Como os testes de progênies clonadas impactam o melhoramento de Eucalyptus spp.?

Abstract

O desenvolvimento e uso de novas ferramentas buscando aumentar a eficiência dos programas de melhoramento são extremamente relevantes, dada à importância estratégica para os negócios florestais. O teste de progênies clonadas (TPC) reduz o tempo para a seleção e pode gerar estimativas dos parâmetros genéticos mais assertivas potencializando os ganhos com a seleção e, associado à matrizes de parentescos mais informativas, podem se tornar uma ferramenta robusta no melhoramento florestal. O objetivo do presente estudo foi demonstrar o impacto da utilização do TPC e de diferentes matrizes de parentesco no melhoramento de Eucalyptus. Foram utilizados dois TPCs com 3142 clones, provenientes de 58 famílias, das quais 47 são de polinização aberta (meios-irmãos) e 11 de polinização controlada (irmãos completos). Os experimentos foram instalados em alpha-lattice, com cinco repetições e parcelas de uma planta (“single tree plot”). Seis clones operacionais foram utilizados como testemunhas. Foram avaliadas três diferentes matrizes de parentesco construídas via pedigree e marcadores moleculares e, consequentemente, a contribuição do TPC associado às matrizes de parentesco no programa de melhoramento da Suzano. As estimativas de herdabilidade e acurácias aumentaram em função do número de repetições utilizado na análise. Quando utilizada uma planta, as matrizes de parentesco baseadas em pedigree demonstraram uma superestimativa dos parâmetros genéticos, quando comparadas à matriz construída com os marcadores moleculares. Os ganhos na seleção seguiram o mesmo padrão, e os maiores valores foram alcançados quando foi utilizado TPC e a matriz de parentesco com informação genômica. Conclui-se que o uso de teste de progênies clonadas no melhoramento de Eucalyptus apresenta um grande potencial, diminuindo o ciclo entre gerações e o tempo para a seleção de clones para testes clonais ampliados, melhorando as estimativas de parâmetros genéticos e, consequentemente, os ganhos com a seleção. Além disso o TPC demonstra ser uma experimentação robusta para a fenotipagem das populações, com isso se complementa muito bem com a utilização de ferramentas como a seleção genômica.

The development and use of new tools aiming to increase the efficiency of breeding programs are extremely relevant, given their strategic importance for forestry businesses. Clonal progeny trial (CPT) reduces the time required for selection and can yield more accurate estimates of genetic parameters, enhancing the gains from selection. When combined with more informative kinship matrices, CPT can become a robust tool in forest improvement. The objective of this study was to demonstrate the impact of using CPT and different kinship matrices in the improvement of Eucalyptus. Two CPTs involving 3142 clones from 58 families were utilized, of which 47 were from open pollination (half-siblings) and 11 from controlled pollination (full siblings). The experiments were designed in an alpha-lattice design, with five replications and single tree plots. Six operational clones served as controls. Three different kinship matrices were constructed using pedigree information and molecular markers, allowing us to assess the contribution of CPT associated with kinship matrices in the Suzano breeding program. Estimates of heritability and accuracies increased with the number of replications used in the analysis. When using single trees, the pedigree-based kinship matrices showed an overestimation of genetic parameters compared to the matrix constructed with molecular markers. The selection gains followed the same pattern, with the highest values achieved when using CPT alongside the kinship matrix that incorporated genomic information. It can be concluded that the use of clonal progeny testing in the improvement of Eucalyptus presents significant potential, reducing the generation cycle and the time required for selecting clones for expanded clonal tests, thereby improving the estimates of genetic parameters and, consequently, the gains from selection. Additionally, CPT proves to be a robust methodology for phenotyping populations, complementing well the use of tools such as genomic selection.