Genetic parameters for test-day yield of milk, fat and protein in buffaloes estimated by random regression models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comparison of random regression models to estimate genetic parameters for milk production in Guzerat (Bos indicus) cows

Random regression models have been widely used to estimate genetic parameters that influence milk production in Bos taurus breeds, and more recently in B. indicus breeds. With the aim of finding appropriate random regression model to analyze milk yield, different parametric functions were compared, applied to 20,524 test-day milk yield records of 2816 first-lactation Guzerat (B. indicus) cows in Brazilian herds. The records were analyzed by random regression models whose random effects were additive genetic, permanent environmental and residual, and whose fixed effects were contemporary group, the covariable cow age at calving (linear and quadratic effects), and the herd lactation curve. The additive genetic and permanent environmental effects were modeled by the Wilmink function, a modified Wilmink function (with the second term divided by 100), a function that combined third-order Legendre polynomials with the last term of the Wilmink function, and the Ali and Schaeffer function. The residual variances were modeled by means of 1, 4, 6, or 10 heterogeneous classes, with the exception of the last term of the Wilmink function, for which there were 1, from 0.20 to 0.33. Genetic correlations between adjacent records were high values (0.83-0.99), but they declined when the interval between the test-day records increased, and were negative between the first and last records. The model employing the Ali and Schaeffer function with six residual variance classes was the most suitable for fitting the data. © FUNPEC-RP.

Predicting breeding values for milk yield of Guzera (Bos indicus) cows using random regression models

Given the importance of Guzera breeding programs for milk production in the tropics, the objective of this study was to compare alternative random regression models for estimation of genetic parameters and prediction of breeding values. Test-day milk yields records (TDR) were collected monthly, in a maximum of 10 measurements. The database included 20,524 records of first lactation from 2816 Guzera cows. TDR data were analyzed by random regression models (RRM) considering additive genetic, permanent environmental and residual effects as random and the effects of contemporary group (CG), calving age as a covariate (linear and quadratic effects) and mean lactation curve as fixed. The genetic additive and permanent environmental effects were modeled by RRM using Wilmink, All and Schaeffer and cubic B-spline functions as well as Legendre polynomials. Residual variances were considered as heterogeneous classes, grouped differently according to the model used. Multi-trait analysis using finite-dimensional models (FDM) for testday milk records (TDR) and a single-trait model for 305-days milk yields (default) using the restricted maximum likelihood method were also carried out as further comparisons. Through the statistical criteria adopted, the best RRM was the one that used the cubic B-spline function with five random regression coefficients for the genetic additive and permanent environmental effects. However, the models using the Ali and Schaeffer function or Legendre polynomials with second and fifth order for, respectively, the additive genetic and permanent environmental effects can be adopted, as little variation was observed in the genetic parameter estimates compared to those estimated by models using the B-spline function. Therefore, due to the lower complexity in the (co)variance estimations, the model using Legendre polynomials represented the best option for the genetic evaluation of the Guzera lactation records. An increase of 3.6% in the accuracy of the estimated breeding values was verified when using RRM. The ranks of animals were very close whatever the RRM for the data set used to predict breeding values. Considering P305, results indicated only small to medium difference in the animals' ranking based on breeding values predicted by the conventional model or by RRM. Therefore, the sum of all the RRM-predicted breeding values along the lactation period (RRM305) can be used as a selection criterion for 305-day milk production. (c) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Random regression models for milk, fat and protein in Colombian Buffaloes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genotype x environment interaction for age at first calving, scrotal circumference, and yearling weight in Nellore cattle using reaction norms in multitrait random regression models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estimation of genetic parameters for partial egg production periods by means of random regression models

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Random regressions models to describe the genetic variation of milk yield over multiple parities in Buffaloes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Parametric correlation functions to model the structure of permanent environmental (co)variances in milk yield random regression models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Utilização de modelos de regressão aleatória para produção de leite no dia do controle, com diferentes estruturas de variâncias residuais

Foram utilizados quatorze modelos de regressão aleatória, para ajustar 86.598 dados de produção de leite no dia do controle de 2.155 primeiras lactações de vacas Caracu, truncadas aos 305 dias. Os modelos incluíram os efeitos fixos de grupo contemporâneo e a covariável idade da vaca ao parto. Uma regressão ortogonal de ordem cúbica foi usada para modelar a trajetória média da população. Os efeitos genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modelados por meio de regressões aleatórias, usando polinômios ortogonais de Legendre, de ordens cúbicas. Diferentes estruturas de variâncias residuais foram testadas e consideradas por meio de classes contendo 1, 10, 15 e 43 variâncias residuais e de funções de variâncias (FV) usando polinômios ordinários e ortogonais, cujas ordens variaram de quadrática até sêxtupla. Os modelos foram comparados usando o teste da razão de verossimilhança, o Critério de Informação de Akaike e o Critério de Informação Bayesiano de Schwar. Os testes indicaram que, quanto maior a ordem da função de variâncias, melhor o ajuste. Dos polinômios ordinários, a função de sexta ordem foi superior. Os modelos com classes de variâncias residuais foram aparentemente superiores àqueles com funções de variância. O modelo com homogeneidade de variâncias foi inadequado. O modelo com 15 classes heterogêneas foi o que melhor ajustou às variâncias residuais, entretanto, os parâmetros genéticos estimados foram muito próximos para os modelos com 10, 15 ou 43 classes de variâncias ou com FV de sexta ordem.

