Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Departamento de Genética

LGN 313 - Melhoramento Genético

Experimentação no melhoramento vegetal

Prof. Saulo Chaves

Piracicaba, São Paulo, Brasil

Conteúdo de hoje

  1. Motivação e contextualização
  2. Princípios básicos da experimentação
  3. Delineamentos experimentais
  4. Prática

Contextualização

A mulher e o chá

University of Adelaide archive
Michael Grauslund Andersen (JYYNA)

A mulher e o chá


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  • Hipótese nula: a mulher não consegue distinguir
  • Selecionar e provar quatro xícaras aleatoriamente

\[ \binom{8}{4} = \frac{8!}{4! \times 4} = \frac{8 \times 7 \times 6 \times 5}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = 70 \]

  • Dado que a hipótese nula é verdadeira, probabilidade de acertar todas (ao acaso): \(\frac{1}{70} = 1,4\%\)

Por que experimentar?

  • Dosagem de adubo: quanto mais, melhor?
  • Espaçamento: mais denso ou espaçado?
  • Pós-colheita: posso aderir a uma moda?
  • Melhoramento: posso selecionar com base em preferência pessoal?
CBI

A experimentação é a chave para o estudo da relação causa-efeito e da decisão com embasamento no método científico. Ela tem por objetivo o planejamento, execução, coleta de dados, análise de dados e interpretação dos resultados, e é parte integral da estatística. Sem uma boa experimentação, não haverá bons resultados!

Experimentação no melhoramento

No melhoramento, nem tudo que reluz é ouro!

\[ F = G + E \]

  • Objetivo: selecionar genótipos com os melhores \(G\)
  • Obstáculo: somente o \(F\) é observável

Solução: experimente!

  • Experimentos permitem o isolamento do \(G\)
Claudia Lutz (Phys)

Experimento ou ensaio

  • Estudo previamente planejado, que segue determinados princípios básicos, e onde comparam-se os efeitos de vários tratamentos
  • Relação de causa e efeito entre dois tipos de variáveis:
    • Variável causal ou tratamento (níveis quantitativos e qualitativos)
    • Variável-resposta
  • Tratamentos: material cujo efeito deseja-se medir ou comparar em um experimento

Hipóteses

  • Experimentos testam hipóteses sob condições controladas
  • Afirmações de uma possível resposta sobre um fenômeno sob investigação.
  • Hipótese nula (\(H_0\)): hipótese a ser testada
  • Hipótese alternativa (\(H_1\)): hipótese que contraria \(H_0\)
    • Baseada em um conhecimento a priori
  • As hipóteses são testadas após a condução de experimentos

\(H_0\): Aceita ou não rejeita?

Visão geral de um experimento

José Ivo

E os fatores não-controláveis?

  • Erro experimental (\(\varepsilon\))
  • Efeitos ambientais aleatórios
  • Erros de medição
  • \(\downarrow\) variável-resposta
  • \(\uparrow\) variável-resposta
  • Minimização do erro
Mola-Yudego et al. (2016)

Unidade experimental

  • Unidade onde se aplica o tratamento
    • Talhão, placa de petri, animal, uma árvore…
    • Também conhecido como parcela em experimentos de campo
  • Unidade experimental \(\neq\) unidade observacional
    • Exemplo: experimento com várias plantas por parcela
    • Batata: 10 plantas em cada parcela
    • 40 tratamentos \(\times\) 2 repetições = 80 UE
    • 40 trat. \(\times\) 2 rep. \(\times\) 10 plantas/parcela = 800 UO

Bordadura

  • Objetivo: isolar efeitos externos ao experimento e/ou competição entre parcelas
  • Ao redor do experimento e/ou entre tratamentos
  • Área total \(\neq\) área útil

Princípios básicos da experimentação

Visão geral

  • Imagine que queremos testar 4 clones de batata
  • A priori, sabemos que eles são bons
  • Para determinada área, queremos saber qual o melhor
  • Solução: instalar um experimento
  • Experimento 1:

Repetição

  • Aumenta o poder do teste em detectar diferenças
  • Aumenta a precisão das estimativas dos parâmetros.
  • Garante a obtenção do erro experimental

\[ \widehat{e}_{ij} = y_{ij} - \overline{y}_{i.} \]

Casualização

  • Garante que não haja favorecimento de nenhum tratamento
  • Valida a estimativa dos erros experimentais
  • Garante a independência dos erros experimentais

Controle na casualização

  • Se houver fatores pertubadores controláveis no experimento (ex.: gradientes)
  • Diminui o efeito devido aos erros aleatórios
  • Resultados mais confiáveis

Delineamento experimentais

Inteiramente casualizado

  • Repetição e casualização
  • Adequados para ensaios com condições ambientais homogêneas
    • Exemplo: casa de vegetação, laboratórios, etc.
  • O mais simples

Blocos completos casualizados

  • Repetição, casualização e controle local
  • Adequados para ensaios com condições ambientais heterogêneas
    • Exemplo: campo
  • O mais utilizado

Material de apoio

  • Capítulos 3, 4 e 5 do livro “Experimentação em genética e melhoramento de plantas” (Magno Ramalho, Daniel Ferreira e Antônio Oliveira) 📔

  • Capítulo 2, 3, 4 e 5 do livro “Estatística experimental no RBio” (Leonardo Bhering e Paulo Teodoro) 📔

  • Experimento de Fisher: The lady tasting tea

Grato!