Ação gênica não-aditiva de dominância na avaliação genética
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Universidade Federal de Viçosa
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Avaliação genética Melhoramento genético animal Ciências Agrárias Cunha, Elizângela Emídio Ação gênica não-aditiva de dominância na avaliação genética |
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Previous issue date: 2005-07-15 === Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico === Este trabalho teve por objetivo estudar conseqüências da ação gênica não-aditiva de dominância sobre a avaliação genética animal, no curto e médio prazos. Os dados utilizados foram provenientes de simulações em nível de genes, usando-se o Programa GENESYS na estruturação de um genoma com 600 locos bialélicos. No primeiro estudo foram propostos cinco modelos de ação gênica, que incluíram porcentuais diferentes de locos com dominância completa (d/a= +1), isto é, modelos Ad, D25, D50, D75 e D100, os quais apresentavam 0, 25, 50, 75 e 100% dos locos com desvios da dominância, nessa ordem. Adicionalmente foi simulado um sexto modelo, designado SD, que incluiu sobredominância (d/a= +2) em 50% dos locos. Os modelos com ação gênica de dominância também tiveram efeitos aditivos dos genes em todos os seus locos. A partir de cada modelo genético foram estruturadas populações-controle e de seleção fenotípica que permitiram avaliar o comportamento de diferentes parâmetros genéticos para duas características de baixa (h2= 0,10) e alta (h2= 0,60) herdabilidades. Nessas populações foram praticados apenas acasalamentos ao acaso entre seus genitores, durante 10 gerações consecutivas e discretas. Para ambas as características, constataram-se maiores valores de herdabilidade no sentido restrito, variância genotípica e variância aditiva na ausência de seleção. Verificou-se covariância entre os efeitos aditivos e de dominância, nos modelos com inclusão de desvios da dominância, predominantemente positiva sendo nas a correlação entre populações-controle e esses efeitos negativa nas populações sob seleção. A variância de dominância aumentou com o incremento no número de locos exibindo dominância, e isso implicou aumento da variância aditiva. Houve considerável variação na importância dos efeitos da dominância na variância fenotípica total (d2) de cada característica e como proporção da variância aditiva (d2a) correspondente. Modelos com menor viiiporcentagem de locos com desvios da dominância proporcionaram maior endogamia e fixação de alelos favoráveis e também maiores ganhos genéticos, no período avaliado. No segundo estudo, foram avaliados os impactos de se desconsiderarem os efeitos não-aditivos da dominância sobre a estimação de parâmetros genéticos e a predição de valores genéticos obtidos pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal aditivo unicaracterístico, empregando-se o Programa MTDFREML. Foram propostos dois modelos de ação gênica: um com apenas efeitos aditivos dos genes e o outro com aditivos e dominância completa (d/a= +1) em 100% dos locos. Em cada modelo genético, foram obtidas populações de acasalamentos e seleção ao acaso, totalizando 18.000 registros, que possibilitaram o estudo das características com herdabilidades de 0,15 (baixa), 0,30 (média) e 0,60 (alta). As estimativas dos componentes de variância e herdabilidade obtidas no modelo genético aditivo foram semelhantes aos seus valores reais, em cada característica, ao passo que, sob ação gênica de dominância, foram observadas superestimativas de todos os componentes, sobretudo da variância genética aditiva. Nesse caso, a variância de dominância não-estimada, em função do modelo adotado, foi redistribuída entre os componentes aditivo e residual estimados. Houve perda na acurácia da avaliação genética, traduzida por correlações mais baixas entre os valores genéticos preditos e verdadeiros dos animais para o modelo genético com dominância. No último capítulo, foram avaliadas duas linhagens paternas e seus cruzamentos, selecionados com base no fenótipo para a característica de herdabilidade 0,30. Foi simulado um único modelo de ações gênicas, comum a todas as populações, que incluía efeitos aditivos dos genes e dominância completa em 100 e 50% dos locos, respectivamente. As linhagens, mantidas separadas, foram selecionadas por 20 gerações e submetidas a quatro estruturas de cruzamentos entre seus indivíduos. Na primeira e na terceira, foram acasalados ao acaso machos selecionados de uma linhagem e fêmeas da outra, nas gerações 10 e 15, respectivamente. A segunda e a quarta estrutura constituíram-se de cruzamentos recíprocos aos da primeira e terceira, respectivamente. As populações cruzadas foram selecionadas por 10 e 5 gerações, conforme o cruzamento, períodos em que foram contemporâneas das linhagens. O desempenho das linhas puras e cruzadas foi avaliado, sendo constatados valores fenotípicos superiores nas populações cruzadas em relação às linhagens e pequenas diferenças quanto aos outros parâmetros investigados. Ganhos genéticos mais elevados foram obtidos em pelo menos uma linha parental ao longo de todo o período. A variância aditiva foi restaurada sob cruzamentos interpopulacionais. Não houve diferenças entre os cruzamentos e nem efeito de linha. Esses estudos indicaram a necessidade de considerar os efeitos genéticos não-aditivos de dominância na avaliação genética de características de importância