Genetic parameters and selection gain in tropical wheat populations via Bayesian inference / Parâmetros genéticos e ganho de seleção em populações tropicais de trigo via inferência bayesiana

ABSTRACT: The development process of a new wheat cultivar requires time between obtaining the base population and selecting the most promising line. Estimating genetic parameters more accurately in early generations with a view to anticipating selection means important advances for wheat breeding programs. Thus, the present study estimated the genetic parameters of F2 populations of tropical wheat and the genetic gain from selection via the Bayesian approach. To this end, the authors assessed the grain yield per plot of 34 F2 populations of tropical wheat. The Bayesian approach provided an adequate fit to the model, estimating genetic parameters within the parametric space. Heritability (h2) was 0.51. Among those selected, 11 F2 populations performed better than the control cultivars, with genetic gain of 7.80%. The following populations were the most promising: TbioSossego/CD 1303, CD 1303/TbioPonteiro, BRS 254/CD 1303, Tbio Duque/Tbio Aton, and Tbio Aton/CD 1303. Bayesian inference can be used to significantly improve tropical wheat breeding programs.

RESUMO: O processo de desenvolvimento de uma nova cultivar de trigo requer tempo entre a obtenção da população base e a seleção da linhagem mais promissora. Estimar parâmetros genéticos com mais precisão nas primeiras gerações com vistas a antecipar a seleção significa avanços importantes para os programas de melhoramento de trigo. Assim, o presente estudo estima os parâmetros genéticos de populações F2 de trigo tropical e o ganho genético da seleção via abordagem Bayesiana. Para tanto, os autores avaliaram a produtividade de grãos por parcela de 34 populações F2 de trigo tropical. A abordagem Bayesiana proporcionou um ajuste adequado ao modelo, estimando parâmetros genéticos dentro do espaço paramétrico. A herdabilidade (h2) foi de 0,51. Dentre as selecionadas, 11 populações F2 obtiveram desempenho superior às cultivares controle, com ganho genético de seleção de 7,80%. As seguintes populações foram as mais promissoras: Tbio Sossego/CD 1303, CD 1303/Tbio Ponteiro, BRS 254/CD 1303, Tbio Duque/Tbio Aton e Tbio Aton/CD 1303. A inferência Bayesiana pode ser usada para melhorar significativamente programas de melhoramento de trigo tropical.

Meta-analysis of the experimental coefficient of variation in wheat using the Bayesian and Frequentist approaches

A large set of variables is assessed for progeny selection in a plant-breeding program and other agronomic fields. The meta-analysis of the coefficient of variation (CVe) produces information for researchers and breeders on the experimental quality of trials. This analysis can also be applied in the decision-making process of the experimental plan regarding the experimental design, the number of repetitions, and the treatments and plants/progenies to be measured. In this study, we evaluated the dataset distribution and the descriptive statistics of CVe through the Frequentist and Bayesian approaches, aiming to establish the credibility and confidence intervals. We submitted CVe data of ten wheat (Triticum aestivum L.) traits reported in 1,068 articles published to the Bayesian and Frequentist analyses. Sample data were analyzed via Gamma and normal models. We selected the model with the lowest Akaike Information Criterion (AIC) value, and then we tested three link functions. In the Bayesian analysis, uniform distributions were used as non-informative priors for the Gamma distribution parameters with three ranges of q~U (a,b,). Thus, the prior probability density function was given by: [formula] The Bayesian and Frequentist approaches with the Gamma model presented similar results for CVe; however, the range Bayesian credible intervals was narrower than the Frequentist confidence intervals. Gamma distribution fitted the CVe data better than the normal distribution. The credible and confidence intervals of CVe were successfully applied to wheat traits and could be used as experimental accuracy measurements in other experiments.(AU)

Development of a weight-estimation model to use in pregnant criollo-type mares / Modelo para estimativa de peso em éguas gestantes mestiças crioulas

The aims of this study were: 1) to compare the tape weight and associated weight-estimation formula to evaluate weight gain in pregnant mares, and 2) to develop a mathematical model to estimate the weight of pregnant mares using body measurements. Thirty-four criollo-type mares were evaluated every two weeks during the middle and late pregnancy. The mares were weighed on a livestock scale, and we estimated body weight using tape weights and an associated body-weight estimation formula. Also, heart-girth circumference (heartgirth) and abdominal circumference were measured; the latter at the 12th intercostal space (12th ICS) and 18th rib (18th Rib), to use in a mathematical model to estimate the weight of pregnant mares. Observations were divided into three periods of pregnancy: 5th to 7 h month, 7th to 9 h month, and 9th to 11th month. Mares in late pregnancy showed an increase in actual weight and an increase in 12th ICS and 18th Rib measurements. Tape weight and body-weight estimation formula underestimated the weight of pregnant mares. However, the regression model using heart-girth circumference, 12th ICS, and 18th Rib measurements showed high correlation (r2 = 0.87, P 0.001) with actual weight. Finally, the alternative methods usually used in horses are not accurate to estimate body weight in pregnant mares. In conclusion, the regression model Y=-540.143 + (heartgirth x 3.068) + (12th ICS x 1.278) + (18th Rib x 0.944) can be used to estimate body weight in pregnant mares from the 5th to 11th months of pregnancy.(AU)

