Prediction of tomato hybrid performance with genomic markers;
Predicción de rendimiento de fruto de híbridos de tomate con huellas genómicas

In many countries, tomato (Solanum lycopersicum L.) is the most important horticultural species, but good variety seeds are expensive. In hybrid breeding, the number of possible single crosses is too large with only a few lines. With 60 lines, for example, 1770 single-cross hybrids can be formed. This makes it expensive and even impossible to conduct an adequate experimental evaluation. These cases require the availability of methods for predicting hybrid performance. This study was designed to evaluate a method to predict fruit yield in tomato hybrids based on genomic fingerprints, the theory of mixed models, and the experimental evaluation of a sample of hybrids. Ninety seven inbreds were studied with 17 ISSR primers, the Jaccard coefficient and the minimum variance method of Ward. The inbreds were assigned to four groups. Two of them named X and Y were chosen to predict performance, with 5 and 8 inbreds, respectively; their forty intergroup single-crosses were generated, and their fruit yield determined thereafter. The performance of crosses was predicted with the best linear unbiased prediction method (BLUP). With m = 50, 100, 200, 400, 600, 1000 sets of n = 5, 10, 15, 20, 25, 30, it was possible to obtain 40 hybrids. Thirty five of them were randomly selected and the performance of the remaining 40-n crosses was predicted. The correlation coefficients between predicted and measured yields were calculated. The average correlation coefficients fluctuated between 0.448 and 0.792 (α≤0.01). Results suggest that the prediction of hybrid fruit tomato performance might be successful using the method BLUP.

En muchos países, el tomate (Solanum lycopersicum L.) es la especie hortícola más importante, pero la semilla de variedades sobresalientes es cara. En el mejoramiento genético mediante hibridación, el número de cruzas simples posibles es demasiado alto con pocas líneas. Por ejemplo, con 60 líneas el número de híbridos posibles es 1770. Esto hace inaccesible (en términos de costos), y aún imposible efectuar una evaluación experimental adecuada. Situaciones como ésta generan la necesidad de disponer de métodos de predicción del rendimiento de fruto de los híbridos. Este estudio se desarrolló para evaluar un método de predicción del rendimiento de fruto de híbridos basado en huellas genómicas, teoría de los modelos mixtos y en la evaluación experimental de una muestra de híbridos. Se estudiaron 97 líneas con 17 iniciadores ISSR, el coeficiente de Jaccard y el método de la varianza mínima de Ward. Estas líneas se clasificaron en cuatro grupos, y se eligieron dos de ellos denominados X e Y para predecir el rendimiento de fruto. Con 5 y 8 líneas de X e Y, respectivamente, se generaron 40 cruzas intergrupales y se evaluó su rendimiento por planta. Se desarrolló una ecuación de predicción y se predijo el rendimiento de fruto según el método del mejor predictor lineal insesgado o BLUP (best linear unbiased prediction). Con m = 50, 100, 200, 400, 600, 1000 muestras aleatorias independientes de tamaños de n = 5, 10, 15, 20, 25, 30 se hicieron 40 híbridos. Con 35 de estos híbridos se predijo el rendimiento de los 40-n = 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 híbridos restantes y se calculó el coeficiente de correlación entre rendimientos predichos y observados. Las correlaciones promedio fluctuaron entre 0,448 y 0,791 (α≤0,01). Los resultados obtenidos sugieren que la predicción del rendimiento de híbridos en tomate con BLUP podría ser exitosa.