GANHO GENÉTICO NA CULTURA DA SOJA. Ivan Schuster

Transcrição

1 GANHO GENÉTICO NA CULTURA DA SOJA Ivan Schuster

2 Considerações iniciais

3 Ganho Genético ou Ganho por Seleção Diferencial de Seleção (DS): DS = X S - X P Ganho de seleção (GS), ou ganho genético: GS = DSh 3

4 Ganho Genético Embora o objetivo do melhoramento genético seja o ganho genético, o melhorista observa o fenótipo. V (Fenótipo) = V (Genótipo + Ambiente) V (Fenótipo) = V (Genótipo) + V (Ambiente) + COV (Genótipo, Ambiente) Em termos dos parâmetros da população: F G A GA 4

5 5 Componentes aditivos e de dominância Considerando que: Temos: Padronizando-se todos os parâmetros por, obtêm-se a estimativa da proporção da variabilidade total que é devida às causas genéticas e ambientais. i d a G GA A i d a F F GA A i d F a F GA A F G F F F :

6 Herdabilidade F F G F A F GA a F d i F A GA 1 H z h z' h 1 z' H = herdabilidade no sentido amplo h = herdabilidade no sentido restrito z = proporção da variação fenotípica atribuível aos efeitos ambientais z = proporção da variação fenotípica atribuível aos efeitos genéticos não aditivos mais o efeito ambiental, considerando GA = 0 6

7 Diferencial de Seleção depende da Intensidade de Seleção DS = X S - X P Seleção 0% Seleção 10% 7

8 Intensidade de seleção (i) é função da proporção de indivíduos selecionados % de Indivíduos Selecionados (P) Intensidade de seleção (i) 0,90 0,0 0,80 0,35 0,70 0,50 0,60 0,64 0,50 0,80 0,40 0,97 0,30 1,16 0,0 1,40 0,10 1,76 0,05,08 0,04,16 0,03,7 0,0,44 0,01,70 Exemplo: Seleção de 10% dos indivíduos 8

9 Intensidade de Seleção Expressando a intensidade de seleção em unidades de desvio padrão: i = DS DS = i Ganho de Seleção: GS = DSh GS = i F h GS = i F hh GS = i F h a F GS = ih a Equação do Melhorista 9

10 Equação do Melhorista i = intensidade de seleção h = acurácia GS = ih a a = desvio genético aditivo 10

11 Equação do Melhorista GS = ih a define o ganho genético por ciclo de seleção No melhoramento genético, o objetivo é maximizar o ganho genético por unidade de tempo. Considerando-se também o tempo necessário para a criação e desenvolvimento de novas variedades, em anos (n), teremos o ganho genético anual: GS = ih a n 11

12 Desafios para o Aumento do Ganho Genético GS = i h a n GS = i h a n GS = i h a n GS = i h a n 1

13 Aumento do Ganho Genético pelo Aumento da Intensidade de Seleção Considerando o objetivo de aumentar em 50% o Ganho Genético aumentando-se a Intensidade de Seleção. 1,5GS = (1,5i) h a n Considerando-se o Proporção de indivíduos selecionados atualmente = 10% o Intensidade de seleção = 1,76 (tabela) o Aumento de 50% -> i = 1,76 x 1,5 =,65 o Nova intensidade de seleção =,65 o Proporção de indivíduos selecionados (tabela) próximo de 1% 13

14 Aumento do Ganho Genético pelo aumento da Intensidade de Seleção Aumentar o tamanho das populações o Para aumentar o ganho genético em 50%, aumentar o tamanho das populações em 10x Sem aumento do tamanho da população, redução do número de indivíduos selecionados o Menor tamanho efetivo o Deriva genética o Redução da variabilidade genética o Redução do ganho genético com o tempo. 14

15 Aumento do Ganho Genético pelo aumento da Acurácia h = h Aumentar acurácia = aumentar herdabilidade Considerando-se a meta de aumentar em 50% o Ganho Genético aumentando-se a Acurácia 1,5GS = i (1,5h) a n 1,5 h =,5h É necessário aumentar a herdabilidade em,5 vezes 15

16 Aumento do Ganho Genético pelo aumento da Acurácia Aumento de herdabilidade o Redução dos efeitos não genéticos (diminuição da variância ambiental). Melhores desenhos experimentais Escolha de áreas uniformidades Avaliações fenotípicas mais precisas Seleção com base em valores genéticos o Aumentando-se a variância genética Aumento das recombinações Aumento do tamanho das populações 16

