EFICIÊNCIAS RELATIVAS DE ÍNDICES DE SELEÇÃO CONSIDERANDO ESPÉCIES VEGETAIS E PESOS ECONÔMICOS IGUAIS ENTRE CARACTERES

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1 Orgnal Artcle 76 EFICIÊNCIAS RELATIVAS DE ÍNDICES DE SELEÇÃO CONSIDERANDO ESPÉCIES VEGETAIS E PESOS ECONÔMICOS IGUAIS ENTRE CARACTERES EFFICIENCIES ON THE INDEX OF SELECTION Emmanuel Arnold 1 ; Rcardo Gonçalves Slva 1 1. Professor, Doutor, Unversdade Federal do Maranão, Centro de Cêncas Agráras e Ambentas, Capadna, MA, Brasl. rgoncalves@ufma.br RESUMO: Na seleção smultânea de caracteres, város índces foram propostos e város trabalos procuraram estabelecer quas destes seram mas efcentes em dversas stuações. A efcênca destes índces pode ser varável de acordo com a stuação da seleção. O objetvo deste trabalo fo apresentar dos novos índces de seleção, comparando sua efcênca relatva aos índces mas conecdos e utlzados. Para sso, foram realzadas duas smulações e analsados os ganos predtos, com seleção por dversos índces, em dversas stuações. O peso de cada caráter seleconado pelos índces fo o mesmo. Concluu-se que os índces de Wllams (196) e Smt (1936) e Hazel (1943) não foram adequados em nenuma stuação analsada. Os índces de Elston (1963) e Mulamba e Mock (1978) foram adequados em algumas stuações. Os índces com base na dstânca genótpo deótpo e Pesek e Baker (1969) foram adequados em todas as stuações, porém, com ganos totas sempre nferores aos obtdos com o uso dos índces 1 e propostos neste trabalo. Os índces 1 e propostos forneceram os maores ganos predtos totas. UNITERMOS: Seleção smultânea. Meloramento. Bometra. INTRODUÇÃO Para obter materas genétcos superores é necessáro que o materal seleconado reúna, smultaneamente, uma sére de atrbutos favoráves que le confra rendmento comparatvamente mas elevado e que satsfaça tanto as exgêncas do consumdor quanto às do produtor. A seleção com base em uma, ou em umas poucas característcas, tem se mostrado nadequada, por conduzr a um produto fnal superor em relação a apenas os caracteres seleconados, mas com desempeno não tão favorável em relação aos város outros caracteres não consderados durante a prátca seletva (CRUZ; CARNEIRO, 006). Anda segundo Cruz e Carnero (006), uma manera de se aumentar à cance de êxto de um programa de meloramento é por meo da seleção smultânea de um conjunto de caracteres de mportânca econômca. Para tal objetvo, a utlzação da teora de índce de seleção é uma alternatva efcente, pos permte combnar as múltplas nformações contdas na undade expermental, de modo que seja possível a seleção com base em um complexo de varáves que reúna város atrbutos de nteresse econômco. Desse modo, o índce de seleção consttu-se num caráter adconal, estabelecdo pela combnação lnear ótma de város caracteres, que permte efetuar, com efcênca, a seleção smultânea. Város índces foram propostos ao longo dos anos e város trabalos (SUBANDI et al., 1973; BARABOSA et al., 1997; GARCIA et al., 1999; GRANATE et al., 00; VILARINHO et al., 00; COSTA et al., 004) procuraram comparar alguns destes índces em dversas stuações. De modo geral, á métodos que se caracterzam pela necessdade de estmar varâncas e covarâncas fenotípcas e genotípcas e de estabelecer pesos econômcos relatvos aos város caracteres (SMITH, 1936; HAZEL, 1943). Por outro lado, Wllams (196) sugeru ponderar os valores fenotípcos pelos seus respectvos pesos econômcos, evtando desta forma a nterferênca das mprecsões das matrzes de varâncas e covarâncas. Estes índces são índces paramétrcos. Outros índces (ELSTON, 1963; MULAMBA; MOCK, 1978) dentfcam-se por elmnar a necessdade de estabelecer pesos econômcos e estmar varâncas e covarâncas. Neste caso, os índces são não-paramétrcos. Devdo à dfculdade em estabelecer pesos econômcos, Talls (196), Pesek e Baker (1969), Harvlle (1974) e Ta (1977) propuseram um índce com base nos ganos desejados, enquanto Cruz (1990) sugeru estmá-los a partr de estatístcas dos própros dados expermentas. Suband et al. (1973) avalaram a efcênca de dferentes índces de seleção, propondo três dferentes índces. Os autores concluíram que o melor índce na stuação exposta fo o de Smt (1936) e Hazel (1943) segudo pelo índce 1 proposto pelos autores.

