Triagem de marcadores na seleção genômica ampla

Abstract

A seleção genômica ampla (GWS) foi proposta visando aumentar a eficiência dos programas de melhoramento genético e otimizar o processo de seleção utilizando informações pré-estimadas de centenas ou milhares de marcadores moleculares, sendo os marcadores DArTs e SNPs os mais apropriados para tal propósito. No entanto, apesar do avanço da biologia molecular e a relativa redução do preço de obtenção de marcadores a genotipagem de muitos indivíduos com alta densidade de marcadores pode não ser economicamente viável em alguns programas de melhoramento, dependendo da espécie. Os objetivos desse trabalho foram: i)triagem de marcadores para seleção genômica em eucalipto via seleção pelo efeito dos marcadores e via desequilíbrio de ligação (LD) com a verificação da capacidade preditiva após redução dimensional; ii) verificaçãodo ganho genético esperado baseado em seleção fenotípica e com uso da GWS, com e sem seleção de marcadores; iii)comparar a utilização de marcadores DArTs e SNPs na GWS em uma mesma população de eucalipto; iv) proposição de uma modificação para o método RR-BLUP-B preconizado por Resende et al. (2010).Os resultados demonstram que a seleção de marcadores pode manter a capacidade preditiva dos métodos de GWS muito próximas as obtidas utilizando-se todos os marcadores. Os ganhos genéticos por unidade de tempo, independente do método utilizado, foram superiores aos da seleção tradicional e podem ser mantidos utilizando a seleção de marcadores. Ademais, neste estudo, a abordagem de redução via desequilíbrio de ligação (PTMOD) foi superior ao RR-BLUP-B (efeito de marcas), porém, com menor redução no número de SNPs selecionados.Para a população de eucalipto e variáveis empregadas neste trabalho, os marcadores DArTs com menor densidade apresentaram melhores predições na GWS em relação a utilização de marcadores SNPs com maior densidade. O método RR-BLUP-B modificadosuperestimou a capacidade preditiva em relação ao método RR-BLUP-B original. Portanto, recomenda-se a validação independente como melhor forma de validação.

A genome wide selection (GWS) has been proposed to increase the efficiency of breeding programs and to optimize the selection process using pre-estimated information from hundreds or thousands molecular markers. The most suitable and usedfor this purpose are DArTs and SNPs markers. However, despite the advances in molecular biology and related reduction in the price of obtaining markers for genotyping many individuals with high density of markers, it may not be economically feasible in some breeding programs yet, depending on the species. Given the above, the objectives of this work were:i) screening markers for genomic selection in eucalypt selection by the effect of markers and by linkage disequilibrium (LD) with verification of predictive capacity after number of markers reduction; ii) verification of the expected genetic gain based on phenotypic selection and use of GWS, with and without markers selection; iii ) to compare the use of DArTand SNP markers in GWS in the same population of Eucalyptus; iv ) proposing new validation for RR-BLUP-B method proposed by Resende et al . (2010). Results demonstrate that the selection of markers can maintain the predictive ability of the methods GWS very close to those obtained using all markers. The genetic gain per unit of time, regardless of the method used, were superior to the traditional selection and can be maintained using selection markers. Moreover, in this study the reduction approach via linkage disequilibrium (PTMOD) was higher than RR-BLUP-B (effect of markers), but with a smaller reduction in the number of selected SNPs. For the population of eucalyptus and variables used in this study, DArTsmarkers with lower density showed better predictions in GWS regarding the use of SNP markers with higher density. The RR-BLUP-B modified overestimated the predictive ability compared to the original RR-BLUP-B method. Soitis recommended an independent validation as the best form of validation.