Estimação de parâmetros genéticos para produção de leite de cabras da raça Alpina

Foram utilizados 9.374 registros semanais de produção de leite de 302 primeiras lactações de cabras da raça Alpina. A produção de leite no dia do controle foi analisada por meio de um modelo animal, unicarater, de regressão aleatória, em que as funções de covariâncias para os componentes genéticos aditivos e de ambiente permanente foram modeladas por meio das funções de Wilmink, Ali e Schaeffer e por polinômios ortogonais, em uma escala de Legendre de ordens cúbica e quíntica. Assumiu-se, ainda, variância residual homogênea durante toda a lactação e heterogênea com três e quatro classes de variância residual. Os modelos foram comparados pelo critério de informação de Akaike (AIC), pelo critério de informação Bayesiano de Schwar (BIC), pela função de verossimilhança (Ln L), pela visualização das estimativas de variâncias genéticas, de ambiente permanente, fenotípicas e residuais e pelas herdabilidades. O polinômio de Legendre de ordem quíntica, com quatro e três classes de variâncias residuais, e a função de Ali e Schaeffer, com quatro classes de variâncias residuais, foram indicados como os mais adequados pelo AIC, BIC e Ln L. Estes modelos diferiram na partição da variância fenotípica para as variâncias de ambiente permanente, genética e residual apenas no início e no final da lactação. Contudo, a função de Ali e Schaeffer resultou em estimativas negativas de correlação genética entre os controles mais distantes. O polinômio de Legendre de ordem quíntica, assumindo variância residual heterogênea, mostrou-se mais adequado para ajustar a produção de leite no dia do controle de cabras da raça Alpina.

Estimativas de parâmetros genéticos para produção de leite e persistência da lactação em vacas Gir, aplicando modelos de regressão aleatória

Com o objetivo de estimar parâmetros genéticos para a produção de leite no dia do controle (PLDC), foram usadas as 2.440 primeiras lactações de vacas da raça Gir leiteira, com partos registrados entre 1990 e 2005. As PLDC foram consideradas em dez classes mensais e analisadas por meio de modelo de regressão aleatória (MRA) utilizando-se como efeitos aleatórios o genético-aditivo, o de ambiente permanente e o residual e, como efeitos fixos, o grupo de contemporâneos (GC), a co-variável idade da vaca ao parto (efeito linear e quadrático) e a curva média de lactação da população. Os efeitos genético-aditivos e de ambiente permanente foram modelados utilizando-se as funções de Wilmink (WIL) e Ali e Schaeffer (AS). As variâncias residuais foram modeladas utilizando-se 1, 4, 6 ou 10 classes. Os grupos de contemporâneos foram definidos como rebanho-ano-estação do controle contendo no mínimo três animais. Os testes indicaram que o modelo com quatro classes de variâncias usando a função paramétrica AS foi o que melhor se ajustou aos dados. As estimativas de herdabilidade variaram de 0,21 a 0,33 para a função AS e de 0,17 a 0,30 para WIL e foram maiores na primeira metade da lactação. As correlações genéticas entre as PLDC foram positivas e elevadas entre os controles adjacentes e diminuiram quando a distância entre os controles aumentou. Para o melhor modelo, foram estimados os valores genéticos para a produção de leite acumulada até os 305 dias e, para períodos parciais da lactação, foram obtidas como médias dos valores genéticos preditos naquele período. Os valores genéticos foram comparados, por meio da correlação de posto, ao valor genético predito para a produção acumulada até os 305 dias, pelo método tradicional. As correlações entre os valores genéticos indicaram que podem ocorrer divergências na classificação dos animais pelos critérios estudados.

Bayesian analysis of random regression models using B-splines to model test-day milk yield of Holstein cattle in Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estimates of genetic parameters for scrotal circumference using random regression models in Nelore cattle

A total of 15,901 scrotal circumference (SC) records from 5300 Nelore bulls, ranging from 229 to 560 days of age, were used with the objective of estimating (co)variance functions for SC, using random regression models. Models included the fixed effects of contemporary group and age of dam at calving as covariable (linear and quadratic effects). To model the population mean trend, a third order Legendre polynomial on animal age was utilized. The direct additive genetic and animal permanent environmental random effects were modeled by Legendre polynomials on animal age, with orders of fit ranging from 1 to 5. Residual variances were modeled considering 1 (homogeneity of variance) or 4 age classes. Results obtained with the random regression models were compared to multi-trait analysis. (Co)variance estimates using multi-trait and random regression models were similar. The model considering a third- and fifth-order Legendre polynomials for additive genetic and animal permanent environmental effects, respectively, was the most adequate to model changes in variance of SC with age. Heritability estimates for SC ranged from 0.24 (229 days of age) to 0.47 (300 days of age), remained almost constant until 500 days of age (0.52), decreasing thereafter (0.44). In general, the genetic correlations between measures of scrotal circumference obtained from 229 to 560 days of age decreased with increasing distance between ages. For genetic evaluation scrotal circumference could be measured between 400 and 500 days of age. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estimation of genetic parameters for milk yield in Murrah buffaloes by Bayesian inference

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Random regression analyses using B-splines functions to model growth from birth to adult age in Canchim cattle

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)