Índices de estabilidade genotípica e seleção simultânea multivariada: uma nova abordagem
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Data
2019-12-19Primeiro membro da banca
Silva, José Antonio Gonzalez da
Segundo membro da banca
Lopes, Sidinei Jose
Terceiro membro da banca
Martin, Thomas Newton
Quarto membro da banca
Souza, Velci Queiróz de
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Visando uma melhor compreensão e exploração da interação genótipo-ambiente (IGA) no
melhoramento de plantas, tanto o desenvolvimento de novos métodos para análise de
adaptabilidade e estabilidade, quanto o aperfeiçoamento dos já existentes são necessários. Este
estudo introduz as bases teóricas, a aplicação numérica e a implementação em software
estatístico de novos índices de estabilidade genotípica e seleção simultânea multivariada no
melhoramento de plantas. A decomposição por valores singulares de uma matriz de dupla entrada
contendo os BLUPs (Best Linear Unbiased Prediction) dos efeitos da IGA obtidos em um modelo
linear de efeitos mistos (LMM) foi utilizada para confeccionar biplots, úteis na identificação dos
padrões de uma IGA aleatória. Um novo índice quantitativo de estabilidade genotípica chamado
WAASB, baseado na média ponderada dos escores absolutos da decomposição por valor singular
da matriz de BLUPs para os efeitos da IGA obtidos em um LMM é proposto. Por definição, quanto
menor o valor de WAASB, mais estável é um determinado genótipo. Também são introduzidos os
fundamentos teóricos de um índice de superioridade que permite ponderar entre estabilidade
(WAASB) e desempenho médio (Y), que foi convenientemente chamado WAASBY. O WAASBY
assume valores no intervalo 0−100, sendo 100 atribuído ao ideótipo, ou seja, o genótipo mais
estável e com o melhor desempenho médio dentre os considerados nos ambientes de teste. Um
índice de estabilidade multivariada (MTSI, multi-trait stability index) é utilizado para estender os
índices WAASB e WAASBY para uma estrutura multivariada permitindo, assim, a seleção para
estabilidade ou a seleção simultânea para estabilidade e desempenho médio com base em
diversas variáveis analisadas. A aplicação destes índices é ilustrada utilizando dados reais de
ensaios multiambientes com a cultura da aveia-branca (Avena sativa L.). O WAASB permitiu a
quantificação da estabilidade genotípica e a identificação de grupos de genótipos com diferentes
padrões de estabilidade e desempenho médio. Utilizando o índice WAASBY foi possível identificar
genótipos que combinam, simultaneamente, alto desempenho e estabilidade de rendimento. No
contexto da seleção multivariada, diferenciais de seleção (DS) positivos (1,75% ≤ DS ≤ 17,8%)
foram observados para as médias das variáveis que se desejava aumentar e negativo (DS = −11,7%) para uma variável que se desejava reduzir. Os DS negativos obtidos para o índice
WAASB (−63% ≤ DP ≤ −12%) indicam que os genótipos selecionados eram mais estáveis.
Medidas confiáveis de estabilidade usando o WAASB podem ajudar melhoristas e agrônomos a
tomar decisões corretas ao selecionar ou recomendar genótipos. Além disso, o índice de seleção
simultânea, WAASBY, será útil quando a seleção considerar pesos diferentes para estabilidade e
desempenho médio. O MTSI tem ampla aplicabilidade na seleção simultânea para estabilidade e
desempenho médio for baseada em múltiplas características, pois proporciona um processo de
seleção único, de fácil interpretação e que considera a estrutura de correlação entre as variáveis.
Os índices propostos foram implementados no pacote para software R metan (multi-environment
trial analysis). A versão de desenvolvimento do metan está disponível no Github
<https://tiagoolivoto.github.io/metan/> e pode ser instalada diretamente via console R usando
devtools::install_github("TiagoOlivoto/metan"). O metan apresenta uma coleção
de funções para verificar, manipular e resumir dados típicos de ensaios multiambientes, analisar
ensaios em ambientes individuais usando modelos de efeito fixo e misto, calcular estatísticas de
estabilidade paramétricas e não paramétricas, bem como implementar análises multivariadas.
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