Resumo
Quantile Random Forest (QRF) is a non-parametric methodology that combines the advantages of Random Forest (RF) and Quantile Regression (QR). Specifically, this approach can explore non-linear functions, determining the probability distribution of a response variable and extracting information from different quantiles instead of just predicting the mean. This evaluated the performance of the QRF in the genomic prediction for complex traits (epistasis and dominance). In addition, compare the accuracies obtained with those derived from the G-BLUP. The simulation created an F2 population with 1,000 individuals and genotyped for 4,010 SNP markers. Besides, twelve traits were simulated from a model considering additive and non-additive effects, QTL (Quantitative trait loci) numbers ranging from eight to 120, and heritability of 0.3, 0.5, or 0.8. For training and validation, the 5-fold cross-validation approach was used. For each fold, the accuracies of all the proposed models were calculated: QRF in five different quantiles and three G-BLUP models (additive effect, additive and epistatic effects, additive and dominant effects). Finally, the predictive performance of these methodologies was compared. In all scenarios, the QRF accuracies were equal to or greater than the methodologies evaluated and proved to be an alternative tool to predict genetic values in complex traits.
Quantile Random Forest (QRF) é uma metodologia não paramétrica, que combina as vantagens do Random Forest (RF) e da Regressão Quantílica (QR). Especificamente, essa abordagem pode explorar funções não lineares, determinando a distribuição de probabilidade de uma variável resposta e extraindo informações de diferentes quantis em vez de apenas prever a média. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do QRF em predizer o valor genético genômico para características com arquitetura genética não aditiva (epistasia e dominância). Adicionalmente, as acurácias obtidas foram comparadas com aquelas advindas do G-BLUP. A simulação criou uma população F2 com 1.000 indivíduos genotipados para 4.010 marcadores SNP. Além disso, doze características foram simuladas a partir de um modelo considerando efeitos aditivos e não aditivos, com número de QTL (Quantitative trait loci) variando de oito a 120 e herdabilidade de 0,3, 0,5 ou 0,8. Para treinamento e validação foi usada a abordagem da validação cruzada 5-fold. Para cada um dos folds foram calculadas as acurácias de todos os modelos propostos: QRF em cinco quantis diferentes e três modelos do G-BLUP (com efeito aditivo, aditivo e epistático, aditivo e dominante). Por fim, o desempenho preditivo dessas metodologias foi comparado. Em todos os cenários, as acurácias do QRF foram iguais ou superiores às metodologias avaliadas e mostrou ser uma ferramenta alternativa para predizer valores genéticos em características complexas.
Assuntos
Seleção Genética , Genoma , Genômica , Epistasia Genética , Algoritmo Florestas AleatóriasResumo
Weedy biotypes of Oryza sativa L., (weedy rice) are a serious threat to rice production because of their flexibility in seed germination timing, variable growth forms, and high genetic diversity. Experiments were designed to determine the effects of storage conditions, osmotic stress, pH, salt stress, and burial depth on germination of weedy rice seeds in flooded or non-flooded conditions. Mature weedy rice seeds were gathered from rice fields in the different regions of Turkey. Three biotypes were selected and classified according to awn length; long awn, short awn and awnless. Seasonal germination patterns of weedy rice seeds in the laboratory after retrieval from various depths and timing were affected by burial depth, water regime, and exhumation timing across the treatments for all biotypes. The long and short awn biotypes had higher germination rates than the awnless biotype and did not have a seasonal germination pattern. Seed germination was initiated in the spring, peaked in summer and declined in the fall in flooded and non-flooded treatments for the awnless biotype. The most distinct differences in seedling emergence patterns were observed in awnless and long awn biotypes, and they emerged from 10 cm depth. Our results suggested that flooded conditions reduced the germination of weedy rice biotypes. Flooding rice paddies for a period of time after harvest may improve weedy rice control and decrease the weed population. In addition to deeper cultivation would be more effective in controlling all weedy biotypes since the majority of weed seedling emergence was from shallow depths.
Biótipos de Oryza sativa L., arroz vermelho, são uma séria ameaça à produção de arroz devido à sua flexibilidade no tempo de germinação das sementes, formas de crescimento variáveis e alta diversidade genética. Os experimentos foram projetados para entender os efeitos das condições de armazenamento, estresse osmótico, pH, estresse salino e profundidade de semeadura na germinação de sementes de arroz vermelho em condições de inundação ou não. Sementes maduras de arroz vermelho foram colhidas em campos de arroz em diferentes regiões da Turquia. Três biótipos foram selecionados e classificados de acordo com o comprimento da arista longa, curta e sem arista. Padrões sazonais de germinação de sementes de arroz vermelho no laboratório após a recuperação em várias profundidades e tempos foram afetados pela profundidade de semeadura, regime de água e tempo de permanência no solo entre os tratamentos para todos os biótipos. Os biótipos de arista longa e curta tiveram taxas de germinação mais altas do que o biótipo sem arista e não apresentaram um padrão de germinação sazonal. A germinação das sementes foi iniciada na primavera, atingiu o pico no verão e diminuiu no outono em tratamentos com alagamento e sem alagamento para o biótipo sem armação. As diferenças mais nítidas nos padrões de emergência de plântulas foram observadas em biótipos sem e com arista longa, e emergiram a partir de 10 cm de profundidade. Nossos resultados sugerem que as condições de inundação reduziram a germinação de biótipos de arroz vermelho Parece que inundar os arrozais por um período de tempo após a colheita pode melhorar o controle do arroz vermelho e diminuir a população de arroz vermelho. Além disso, o cultivo mais profundo seria mais eficaz no controle de todos os biótipos de arroz vermelho, uma vez que a maioria da emergência de plântulas de arroz vermelho ocorreu em profundidades rasas.