econômica no melhoramento animal, sendo influenciadas pela dominância. === The objective of this work was to study consequences of the non-additive gene action of dominance on the animal genetic evaluation, in the short and medial terms. The utilized data were originated from simulations in level of genes, using the Program GENESYS to structure a genome with 600 bi-allelic loci. In the first study five models of gene action were proposed, that included different percentages of loci with complete dominance (d/a= +1), namely, models Ad, D25, D50, D75 e D100, which presented 0, 25, 50, 75 e 100% of the loci with dominance deviations, in this order. In addition, a sixth model was simulated, named of SD, that included overdominance (d/a= +2) in 50% of the loci. The models with dominance gene action also had additive effects of the genes in all their loci. Starting from each genetic model were structured unselected populations and phenotypic selection ones which allowed to evaluate the behavior of different genetic parameters in two traits of low (h2= 0.10) and high (h2= 0.60) heritabilities. In these populations only random matings were practiced between their genitors, along 10 consecutive and discrete generations. For both traits, were obtained higher values of narrow sense heritability, genotypic variance and additive variance in the absence of selection. It was verified covariance between the additive and dominance effects, in the models that included dominance deviations, being the correlation between these effects predominantly positive in the unselected populations and negative in the populations under selection. The dominance variance augmented with the increase in the number of loci exhibiting dominance and this implicated increase of the additive variance. There was considerable variation in the importance of the dominance effects in the total phenotypic variance (d2) of each trait and how proportion of the correspondent additive variance (d2a). Models with smaller percentage of loci with dominance deviations promoted larger inbreeding and fixation of favorable alleles and also xilargest genetic gains, in the evaluated period. In the second study, were evaluated the impacts of to ignore the dominance non-additive effects on the estimation of genetic parameters and prediction of genetic values, using the restricted maximum likelihood method, under single trait additive animal model, by the Program MTDFREML. Two gene action models were proposed: one with only additive effects of the genes and the other with additives and complete dominance (d/a= +1) in 100% of the loci. In each genetic model, populations of matings and selection at random were generated, by six consecutive and discrete generations, resulting in 18,000 registers, which made possible to study the traits with heritabilities of 0.15 (low), 0.30 (mean) and 0.60 (high). The estimates of the variance components and heritability obtained in the additive genetic model were similar to the real values, in each trait, while, under dominance gene action, overestimates were observed for all components, mainly to the additive genetic variance. In this case, the non-estimated dominance variance, due to the adopted model, was redistributed between the additive and residual components estimated. There was loss in the accuracy of the genetic evaluation, translated by smallest correlations between the predicted genetic values and true ones of the animals for the genetic model with dominance. In the last chapter, were evaluated two parental lines and their crosses, selected by phenotype to the trait with heritability 0.30. Only one genes actions model was simulated, common to all populations, that included additive effects of genes and complete dominance in 100 e 50% of the loci, respectively. The lines, kept separated, were selected per 20 generations and submitted to four structures of crosses between their individuals. In the first and third ones, males selected of one line were mated at random with females selected of the other, in the generations 10 and 15, respectively. The second and fourth structures were composed of reciprocal crosses to those of the first and third schemes, respectively. The crossbred populations were selected per 10 and 5 generations, conform the cross, periods in that they were contemporaneous of the lines. The performance of the pure lines and their crossbreds was evaluated, being verified higher phenotypic values in the crossbred populations when compared to the lines and small differences for the others parameters. Larger genetic gains were obtained in at least one parental line along all period. The additive variance was restored under interpopulational crosses. There were xiinot differences between the crosses and nor line effect. These studies indicated the necessity of to consider the non-additive genetic effects of dominance into the genetic evaluation of traits of economic importance in the animal improvement, being influenced by dominance. |