Este estudo teve como objetivos: 1) comparar a utilização dos métodos alternativos fita de pesagem e peso metabólico em éguas gestantes e; 2) desenvolver um modelo matemático para estimar o peso de éguas gestantes, baseado em medidas corporais. Trinta e quatro éguas foram avaliadas quinzenalmente durante o terço médio e final da gestação. Foi realizada a pesagem em balança comercial; a mensuração com a fita de peso para equinos; o cálculo do peso metabólico; as medidas de perímetro torácico (Ptorac); a mensuração abdominal no décimo segundo espaço intercostal (12EI) e na décima oitava costela (18Cost). As observações foram divididas em três períodos gestacionais: Período de 5 a 7 meses, Período de 7 a 9 meses e Período de 9 a 11 meses. As éguas demonstraram incremento no peso na balança e na mensuração abdominal no 12EI e 18Cost no terço final da gestação. A utilização da fita de pesagem e o cálculo de peso metabólico subestimaram o peso na balança em éguas gestantes. O modelo de regressão utilizando o Ptorac, 12EI e 18Cost apresentou alta correção (r2=0,87; P 0,001) com o peso na balança. Observou-se que os métodos alternativos de pesagem, usualmente utilizados, não apresentaram a mesma eficiência em éguas prenhes. Pode-se concluir que o modelo de regressão Y=-540,143+(Ptorac X 3,068) + (12EI X 1,278) + (18Cost X 0,944) pode ser utilizado para mensurar o peso em éguas gestantes a partir do 5º mês de gestação.(AU)

Susceptibility of dermatophytic fungi to commonly used disinfectants / Suscetibilidade de fungos dermatófitos a desinfetantes comumente utilizados

This study aimed evaluate the antidermatophytic activity of three commercial disinfectants commonly used for environmental control of microorganisms in veterinary medicine. Sodium hypochlorite at 40 L/mL, chloro-phenol derived at 30 L/mL and chlorhexidine digluconate at 66.7 L/mL were tested against 14 strains of dermatophytes, identified as Microsporum canis (n: 3) and Microsporum gypseum (n: 11). The tests was performed in accordance with guidelines of the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), documents M38-A2 and M51-A, adapted to disinfectants. In the microdilution broth test, chlorhexidine digluconate had MIC values (Minimum Inhibitory Concentration) of 4.16 L/mL and MCF (Minimum Fungicidal Concentration) from 4.16 to 8.33 L/mL, while chloro-phenol derived obtained MIC and MCF of 1.87 L/mL, and both disinfectants had fungicidal activity at concentrations below the recommended. Sodium hypochlorite obtained MIC from 10 to 80 L/mL and MFC of 40 to 80 L/mL, requiring at most isolates twice the recommended concentration to achieve same activity. In the disc diffusion test, the mean inhibition zones for chlorhexidine digluconate was 10.53 mm, for chloro-phenol of 9.9 mm and for sodium hypochlorite was 6.2 mm.  Chlorhexidine digluconate and chloro-phenol presented a significant reduction in the growth of dermatophytes, while sodium hypochlorite in concentration recommended showed a low antifungal activity against tested isolates.

O objetivo do estudo foi avaliar a atividade antidermatofítica de três desinfetantes comerciais frequentemente utilizados no controle ambiental de micro-organismos em medicina veterinária. Hipoclorito de sódio a 40 μL/mL, derivado de clorofenol a 30 μL/mL e digluconato de clorexidine a 66.7 μL/mL foram testados contra 14 cepas de dermatófitos, identificados como Microsporum canis (n: 3) e Microsporum gypseum (n: 11). Foram utilizadas as diretrizes do Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI), documentos M38-A2 e M51-A, com adaptações para desinfetantes. Na microdiluição em caldo, digluconato de clorexidine apresentou valores de CIM (Concentração Inibitória Mínima) de 4.16 μL/mL e CFM (Concentração Fungicida Mínima) entre 4.16 a 8.33 μL/mL; derivado de clorofenol obteve CIM e CFM de 1.87 μL/mL, demonstrando que ambos os desinfetantes apresentaram atividade fungicida em concentrações inferiores às recomendadas. O hipoclorito de sódio demonstrou CIM entre 10 a 80 μL/mL e CFM de 40 a 80 μL/mL, requerendo duas vezes a concentração recomendada pelo fabricante para obter atividade fungicida frente a maioria dos isolados fúngicos testados. No teste de disco-difusão, a média das zonas de inibição do digluconato de clorexidine foi de 10.53 mm; do derivado clorofenol 9.9 mm e do hipoclorito de sódio 6.2 mm. O digluconato de clorexidine e o derivado cloro-fenol apresentaram redução significante no crescimento dos dermatófitos testados, enquanto o hipoclorito de sódio, na concentração recomendada, demonstrou baixa atividade antifúngica contra os dermatófitos testados.(AU)