Assuntos
Oryza , Estações do Ano , Variação Genética , GerminaçãoResumo
ABSTRACT: Quantile Random Forest (QRF) is a non-parametric methodology that combines the advantages of Random Forest (RF) and Quantile Regression (QR). Specifically, this approach can explore non-linear functions, determining the probability distribution of a response variable and extracting information from different quantiles instead of just predicting the mean. This evaluated the performance of the QRF in the genomic prediction for complex traits (epistasis and dominance). In addition, compare the accuracies obtained with those derived from the G-BLUP. The simulation created an F2 population with 1,000 individuals and genotyped for 4,010 SNP markers. Besides, twelve traits were simulated from a model considering additive and non-additive effects, QTL (Quantitative trait loci) numbers ranging from eight to 120, and heritability of 0.3, 0.5, or 0.8. For training and validation, the 5-fold cross-validation approach was used. For each fold, the accuracies of all the proposed models were calculated: QRF in five different quantiles and three G-BLUP models (additive effect, additive and epistatic effects, additive and dominant effects). Finally, the predictive performance of these methodologies was compared. In all scenarios, the QRF accuracies were equal to or greater than the methodologies evaluated and proved to be an alternative tool to predict genetic values in complex traits.
RESUMO: Quantile Random Forest (QRF) é uma metodologia não paramétrica, que combina as vantagens do Random Forest (RF) e da Regressão Quantílica (QR). Especificamente, essa abordagem pode explorar funções não lineares, determinando a distribuição de probabilidade de uma variável resposta e extraindo informações de diferentes quantis em vez de apenas prever a média. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do QRF em predizer o valor genético genômico para características com arquitetura genética não aditiva (epistasia e dominância). Adicionalmente, as acurácias obtidas foram comparadas com aquelas advindas do G-BLUP. A simulação criou uma população F2 com 1.000 indivíduos genotipados para 4.010 marcadores SNP. Além disso, doze características foram simuladas a partir de um modelo considerando efeitos aditivos e não aditivos, com número de QTL (Quantitative trait loci) variando de oito a 120 e herdabilidade de 0,3, 0,5 ou 0,8. Para treinamento e validação foi usada a abordagem da validação cruzada 5-fold. Para cada um dos folds foram calculadas as acurácias de todos os modelos propostos: QRF em cinco quantis diferentes e três modelos do G-BLUP (com efeito aditivo, aditivo e epistático, aditivo e dominante). Por fim, o desempenho preditivo dessas metodologias foi comparado. Em todos os cenários, as acurácias do QRF foram iguais ou superiores às metodologias avaliadas e mostrou ser uma ferramenta alternativa para predizer valores genéticos em características complexas.
Resumo
ABSTRACT: Weedy biotypes of Oryza sativa L., (weedy rice) are a serious threat to rice production because of their flexibility in seed germination timing, variable growth forms, and high genetic diversity. Experiments were designed to determine the effects of storage conditions, osmotic stress, pH, salt stress, and burial depth on germination of weedy rice seeds in flooded or non-flooded conditions. Mature weedy rice seeds were gathered from rice fields in the different regions of Turkey. Three biotypes were selected and classified according to awn length; long awn, short awn and awnless. Seasonal germination patterns of weedy rice seeds in the laboratory after retrieval from various depths and timing were affected by burial depth, water regime, and exhumation timing across the treatments for all biotypes. The long and short awn biotypes had higher germination rates than the awnless biotype and did not have a seasonal germination pattern. Seed germination was initiated in the spring, peaked in summer and declined in the fall in flooded and non-flooded treatments for the awnless biotype. The most distinct differences in seedling emergence patterns were observed in awnless and long awn biotypes, and they emerged from 10 cm depth. Our results suggested that flooded conditions reduced the germination of weedy rice biotypes. Flooding rice paddies for a period of time after harvest may improve weedy rice control and decrease the weed population. In addition to deeper cultivation would be more effective in controlling all weedy biotypes since the majority of weed seedling emergence was from shallow depths.
