Evaluation of genetic delineation in programs of recurrent population improvement, through simulation

Visando à estimação dos componentes aditivo e devida à dominância da variância genotípica, e também do grau médio de dominância, Comstock e Robinson (1948) sugeriram a avaliação de progênies de irmãos completos obtidas pelo cruzamento de m machos com grupos distintos de f fêmeas. Este sistema de cruzamentos controlados foi denominado Delineamento I. O objetivo deste trabalho foi analisar os ganhos genéticos devidos à seleção e alterações na variância genotípica populacional, com seleção entre famílias de irmãos completos, famílias de irmãos completos obtidas utilizando o Delineamento I, seleção em tandem e seleção entre famílias de meios-irmãos. Por meio de simulação, foi analisado o mérito do Delineamento I como sistema de cruzamentos em programas de melhoramento populacional recorrente, com base em ganhos realizados. Para tanto, foram considerados sistemas gênicos com 10 genes, associados a três valores de herdabilidade (10, 50 e 90%), em três classes de populações (pouco melhorada, muito melhorada e com freqüências intermediárias dos genes favoráveis). Em cada classe de população foram considerados sete caracteres, representados por distintos graus de dominância (2 e -2, 1 e -1, 0,5 e -0,5 e 0). Com grau de dominância positivo o gene favorável (aquele que aumenta a expressão do caráter) é dominante e com grau de dominância negativo é recessivo. Foram avaliados os ganhos médios após 10 ciclos de seleção, ressaltando que cada processo de simulação foi repetido 10 vezes. Foi possível validar o processo de simulação, uma vez que os resultados obtidos foram comparáveis e concordantes com os encontrados na literatura, com trabalhos experimentais de milho. Verificou-se que a estratégia de seleção entre famílias de meios-irmãos foi a pior estratégia de seleção ao comparar os ganhos realizados, em 73% das situações avaliadas. A estratégia de seleção entre famílias de irmãos completos se destacou como a melhor estratégia de seleção em apenas 21% das situações avaliadas. As estratégias de seleção utilizando o Delineamento I, como sugerido por Comstock e Robinson apresentaram os maiores ganhos realizados, na grande maioria dos casos observados (68,2%), ao longo de 10 ciclos de seleção, demonstrando ser perfeitamente possível sua utilização em programas de melhoramento populacional recorrente. Independente do caráter, quando o gene favorável é recessivo ou em situação de ausência de dominância, as populações cuja unidade de seleção eram famílias de meios-irmãos, mantiveram-se com maior variabilidade genotípica na população no décimo ciclo. Quando o gene favorável era dominante observaram-se várias situações em que as estratégias de seleção entre famílias de irmãos completos obtidas utilizando o Delineamento I e seleção em tandem apresentaram alta variabilidade genotípica, mesmo após 10 ciclos de seleção. A perda de genes por deriva não foi muito pronunciada, ocorrendo basicamente em populações pouco melhoradas ou muito melhoradas, com gene favorável recessivo e que estavam em baixa freqüência na população inicial, diminuindo com o decréscimo do valor do grau médio de dominância. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que a melhor unidade de seleção é família de irmãos completos e a melhor estratégia de seleção é entre famílias de irmãos completos obtidas utilizando o Delineamento I, como sugerido por Comstock e Robinson.Comstock and Robinson (1948) have suggested the evaluation of full-sib lineages obtained by crossing m male with f female distinct groups, in order to esteem the additive components, considering the dominance of the genotypic variance, and also the average degree of dominance. This system of controlled crossings was called Delineation I. The objective of this work was to analyze the genetic gains due to the selection and alterations in the population genotypic variance. Selection was performed between families of full sib, between families of full sib obtained using Delineation I, selection in tandem and selection between families of half sib. The merit of Delineation I was analyzed through simulations, as a crossings system in programs of recurrent population improvement, on the basis of realized gains. Thus, it was considered genic systems with 10 genes, associated to three values of heritability (10, 50 and 90%), in three population classes (little improved, much improved and with intermediate frequencies of the favorable genes). In each population class, seven characters were considered, representing distinct degrees of dominance (2 and -2, 1 and -1, 0,5 and -0,5 and 0). With degree of positive dominance, the favorable gene (the one that increases the expression of the character) is dominant and with negative degree of dominance it is recessive. The average gains were evaluated after 10 cycles of selection, each process of simulation being repeated 10 times. It was possible to validate the simulation process, since the obtained results were very similar to those presented in literature relating to experimental works on corn. It was verified that the strategy of selection between half sib families was the worst strategy when comparing the realized gains, in 73% of the evaluated situations. The selection strategy between full sib families was the best strategy in only 21% of the evaluated situations. The selection strategies using Delineation I presented the biggest carried through gains - as suggested by Comstock and Robinson - in the great majority of the observed cases (68,2%), throughout 10 cycles of selection. This demonstrates its potential use in programs of recurrent population improvement. Independent of the character, when the favorable gene is recessive or in situation of dominance absence, populations whose unit of selection was half sib families had retained bigger genotypic variability in the population in the tenth cycle. In many situations when the favorable gene was dominant and where the strategies of selection between full sib families were obtained using Delineation I and selection in tandem, it was observed that genotypic variability was high after 10 cycles of election. The loss of genes for drift was not very sharp, occurring basically in populations little improved or very improved, with recessive favorable gene. These were infrequent in the initial population and diminished with decreasing value of the average degree of dominance. On the basis of the obtained results, it was concluded that the best unit of selection is full sib family and the best strategy of selection is between full sib families using Delineation I, as suggested by Comstock and Robinson.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic