham-se na Tabela 2.

Os parâmetros populacionais de interesse na análise genética de caracteres quantitativos em seringueira são apresentados na Tabela 2.

O método de modelos mistos ou BLUP individual (Resende et al., 1996, 1999; Resende & Fernandes, 1999) introduziu modificações na estimação de componentes de variância e de parâmetros genéticos. Anteriormente, as covariâncias entre parentes eram estimadas e interpretadas em termos de suas esperanças matemáticas (igualando-as aos seus valores esperados), gerando os componentes de variância. Atualmente, os componentes de variância podem ser estimados diretamente como as variâncias dos efeitos aleatórios do modelo linear misto.

O método da máxima verossimilhança restrita (REML) sob modelo individual tornou-se o método-padrão para a estimativa de componentes de variância e parâmetros genéticos a partir de dados desbalanceados. A preferência por este método decorre de suas propriedades estatísticas, superiores às propriedades dos estimadores de quadrados mínimos e de máxima verossimilhança (Searle et al., 1992). Para a estimativa dos parâmetros genéticos e predição dos valores genéticos empregou-se o "software" DFREML (Meyer, 1998).

Na Tabela 3 estão apresentadas as estimativas de herdabilidade no sentido restrito e no sentido amplo e as variâncias associadas às características de qualidade de borracha e de teor de DRC no látex de clones amazônicos de seringueira.

A herdabilidade no sentido restrito para o DRC (teor de borracha no látex) foi baixa (0,1025) e nula para as demais características. Este fato revela que o melhoramento destes caracteres por via sexuada em uma população composta por estes clones não conduzirá a ganhos genéticos, exceto com relação a DRC, sendo, portanto, impraticável.

No sentido amplo, considerando-se as variâncias aditiva e dominante, as herdabilidades atingiram valores de 0,4152 para DRC e 0,6357 com relação a P₃₀ (plasticidade após 30 minutos), o que significa que selecionando-se para estas características e clonando-se o material selecionado, poderão ser maximizados os ganhos genéticos. Em outras palavras, as estimativas de herdabilidade no sentido amplo () relativas às características DRC e P₃₀ permitem os melhores progressos genéticos associados à clonagem de materiais selecionados. As variâncias de dominância do DRC e P₃₀ apresentaram as maiores magnitudes. As demais características apresentam valores nulos ou baixos de herdabilidade no sentido restrito () e no sentido amplo (), indicando que as mesmas não responderão à seleção.

As estimativas dos efeitos aditivos (â), valores genéticos aditivos associados ao DRC, efeitos genotípicos () e valores genotípicos ( ) relativos às características DRC, P₃₀ e PRI de sete clones amazônicos de seringueira e seus genitores são apresentadas na Tabela 4. Todos os efeitos e valores genéticos aditivos e genotípicos relativos a característica EC (extrato cetônico) foram nulos, pois e foram nulas em relação a este caráter.

Os clones IAN 873 e Fx 3899 apresentaram os maiores valores genéticos com relação a DRC. Os dois primeiros clones também apresentaram os maiores valores genotípicos quanto ao DRC. O clone FA 1717 foi o que mais contribuiu com efeitos aditivos ao IAN 873, enquanto o F 4542 foi o que mais contribuiu com efeitos aditivos ao Fx 3899.

Os clones IAN 873 e Fx 3899, por apresentarem os maiores efeitos e valores genotípicos com relação ao DRC, constituem clones que respondem melhor à seleção genética, tanto sexuada como assexuada. A seleção destes dois clones conduzirá a um ganho genético de 8,3% (39,9417/36,89) com relação à variável DRC. O clone IAN 6158 apresentou os maiores valores genotípicos para P₃₀ (60,9579) e para PRI (44,15).

De maneira geral, considerando as variáveis de qualidade da borracha, os melhores clones são o IAN 873 para DRC e IAN 6158 para P₃₀ e PRI.

Em termos metodológicos, deve-se ressaltar a grande utilidade e flexibilidade do método de modelos mistos, o qual tornou possível uma completa estimativa e predição, em uma situação de grande desbalanceamento de dados.

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• SEARLE, S.R.; CASELLA, G.; McCULLOCH, C.E. Variance components 2.ed. New York : J. Willey, 1992. 528p.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  13 Jun 2001
• Data do Fascículo
  Set 2000

Histórico

• Aceito
  24 Jul 2000