17 Aumento do Ganho Genético pelo aumento da Variância Genética Considerando-se a meta de aumentar em 50% o Ganho Genético aumentando-se a variância genética 1,5GS = i h (1,5 a) n 1,5 a =,5 a A variância genética precisa ser aumentada em,5 vezes 17

18 Aumento do Ganho Genético pelo aumento da Variância Genética Aumento da Variância Genética por si só não aumenta o Ganho Genético 18

19 Aumento do Ganho Genético pelo aumento da Variância Genética Introdução de germoplasma (exótico ou não) Identificar a porção útil da variabilidade do germoplasma introduzido o Métodos Biométricos o Métodos Moleculares o Pré-Melhoramento o Aumento do tamanho das populações 19

20 Aumento do Ganho Genético pela redução do Intervalo entre Gerações (n) Ganho Genético pela reciclagem mais rápida da nova genética Considerando-se a meta de aumentar em 50% o Ganho Genético reduzindo-se o intervalo entre gerações 1,5GS = 1,5(ih a) n = ih a n 1,5 = ih a 0,67n É necessário reduzir em 1/3 o tempo de lançamento das novas variedades ou da reciclagem das linhagens. 0

21 Ganho Genético GS = i h a n Ganhos genéticos significativos podem ser obtidos otimizando-se cada um dos componentes da equação do melhorista o Aumentando a intensidade de seleção o Aumentando a acurácia da estimação (ou predição) do valor genético, tanto a partir de dados fenotípicos quanto moleculares o Aumentando e explorando melhor a variabilidade genética útil de cada espécie o Reduzindo o tempo entre gerações de melhoramento e até mesmo reduzindose o número de gerações de seleção, para reduzir o ciclo de reciclagem das linhagens 1

22 E-Book

23 Como Estimar o Ganho Genético dos Programas de Melhoramento Comparando-se as fases do pipeline Fase 1 Fase Fase 3 Fase 4 Comparando-se cada fase do pipeline em diferentes anos Conparando-se o Top 10% de cada fase do pipeline em diferentes anos Comparando-se os lançamentos de cada ano Importante: Usar sempre valores genéticos ou valores relativos a um grupo de testemunhas. 3

24 Ganho Genético ao Nível de Produtor DOW AGROSCIENCES RESTRICTED 4

25 Aumento de Produtividade da Soja nos EUA Considerando que /3 do aumento de produtividade é genético: Source % Genetic gain MG II 0.9 MG III 0.9 MG IV 1.1 Specht at al. 1999, Crop Sci 5

26 Aumento de Produtividade da Soja na Argentina Top 10% (0,7% ao ano) Geral (1,1% ao ano) de Felipe, 016 Crop Sciences 6

27 Aumento de Produtividade da Soja no Brasil Produtividade de Soja no Brasil nos Últimos 40 Anos y = 43,087x R² = 0,8774 3,5% 3,0%,5%,0% 1,5% 1,0% Se o ganho em kgha é constante, o ganho % é decrescente 500-0,5% 0,0% Com dados da Conab, 017 7

28 Ganho Genético da Soja no Brasil Nos últimos 40 anos, aumento da produtividade de 43 kg/ha/ano Considerando-se que de 50% a 70% do aumento de produtividade seja genético: o Ganho genético a nível de produtor de 1,5 a 30,1 kg/ha/ano o Em relação a produtividade atual, ganho genético a nível de agricultor é de 0,7 a 1% 8

29 Gap entre produtividade potencial e produtividade do agricultor Produtividade Real x Potencial Atual kg 195% 5196 kg 59% /15 015/16 016/17 Brasil CESB Fonte CESB e Conab 5851 kg 189% 9

30 Resumo Equação do Melhorista: GS = ih a n Aumento do Ganho Genético deve considerar simultaneamente aumentos em i, h e a, e diminuição de n. Aumentos de produtividade noa EUA, Argentina e Brasil tem sido de aproximadamente 1% ao ano. Instituições de pesquisa precisam identificar oportunidades para reduzir a diferença entre produtividade potencial já disponível e as produtividades médias obtidos pelos produtores. DOW AGROSCIENCES RESTRICTED 30