Inbreeding and yield of synthetic varieties derived from single and double cross hybrids

Maize (Zea mays L) seed saving among producers in low-income and lesser in developed countries is often prac-ticed. In México, advanced generations of maize hybrids and even mixtures of single-cross (SCs) and double-cross hybrids (DCs) are grown. These populations are expected to perform similar to the synthetic varieties (SVs) . srenibmocd ooge ra, ylbamuserp, tahts dirbyhe htf on oitavirede htn id evlovnis enile htm orfd evirede bd luoct ahtThe derivation of SVs from hybrids seems attractive because would be easier because of the reduced number of potential parents. The frequencies of the genes of the SCs, however, may differ from those of the DCs, may affect the inbreeding coefficient, and thereby the genotypic mean. To address these and related issues, this study was conducted to derive formulae to calculate the inbreeding coefficient (IC) and to predict the genotypic mean (GM) of SVs derived from a mixture of s SCs and d DCs, each represented by m individuals. Formulae for its IC (FSynSC,DC) and GM (YSynSC,DC) were derived. For hybrid parents derived from fully inbred and unrelated lines, FSynSC,DC = [2ms+d(m+1)]/[4m(s+d)2] and, independently of the type of lines, YSynSC,DC = YPS/(s+d)+YPC(s+d−1)/(s+d), where YPS is the genotypic mean of the s + d populations that result from randomly mating the m individuals of each par-ent, and YPC is the mean of all crosses between the s + d parents. From eight lines, three sets of parents (each set involved all eight lines) were considered: 1) four SCs (4SC), 2) two SCs and one DC (2SC+DC), and 3) two DCs (2DC). The SV produced by 4SC shows the lowest IC, although for large m (m > 10) the IC of the SV produced by 2DC is about equal. The largest IC, and thereby the smallest GM, is associated to 2SC+DC because the coances-try between individuals and gene frequencies in SCs are twice those of DCs. What is more noticeable, however, is that 2DC produces the cheapest way of deriving and predicting a SV since only three entries are required (two parents and their cross) and with large m the IC is about the minimum

Predicción de rendimiento y endogamia de sintéticos de maíz generados con líneas y cruzas simples : probabilidad clásica

reduce costs and labor associated with predicting the genotypic mean (GM) of a synthetic variety (SV) of maize (Zea mays L.), breeders can develop SVs from L lines and s single crosses (SynL,SC) instead of L+2s lines (SynL). The objective of this work was to derive and study formulae for the inbreeding coefficient (IC) and GM of SynL,SC, SynL, and the SV derived from (L+2s)/2 single crosses (SynSC). All SVs were derived from the same L+2s unrelated lines whose IC is FL, and each parent of a SV was represented by m plants. An a priori probability equation for the IC was used. Important results were: 1) the largest and smallest GMs correspond to SynL and SynL,SC, respectively; 2) the GM predictors with the largest and intermediate precision are those for SynL and SynL,SC, respectively; 3) only when FL=1, or m is large, SynL and SynSC are the same population, but only with SynSC prediction costs and labor undergo the maximum decrease, although its prediction precision is the lowest. To determine the SV to be developed, breeders should also consider the availability of lines, single crosses, manpower and land area; besides budget, target farmers, target environments, etc.Para reducir costos y trabajo para predecir la media genotípica (GM) de una variedad sintética (SV) de maíz (Zea mays L.), se puede desarrollar SVs con L líneas y s cruzas simples (SynL,SC) en lugar de L+2s líneas (SynL). El objetivo de este trabajo fue derivar y estudiar fórmulas para el coeficiente de endogamia (IC) y la GM del SynL,SC, SynL y de la SV derivada con (L+2s)/2 cruzas simples (SynSC). Las SVs fueron generadas con las mismas L+2s líneas no emparentadas, con IC igual a FL. Cada progenitor se representó por m plantas. Se usó el concepto de probabilidad a priori para derivar fórmulas para IC. Resultados importantes fueron: 1) las GMs mayor y menor corresponden a SynL y SynL,SC, respectivamente, 2) la mayor mayor e intermedia precisiones para estimar GM, respectivamente, se obtienen con SynL y SynSC, y 3) solo cuando FL=1 o m es grande, SynL y SynSC son la misma población, pero SynSC, requiere menos trabajo y costos para la predicción aunque esta es menor. Para determinar qué SV desarrollar, se debe considerar también la disponibilidad de líneas, cruzas simples, mano de obra y área experimental; además de presupuesto, y ambientes y usuarios potenciales, etc.Fil: Sahagún-Castellanos, Jaime. Universidad Autónoma Chapingo (México)Fil: Rodríguez-Pérez, Juan E.. Universidad Autónoma Chapingo (México)Fil: Escalante-González, José L.. Universidad Autónoma Chapingo (México