2 Efcêncas relatvas ARNHOLD, E.; SILVA, R. G. 77 Na avalação de índces não paramétrcos, Garca & Souza Júnor (1999) concluíram que os índces avalados (MULAMBA; MOCK, 1978; ELSTON, 1963; dstânca genótpo deótpo) não foram adequados na seleção de cultvares. Com o objetvo de avalar métodos de seleção na dentfcação de clones de batata (Solanum tuberosum L.), Barbosa e Pnto (1997) concluíram que os índces de Smt (1936), Hazel (1943), Wllams (196), Pesek e Baker (1969) e Mulamba e Mock (1978), foram efcentes na seleção smultânea de dversos caracteres. Empregando os índces de Smt e Hazel (1936), Pasek e Baker (1969), Elston (1963) e Wllams (196), para seleção smultânea de város caracteres em mlo-ppoca, Granate et al. (00) concluíram que os ganos predtos com o índce de seleção de Smt e Hazel (1936) são superores aos predtos com outros índces utlzados e manfestamse em mas caracteres. Concluu-se também, que o índce de Wllams (196) não fornece resultados adequados. Costa et al. (004) concluíram que o uso dos índces de seleção é vantajoso em soja, uma vez que proporconaram maores ganos totas, dstrbuídos entre todos os caracteres avalados. Também concluíram que o índce baseado na soma de ranks ou Mulamba e Mock (1978), revelou-se mas adequado, com progressos superores em váras stuações. O objetvo deste trabalo fo avalar dos novos índces de seleção e comparar sua efcênca relatva com índces mas conecdos e utlzados. MATERIAL E MÉTODOS Na avalação da efcênca dos índces, foram utlzadas duas smulações. A prmera smulação fo consttuída de 100 genótpos de mlo-ppoca, em expermento em blocos ao acaso com 4 repetções. As característcas smuladas foram capacdade de expansão (CE) em ml g -1, rendmento de grãos (RG) em kg a -1 e altura de plantas (AP) em metros. Foram estmados os ganos predtos em porcentagem, com seleção smultânea postva para as três característcas, em duas ntensdades de seleção (10 e 0 genótpos seleconados) utlzando os índces de Elston (1963), Mulamba e Mock (1978), Wllams (196), Pasek e Baker (1969), dstânca genótpo deótpo, Smt (1936) e Hazel (1943) e os Índces 1 e propostos neste trabalo. Os pesos econômcos foram guas para as três característcas. Foram estmados também, os ganos predtos em porcentagem com seleção smultânea postva em capacdade de expansão e produção de grãos, e negatva em altura de plantas, com seleção de 0 genótpos, utlzando os índces de Elston (1963), Mulamba e Mock (1978) e o Índce proposto neste trabalo. Os pesos econômcos novamente foram guas para as três característcas. A segunda smulação fo consttuída de 00 genótpos de soja, em expermento em blocos ao acaso com 4 repetções. As característcas smuladas foram altura de planta na maturação (APM) em cm, altura de nserção da prmera vagem (AIV) em cm, número de vagens por planta (NV), número de sementes por planta (NS) e produção por planta (PROD) em grama. Para a segunda smulação, foram estmados os ganos predtos em porcentagem, com seleção smultânea postva para as cnco característcas, em duas ntensdades de seleção (0 e 40 genótpos seleconados), utlzando os índces de Elston (1963), Mulamba e Mock (1978), Wllams (196), Pasek e Baker (1969), dstânca genótpo deótpo, Smt (1936) e Hazel (1943), e os Índces 1 e propostos neste trabalo. Os pesos econômcos foram guas para as cnco característcas. O gano predto fo