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ndltd-IBICT-oai-localhost-123456789-105362019-01-21T17:45:39Z Ação gênica não-aditiva de dominância na avaliação genética Non-additive gene action of dominance on the genetic evaluation Cunha, Elizângela Emídio Lopes, Paulo Sávio Torres, Robledo de Almeida Euclydes, Ricardo Frederico Avaliação genética Melhoramento genético animal Ciências Agrárias Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T17:21:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 471931 bytes, checksum: da9a97192fe4f4b633fae99fe73cf063 (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-05T17:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 471931 bytes, checksum: da9a97192fe4f4b633fae99fe73cf063 (MD5) Previous issue date: 2005-07-15 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Este trabalho teve por objetivo estudar conseqüências da ação gênica não-aditiva de dominância sobre a avaliação genética animal, no curto e médio prazos. Os dados utilizados foram provenientes de simulações em nível de genes, usando-se o Programa GENESYS na estruturação de um genoma com 600 locos bialélicos. No primeiro estudo foram propostos cinco modelos de ação gênica, que incluíram porcentuais diferentes de locos com dominância completa (d/a= +1), isto é, modelos Ad, D25, D50, D75 e D100, os quais apresentavam 0, 25, 50, 75 e 100% dos locos com desvios da dominância, nessa ordem. Adicionalmente foi simulado um sexto modelo, designado SD, que incluiu sobredominância (d/a= +2) em 50% dos locos. Os modelos com ação gênica de dominância também tiveram efeitos aditivos dos genes em todos os seus locos. A partir de cada modelo genético foram estruturadas populações-controle e de seleção fenotípica que permitiram avaliar o comportamento de diferentes parâmetros genéticos para duas características de baixa (h2= 0,10) e alta (h2= 0,60) herdabilidades. Nessas populações foram praticados apenas acasalamentos ao acaso entre seus genitores, durante 10 gerações consecutivas e discretas. Para ambas as características, constataram-se maiores valores de herdabilidade no sentido restrito, variância genotípica e variância aditiva na ausência de seleção. Verificou-se covariância entre os efeitos aditivos e de dominância, nos modelos com inclusão de desvios da dominância, predominantemente positiva sendo nas a correlação entre populações-controle e esses efeitos negativa nas populações sob seleção. A variância de dominância aumentou com o incremento no número de locos exibindo dominância, e isso implicou aumento da variância aditiva. Houve considerável variação na importância dos efeitos da dominância na variância fenotípica total (d2) de cada característica e como proporção da variância aditiva (d2a) correspondente. Modelos com menor viiiporcentagem de locos com desvios da dominância proporcionaram maior endogamia e fixação de alelos favoráveis e também maiores ganhos genéticos, no período avaliado. No segundo estudo, foram avaliados os impactos de se desconsiderarem os efeitos não-aditivos da dominância sobre a estimação de parâmetros genéticos e a predição de valores genéticos obtidos pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal aditivo unicaracterístico, empregando-se o Programa MTDFREML. Foram propostos dois modelos de ação gênica: um com apenas efeitos aditivos dos genes e o outro com aditivos e dominância completa (d/a= +1) em 100% dos locos. Em cada modelo genético, foram obtidas populações de acasalamentos e seleção ao acaso, totalizando 18.000 registros, que possibilitaram o estudo das características com herdabilidades de 0,15 (baixa), 0,30 (média) e 0,60 (alta). As estimativas dos componentes de variância e herdabilidade obtidas no modelo genético aditivo foram semelhantes aos seus valores reais, em cada característica, ao passo que, sob ação gênica de dominância, foram observadas superestimativas de todos os componentes, sobretudo da variância genética aditiva. Nesse caso, a variância de dominância não-estimada, em função do modelo adotado, foi redistribuída entre os componentes aditivo e residual estimados. Houve perda na acurácia da avaliação genética, traduzida por correlações mais baixas entre os valores genéticos preditos e verdadeiros dos animais para o modelo genético com dominância. No último capítulo, foram avaliadas duas linhagens paternas e seus cruzamentos, selecionados com base no fenótipo para a característica de herdabilidade 0,30. Foi simulado um único modelo de ações gênicas, comum a todas as populações, que incluía efeitos aditivos dos genes e dominância completa em 100 e 50% dos locos, respectivamente. As linhagens, mantidas separadas, foram selecionadas por 20 gerações e submetidas a quatro estruturas de cruzamentos entre seus indivíduos. Na primeira e na terceira, foram acasalados ao acaso machos selecionados de uma linhagem e fêmeas da outra, nas gerações 10 e 15, respectivamente. A segunda e a quarta estrutura constituíram-se de cruzamentos recíprocos aos da primeira e terceira, respectivamente. As populações cruzadas foram selecionadas por 10 e 5 gerações, conforme o cruzamento, períodos em que foram contemporâneas das linhagens. O desempenho das linhas puras e cruzadas foi avaliado, sendo constatados valores fenotípicos superiores nas populações cruzadas em relação às linhagens e pequenas diferenças quanto aos outros parâmetros investigados. Ganhos genéticos mais elevados foram obtidos em pelo menos uma linha parental ao longo de todo o período. A variância aditiva foi restaurada sob cruzamentos interpopulacionais. Não houve diferenças entre os cruzamentos e nem efeito de linha. Esses estudos indicaram a necessidade de considerar os efeitos genéticos não-aditivos de dominância na avaliação genética de características de importância econômica no melhoramento animal, sendo influenciadas pela dominância. The objective of this work was