Predicción de rendimiento y endogamia de sintéticos de maíz generados con líneas y cruzas simples. Probabilidad clásica

Reduce costs and labor associated with predicting the genotypic mean (GM) of a synthetic variety (SV) of maize (Zea mays L.), breeders can develop SVs from L lines and s single crosses (SynL,SC) instead of L+2s lines (SynL). The objective of this work was to derive and study formulae for the inbreeding coefficient (IC) and GM of SynL,SC, SynL, and the SV derived from (L+2s)/2 single crosses (SynSC). All SVs were derived from the same L+2s unrelated lines whose IC is FL, and each parent of a SV was represented by m plants. An a priori probability equation for the IC was used. Important results were: 1) the largest and smallest GMs correspond to SynL and SynL,SC, respectively; 2) the GM predictors with the largest and intermediate precision are those for SynL and SynL,SC, respectively; 3) only when FL=1, or m is large, SynL and SynSC are the same population, but only with SynSC prediction costs and labor undergo the maximum decrease, although its prediction precision is the lowest. To determine the SV to be developed, breeders should also consider the availability of lines, single crosses, manpower and land area; besides budget, target farmers, target environments, etc.Para reducir costos y trabajo para predecir la media genotípica (GM) de una variedad sintética (SV) de maíz (Zea mays L.), se puede desarrollar SVs con L líneas y s cruzas simples (SynL,SC) en lugar de L+2s líneas (SynL). El objetivo de este trabajo fue derivar y estudiar fórmulas para el coeficiente de endogamia (IC) y la GM del SynL,SC, SynL y de la SV derivada con (L+2s)/2 cruzas simples (SynSC). Las SVs fueron generadas con las mismas L+2s líneas no emparentadas, con IC igual a FL. Cada progenitor se representó por m plantas. Se usó el concepto de probabilidad a priori para derivar fórmulas para IC. Resultados importantes fueron: 1) las GMs mayor y menor corresponden a SynL y SynL,SC, respectivamente, 2) la mayor mayor e intermedia precisiones para estimar GM, respectivamente, se obtienen con SynL y SynSC, y 3) solo cuando FL=1 o m es grande, SynL y SynSC son la misma población, pero SynSC, requiere menos trabajo y costos para la predicción aunque esta es menor. Para determinar qué SV desarrollar, se debe considerar también la disponibilidad de líneas, cruzas simples, mano de obra y área experimental; además de presupuesto, y ambientes y usuarios potenciales, etc

Climatic diversity and ecological descriptors of wild tomato species (Solanum sect. lycopersicon) and close related species (solanum sect. juglandifolia y sect. lycopersicoides) in Latin America

Conservation and sustainable use of species diversity require a description of the environment where they develop. The objectives were to determine ecological descriptors and climatic diversity of areas along the distribution range of 12 species of wild tomatoes (Solanum sect. Lycopersicon) and four wild species of phylogenetically related groups (Solanum sect. Juglandifolia and sect. Lycopersicoides), as well as their ecological similarity in Latin America. With 4228 selected tomato accessions and an environmental information system (EIS) composed of 21 climatic variables, diversity patterns of the distribution areas were identified for each species, as well as ecological descriptors through the use of geographic information systems (GIS). The contribution of climatic variables to the species geographical distribution was identified by principal component analysis (PCA), and similarity in species distribution as a function of the variables identified with cluster analysis (CA). Climatic characteristics and the environmental amplitude of wild tomatoes and related species along their distributional range were satisfactorily determined by ecological descriptors. Eleven climate types were identified, predominantly BSk (arid, steppe, cold), BWh (arid, desert, hot), and Cfb (temperate, no dry season, warm summer). PCA determined 10 most important variables were the most important for the geographical distribution. Six groups of species were identified according to CA and climatic distribution similarity. This approach has shown promissory applications for biodiversity conservation of valuable genetic resources for tomato crop breeding.Fil: Ramírez Ojeda, Gabriela. Universidad Autónoma de Chapingo; MéxicoFil: Peralta, Iris Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas; ArgentinaFil: Rodríguez Guzmán, Eduardo. Universidad de Guadalajara; MéxicoFil: Chávez Servia, José Luis. Instituto Politécnico Nacional; MéxicoFil: Sahagún Castellanos, Jaime. Universidad Autónoma de Chapingo; MéxicoFil: Rodríguez Pérez, Juan Enrique. Universidad Autónoma de Chapingo; Méxic

