DIVERSIDADE GENÉTICA ENTRE TOUROS JOVENS DA RAÇA SIMENTAL POR MÉTODOS ANALISE MULTIVARIADA GENETIC DIVERSITY BETWEEN SIMENTAL YOUNG BULLS BY MULTIVARIATE ANALYSIS TECHINIC Edilson da Silva de Souza (1) Paulo B. Ferraz Filho (2) Laila Ottoni Costa (3) Júlio César de Souza (4) 1 Resumo A diversidade genética entre 46 reprodutores da raça SIMENTAL foi estudada, por meio de medidas de dissimilaridade, métodos de agrupamento e análises gráficas de componentes principais, com base nas diferenças esperadas em suas progênies (DEPs). As distâncias Euclidianas médias padronizadas obtidas foram 0,7851 entre os mais dissimilares e 0,0637 (unidade) entre os mais similares. Dez Grupos de reprodutores com a mesma similaridade foram obtidos por métodos de agrupamento por otimização. Os três primeiros componentes explicaram 86,57% da variância total, o primeiro explicou 53,2%, o segundo 18,2% e o terceiro 14,9%. Componentes principais possibilitaram a avaliação visual da divergência genética, por meio de gráficos de dispersão. Os resultados encontrados permitiram identificar animais divergentes, recomendando que suas progênies possam ser utilizadas como genitores de acasalamentos em programas de melhoramento, que visem obter maior heterose. Palavras-chave: Bovinos, Componentes Principais, Medidas de Dissimilaridade. Abstract It was studied the genetic divergence among 46 SIMENTAL bulls through dissimilarity measures, grouping methods and graphic analysis by main components base on the differences expected in its progenies (DEPs). The mean Euclidian standardized distances obtained were 0.7851 among the most dissimilar ones and 0.0637 (unit) for the most similar ones. Ten groups of reproducers whit the same similarity was obtained through grouping methods by optimization. The three main components explained 86.57% of the total variance; the first on explained 53.2%, the second one responded by 18.2% and the third by 14.9% of variance. Scores of the main components enabled the visual evaluation of genetic divergence, through dispersion graphics. The results allowed the identification among the evaluated animals, recommending that their progenies can be used a mating genitors in improvement programs which aim at producing calve with more heterosis. Keywords: Cattle, Dissimilarity Measures. Main Components. 1 Graduando em Licenciatura em Ciências Biológicas, UFMS CPTL II, e-mail: edilsondassouza@gmail.com; 2 Professor Associado, UFMS - CPTL II, e-mail: paulo.ferraz@ufms.br; 3 Graduanda em Licenciatura em Ciências Biológicas, UFMS - CPTL II, e-mail: lala.ottoni@gmail.com; 4 Professor Associado, UFMS CG, e-mail: julio.souza@ufms.br
2 1. Introdução A diversidade genética é um componente importante para a variabilidade populacional, podendo ser inferida por métodos preditivos tomando por base as diferenças morfológicas, fisiológicas ou moleculares (XAVIER, 2000). Atualmente, tem-se estudado a possibilidade de utilização de informações sobre similaridade e dissimilaridade genética, por intermédio de diferenças esperadas nas progênies (DEPs), utilizando-se de técnicas de análise multivariadas (FERRAZ FILHO et al., 2006). Assim, as medidas de dissimilaridade são importantes parâmetros utilizados pelos melhoristas principalmente quando se procura identificar genitores a serem utilizadas em programas que visem à obtenção de progênies com maior heterose (CRUZ e REGAZZI, 1997). O propósito deste trabalho, foi avaliar a divergência genética entre as progênies, da raça SIMENTAL, por meio de procedimentos preditivos e formar grupos de similaridade através de análise de agrupamento e de componentes principais. 2. Materiais e Métodos Utilizou-se para as analises, quarenta e seis reprodutores da raça SIMENTAL, listados no Sumário Nacional de Touros das Raças SIMENTAL e SIMBRASIL, 19ª Edição, 2016, realizada pela Associação Brasileira de Criadores das Raças SIMENTAL e SIMBRASIL (ABCRSS). Sete características referentes ás diferenças esperadas nas progênies (DEPs) foram estudadas: Efeito direto Peso Nascer (PND), Peso Desmama (PDD), Peso Um Ano (PAD), Peso Soberano (PSD); Efeito Materno Materno Total (MT), Peso Nascer (PNM), Peso Desmama (PDM). As medidas de dissimilaridade, expressa a partir da distância euclidiana média, foram utilizadas para se obter a similaridade e a dissimilaridade entre os reprodutores. Para análise de agrupamento utilizou-se o método de otimização de Tocher. Coeficientes de ponderação de componentes principais foram estimados para se obter gráficos de dispersão que possibilitaram a avaliação da divergência genética e do padrão de dissimilaridades entre os materiais estudados. Os dados foram processados pelo Programa Genes Aplicativo Computacional em Genética e Estatística, versão Windows (CRUZ, 2001).
