Tournaments between markers as a strategy to enhance genomic predictions

Em estudos de associação genômica ampla (GWAS) e seleção genômica ampla (GWS) há dois problemas metodológicos que limitam a análise estatística: alta dimensionalidade (�≪�) e multicolinearidade. Neste trabalho, foi revisitada uma estratégia de organização de torneios entre amostras aleatórias de marcadores, em que cada amostra tem boas propriedades estatísticas para estimação (�>�). Tais torneios são elaborados de modo a eliminar marcadores mais lentamente, usando regressão linear múltipla, adaptando sugestões anteriores encontradas na literatura. Isto não apenas contorna o problema �≪�, mas também minimiza associações espúrias. Outra possível melhoria foi investigada, e se baseia em formar os grupos com marcadores tomados de diferentes cromossomos para minimizar a colinearidade dentro de grupos. Foram comparadas as estratégias em ambos os estudos com dados simulados e reais. A simulação foi realizada com genótipos reais, os quais foram, posteriormente, analisados com fenótipos reais. Os dados são provenientes de um estudo de SNPs em gado de corte (384 animais da raça Canchin genotipados para 526.493 SNPs e fenotipados para área de olho de lombo). Foram utilizadas, como critério de comparação, a capacidade de selecionar SNPs próximos do efeito simulado, as capacidades de predição genotípica e fenotípica, e também uma validação cruzada para os dados reais. O Lasso Bayesiano (BL) foi utilizado como referência (estimando os efeitos de todos os marcadores para selecioná-los) e também para obter estimativas dos efeitos dos SNPs selecionados no final dos torneios. Na maioria das situações simuladas os torneios foram igualmente precisos e ligeiramente mais acurados que o BL. No entanto, quando se usou dados reais, os torneios (ambas as estratégias) superaram muito a acurácia de predição obtida pelo BL. Para fins de GWAS, ambas as estratégias de torneios tendem a selecionar os mesmos SNPs, de forma mais consistente que o BL, que tende a selecionar qualquer uma das segregações que representam o mesmo efeito. Reduzir a colinearidade mostrou-se uma boa estratégia, mesmo que posteriormente a análise seja feita com o BL. Entre as estratégias de torneios, a mais simples (grupos formados aleatoriamente) foi a melhor, produzindo o mesmo resultado e, em um tempo que foi uma fração das outras metodologias. Para os dados reais, os resultados são promissores. Ao selecionar 104 SNPs, a correlação entre GBVs preditos e fenótipos alcançou 90,32% no conjunto de validação, mostrando a eficiência dos torneios na identificação de SNPs relevantes (ou segregações) para GWS. O código R para melhores benefícios da estratégia de torneios por meio de programação paralela simples é disponibilizado.Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Estatística e Experimentação Agropecuária, área de concentração em Estatística e Experimentação Agropecuária, para a obtenção do título de Doutor