Potential distribution models of Sechium tacaco (Pittier) C. Jeffrey in Costa Rica

Objective: To determine the current and potential distribution of S. tacaco in Costa Rica with seven machine learning models, to optimize the management of phytogenic resources of S. tacaco, aimed at identifying patterns of geographic distribution and possible climatic adaptations that allow to have perspectives on their conservation and breeding. Design/Methodology/Approach: 21 occurrence records together with 19 bioclimatic variables and the altitude variable were used to evaluate seven machine learning models and an assembly of them. Open-source libraries executed in Rstudio were used. Results: The distribution models were inferred by the variables bio1, bio2, bio3, bio4, bio12, bio13, bio14, bio18 and bio19. The GAM model obtained the highest AUC (0.96) and TSS (0.9) values, however, the seven evaluated models and the assembly showed adequate performance (AUC> 0.5 and TSS> 0.4). The bioclimatic variables related to temperature turned out to be the ones with the greatest contribution to the models and the main limitations in the distribution of S. tacaco. Limitations/Implications: A greater number of occurrence records may be required to evaluate distribution models. Conclusions: The areas with high suitability for the potential distribution of S. tacaco are found in the central valleys of Costa Rica, covering regions of the provinces of Alajuela, Cartago, San José and Puntarenas. These can be sources of germplasm for future conservation and breeding studies. Keywords: Machine learning, germplasm, conservation, breeding.Objective: Determine current and potential distribution of S. tacaco in Costa Rica with seven Species Distribution Models (SDM), in order to optimize the management of S. tacaco genetic resources, aimed at identifying patterns of geographic distribution and possible climatic adaptations allowing to have perspectives on their conservation and genetic breeding. Design/Methodology/Approach: 21 points of occurrence together with 19 bioclimatic variables and altitude were used to evaluate seven machine learning models and an assembly of these. Open-source libraries running in Rstudio were used. Results: Distribution models were inferred by the variables bio1, bio2, bio3, bio4, bio12, bio13, bio14, bio18 y bio19. The generalized additive model obtained the highest values ??of area under the curve (0.96) and True skill statistic (0.90), however, the seven models tested and the assembly showed adequate performance (AUC> 0.5 and TSS> 0.4). Bioclimatic variables related to temperature were the ones with the greatest contribution to the models and the main limitations in the distribution of S. tacaco. Study limitations/implications: Possibly a greater number of occurrence points are required to evaluate distribution models. Findings/Conclusions. Areas with high potential distribution suitability for S. tacaco are found in central valleys of Costa Rica, covering regions of the provinces of Alajuela, Cartago, San José and Puntarenas. These areas can be sources of germplasm for future conservation and breeding studies

Aplicación y comparación de métodos univariados para evaluar la estabilidad en maíces del valle Tolucaatlacomulco, México