RESUMO: Biótipos de Oryza sativa L., arroz vermelho, são uma séria ameaça à produção de arroz devido à sua flexibilidade no tempo de germinação das sementes, formas de crescimento variáveis e alta diversidade genética. Os experimentos foram projetados para entender os efeitos das condições de armazenamento, estresse osmótico, pH, estresse salino e profundidade de semeadura na germinação de sementes de arroz vermelho em condições de inundação ou não. Sementes maduras de arroz vermelho foram colhidas em campos de arroz em diferentes regiões da Turquia. Três biótipos foram selecionados e classificados de acordo com o comprimento da arista longa, curta e sem arista. Padrões sazonais de germinação de sementes de arroz vermelho no laboratório após a recuperação em várias profundidades e tempos foram afetados pela profundidade de semeadura, regime de água e tempo de permanência no solo entre os tratamentos para todos os biótipos. Os biótipos de arista longa e curta tiveram taxas de germinação mais altas do que o biótipo sem arista e não apresentaram um padrão de germinação sazonal. A germinação das sementes foi iniciada na primavera, atingiu o pico no verão e diminuiu no outono em tratamentos com alagamento e sem alagamento para o biótipo sem armação. As diferenças mais nítidas nos padrões de emergência de plântulas foram observadas em biótipos sem e com arista longa, e emergiram a partir de 10 cm de profundidade. Nossos resultados sugerem que as condições de inundação reduziram a germinação de biótipos de arroz vermelho Parece que inundar os arrozais por um período de tempo após a colheita pode melhorar o controle do arroz vermelho e diminuir a população de arroz vermelho. Além disso, o cultivo mais profundo seria mais eficaz no controle de todos os biótipos de arroz vermelho, uma vez que a maioria da emergência de plântulas de arroz vermelho ocorreu em profundidades rasas.
Resumo
The development of efficient methods for genome-wide association studies (GWAS) between quantitative trait loci (QTL) and genetic values is extremely important to animal and plant breeding programs. Bayesian approaches that aim to select regions of single nucleotide polymorphisms (SNPs) proved to be efficient, indicating genes with important effects. Among the selection criteria for SNPs or regions, selection criterion by percentage of variance can be explained by genomic regions (%var), selection of tag SNPs, and selection based on the window posterior probability of association (WPPA). To also detect potentially associated regions, we proposed measuring posterior probability of the interval PPint), which aims to select regions based on the markers of greatest effects. Therefore, the objective of this work was to evaluate these approaches, in terms of efficiency in selecting and identifying markers or regions located within or close to genes associated with traits. This study also aimed to compare these methodologies with single-marker analyses. To accomplish this, simulated data were used in six scenarios, with SNPs allocated in non-overlapping genomic regions. Considering traits with oligogenic inheritance, WPPA criterion followed by %var and PPint criteria were shown to be superior, presenting higher values of detection power, capturing higher percentages of genetic variance and larger areas. For traits with polygenic inheritance, PPint and WPPA criteria were considered superior. Single-marker analyses identified SNPs associated only in oligogenic inheritance scenarios and was lower than the other criteria.(AU)
Assuntos
Variação Genética , Teorema de Bayes , Melhoramento Genético/métodos , Locos de Características Quantitativas/genética , Metodologia como AssuntoResumo
Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2).The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of narrow-sense heritability and genetic advance were recorded by glaucousness trait followed by SL and SPP, indicating that selection in segregating generations would be more effective than other traits.
Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas/planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e DTH) tiveram um grau de dominância maior do que a unidade, indicando que os efeitos do gene de superdominância controlam tais traços e é preferível adiar a seleção para gerações posteriores. Os maiores valores de herdabilidade no sentido restrito e avanço genético foram registrados pelo traço de glaucosidade seguido por SL e SPP, indicando que a seleção em gerações segregadas seria mais eficaz do que outros caracteres.
Assuntos
Triticum/genética , Pão , Fenótipo , Cruzamentos GenéticosResumo
Abstract Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2). The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of narrow-sense heritability and genetic advance were recorded by glaucousness trait followed by SL and SPP, indicating that selection in segregating generations would be more effective than other traits.
Resumo Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas/planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e DTH) tiveram um grau de dominância maior do que a unidade, indicando que os efeitos do gene de superdominância controlam tais traços e é preferível adiar a seleção para gerações posteriores. Os maiores valores de herdabilidade no sentido restrito e avanço genético foram registrados pelo traço de glaucosidade seguido por SL e SPP, indicando que a seleção em gerações segregadas seria mais eficaz do que outros caracteres.
Resumo
The effects of dietary digestible protein (DP) levels (22, 26, 29, 32, and 34%) and different stressors (cold-induced stress, CIS; heat/dissolved oxygen-induced stress, HDOIS; transport-induced stress, TIS; and size-sorting-induced stress, SSIS) on hemato-biochemical parameters were evaluated. Four hundred and forty Nile tilapia fingerlings were distributed into 40-250 L aquaria and fed experimental diets for 110 days, and fed each of the five experimental diets, that were randomly distributed to eight replicates per treatment. Then, different groups of fish were subjected to one type of stress. Groups of 40 fish were used on CIS (17 °C), HDOIS (32 °C), and TIS (4 h), and a group of 140 fish on SSIS (15 min air exposure and 60 s handling). There was no effect on hemato-biochemical profile when DP levels were compared, neither before nor after stress; however, there was a significant stress effect. Digestible protein did not mitigate stress response under SSIS and CIS; lymphopenia and neutrophilia were the main cell-mediated immune response; dietary 22 and 26% DP impaired oxygenation on SSIS and TIS; fish under HDOIS and SSIS demanded more energy using triglycerides as an energy source; the diet formulated to contain 22% DP was not adequate to keep homeostasis under temperature stress. Cluster analysis showed that, for DP levels below the requirement for growth, SSIS and CIS were considered the most stressful conditions. At 34% DP level, HDOIS response was comparable to that of non-stressing conditions.(AU)
Assuntos
Animais , Biossíntese de Proteínas , Resposta ao Choque Térmico/fisiologia , Ciclídeos/fisiologiaResumo
A consanguinidade é uma realidade na criação de bubalinos no Brasil, devido ao número pequeno de animais no rebanho, e principalmente a falta de escrituração zootécnica e seleção genética da espécie. Isso faz com que exista muita endogamia e como consequência aparecem as anomalias congênitas, que associadas às condições ambientais resultam em animais com problemas de pele, baixo desenvolvimento, baixa produção e sanidade deficitária. O presente estudo demonstrou os efeitos de um manejo cuja persistência de um touro por período de 8 anos gerou progênie com despigmentação, culminando com alterações dermatológicas e baixo desenvolvimento em alguns animais de um rebanho, sendo estas: albinismo acentuado, albinismo parcial -cabeça e peitoral e fotossensibilização, na qual todos eram menos desenvolvidos se comparados aos pais não consanguíneos. A alta incidência de raios solares na região do Pantanal Mato-Grossense potencializou queimaduras cutâneas e desgaste desses animais. Com objetivo de eliminar os genes defeituosos, os animais foram descartados e um novo touro foi introduzido.(AU)
IInbreeding is a reality in buffalo breeding in Brazil, due to the small number of animals in the herd, and mainly the lack of zootechnical bookkeeping and genetic selection of the species. This means that there is a lot of inbreeding and, as a consequence, congenital anomalies appear, which, associated with environmental conditions, result in animals with skin problems, poor development, low production and poor health. The present study demonstrated the effects of a management whose persistence of a bull for a period of 8 years generated progeny with depigmentation, culminating with dermatological alterations and low development in some animals of a herd, namely: accentuated albinism, partial albinism -head and pectoral and photosensitization, in which all were less developed compared to non-consanguineous parents. The high incidence of solar rays in the Pantanal Mato-Grossense region potentiated skin burns and wear of these animals. In order to eliminate the defective genes, the animals were discarded anda new bull was introduced.(AU)
La consanguinidad es una realidad en la cría de búfalos en Brasil,debido al pequeño número de animales en el rebaño, y principalmente la falta de contabilidad zootécnica y de selección de genética de la especie. Esto provoca la existencia de mucha endogamia y como consecuencia aparecen las anomalías congénitas, que asociadas a las condiciones ambientales resultan en animales con problemas de piel, bajo desarrollo, baja producción y salud. El presente estudio demostró los efectos de un manejo donde la persistencia de un toro por un periodo de 8 años generó progenie con despigmentación, culminando en alteraciones dermatológicas en un rebaño de 35 animales, siendo de los afectados: despigmentación severa, albinismo parcial -cabeza y pecho y fotosensibilización, en los que todos fueron menos desarrollados si se comparan con los padres no consanguíneos. La alta incidencia de los rayos solares en la región del Pantanal Mato-Grossense colaboró con las quemaduras y el desgaste de estos animales. Con el objetivo de eliminar los genes defectuosos, los animales fueron descartados y se introdujo un nuevo toro.(AU)
Assuntos
Animais , Búfalos/genética , Endogamia/métodos , Transtornos de Fotossensibilidade/veterinária , Anormalidades Congênitas/veterinária , BrasilResumo
Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2). The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of [...].
Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas / planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e [...].
Assuntos
Melhoramento Vegetal/métodos , Triticum/crescimento & desenvolvimento , Triticum/genéticaResumo
Wheat breeders frequently use generation mean analysis to obtain information on the type of gene action involved in inheriting a trait to choose the helpful breeding procedure for trait improvement. The present study was carried out to study the inter-allelic and intra-allelic gene action and inheritance of glaucousness, earliness and yield traits in a bread wheat cross between divergent parents in glaucousness and yield traits; namely Mut-2 (P1) and Sakha 93 (P2). The experimental material included six populations, i.e. P1, P2, F1, F2, BC1, and BC2 for this wheat cross. A randomized complete block design with three replications was used, and a six parameters model was applied. Additive effects were generally more critical than dominance for all studied traits, except for plant height (PH) and grain yield/plant (GYPP). The duplicate epistasis was observed in spike length; SL, spikes/plant; SPP and days to heading; DTH. All six types of allelic and non-allelic interaction effects controlled SL, GYPP, DTH and glaucousness. All three types of epistasis, i.e. additive x additive, additive x dominance, and dominance x dominance, are essential in determining the inheritance of four traits (SL, GYPP, DTH and glaucousness). Dominance × dominance effects were higher in magnitude than additive × dominance and additive × additive in most traits. The average degree of dominance was minor than unity in six traits (glaucousness, grains/spike, spike weight, days to maturity, 100-grain weight and SL), indicating partial dominance and selection for these traits might be more effective in early generations. Meanwhile, the remaining traits (PH, SPP, GYPP and DTH) had a degree of dominance more than unity, indicating that overdominance gene effects control such traits and it is preferable to postpone selection to later generations. The highest values of [...].(AU)
Os criadores de trigo frequentemente usam a análise da média de geração para obter informações sobre o tipo de ação do gene envolvida na herança de uma característica para escolher o procedimento de melhoramento útil para o aprimoramento da característica. O presente estudo foi conduzido para estudar a ação do gene interalélico e intraalélico e a herança de características de glaucosidade, precocidade e produção em um cruzamento de trigo mole entre pais divergentes em glaucosidade e características de produção; nomeadamente Mut-2 (P1) e Sakha 93 (P2). O material experimental incluiu seis populações, ou seja, P1, P2, F1, F2, BC1 e BC2 para este cruzamento de trigo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com três repetições e aplicado um modelo de seis parâmetros. Os efeitos aditivos foram geralmente mais críticos do que a dominância para todas as características estudadas, exceto para altura da planta (AP) e rendimento de grãos / planta (GYPP). A epistasia duplicada foi observada no comprimento da ponta; SL, espigas / planta; SPP e dias para o cabeçalho; DTH. Todos os seis tipos de efeitos de interação alélica e não alélica controlaram SL, GYPP, DTH e glaucosidade. Todos os três tipos de epistasia, ou seja, aditivo x aditivo, aditivo x dominância e dominância x dominância, são essenciais na determinação da herança de quatro características (SL, GYPP, DTH e glaucosidade). Os efeitos de dominância × dominância foram maiores em magnitude do que aditivo × dominância e aditivo × aditivo na maioria das características. O grau médio de dominância foi menor do que a unidade em seis características (glaucosidade, grãos / espiga, peso da espiga, dias até a maturidade, peso de 100 grãos e SL), indicando dominância parcial, e a seleção para essas características pode ser mais eficaz nas gerações iniciais. Enquanto isso, os traços restantes (PH, SPP, GYPP e [...].(AU)
Assuntos
Melhoramento Vegetal/métodos , Triticum/crescimento & desenvolvimento , Triticum/genéticaResumo
Though recently considered a therapeutic treatment for commercial broilers, little is known about the effects of bacteriophages on native, slow-growing birds. This study evaluated their efficacy against Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium infected Noi chicken, a native Vietnamese broiler breed. In total, 420 birds were used in a completely randomized design consisting of seven treatments and four replicates of 15 birds. The treatments were NC (negative control), PC (positive control, S. Typhimurium challenged); NC+B1 and NC+B2 (negative control plus B1 or B2 bacteriophage, respectively); PC+B1, PC+B2 (positive control plus B1 or B2 bacteriophage, respectively) and PC+B1B2 (positive control plus both B1 and B2 bacteriophages). After four weeks of infection, the mortality rate in the PC group was 51.1% compared with 11.1% in the PC+B1B2 treatment. Bacteriophage administration had resulted in increased weight gain and decreased feed conversion ratio, particularly when both phages were included in the treatment (p<0.001). Moreover, the relative percentage of carcass weight was lowest in the PC treatment (66.9%) (p<0.001), whereas the other treatments registered similar carcass weight values. Regarding the internal organs, liver weight percentage was higher in the non-treated Salmonella group, and enlarged spleens were also noted in infected chickens even when treated with bacteriophages. The correlation between phage administration and blood parameters was unclear. Although the use of two bacteriophages for therapy was determined to be preferable for the majority of the criteria examined, further genetic characterization of the phages will be required before they can be widely used in chicken farms.(AU)
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Animais , Doenças das Aves Domésticas/imunologia , Infecções por Salmonella , Galinhas/microbiologia , Terapia por Fagos/veterinária , Salmonella typhimurium/imunologiaResumo
ABSTRACT: The aim of this study was to evaluate the influence of different non-genetic effects on indicator traits for maternal ability in Santa Inês ewes. Data included performance records of 100 lambs (males and females) born from 59 dams, from 2009 to 2012. The analyzed traits were birth weight (BW), weaning weight (WW), average daily gain from birth until weaning (ADGBW), total litter weight at birth (TLWB), and total litter weight at weaning (TLWW). The effects analyzed were the year of birth of the lamb, birth season, dam age at lambing, dam weight at lambing, sex of the lamb, lamb birth type, interaction between sex and birth type, and interaction between sex and birth season. SAS® software (SAS University Edition, USA) was used for calculation of the analysis of variance, means, and Pearson correlation coefficients. With the exception of the birth season, all the other environmental effects evaluated had a significant influence on at least one of the studied traits. The correlation estimates ranged from low to high and were either positive or negative. Birth weight was negatively correlated with the birth type and influenced positively all the other performance traits evaluated. The maternal ability of Santa Inês ewes was more clearly influenced by the age and weight of the dam at lambing, and the lamb birth type.