3 3. Resultados e Discussão Com base nas distâncias Euclidianas médias, foram estimadas distâncias de 0,7851 para reprodutores mais dissimilares (touros 3 e 21) e a maior similaridade apresentou distância de 0,0637 (touros 13 e 39). TABELA 1 - Grupos de touros da raça SIMENTAL, estabelecidos pelo Método de Agrupamento de Tocher, com base na dissimilaridade expressa pela distância euclidiana média. Grupos Touros 13 39 26 27 45 8 32 20 46 44 31 16 34 2 15 28 6 23 1 38 2 10 17 11 25 18 24 7 33 43 3 5 37 12 4 22 19 36 4 30 35 40 3 5 14 41 6 1 7 42 8 29 9 21 10 9 Limite intergrupos: 0.2335 (maior distância entre os mínimos, limite de acréscimo, na média da distância intragrupo, para formação ou inclusão de um novo elemento no grupo) Por meio da aplicação do método de agrupamento de Tocher, com base nas dissimilaridades manifestadas, os touros foram separados em dez grupos homogêneos como demonstrado na Tabela 1, sendo que os touros 1, 42, 29, 21 e 9 formaram grupos individualizados. Componentes principais foram adquiridos a partir das medias padronizadas dos 46 touros, analisados em relação às DEPs das sete características. A estimativa dos componentes principais permitiu avaliar a importância relativa das características empregadas sobre a diversidade genética. As características de menor importância àqueles caracteres que são relativamente invariantes ou que apresentam redundância, ou seja, estão representados por outros caracteres, ou combinação de caracteres, cuja correlação é elevada (CRUZ E CARNEIRO, 2003). A partir do processamento das estimativas dos autovalores e autovetores (TABELAS 2 e 3), verificou se quais componentes principais explicam a maior parte da variância entre touros.
TABELA 2 - Estimativas de autovalores variância (ƛJ) obtidos da matriz de correlação entre as DEPS estimadas CP ƛJ ƛ J% ƛ j%acumulada 1 3,7341841 53,3454878 53,3454878 2 1,2788845 18,2697784 71,6152661 3 1,047144 14,9592005 86,5744667 4 0,507266 7,2466566 93,8211233 5 0,2656413 3,7948754 97,6159987 6 0,1375784 1,9654054 99,5814041 7 0,0293017 0,4185959 100,0 CP- Componente principal 4 TABELA 3 - Conjunto de autovetores obtidos da matriz de correlação entre as variáveis. Variável Original CP PND PDD PAD PSD MT PNM PDM 1º 0,2971 0,4472 0,4312 0,48 0,5048-0,017 0,2006 2º -0,534-0,0226 0,1879 0,0492 0,0996 0,8049 0,137 3º 0,1865-0,379 0,1073-0,234 0,0104-0,0466 0,8678 4º 0,6864-0,0477-0,4464 0,0594 0,0087 0,565-0,067 5º 0,3262-0,3808 0,7372-0,1208-0,2258 0,1286-0,3506 6º 0,1175 0,6624 0,1451-0,701-0,1354 0,1113 0,0646 7º -0,0186-0,2641-0,0582-0,4504 0,8159-0,0391-0,2375 CP- Componente principal, PND Peso Nascer (efeito direto), PDD Peso Desmama (efeito direto), PAD Peso1 Ano (efeito direto), PSD- Peso Soberano (efeito direto), MT Peso Maternal Total, PNM Peso Nascer (efeito materno), PDM Peso Desmana (efeito Materno). A partir das estimativas de autovalores verificou-se que os três primeiros componentes principais explicam 86,57% da variância entre os touros (TABELA 2). O primeiro componente explicou 53,34%, o segundo foi responsável por 18,26% e o terceiro por 14,95%. Um gráfico tridimensional (Figura 1) no qual são considerados simultaneamente os escores dos três primeiros componentes principais, confirma que os genótipos 3 e 21 são os mais dissimilares, por situarem-se graficamente mais distantes, e os mais similares são os genótipos 13 e 39.
5 Figura 1 - Dispersão gráfica tridimensional de 46 touros da raça SIMENTAL, em relação aos três primeiros componentes principais. 4. Conclusões As técnicas de analise multivariada aplicadas, foram eficientes na identificação de divergências genéticas, permitindo a formação de grupos de similaridade por métodos de otimização. Os acasalamentos entre os touros do grupo I, pela similaridade podem aumentar a homozigose e o acasalamento entre os descendentes desse grupo com os descendentes dos demais grupos podem elevar a heterozigose das progênies. Os componentes principais permitiram a observação visual da divergência entre os reprodutores. Referências CRUZ, C.D.; CARNEIRO, P.C.S. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. v. 2. Viçosa: UFV, 585 p. 2003. CRUZ, C.D. Programa Genes: versão Windows Aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa: UFV, 2001. 648 p. CRUZ, C.D.; REGAZZI A.J. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético. Viçosa, MG: UFV, 1997. 390p.
6 FERRAZ FILHO, P.B.; SILVA, L.O.C.; SOUZA, J.C.; MALHADO, C.H.M. Divergência genética de Touros Nelore com sêmen disponível em centrais de inseminação no Brasil. Archivos Latinoamericanos de Produção Animal, v.16, n.1: 25-31, 2006. XAVIER, L.H. Modelos univariado e multivariado para análise de medidas repetidas e verificação da acurácia do modelo univariado por meio de simulação. Piracicaba: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2000. 91p. Tese (Doutorado em Estatística e Experimentação Agronômica) Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2000.