estmado pela multplcação da erdabldade pelo dferencal de seleção, em todas as análses. O dferencal de seleção fo obtdo pela dferença da méda dos seleconados pela méda geral. O gano predto total em porcentagem fo obtdo pela soma, em porcentagem, do gano predto em cada característca seleconada. A efcênca relatva dos índces fo julgada pelos ganos predtos totas em porcentagem, obtdos por seleção smultânea. Assm, um índce fo consderado relatvamente superor a outro, quando estmou maor gano genétco predto total em porcentagem. Para a obtenção dos ensaos smulados, das análses de varânca, dos parâmetros genétcos e dos ganos predtos para alguns índces, fo utlzado o programa Genes (CRUZ, 001). Os índces 1 e propostos neste trabalo são semelantes ao índce de Mulamba e Mock (1978), porém, utlzando como rank de cada característca sua porcentagem em relação à méda. Assm, o índce 1 consste em transformar o valor de cada característca em porcentagem em relação à méda da mesma. A méda, deve-se ressaltar, possu o valor 100%. A segur, são somadas as porcentagens de cada característca para cada materal, resultando no índce de seleção, como descrto a segur: I = r + r + r r 1 3 n

3 Efcêncas relatvas ARNHOLD, E.; SILVA, R. G. 78 onde: I = r1 1 + r + r rn n I o valor do índce para o -ésmo genótpo; onde: r n é a porcentagem do -ésmo ndvíduo em I o valor do índce para o -ésmo genótpo; relação a méda do n-ésmo caráter; r n é a porcentagem do -ésmo ndvíduo, em n é o número de caracteres consderados no índce. relação a méda do n-ésmo caráter; Este índce tem o objetvo de fornecer o maor dferencal de seleção total em porcentagem, n é a erdabldade estmada para a n-ésmo pos os ndvíduos de maor índce são seleconados, caráter; ou seja, possuem maor méda consderando todas as n é o número de caracteres consderados no índce. característcas smultaneamente. O índce pode ser representado No índce o procedmento é semelante, matrcalmente da segunte forma: porém, com o dferencal de multplcar cada I = r porcentagem pela respectva erdabldade, como em que: descrto matematcamente a segur: I1 r11 r1 r13 L r1n 1 I r1 r r3 L rn I= I 3 ; r= r31 r3 r33 r L 3n ; = 3 M M L M M I m m r 1 m m1 rm rm3 r L mn n n n 1 Assm, o índce tem objetvo de fornecer maor gano genétco predto total em porcentagem, pos o dferencal de seleção total pode ser máxmo, mas não fornecer o gano total máxmo. Este é o caso, por exemplo, quando alguns caracteres contrbuem mas para o dferencal de seleção máxmo, mas possuem baxa erdabldade. Portanto, com a ponderação pela erdabldade, obtém-se o gano genétco predto máxmo. No caso de característcas onde a seleção é negatva, ou seja, procura-se seleconar genótpos com valores nferores à méda, deve-se calcular a porcentagem de forma que os valores abaxo da méda sejam acma de 100%. Os dos índces também permtem a utlzação de pesos econômcos. Neste caso, basta multplcar o rank de cada característca pelo respectvo peso econômco. RESULTADOS E DISCUSSÃO Consderando a seleção postva de 10 genótpos, smultaneamente em capacdade de expansão (CE), rendmento de grãos (RG) e altura de plantas (AP) (Tabela 1), observa-se que os índces de Elston (1963), Wllams (196) e, prncpalmente, o índce de Smt (1936) e Hazel (1943), foram nferores aos demas em predze ganos totas, além de dstrbur mal estes ganos nas três característcas. O