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Penalized factorial regression as a flexible and computationally attractive reaction norm model for prediction in the presence of GxE
Indexado
WoS WOS:001456000300003
Scopus SCOPUS_ID:105001500473
DOI 10.1007/S00122-025-04865-4
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



A longstanding challenge in plant breeding and genetics is the prediction of yield for new environments in the presence of genotype by environment interaction (GxE). The genotypes in this case are promising candidate varieties at an advanced stage of breeding programs or are part of statutory variety trials or post registration trials. The genotypes have been tested in a limited set of trials and the question is how these genotypes will perform in future growing conditions. A reaction norm approach seems adequate to address this challenge. Reaction norms are functions with genotype-specific parameters that express the phenotype as a function of environmental inputs. GxE follows from differences in genotype-specific slope or rate parameters. Prediction of yield for new environments requires the identification of suitable reaction norm functions and the estimation of genotype-specific parameters together with knowledge about the environmental conditions. Here, we present penalized factorial regression with simple linear reaction norms for individual genotypes whose slopes are regularized by imposing a penalty upon them. Different types of penalization provide shrinkage, automatic selection of environmental covariates (EC's) and protection against overfitting for prediction of yield with medium to large numbers of EC's. Illustrations of our approach are given for a maize and a wheat data set. For these data, our approach compares well to alternative methods based on Bayesian regression and deep learning with respect to prediction accuracy, while computational demands are clearly lower.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Agronomy
Plant Sciences
Genetics & Heredity
Horticulture
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Avagyan, Vahe - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
2 Boer, Martin P. Hombre Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
3 Solin, Junita - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
4 van Dijk, Aalt D. J. - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Univ Amsterdam - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
Swammerdam Institute for Life Sciences - Países Bajos
5 Bustos-Korts, Daniela - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Universidad Austral de Chile - Chile
Wageningen University & Research - Países Bajos
6 van Rossum, Bart-Jan - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
7 Ramakers, Jip J. C. - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
8 van Eeuwijk, Fred - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos
9 Kruijer, Willem - Wageningen Univ & Res - Países Bajos
Wageningen University & Research - Países Bajos

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Financiamiento



Fuente
Grains Research and Development Corporation
Horizon 2020 Framework Programme

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Agradecimientos



Agradecimiento
Emilie Millet is acknowledged for helpful comments regarding the maize data.
FvE and JR worked on this paper as part of H2020 EU-INVITE project, under grant agreement No 817970. FvE, MB and JR contributed to this paper as part of the GRDC INVITA UOQ2003-11RTX Collaborative Research Agreement.

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