Selection among and within and combined selection in oil palm families derived from Dura x Dura / Seleção entre e dentro e seleção combinada em famílias de dendê oriundas do cruzamento Dura x Dura

Oil palm, in view of the worldwide consumed oil, is a perennial crop of great importance. Nevertheless, the genetic improvement is still incipient. In this study we applied the selection among and within families and the combined selection, based on the phenotypic values and phenotypic performance (Pi statistic), to verify which strategy obtained the highest genetic gains. Five full-sib families were evaluated in randomized blocks, with five replicates and 12 plants per plot, over five years of successive harvests. The total number of bunches and the total fruit yield per year plant-1 were evaluated. Values of 1.00 and 0.25 for the ratio between the environmental variance among plots and the environmental variance among plants within the plot for both traits, respectively, were adequate for the estimation of the genetic parameters. The existence of genetic variability in the population Dura was verified for both evaluated traits. The combined selection, based either on the phenotypic values or on the underlying Pi statistic, resulted in the highest genetic gains. Despite the satisfactory gains since it translates the true yield potential of the evaluated genotypes and their performance stability.(AU)

O dendê é uma cultura perene de grande importância devido à produção de óleo que é consumido mundialmente. Contudo, o melhoramento genético ainda é incipiente. Neste trabalho foram utilizadas a seleção entre e dentro de famílias e a seleção combinada, a partir dos valores fenotípicos e da performance fenotípica (estatística Pi), visando verificar com qual das estratégias foi obtido maior ganho genético. Avaliaram-se cinco famílias de irmãos-completos em blocos casualizados, com cinco repetições e 12 plantas por parcela, durante cinco anos de colheitas sucessivas. O número total de cachos e a produção total de frutos por ano planta-1 foram avaliados. Valores de 1,00 e 0,25 para a razão entre a variância ambiental entre parcelas e a variância ambiental entre plantas dentro da parcela, respectivamente para ambas as características, foram adequados para a estimação dos parâmetros genéticos. Verificou-se a existência de variabilidade genética na população Dura para as duas características avaliadas. A seleção combinada, tanto baseada nos valores fenotípicos ou fundamentada na estatística Pi, proporcionou maiores ganhos genéticos. Embora a seleção entre e dentro de famílias tenha proporcionado ganhos satisfatórios, recomenda-se o processo de seleção baseado na estatística Pi, pois a mesma irá traduzir o verdadeiro potencial produtivo dos genótipos avaliados e a sua estabilidade de comportamento.(AU)

Selection among and within and combined selection in oil palm families derived from Dura x Dura / Seleção entre e dentro e seleção combinada em famílias de dendê oriundas do cruzamento Dura x Dura

Oil palm, in view of the worldwide consumed oil, is a perennial crop of great importance. Nevertheless, the genetic improvement is still incipient. In this study we applied the selection among and within families and the combined selection, based on the phenotypic values and phenotypic performance (Pi statistic), to verify which strategy obtained the highest genetic gains. Five full-sib families were evaluated in randomized blocks, with five replicates and 12 plants per plot, over five years of successive harvests. The total number of bunches and the total fruit yield per year plant-1 were evaluated. Values of 1.00 and 0.25 for the ratio between the environmental variance among plots and the environmental variance among plants within the plot for both traits, respectively, were adequate for the estimation of the genetic parameters. The existence of genetic variability in the population Dura was verified for both evaluated traits. The combined selection, based either on the phenotypic values or on the underlying Pi statistic, resulted in the highest genetic gains. Despite the satisfactory gains since it translates the true yield potential of the evaluated genotypes and their performance stability.(AU)

O dendê é uma cultura perene de grande importância devido à produção de óleo que é consumido mundialmente. Contudo, o melhoramento genético ainda é incipiente. Neste trabalho foram utilizadas a seleção entre e dentro de famílias e a seleção combinada, a partir dos valores fenotípicos e da performance fenotípica (estatística Pi), visando verificar com qual das estratégias foi obtido maior ganho genético. Avaliaram-se cinco famílias de irmãos-completos em blocos casualizados, com cinco repetições e 12 plantas por parcela, durante cinco anos de colheitas sucessivas. O número total de cachos e a produção total de frutos por ano planta-1 foram avaliados. Valores de 1,00 e 0,25 para a razão entre a variância ambiental entre parcelas e a variância ambiental entre plantas dentro da parcela, respectivamente para ambas as características, foram adequados para a estimação dos parâmetros genéticos. Verificou-se a existência de variabilidade genética na população Dura para as duas características avaliadas. A seleção combinada, tanto baseada nos valores fenotípicos ou fundamentada na estatística Pi, proporcionou maiores ganhos genéticos. Embora a seleção entre e dentro de famílias tenha proporcionado ganhos satisfatórios, recomenda-se o processo de seleção baseado na estatística Pi, pois a mesma irá traduzir o verdadeiro potencial produtivo dos genótipos avaliados e a sua estabilidade de comportamento.(AU)