El objetivo de este estudio fue aplicar 6 métodos univariados para evaluar la estabilidad de 25 genotipos de maíz (Zea mays L.) de los Valles Altos de México. Los genotipos fueron evaluados en 4 ambientes bajo un diseño de bloques completos al azar, con 4 repeticiones por ambiente. Con los datos del rendimiento de grano (RG) se practicó un análisis de varianza combinado. Los índices de estabilidad calculados fueron la desviación estándar (Si) y el coeficiente de variación (CVi) de Francis y Kannenberg, los parámetros de estabilidad (bi y S2di ) de Eberhart y Russell, la ecovalencia (Wi) de Wricke, la varianza de estabilidad ( i 2) de Shukla, los índices no parámetricos (Si (1) y Si (2)) de Huehn, y la medida de superioridad de un cultivar (Pi) de Lin y Binns. Los resultados mostraron que Chalqueño, ETA 13, H-40, San Lucas y VS-46E tuvieron los índices de estabilidad más pequeños. La metodología del biplot identificó a estos 5 genotipos, así como a Ixtlahuaca y HIT-3 como variedades estables y de alto rendimiento (de 5,92 a 7,91 t.ha-1). La metodología del biplot indicó que RG, bi, Pi y CVi, estuvieron relacionados, pero tuvieron poca o ninguna relación con Si, Wi , i 2, Si (1), Si (2) y S2di. Chalqueño y ETA 13 pertenecen a la raza Chalqueño, Ixtlahuaca y San Lucas fueron identificadas en la raza Cónico, mientras que H-40, HIT-3 y VS-46E tienen germoplasma de otras razas, por lo que éstos podrían emplearse en un programa de mejoramiento para incrementar el rendimiento de grano y la estabilidad de los maíces de esta región de México

Edaphoclimatic descriptors of wild tomato species (Solanum Sect. Lycopersicon) and closely related species (Solanum Sect. Juglandifolia and Sect. Lycopersicoides) in South America

Wild species related to cultivated tomato are essential genetic resources in breeding programs focused on food security to face future challenges. The ecogeographic analysis allows identifying the species adaptive ranges and most relevant environmental variables explaining their patterns of actual distribution. The objective of this research was to identify the diversity, ecological descriptors, and statistical relationship of 35 edaphoclimatic variables (20 climatic, 1 geographic and 14 edaphic variables) from 4,649 accessions of 12 wild tomato species and 4 closely related species classified in Solanum sect. Lycopersicon and clustered into four phylogenetic groups, namely “Lycopersicon group” (S. pimpinellifolium, S. cheesmaniae, and S. galapagense), “Arcanum group” (S. arcanum, S. chmielewskii, and S. neorickii), “Eriopersicon group” (S. habrochaites, S. huaylasense, S. corneliomulleri, S. peruvianum, and S. chilense), “Neolycopersicon group” (S. pennellii); and two phylogenetically related groups in Solanum sect. Juglandifolia (S. juglandifolium and S. ochranthum), and section Lycopersicoides (S. lycopersicoides and S. sitiens). The relationship between the climate and edaphic variables were determined by the canonical correlation analysis, reaching 89.2% of variation with the first three canonical correlations. The most significant climatic variables were related to humidity (annual evapotranspiration, annual precipitation, and precipitation of driest month) and physicochemical soil characteristics (bulk density, pH, and base saturation percentage). In all groups, ecological descriptors and diversity patterns were consistent with previous reports. Regarding edaphoclimatic diversity, 12 climate types and 17 soil units were identified among all species. This approach has promissory applications for biodiversity conservation and uses valuable genetic resources related to a leading crop.Fil: Ramírez Ojeda, Gabriela. Universidad Autónoma Chapingo; MéxicoFil: Peralta, Iris Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Investigaciones de las Zonas Áridas; ArgentinaFil: Rodríguez Guzmán, Eduardo. Universidad de Guadalajara; MéxicoFil: Sahagún Castellanos, Jaime. Universidad Autónoma de Chapingo; MéxicoFil: Chávez Servia, José Luis. Instituto Nacional Politécnico; MéxicoFil: Medina Hinostroza, Tulio Cecilio. Gobierno del Perú. Ministerio del Ambiente; PerúFil: Rijalba Vela, Jorge Rodrigo. Universidad Pedro Ruiz Gallo; PerúFil: Vásquez Núñez, Leopoldo Pompeyo. Univeridad Pedro Ruiz Gallo; PerúFil: Rodríguez Pérez, Juan Enrique. Universidad Autónoma de Chapingo; Méxic

Determinación de las fuentes endogámicas de la población ideal bajo muestreo continuo y apareamiento aleatorio

