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dc.creatorVieira, Rafael Augusto-
dc.date.accessioned2025-10-07T14:24:57Z-
dc.date.available2025-10-07T14:24:57Z-
dc.date.issued2025-04-15-
dc.identifier.citationVIEIRA, Rafael Augusto. Evaluating advanced strategies in plant breeding using simulation: Genomic selection with rapid-cycling, speed breeding and gene editing. 2025. 96 f. Tese (Doutorado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.156pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47332-
dc.description.abstractThis review summarizes findings from simulation studies on quantitative traits in plant breeding and translates these insights into practical schemes. As agricultural productivity faces growing challenges, plant breeding is central to addressing these issues. Simulations use mathematical models to replicate biological conditions, bridging theory and practice by validating hypotheses early and optimizing genetic gain and resource use. While strategies can improve trait value, they reduce genetic diversity, making a combination of approaches essential. Studies emphasize the importance of aligning strategy with trait heritability and selection timing and maintaining genetic diversity while considering genotype-environment interactions to avoid biases in early selection. Using markers accelerates breeding cycles when marker placement is precise, foreground and background selection are balanced, and QTL are effectively managed. Genomic selection increases genetic gains by shortening breeding cycles and improving parent selection, especially for low heritability traits and complex genetic architectures. Regular updates of training sets are critical, regardless of genetic architecture. Bayesian methods perform well with fewer genes and in early breeding cycles, while BLUP is more robust for traits with many QTL, and RR-BLUP proves flexible across different conditions. Larger populations lead to greater gains when clear objectives and adequate germplasm are available. Accuracy declines over generations, influenced by genetic architecture and population size. For low heritability traits, multi-trait analysis improves accuracy, especially when correlated with high heritability traits. Updates including top-performing candidates, but conserving variability enhances gains and accuracy. Low-density genotyping and imputation offer cost-effective alternatives to high-density genotyping, achieving comparable results. Targeting populations optimizes genetic relationships, further improving accuracy and breeding outcomes. Evaluating genomic selection reveals a balance between short-term gains and long-term potential and rapid-cycling genomic programs excel. Diverse approaches preserve rare alleles, achieve significant gains, and maintain diversity, highlighting the trade-offs in optimizing breeding success.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/*
dc.subjectGenéticapt_BR
dc.subjectMelhoramentopt_BR
dc.subjectSojapt_BR
dc.subjectGenética quantitativapt_BR
dc.titleEvaluating Advanced Strategies in Plant Breeding using Simulation: Genomic Selection with Rapid-cycling, Speed Breeding and Gene Editingpt_BR
dc.title.alternativeAVALIANDO ESTRATÉGIAS AVANÇADAS NO MELHORAMENTO DE PLANTAS USANDO SIMULAÇÃO: SELEÇÃO GENÔMICA COM CICLO RÁPIDO, MELHORAMENTO RÁPIDO E EDIÇÃO DE GENESpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Fritsche-Neto, Roberto-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5830481480328910pt_BR
dc.contributor.advisor1Nogueira, Ana Paula Oliveira-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0999266992389089pt_BR
dc.contributor.referee1Juliatti, Fernando Cezar-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3748948527712591pt_BR
dc.contributor.referee2do Vale Silva, Júlio Cesar-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7549117961923408pt_BR
dc.contributor.referee3Sabadin, José Felipe Gonzaga-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4838891387816550pt_BR
dc.contributor.referee4Uhdre, Renan Santos-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3716695376269882pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4712120312375026pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoEsta revisão resume os achados de estudos de simulação sobre características quantitativas no melhoramento de plantas e traduz essas percepções em esquemas práticos. À medida que a produtividade agrícola enfrenta desafios crescentes, o melhoramento de plantas torna-se central para abordar essas questões. As simulações utilizam modelos matemáticos para replicar condições biológicas, conectando teoria e prática ao validar hipóteses precocemente e otimizar o ganho genético e o uso de recursos. Embora estratégias possam melhorar o valor das características, elas reduzem a diversidade genética, tornando essencial a combinação de diferentes abordagens. Estudos enfatizam a importância de alinhar a estratégia com a herdabilidade da característica e o momento da seleção, além de manter a diversidade genética, considerando interações genótipo-ambiente para evitar vieses na seleção precoce. O uso de marcadores acelera os ciclos de melhoramento quando o posicionamento dos marcadores é preciso, a seleção de primeiro plano e de fundo estão equilibradas e os QTL são gerenciados de forma eficaz. A seleção genômica aumenta os ganhos genéticos ao encurtar os ciclos de melhoramento e aprimorar a seleção de parentais, especialmente para características de baixa herdabilidade e arquiteturas genéticas complexas. Atualizações regulares dos conjuntos de treinamento são fundamentais, independentemente da arquitetura genética. Métodos Bayesianos apresentam bom desempenho quando há poucos genes e em estágios iniciais do melhoramento, enquanto o BLUP é mais robusto para características com muitos QTL, e o RR-BLUP se mostra flexível em diferentes condições. Populações maiores resultam em maiores ganhos quando há objetivos claros e germoplasma adequado disponível. A precisão diminui ao longo das gerações, sendo influenciada pela arquitetura genética e pelo tamanho populacional. Para características de baixa herdabilidade, a análise multicaracterística melhora a precisão, especialmente quando correlacionada com características de alta herdabilidade. Atualizações que incluem os melhores candidatos, mas conservam a variabilidade, aumentam os ganhos e a precisão. A genotipagem de baixa densidade combinada com imputação oferece alternativas custo-efetivas à genotipagem de alta densidade, alcançando resultados comparáveis. O direcionamento de populações otimiza as relações genéticas, melhorando ainda mais a precisão e os resultados do melhoramento. A avaliação da seleção genômica revela um equilíbrio entre ganhos de curto prazo e potencial de longo prazo, com programas genômicos de ciclos rápidos se destacando. Abordagens diversas preservam alelos raros, alcançam ganhos significativos e mantêm a diversidade, destacando os trade-offs na otimização do sucesso do melhoramento.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Genética e Bioquímicapt_BR
dc.sizeorduration96pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.156pt_BR
dc.orcid.putcode193726122-
dc.crossref.doibatchiddf9ca09e-b1f2-4636-a37b-463edfee2535-
dc.subject.odsODS::ODS 1. Erradicação da pobreza - Acabar com a pobreza em todas as suas formas, em todos os lugares.pt_BR
Aparece en las colecciones:TESE - Genética e Bioquímica

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PhD Thesis - Evaluating advanced strategies in plant breeding using simulation (02-10-2025).pdf3.74 MBAdobe PDFVista previa
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