índce de Mulamba e Mock (1978), apesar de promover o quarto maor gano predto total (Tabela 1), apresentou a melor dstrbução de ganos entre as varáves. O índce 1 apresentou o segundo maor gano (juntamente com o índce de Pasek e Baker (1969)). Como comentado na metodologa, este índce (índce 1) fornece o dferencal de seleção total máxmo em porcentagem, nem sempre predzendo o maor gano total em porcentagem. Pode-se observar que o índce 1 explora mas a característca rendmento de grãos, de menor erdabldade (56,91%), em detrmento das demas, com erdabldades mas elevadas, como capacdade de expansão (79,37%) e altura de plantas (70,59%). Tabela 1. Ganos genétcos predtos em porcentagem ( %) com seleção de 10 ndvíduos, smultaneamente em capacdade de expansão (CE), rendmento de grãos (RG) e altura de plantas (AP), utlzando város índces de seleção* CE,0 5,77-1,7 4,7 3,64-4,4 4,7 4,63 RG -0,14 3,81 1,84 10,5 6,6 1,35 10,5 6,85 AP 8,88 5,5-0,75 0,5 4,7-1,33 0,5 4,49

4 Efcêncas relatvas ARNHOLD, E.; SILVA, R. G. 79 Total 10,76 15,08 10,8 15,31 14,6 6,60 15,31 15,97 Índce de Mulamba e Mock (1978) 3 Índce de Wllams (196) 5 Índce com base na dstânca genótpo deótpo 6 Índce de Smt (1936) e Hazel (1943) 7 Ìndce 1 8 Índce Já o índce, como também já comentado na metodologa, forneceu o maor gano total em porcentagem (Tabela 1). Este últmo também dstrbuu bem os ganos predtos entre as três característcas. Consderando a seleção postva de 0 genótpos, smultaneamente em capacdade de expansão (CE), rendmento de grãos (PG) e altura de planta (AP) (Tabela ), observa-se novamente que os índces de Elston (1963), Wllams (196) e Smt (1936) e Hazel (1943) foram nferores aos demas em predzer ganos totas, além de novamente dstrbur mal estes ganos nas três característcas. O índce de Mulamba e Mock (1978) teve novamente o mérto da melor dstrbução de ganos entre as três característcas (Tabela ). O índce 1 apresentou o segundo maor gano (Tabela ). O índce, como esperado, novamente seleconou os genótpos que, prevê-se, forneçam o maor gano genétco total. Tabela. Ganos genétcos predtos em porcentagem ( %) com seleção de 0 ndvíduos, smultaneamente em capacdade de expansão (CE), rendmento de grãos (RG) e altura de plantas (AP), utlzando város índces de seleção* CE -0,5 4,16-1,57 4,39,7-3,48 3,39 3,64 RG 0,94 4,41 9,7 7,1 4,6 9,56 7,0 6,44 AP 7,43 4,3 -,19 0,94 4,76-1,88,69 3,08 Total 8,1 1,80 5,94 1,43 1,10 4,0 13,10 13,16 Índce de Mulamba e Mock (1978) 3 Índce de Wllams (196) 5 Índce com base na dstânca genótpo deótpo 6 Índce de Smt (1936) e Hazel (1943) 7 Ìndce 1 8 Índce Com o objetvo de mostrar a efcênca do índce em stuações onde a seleção em uma das característcas é negatva, adotou-se a seleção negatva em altura de plantas (Tabela 3). Nesta stuação, o índce não só seleconou os genótpos que forneceram o maor gano predto total, como fo o índce que dstrbuu melor os ganos para as três característcas (Tabela 3). Tabela 3. Ganos genétcos predtos em porcentagem ( %) para seleção smultânea postva em capacdade de expansão (CE), rendmento de grãos (RG) e negatva em altura de plantas (AP), utlzando város índces de seleção* quando seleconados 0 ndvíduos 1 3 CE 1,53 4,8 4,4 RG 3,39 5,50 5,96 AP -7,75-5,68-5,35 Total # 1,67 15,46 15,73