to study consequences of the non-additive gene action of dominance on the animal genetic evaluation, in the short and medial terms. The utilized data were originated from simulations in level of genes, using the Program GENESYS to structure a genome with 600 bi-allelic loci. In the first study five models of gene action were proposed, that included different percentages of loci with complete dominance (d/a= +1), namely, models Ad, D25, D50, D75 e D100, which presented 0, 25, 50, 75 e 100% of the loci with dominance deviations, in this order. In addition, a sixth model was simulated, named of SD, that included overdominance (d/a= +2) in 50% of the loci. The models with dominance gene action also had additive effects of the genes in all their loci. Starting from each genetic model were structured unselected populations and phenotypic selection ones which allowed to evaluate the behavior of different genetic parameters in two traits of low (h2= 0.10) and high (h2= 0.60) heritabilities. In these populations only random matings were practiced between their genitors, along 10 consecutive and discrete generations. For both traits, were obtained higher values of narrow sense heritability, genotypic variance and additive variance in the absence of selection. It was verified covariance between the additive and dominance effects, in the models that included dominance deviations, being the correlation between these effects predominantly positive in the unselected populations and negative in the populations under selection. The dominance variance augmented with the increase in the number of loci exhibiting dominance and this implicated increase of the additive variance. There was considerable variation in the importance of the dominance effects in the total phenotypic variance (d2) of each trait and how proportion of the correspondent additive variance (d2a). Models with smaller percentage of loci with dominance deviations promoted larger inbreeding and fixation of favorable alleles and also xilargest genetic gains, in the evaluated period. In the second study, were evaluated the impacts of to ignore the dominance non-additive effects on the estimation of genetic parameters and prediction of genetic values, using the restricted maximum likelihood method, under single trait additive animal model, by the Program MTDFREML. Two gene action models were proposed: one with only additive effects of the genes and the other with additives and complete dominance (d/a= +1) in 100% of the loci. In each genetic model, populations of matings and selection at random were generated, by six consecutive and discrete generations, resulting in 18,000 registers, which made possible to study the traits with heritabilities of 0.15 (low), 0.30 (mean) and 0.60 (high). The estimates of the variance components and heritability obtained in the additive genetic model were similar to the real values, in each trait, while, under dominance gene action, overestimates were observed for all components, mainly to the additive genetic variance. In this case, the non-estimated dominance variance, due to the adopted model, was redistributed between the additive and residual components estimated. There was loss in the accuracy of the genetic evaluation, translated by smallest correlations between the predicted genetic values and true ones of the animals for the genetic model with dominance. In the last chapter, were evaluated two parental lines and their crosses, selected by phenotype to the trait with heritability 0.30. Only one genes actions model was simulated, common to all populations, that included additive effects of genes and complete dominance in 100 e 50% of the loci, respectively. The lines, kept separated, were selected per 20 generations and submitted to four structures of crosses between their individuals. In the first and third ones, males selected of one line were mated at random with females selected of the other, in the generations 10 and 15, respectively. The second and fourth structures were composed of reciprocal crosses to those of the first and third schemes, respectively. The crossbred populations were selected per 10 and 5 generations, conform the cross, periods in that they were contemporaneous of the lines. The performance of the pure lines and their crossbreds was evaluated, being verified higher phenotypic values in the crossbred populations when compared to the lines and small differences for the others parameters. Larger genetic gains were obtained in at least one parental line along all period. The additive variance was restored under interpopulational crosses. There were xiinot differences between the crosses and nor line effect. These studies indicated the necessity of to consider the non-additive genetic effects of dominance into the genetic evaluation of traits of economic importance in the animal improvement, being influenced by dominance. 2017-06-05T17:21:39Z 2017-06-05T17:21:39Z 2005-07-15 info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis CUNHA, Elizângela Emídio. Ação gênica não-aditiva de dominância na avaliação genética. 2005. 112 f. Tese (Doutorado em Genética e Melhoramento) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2005. http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10536 por info:eu-repo/semantics/openAccess Universidade Federal de Viçosa reponame:Repositório Institucional da UFV instname:Universidade Federal de Viçosa instacron:UFV |