Evaluation of the efficiency of artificial neural networks for genetic value prediction

Artificial neural networks have shown great potential when applied to breeding programs. In this study, we propose the use of artificial neural networks as a viable alternative to conventional prediction methods. We conduct a thorough evaluation of the efficiency of these networks with respect to the prediction of breeding values. Therefore, we considered eight simulated scenarios, and for the purpose of genetic value prediction, seven statistical parameters in addition to the phenotypic mean in a network designed as a multilayer perceptron. After an evaluation of different network configurations, the results demonstrated the superiority of neural networks compared to estimation procedures based on linear models, and indicated high predictive accuracy and network efficiency

Superiority of artificial neural networks for a genetic classification procedure

The correct classification of individuals is extremely important for the preservation of genetic variability and for maximization of yield in breeding programs using phenotypic traits and genetic markers. The Fisher and Anderson discriminant functions are commonly used multivariate statistical techniques for these situations, which allow for the allocation of an initially unknown individual to predefined groups. However, for higher levels of similarity, such as those found in backcrossed populations, these methods have proven to be inefficient. Recently, much research has been devoted to developing a new paradigm of computing known as artificial neural networks (ANNs), which can be used to solve many statistical problems, including classification problems. The aim of this study was to evaluate the feasibility of ANNs as an evaluation technique of genetic diversity by comparing their performance with that of traditional methods. The discriminant functions were equally ineffective in discriminating the populations, with error rates of 23-82%, thereby preventing the correct discrimination of individuals between populations. The ANN was effective in classifying populations with low and high differentiation, such as those derived from a genetic design established from backcrosses, even in cases of low differentiation of the data sets. The ANN appears to be a promising technique to solve classification problems, since the number of individuals classified incorrectly by the ANN was always lower than that of the discriminant functions. We envisage the potential relevant application of this improved procedure in the genomic classification of markers to distinguish between breeds and accessions

Crescimento do algodoeiro submetido ao herbicida trifloxysulfuron-sodium

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito do trifloxysulfuron-sodium no crescimento do algodoeiro cultivar Fabrika. As plantas foram submetidas ou não a 7,5 g ha¹ de trifloxysulfuron-sodium, aos 19 dias após a emergência, quando estavam com quatro folhas verdadeiras (estádio V4). Os índices de crescimento das plantas foram determinados aos 0, 7, 14, 24, 36, 52 e 73 dias após aplicação do herbicida (DAA). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. A intoxicação causada pelo herbicida foi maior aos 20 dias após sua aplicação (DAA), com 35% de dano. O acúmulo de matéria seca do caule principal, do total de folhas, de folhas do ramo principal, da parte aérea e a área foliar aumentaram com o desenvolvimento da cultura. Entretanto, o ponto de máximo crescimento para essas características foi atingido mais precocemente nas plantas-controle, exceto para área foliar total. De modo geral, a taxa de crescimento absoluto, a taxa de crescimento relativo e a taxa assimilatória líquida foram menores nas avaliações iniciais, nas plantas submetidas ao herbicida. As plantas-controle apresentaram redução mais acentuada na razão de área foliar que as submetidas ao herbicida. O trifloxysulfuron-sodium também causou atraso no crescimento das maçãs, que apresentaram metade do acúmulo de matéria seca em relação às plantas-controle, aos 52 DAA; todavia, a produção de algodão em caroço foi semelhante entre os tratamentos. O trifloxysulfuron-sodium influenciou negativamente o crescimento do algodoeiro, principalmente nas primeiras semanas após sua aplicação. Entretanto, a rápida recuperação da planta tratada possibilitou produção de algodão em caroço semelhante àquela obtida com as plantas-controle

Alteração no método centroide de avaliação da adaptabilidade genotípica.

O objetivo deste trabalho foi alterar o método centroide de avaliação da adaptabilidade e estabilidade fenotípica de genótipos, para deixá-lo com maior sentido biológico e melhorar aspectos quantitativos e qualitativos de sua análise. A alteração se deu pela adição de mais três ideótipos, definidos de acordo com valores médios dos genótipos nos ambientes. Foram utilizados dados provenientes de um experimento sobre produção de matéria seca de 92 genótipos de alfafa (Medicago sativa) realizado em blocos ao acaso, com duas repetições. Os genótipos foram submetidos a 20 cortes, no período de novembro de 2004 a junho de 2006. Cada corte foi considerado um ambiente. A inclusão dos ideótipos de maior sentido biológico (valores médios nos ambientes) resultou em uma dispersão gráfica em forma de uma seta voltada para a direita, na qual os genótipos mais produtivos ficaram próximos à ponta da seta. Com a alteração, apenas cinco genótipos foram classificados nas mesmas classes do método centroide original. A figura em forma de seta proporciona uma comparação direta dos genótipos, por meio da formação de um gradiente de produtividade. A alteração no método mantém a facilidade de interpretação dos resultados para a recomendação dos genótipos presente no método original e não permite duplicidade de interpretação dos resultados.200

Resposta fisiológica de clone de café Conilon sensível à deficiência hídrica enxertado em porta-enxerto tolerante Physiological response of Conilon coffee clone sensitive to drought grafted onto tolerant rootstock

O objetivo deste trabalho foi determinar alterações fisiológicas e de tolerância à seca em clones de café Conilon (Coffea canephora) contrastantes quanto à sensibilidade ao deficit hídrico. Foram avaliadas as enxertias recíprocas entre os clones 109A, sensível ao deficit hídrico, e 120, tolerante - 120/109A, 120/120, 109A/120, 109A/109A -, além de seus respectivos pés-francos. As plantas foram cultivadas em vasos de 12 L em casa de vegetação. Após seis meses, metade das plantas foi submetida ao deficit hídrico por meio da suspensão da irrigação, até que as folhas atingissem o potencial hídrico de antemanhã de -3,0 MPa. Quando o clone 120 foi usado como porta-enxerto, as plantas apresentaram sistema radicular mais profundo, mas com menor massa, retardaram por mais tempo a desidratação celular das folhas e apresentaram maior eficiência no uso da água. Sob seca severa, os teores de amido e sacarose decresceram em todos os tratamentos, enquanto os teores de glicose, frutose, aminoácidos totais e prolina aumentaram, particularmente nos tratamentos 109A pé-franco, 109A/109A e 120/109A. Essas plantas apresentaram menor eficiência no uso da água. O acúmulo de solutos não foi associado à tolerância à seca. O uso de porta-enxertos tolerantes à seca contribui para a maior tolerância das plantas ao deficit hídrico.<br>The objective of this work was to determine alterations in physiology and those due to drought tolerance on Conilon coffee (Coffea canephora) contrasting clones regarding the sensitivity to hydric stress. The reciprocal grafting between clones 109A, drought sensitive, and 120, drought tolerant, - 120/109A, 120/120, 109A/120, 109A/109A - along with their ungrafted control plants (109A and 120) were evaluated. Plants were cultivated in 12-L vases in greenhouse. Six months after grafting, half of the plants was subjected to water deficit, by suspending irrigation until leaves reached the hydric potential of -3,0 MPa. When clone 120 was used as rootstock, plants presented deeper roots, although with lower root-biomass, higher ability to postpone leaf dehydration and higher instantaneous water-use efficiency (WUE). Under severe drought, starch and sucrose contents decreased similarly, regardless of the treatment, whereas leaf concentrations of glucose, fructose, total amino acids and proline were higher in non-grafted 109A, 109A/109A, and 120/109A plants. These plants showed the lowest WUE values. Solute accumulation was not primarily related to drought tolerance. The use of drought tolerant rootstocks improves to drought tolerance in coffee