RESUMO: O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes efeitos não-genéticos sobre características indicadoras de habilidade materna em ovelhas da raça Santa Inês. Os dados utilizados incluíram registros de desempenho de 100 cordeiros (machos e fêmeas) filhos de 59 ovelhas, nascidos de 2009 a 2012. As características analisadas foram peso ao nascimento (PN), peso ao desmame (PD), ganho médio diário do nascimento ao desmame (GMND), peso total das crias ao nascer (PTCN) e peso total das crias ao desmame (PTCD). Os efeitos analisados foram ano de nascimento da cria, estação de nascimento, idade da mãe ao parto, peso da mãe ao parto, sexo da cria, tipo de nascimento da cria, interação entre sexo e tipo de nascimento, e interação entre sexo e estação de nascimento. O programa SAS (SAS University Edition, EUA) foi utilizado para o cálculo de análise de variância, médias e coeficientes de correlação de Pearson. Com exceção da estação de nascimento, os demais efeitos avaliados exerceram influência significativa sobre pelo menos uma das características estudadas. As estimativas de correlação variaram de baixa a alta magnitude e foram tanto positivas quanto negativas. O peso da cria ao nascimento foi negativamente correlacionado com o tipo de nascimento e influenciou positivamente todas as outras características de desempenho avaliadas. A habilidade materna de ovelhas Santa Inês foi mais claramente influenciada pela idade e peso da mãe ao parto e pelo tipo de nascimento da cria.
Resumo
The aim of this study was to evaluate the influence of different non-genetic effects on indicator traits for maternal ability in Santa Inês ewes. Data included performance records of 100 lambs (males and females) born from 59 dams, from 2009 to 2012. The analyzed traits were birth weight (BW), weaning weight (WW), average daily gain from birth until weaning (ADGBW), total litter weight at birth (TLWB), and total litter weight at weaning (TLWW). The effects analyzed were the year of birth of the lamb, birth season, dam age at lambing, dam weight at lambing, sex of the lamb, lamb birth type, interaction between sex and birth type, and interaction between sex and birth season. SAS® software (SAS University Edition, USA) was used for calculation of the analysis of variance, means, and Pearson correlation coefficients. With the exception of the birth season, all the other environmental effects evaluated had a significant influence on at least one of the studied traits. The correlation estimates ranged from low to high and were either positive or negative. Birth weight was negatively correlated with the birth type and influenced positively all the other performance traits evaluated. The maternal ability of Santa Inês ewes was more clearly influenced by the age and weight of the dam at lambing, and the lamb birth type.(AU)
O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes efeitos não-genéticos sobre características indicadoras de habilidade materna em ovelhas da raça Santa Inês. Os dados utilizados incluíram registros de desempenho de 100 cordeiros (machos e fêmeas) filhos de 59 ovelhas, nascidos de 2009 a 2012. As características analisadas foram peso ao nascimento (PN), peso ao desmame (PD), ganho médio diário do nascimento ao desmame (GMND), peso total das crias ao nascer (PTCN) e peso total das crias ao desmame (PTCD). Os efeitos analisados foram ano de nascimento da cria, estação de nascimento, idade da mãe ao parto, peso da mãe ao parto, sexo da cria, tipo de nascimento da cria, interação entre sexo e tipo de nascimento, e interação entre sexo e estação de nascimento. O programa SAS (SAS University Edition, EUA) foi utilizado para o cálculo de análise de variância, médias e coeficientes de correlação de Pearson. Com exceção da estação de nascimento, os demais efeitos avaliados exerceram influência significativa sobre pelo menos uma das características estudadas. As estimativas de correlação variaram de baixa a alta magnitude e foram tanto positivas quanto negativas. O peso da cria ao nascimento foi negativamente correlacionado com o tipo de nascimento e influenciou positivamente todas as outras características de desempenho avaliadas. A habilidade materna de ovelhas Santa Inês foi mais claramente influenciada pela idade e peso da mãe ao parto e pelo tipo de nascimento da cria.(AU)
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Animais , Feminino , Ovinos/crescimento & desenvolvimentoResumo
Biological invasions are leading several species to extinction and are projected as a main driver of biodiversity changes in lakes for this century. However, the knowledge of their impacts on the Neotropical ichthyofauna over time remains largely incipient, especially when considering the functional diversity of native communities. Here we aim to identify the effects of non-native species, especially the non-native piscivorous Cichla kelberi and Pygocentrus nattereri, on the functional diversity of the native ichthyofauna of the Carioca Lake, Middle Rio Doce basin, state of Minas Gerais. Using fish occurrence data for eight years from 1983 to 2010 combined with an ecomorphological-trait analysis, we found that while the native species richness dropped to 56%, the functional richness is only 27% of that found before introductions. In other words, more than species, the ichthyofauna suffered an impressive decline in the range of functional traits, which can further have severe impacts on ecological processes within that system. When considering all the components of the current ichthyofauna (native and non-native species), neither taxonomic nor functional richness have changed over time. However, even keeping biodiversity levels, non-native species are not able to fully compensate for the extinct native ones in terms of functions.(AU)