5 Efcêncas relatvas ARNHOLD, E.; SILVA, R. G. 80 Índce de Mulamba & Mock (1978) 3 Ìndce # O gano total é obtdo pela soma em módulo dos ganos em CE, PG e AP Com os dados da segunda smulação, onde o número de genótpos e característcas é maor, ou seja, uma stuação onde a seleção smultânea não é tão smples, ocorre maor dferencação entre a efcênca dos dferentes índces de seleção (Tabelas 4 e 5). Nota-se, que o índce de Wllams (196) e Smt (1936) e Hazel (1943) foram bastante nferores aos demas, com lgera superordade do índce de Wllams (196). Com a análse das Tabelas 1,, 4 e 5, notase também que, um índce pode ser mas adequado que outro em uma stuação, e o contráro pode ocorrer em outra, como é o caso dos índces de Elston (1963) e Mulamba e Mock (1978). Tanto com a seleção de 0 genótpos (Tabela 4) como na seleção de 40 (Tabela 5), o índce apresentou o maor gano total, segudo do índce 1 e, em tercero lugar, o índce de Elston (1963). Tabela 4. Ganos genétcos predtos em porcentagem ( %) com seleção smultânea em altura de planta na maturação (APM), altura de nserção prmera vagem (AIV), número de vagens por planta (NV), número de sementes por planta (NS) e produção por planta (PROD), utlzando város índces de seleção* quando seleconados 0 ndvíduos APM 4,36 6,69 13,69 5,47 6,09 13,69 4,80 5,44 AIV 7,71 8,73 1,9 10,53 6,9 1,90 7,76 7,63 NV 7,44 8,54 1,71 1,59 9,5 1,71 7,67 6,53 NS 5,97 6,59 1,1 8,55 7,44 1,1 6,60 6,4 PROD 1,11 1,6 16,68 15,51 13,44 16,68 19,9 0,76 Total 46,59 43,17 35,10 41,65 4,51 35,10 46,75 46,78 Índce de Mulamba e Mock (1978) 3 Índce de Wllams (196) 5 Índce com base na dstânca genótpo deótpo 6 Índce de Smt (1936) e Hazel (1943) 7 Ìndce 1 8 Índce Tabela 5. Ganos genétcos predtos em porcentagem ( %) com seleção smultânea em altura de planta na maturação (APM), altura de nserção prmera vagem (AIV), número de vagens por planta (NV), número de sementes por planta (NS) e produção por planta (PROD), utlzando város índces de seleção* quando seleconados 40 ndvíduos APM,88 5,46 11,47 6,47 5,45 11,77,96 3,3 AIV 7,80 7,33 1,65 6,94 5,56 1,65 7,45 6,79 NV 6,36 6,93 1,03 0,81 7,69 1,19 6,0 6,6 NS 6,10 6,48 1,67 6,06 4,95 1,48 5,69 5,51 PROD 15,16 10,71 13,33 14,19 11,57 1,43 16,38 16,73 Total 38,30 36,91 9,15 34,47 35, 8,5 38,50 38,5 Índce de Mulamba e Mock (1978) 3 Índce de Wllams (196) 5 Índce com base na dstânca genótpo deótpo

6 Efcêncas relatvas ARNHOLD, E.; SILVA, R. G Índce de Smt (1936) e Hazel (1943) 7 Ìndce 1 8 Índce Na stuação da segunda smulação (Tabelas 4 e 5), as dferenças em termos de ganos totas entre os índces 1 e foram menores que as encontradas na stuação da prmera smulação (Tabelas 1 e ). CONCLUSÕES O índce de Wllams (196) e Smt (1936) e Hazel (1943) não foram adequados em nenuma stuação analsada neste trabalo. Os índces de Elston (1963) e Mulamba e Mock (1978) foram adequados em algumas stuações e não adequados em outras. Os índces com base na dstânca genótpo deótpo e de Pesek e Baker (1969) foram adequados em todas as stuações, porém com ganos totas sempre nferores aos obtdos com o uso dos índces 1 e propostos neste trabalo. Os índces 1 e propostos neste trabalo foram aqueles que forneceram os maores ganos predtos totas. ABSTRACT: In smultaneous selecton of caracters, several ndces ave been proposed and several sougt to establs wc of tese works would be most effectve n varous stuatons. Te effcency of tese ndces can be