La reducción de la ganancia genética debida a la endogamia que causa el tamaño finito de las poblaciones usadas en el mejoramiento genético de los cultivos por algún método de selección recurrente ha sido bien documentada. Como la magnitud de tal reducción se relaciona directamente con el coeficiente de endogamia, se han hecho derivaciones de éste para varios métodos de selección recurrente. En un estudio previo, para derivar el coeficiente de endogamia de la selección masal (FSM) en maíz (Zea mays L.) se consideraron mn individuos (m semillas de cada una de n mazorcas) para avanzar de una generación a la siguiente. Sin embargo, comparando FSM con el coeficiente de endogamia de la población ideal de Falconer (FF) se encontró que FF sólo refleja la endogamia producida por la autofecundación. Esto no es fácilmente apreciable, ya que la fórmula de Falconer no separa la endogamia debida a la autofecundación de la endogamia restante, aunque su autor se refiere al coeficiente de endogamia de la generación 2, como la "probabilidad total de homocigotes idénticos de la generación 2". Para contribuir a la solución de esta controversia se realizó una investigación teórica basada en la derivación del coeficiente de endogamia de la población ideal. Esta derivación se hizo con un enfoque puramente probabilístico, diseñado para identificar explícitamente cada una de las fuentes de endogamia, así como la contribución de cada una de éstas al coeficiente de endogamia. Se encontró que dos tipos de autofecundación y tres tipos de cruzamientos contribuyen al coeficiente de endogamia de la población ideal, además de que éste resultó ser igual a FF, y por ende, que éste sí incluye la endogamia debida a cruzamientos entre individuos emparentados

Genetic stability of synthetics derived from double-cross or three-way line hybrids

E n el desarrollo de teoría de las variedades sintéticas ( VSs ), de especies como el maíz ( Zea mays L.) y la cebolla ( Allium cepa L.), formadas con híbridos de cruza simple se ha evidenciado que durante su formación puede ocurrir erosión genética. Ésta incrementa la endogamia y reduce el rendimiento. Los causantes de esta pérdida de genes son el apareamiento de genotipos heterocigotos, el número finito de sus progenies y el azar del mecanismo genético. El principal objetivo de este trabajo fue determinar la pérdida de genes no idénticos por descendencia ( NIPD ), que ocurre en el desarrollo de los progenitores de VSs formadas con híbridos de cruza doble ( CD ) o triples ( CT ). Se consideró el uso de líneas puras no emparentadas para formar los híbridos; cada uno representado por m individuos, y se derivaron fórmulas para la media y la varianza del número de genes NIPD que se pierden. El número de genes NIPD perdidos en una CD ( CT ) se expresó como el número de genes NIPD en las 4 (3) líneas iniciales menos la media de genes NIPD de los m individuos que representan cada CD ( CT ). Se encontró que en cada CD y CT se pierden en promedio 4/2 m y 2/2 m genes NIPD , respectivamente. Las magnitudes de estas pérdidas ref lejan el efecto del tamaño de muestra ( m ) y del número de fuentes de pérdida ( las cruzas simples) de los progenitores de las CDs (2) y de las CTs (1). Las mayores pérdidas de genes NIPD por progenitor fueron 2 ( CD ) y 1 ( CT ), que ocurren cuando m = 1. Sin embargo, cuando m es grande ( m ≥ 12), como debe suceder en la práctica, las pérdidas y la varianza del número de genes NIPD se reducen prácticamente a cero en ambos casos

¿Fueron manipulados los datos de Mendel? (argumentos en contra)

The opinions of several authors on R. A. Fisher’s criticism to the fit ofMendel’s data to his hypotheses on the heredity of several character ofpeas (Pisum sativum) are discussed. These data are too-good-to-betrue,it has been argued. Three authors base their line of arguments onthe inadequate way in which Fisher used the chi-square test to suggestthat Mendel falsified his experimental data. Another author indicateshow the chi-square should be interpreted; since if it is used, as Fisherdid, in order to detect falsified data, any set of acceptable data, ifcongruent with the hypothesis, will appear to be too good when combined.Se discuten las opiniones de varios autores sobre la crítica de R. A.Fisher al ajuste de los datos de Mendel a sus hipótesis sobre la herenciaen varios caracteres del chícharo (Pisum sativum). Datos demasiado-buenos-para-ser-ciertos, se ha argumentado. Tres autores basan sualegato en la forma inadecuada en que Fisher empleó la prueba de jicuadradapara sugerir que Mendel falseó sus datos experimentales.Otro autor señala cómo debe interpretarse el uso de la ji-cuadrada, yaque cuando se usa como lo hizo Fisher, para detectar datos falsificados,cualesquier conjunto de datos aceptables, congruentes con la hipótesis,parecerán demasiado buenos cuando se combinan