Invasões biológicas vêm levando várias espécies à extinção, sendo projetado como o principal causador de mudanças na biodiversidade em lagos neste século. Entretanto, o conhecimento dos impactos sobre a ictiofauna Neotropical ao longo do tempo permanece bastante incipiente, especialmente quando se considera a diversidade funcional de comunidades nativas. Neste estudo, nós procuramos identificar os efeitos das espécies não nativas, especialmente os piscívoros não nativos Cichla kelberi and Pygocentrus nattereri, sobre a diversidade funcional da ictiofauna da Lagoa Carioca, bacia do médio rio Doce, Minas Gerais. Utilizando dados de ocorrência de oito anos entre 1983 e 2010, combinados a uma análise de atributos ecomorfológicos, observamos que a riqueza de espécies decaiu a 56%, enquanto a riqueza funcional é de apenas 27% da encontrada antes das introduções. Ou seja, mais do que espécies, a ictiofauna sofreu um declínio significativo na amplitude de atributos funcionais, o que pode levar a impactos severos em processos ecológicos neste sistema. Ao considerar todos os componentes da ictiofauna atual (espécies nativas e não nativas), as métricas de riqueza não sofreram alterações ao longo do tempo. Entretanto, mesmo mantendo os níveis de biodiversidade, espécies não nativas não são capazes de compensar totalmente as espécies nativas extintas em termos funcionais.(AU)
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Animais , Variação Genética , Peixes/microbiologia , Erosão , BiodiversidadeResumo
Biological invasions are leading several species to extinction and are projected as a main driver of biodiversity changes in lakes for this century. However, the knowledge of their impacts on the Neotropical ichthyofauna over time remains largely incipient, especially when considering the functional diversity of native communities. Here we aim to identify the effects of non-native species, especially the non-native piscivorous Cichla kelberi and Pygocentrus nattereri, on the functional diversity of the native ichthyofauna of the Carioca Lake, Middle Rio Doce basin, state of Minas Gerais. Using fish occurrence data for eight years from 1983 to 2010 combined with an ecomorphological-trait analysis, we found that while the native species richness dropped to 56%, the functional richness is only 27% of that found before introductions. In other words, more than species, the ichthyofauna suffered an impressive decline in the range of functional traits, which can further have severe impacts on ecological processes within that system. When considering all the components of the current ichthyofauna (native and non-native species), neither taxonomic nor functional richness have changed over time. However, even keeping biodiversity levels, non-native species are not able to fully compensate for the extinct native ones in terms of functions.(AU)
Invasões biológicas vêm levando várias espécies à extinção, sendo projetado como o principal causador de mudanças na biodiversidade em lagos neste século. Entretanto, o conhecimento dos impactos sobre a ictiofauna Neotropical ao longo do tempo permanece bastante incipiente, especialmente quando se considera a diversidade funcional de comunidades nativas. Neste estudo, nós procuramos identificar os efeitos das espécies não nativas, especialmente os piscívoros não nativos Cichla kelberi and Pygocentrus nattereri, sobre a diversidade funcional da ictiofauna da Lagoa Carioca, bacia do médio rio Doce, Minas Gerais. Utilizando dados de ocorrência de oito anos entre 1983 e 2010, combinados a uma análise de atributos ecomorfológicos, observamos que a riqueza de espécies decaiu a 56%, enquanto a riqueza funcional é de apenas 27% da encontrada antes das introduções. Ou seja, mais do que espécies, a ictiofauna sofreu um declínio significativo na amplitude de atributos funcionais, o que pode levar a impactos severos em processos ecológicos neste sistema. Ao considerar todos os componentes da ictiofauna atual (espécies nativas e não nativas), as métricas de riqueza não sofreram alterações ao longo do tempo. Entretanto, mesmo mantendo os níveis de biodiversidade, espécies não nativas não são capazes de compensar totalmente as espécies nativas extintas em termos funcionais.(AU)
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Animais , Variação Genética , Peixes/microbiologia , Erosão , BiodiversidadeResumo
Bos taurus taurus and Bos taurus indicus cattle subspecies present different capabilities in coping with situations of elevated temperatures, the latter being more tolerant to heat stress. Thus, some breeding programs crossed these subspecies to produce a high producing yet heat-tolerant breed (Girolando). Nineteen Holstein (H100) and 19 Girolando cows [(½ Holstein × Gir (H50) and ¾ Holstein × Gir (H75)] with similar milk production were used in a six-day experiment to evaluate the consequences of heat stress due to shade deprivation on their physiological, blood and milk traits. Cows were exposed to a non-shaded environment between morning (06:00h; GMT -3:00) and evening milking (14:30h; GMT -3:00) with access to water ad libitum. Procedures were conducted before morning and evening milkings. Physiological parameters related to mechanisms of heat dissipation were measured, as well as the milk composition. Blood traits were evaluated. The temperature-humidity index (THI) was calculated. Statistical procedures included analysis of variance, correlation, and principal factors. THI was elevated during the trial and negatively impacted physiological, milk, and blood parameters in H100, H75, and H50. Alterations in physiology, milk stability, milk composition, and blood traits were more pronounced in H100. Holstein cows presented changes in physiological parameters in a more pronounced manner and in some milk and blood traits related to the reduced capability of this breed in dealing with elevated THI. The similarity in milk production levels excludes this parameter as a justification for differences in heat tolerance, with genetic composition being the main reason for these results.