varable accordng to te selecton. Te objectve of ts work was to present two new ndces of selecton, comparng ter effcency ndces on te best known and used. For ts, two smulatons were performed and analyzed te gans predtos, wt selecton by varous ndces n dfferent stuatons. Te wegt of eac caracter selected by te ndexes was te same. It s concluded tat te rates of Wllams (196) and Smt (1936) and Hazel (1943) were not approprate n any stuaton examned. Te contents of Elston (1963) and Mulamba e Mock (1978) were adequate n some stuatons. Te ndces based on te dstance genotype-deótpo and Pesek e Baker (1969) were approprate n all stuatons, owever, wt total earnngs always lower tan tose obtaned wt te use of ndces 1 and proposed n ts work. Te ndexes 1 and proposed provded te largest gans predtos totals. KEYWORDS: Smultaneous selecton. Breedng. Bometrcs. REFERÊNCIAS BARBOSA, M. H. P.; PINTO, C. A. B. P. Efcênca de índces de seleção na dentfcação de clones superores de batata. Pesqusa Agropecuára Braslera, Brasíla, v. 3, p , COSTA, M. M.; DI MAURO, A. O.; UNÊDA-TREVISOLI, S. H.; ARRIEL, N. H. C.; BÁRBARO, I. M.; MUNIZ, F. R. S. Gano genétco por dferentes crtéros de seleção em populações segregantes de soja. Pesqusa Agropecuára Braslera, Brasíla, v. 39, p , 004. CRUZ, C. D. Aplcação de algumas técncas multvaradas no meloramento de plantas p. Tese (Doutorado) - Escola Superor de Agrcultura Lus de Queroz, Praccaba. CRUZ, C. D.; CARNEIRO, P. C. S. Modelos bométrcos aplcados ao meloramento genétco. Ed. Vçosa: UFV, p. CRUZ, C. D. Programa genes: versão Wndows; aplcatvo computaconal em genétca e estatístca. Vçosa: Edtora UFV, p. ELSTON, R. C. A wegt-free ndex for te purpose of rankng or selecton wt respect to several trats at a tme. Bometrcs, Wasngton, v. 19, p , GARCIA, A. A. F.; SOUZA JÚNIOR, C. L. de Comparação de índces de seleção não paramétrcos para a seleção de cultvares. Braganta, Campnas, v. 58, p , 1999.

7 Efcêncas relatvas ARNHOLD, E.; SILVA, R. G. 8 GRANATE, M. J.; CRUZ, C. D.; PACHECO, C. A. P. Predção de gano genétco com dferentes índces de seleção no mlo-ppoca CMS-43. Pesqusa Agropecuára Braslera, Brasíla, v. 37, p , 00. HARVILLE, D. A. Optmal procedures for some constraned selecton problems. Journal of te Amercan Statstcal Assocaton, New York, v. 69, p , HAZEL, L. N. Te genetc bass for constructng selecton ndexes. Genetcs, Pttsburg, v. 8, p , MULAMBA, N. N.; MOCK, J. J. Improvement of yeld potental of te Eto Blanco maze (Zea mays L.) populaton by breedng for plant trats. Egyptan Journal of Genetcs and Cytology, Alexandra, v. 7, p , PESEK, J.; BAKER, R. J. Desred mprovement n relaton to selected ndces. Canadan Journal of Plant Scence, Ottawa, v. 49, p , SUBANDI; COMPTON, W. A.; EMPIG, L. T. Comparson of te effcences of selecton ndces for tree trats n two varety crosses of corn. Crop Scence, Madson, v. 13, p , TAI, G. C. C. Index selecton wt desred gans. Crop Scence, Madson, v. 17, p , TALLIS, G. M. A selecton ndex for optmum genotype. Bometrcs, Wasngton, v. 18, p. 10-1, 196. VILARINHO, A. A.; VIANA, J. M. S.; CÂMARA, T. M. M.; SANTOS, J. F. Seleção de progênes endogâmcas S 1 e S em um programa de meloramento ntrapopulaconal de mlo-ppoca. Acta Scentarum Agronomy, Marngá, v. 4, n. 5, p , 00. WILLIAMS, J. S. Te evaluaton of a selecton ndex. Bometrcs, Wasngton, v. 18, p , 196.