Incomplete block designs for genetic testing: some practical considerations


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Abstract

Full-sib progeny and clonal trials to evaluate family and clone performance were simulated on a test site with various patterns of environmental variation to examine the effectiveness of randomized incomplete block designs (ICBs) under different design parameters (constant block size, variable block size, block shape and orientation, and family size). Simulations showed that blocks of fixed size 5–20 were effective in removing most site variation in a test with 120 full-sib families of three seedlings per family. Slight variations in block size did not affect the precision of mean estimations much when blocks were considered random. Square blocks were more effective than either column or row blocks in removing both patchy variation and gradients in one direction. With blocks of fixed size 10, increasing family size from 3 to 12 (at the expense of family number, which dropped from 120 to 30) reduced the average variance of family mean contrasts by 75%; most of this reduction (>50%) was achieved at 6 seedlings per family. The differences in precision of mean estimation between full-sib progeny and clonal trials were small with respect to the design parameters and patterns of site variation examined.RésuméAfin d'étudier l'efficacité des dispositifs à blocs incomplets aléatoires selon différents paramètres du dispositif (dimension uniforme des blocs, dimension variable des blocs, forme et orientation des blocs et taille des descendances), les auteurs ont simulé des tests clonaux et des tests de descendances biparentales sur un site expérimental comportant différents patrons de variation environnementale. Les simulations ont démontré que les blocs de dimension uniforme entre 5 et 20 pouvaient éliminer la plus grande partie de la variation due au site dans un test de 120 descendances biparentales avec trois semis par descendance. Une faible variation dans la dimension des blocs n'avait pas d'effet sur la précision des estimés de moyennes lorsque les blocs étaient considérés aléatoires. Les blocs carrés étaient plus efficaces que les blocs en colonne ou en rangée pour éliminer à la fois la variation d'hétérogénéité spatiale et la variation selon un gradient directionnel. Avec des blocs de dimension uniforme de 10, l'augmentation de la taille des descendances de 3 à 12 (aux dépens du nombre de descendances, qui dimimuait de 120 à 30) permettait de réduire la variance moyenne des contrastes de moyennes familiales de 75%. La plus grande partie de cette réduction (>50%) était atteinte avec six semis par descendance. Considérant les paramètres du dispositif et les patrons de variation due au site étudiés, les auteurs ont remarqué que les différences de précision des estimés de moyennes étaient faibles entre les tests clonaux et les tests de descendances biparentales.

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