Sample size for family evaluation in potato breeding programs

Abstract

Clonal families from a broad genetic base population in the Potato Breeding Program at the Universidade Federal de Lavras (UFLA), Brazil, were used in this trials. Twenty-five families were assessed in a 5 x 5 triple lattice design. Each plot consisted of 30 clones distributed in three rows of ten plants. Tuber yield per plant, percentage of large tubers, mean weight of large tubers, mean medium-sized tuber weight and tuber specific gravity were measured. Three hundred experiments were simulated varying the family sizes from three to 90 clones. The coefficients of experimental variation (CVe), the coefficients of genetic variation (CVg), heritabilities for family mean and the CVg/CVe ratio were estimated. Genetic parameters were stabilized with family sizes as small as six clones, depending on the trait. This indicates that the families can be adequately represented by a small sample of clones. Using the maximum curvature method it is possible to conclude that approximately 30 clones would be sufficient to represent each family, even for traits with the highest CVe. The genetic variance within family was greater than the genetic variance among families for all traits, indicating a favorable potential for within family selection. The correlation coefficients of the family means with the 5%, 10%, 15% and 20% best clones from each family, considering the five traits assessed, were always high, meaning that within the best families generally are the best clones.Index terms: Family size, family selection, genetic variance, Solanum tuberosum L. RESUMOForam utilizadas famílias clonais, obtidas pelo programa de melhoramento de batata da UFLA, representando ampla gama de materiais genéticos. Avaliaram-se as 25 famílias no delineamento látice triplo 5 x 5. Cada parcela foi composta por 30 clones distribuídos em 3 linhas de 10 plantas. Foram avaliadas a produção de tubérculos por planta, a porcentagem de tubérculos graúdos, o peso médio de tubérculos graúdos, o peso médio de tubérculos médios e o peso específico de tubérculos. Foram simulados 300 experimentos variando-se o número de clones da cada família de três a noventa. Estimou-se os coeficientes de variação experimental (CVe), os coeficientes de variação genética (CVg), as herdabilidades e relação CVg/CVe. Os parâmetros genéticos se estabilizaram a partir de famílias contendo seis clones, dependendo da característica avaliada. Este resultado indica que a representatividade das famílias pode ser feita com um número pequeno de clones. Empregando-se o método da curvatura máxima sugere-se que as famílias poderiam ser representadas por aproximadamente 30 clones, mesmo para os caracteres com maior CVe. A variância genética dentro de famílias foi maior que a variância genética entre famílias para todos os caracteres, indicando um potencial favorável à seleção dentro de famílias. Os coeficientes de correlação entre as médias das famílias e os 5%, 10%, 15% e 20% melhores clones de cada família, considerando-se as cinco características avaliadas, foram sempre altos, sig...

Efficiency of selection in early generations of potato families with a view toward heat tolerance

“…This procedure has been inefficient in potato breeding, especially in the initial phases of the program (Brown et al 1987, Gopal andMinochoa 1997) when there are a small number of tubers of each clone for planting experiments with replications. In addition, the magnitude of the heritabilities among families has been greater than among individual clones (Bradshaw et al 1998, Diniz et al 2006, suggesting that family selection could more effectively contribute to selection gains in the initial stages of the breeding program. The greater heritability for various traits among families is due to the lesser effect of the environment among mean values of families than among individuals of the same family (Simmonds 1996, Gopal 1997, Simon et al 2009).…”

Seleção de famílias para aparência dos tubérculos e tolerância a temperaturas elevadas em batata

“…Esse procedimento é conhecido como seleção clonal, que consiste simplesmente na identificação dos melhores indivíduos da população. A seleção clonal tem-se mostrado pouco eficiente devido à quantidade limitada de material propagativo nas gerações iniciais e aos experimentos serem conduzidos sem repetição, resultando em baixa precisão na avaliação (Diniz et al, 2006). Alternativa para a seleção clonal é a seleção de famílias, que consiste em identificar as famílias superiores, onde provavelmente estão os clones mais promissores.…”

“…Famílias com baixo desempenho são completamente eliminadas e nenhum de seus clones é avaliado nas gerações mais avançadas (Diniz et al, 2006). Sabe-se que em batata, assim como na maioria das culturas, a variância genética dentro de famílias é maior que a variância entre famílias, para os caracteres agronômicos (Bradshaw et al, 1998;Diniz et al, 2006;Gopal, 2001;Melo et al, 2011), indicando que é dentro das melhores famílias que se alcança grande potencial de seleção.…”

“…Sabe-se que em batata, assim como na maioria das culturas, a variância genética dentro de famílias é maior que a variância entre famílias, para os caracteres agronômicos (Bradshaw et al, 1998;Diniz et al, 2006;Gopal, 2001;Melo et al, 2011), indicando que é dentro das melhores famílias que se alcança grande potencial de seleção. Segundo Diniz et al (2006), as melhores famílias contêm maior número de clones superiores e os poucos clones com bom desempenho dentro das famílias inferiores, na sua grande maioria, não superam os melhores clones das outras famílias. E a seleção das melhores famílias nas gerações iniciais implica em redução no número de clones a serem avaliados nas gerações mais avançadas, levando à economia de recursos, além de permitir maior precisão nas avaliações dos clones retidos.…”

“…Para os caracteres produção e resistência a doenças, a seleção de família tem se mostrado eficiente (Amaro et al, 2003;Bradshaw et al, 1998;Diniz et al, 2006;Gopal, 2001;Melo et al, 2011). Contudo, poucos trabalhos têm sido realizados na avaliação da eficiência da seleção de famílias para os caracteres de aparência dos tubérculos.…”