Application of Machine Learning for optimizing Reciprocal Recurrent Selection in maize
Zea mays L.; Índice de seleção; Análise de fatores; Modelos multiníveis; Fenotipagem.
A Seleção Recorrente Recíproca (SRR) tem sido amplamente empregada no melhoramento genético do milho, com o objetivo de maximizar o potencial genético e a heterose entre populações. Contudo, sua eficácia está intrinsicamente ligada à análise precisa de caracteres e progênies de milho. Nesse contexto, metodologias baseadas em Aprendizado de Máquina (AM) têm se destacado como ferramentas promissoras para otimizar a seleção e predizer o desempenho em programas de SRR. Este trabalho teve como objetivo principal otimizar o processo de seleção de progênies de milho no programa de SRR da Universidade Federal de Lavras, por meio de técnicas de AM. O problema está alinhado a limitação dos métodos tradicionais de seleção, que, embora eficazes, enfrentam desafios relacionados à precisão e eficiência na identificação de características relevantes e na escolha das progênies com maior potencial genético para a produção de híbridos superiores. A aplicação de AM pode superar essas limitações, pao permitir análises mais robustas e precisas, acelerando os ganhos genéticos e o desenvolvimento de híbridos de alto desempenho. O estudo foi estruturado em cinco etapas principais. Primeiramente, quantificou-se o potencial genético de progênies de irmãos completos. Em seguida, identificaram-se estratégias de seleção multicaracterísticas por meio da regressão de melhores subconjuntos de características. Posteriormente, foram estimados os componentes de variância e herdabilidade restrita, com a realização de análises fatoriais em progênies de meios-irmãos provenientes de cruzamentos intra e interpopulacionais. A análise de produtividade das progênies foi aprofundada por meio de modelos multiníveis. Por fim, integrou-se a fenotipagem de alto rendimento a modelos baseados em árvores de decisão e índices de seleção simultânea. Os resultados demonstraram que a combinação de análises multicaracterísticas, modelos multiníveis e fenotipagem de alto rendimento, aliados ao AM, aumentou significativamente a precisão e a eficiência dos ganhos genéticos por seleção de progênies superiores. Em conclusão, o estudo valida o AM como uma estratégia inovadora e eficaz para a otimização da SRR em milho, acelerando o progresso do melhoramento genético e contribuindo para o desenvolvimento de híbridos de elevado desempenho.