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Feminino , Animais , Bovinos , Bovinos/fisiologia , Bovinos/sangue , Leite , Temperatura Alta/efeitos adversosResumo
Métodos eficazes para a colheita de sêmen permitem avanços na inseminação artificial em cães domésticos e canídeos selvagens geneticamente valiosos, permitindo a manutenção de linhagens genéticas e possibilitando a propagação de material genético post-mortem, bem como, diminuindo os custos e os riscos de transporte de animais para reprodução. Dentre os métodos de colheita de sêmen utilizados em cães, podemos destacar os métodos ejaculatórios como a manipulação digital e a eletroejaculação; e os métodos não ejaculatórios, que compreendem aqueles que envolvem os espermatozóides coletados do epidídimo, em casos de óbito ou orquiectomia ou em animais submetidos a vasectomia. Mais recentemente a colheita farmacológica de sêmen foi descrita em cães como um método não ejaculatório eficiente. Essa nova metodologia de colheita de sêmen surge como mais uma alternativa para facilitar a colheita de sêmen em cães domésticos que não aceitam a manipulação digital e eliminar a necessidade da eletroejaculação em animais selvagens. No entanto, os protocolos anestésicos utilizados ainda apresentam alguns efeitos colaterais indesejáveis, indicando que novos protocolos, mais seguros para a colheita de sêmen via cateterismo uretral necessitam ser testados.
Effective methods for semen collection are determinant for artificial insemination advances in genetically valuable domestic dogs and wild canids, allowing the genetic maintenance and enabling the post-mortem genetic material use, as well as, reducing the animals transporting costs and risks for breeding. The semen collection methods used in canids are ejaculatory methods, such as digital manipulation in dogs and electroejaculation in wild canids; and non-ejaculatory methods, which include sperm collected from epididymis after death or vasectomy. More recently, pharmacological semen collection was described in dogs as an efficient non-ejaculatory method. This new semen collection methodology emerges as another alternative to facilitate semen collection in domestic dogs that do not accept digital manipulation and eliminate the electroejaculation in wild animals. However, side effects undesirable was observed indicating that new anesthetic protocols, safer for semen collection via urethral catheterization, need to be tested.
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Animais , Cães , Adrenérgicos/administração & dosagem , Análise do Sêmen/métodos , Cães , Fenômenos Farmacológicos , Preservação do Sêmen/métodosResumo
Genomic selection (GS) emphasizes the simultaneous prediction of the genetic effects of thousands of scattered markers over the genome. Several statistical methodologies have been used in GS for the prediction of genetic merit. In general, such methodologies require certain assumptions about the data, such as the normality of the distribution of phenotypic values. To circumvent the non-normality of phenotypic values, the literature suggests the use of Bayesian Generalized Linear Regression (GBLASSO). Another alternative is the models based on machine learning, represented by methodologies such as Artificial Neural Networks (ANN), Decision Trees (DT) and related possible refinements such as Bagging, Random Forest and Boosting. This study aimed to use DT and its refinements for predicting resistance to orange rust in Arabica coffee. Additionally, DT and its refinements were used to identify the importance of markers related to the characteristic of interest. The results were compared with those from GBLASSO and ANN. Data on coffee rust resistance of 245 Arabica coffee plants genotyped for 137 markers were used. The DT refinements presented equal or inferior values of Apparent Error Rate compared to those obtained by DT, GBLASSO, and ANN. Moreover, DT refinements were able to identify important markers for the characteristic of interest. Out of 14 of the most important markers analyzed in each methodology, 9.3 markers on average were in regions of quantitative trait loci (QTLs) related to resistance to disease listed in the literature.
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Coffea/genética , Coffea/parasitologia , Fungos/crescimento & desenvolvimento , Fungos/patogenicidade , Inteligência ArtificialResumo
Genomic selection (GS) emphasizes the simultaneous prediction of the genetic effects of thousands of scattered markers over the genome. Several statistical methodologies have been used in GS for the prediction of genetic merit. In general, such methodologies require certain assumptions about the data, such as the normality of the distribution of phenotypic values. To circumvent the non-normality of phenotypic values, the literature suggests the use of Bayesian Generalized Linear Regression (GBLASSO). Another alternative is the models based on machine learning, represented by methodologies such as Artificial Neural Networks (ANN), Decision Trees (DT) and related possible refinements such as Bagging, Random Forest and Boosting. This study aimed to use DT and its refinements for predicting resistance to orange rust in Arabica coffee. Additionally, DT and its refinements were used to identify the importance of markers related to the characteristic of interest. The results were compared with those from GBLASSO and ANN. Data on coffee rust resistance of 245 Arabica coffee plants genotyped for 137 markers were used. The DT refinements presented equal or inferior values of Apparent Error Rate compared to those obtained by DT, GBLASSO, and ANN. Moreover, DT refinements were able to identify important markers for the characteristic of interest. Out of 14 of the most important markers analyzed in each methodology, 9.3 markers on average were in regions of quantitative trait loci (QTLs) related to resistance to disease listed in the literature.(AU)