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.

Genetic parameters for body weight in buffaloes (Bubalus bubalis) in Colombia using random regression models

The objective of this research was to estimate (co) variance functions and genetic parameters for body weight in Colombian buffalo populations using random regression models with Legendre polynomials. Data consisted of 34,738 weight records from birth to 900 days of age from 7815 buffaloes. Fixed effects in the model were contemporary group and parity order of the mother. Random effects were direct and maternal additive genetic, as well as animal and maternal permanent environmental effects. A cubic orthogonal Legendre polynomial was used to model the mean curve of the population. Eleven models with first to sixth order polynomials were used to describe additive genetic direct and maternal effects, and animal and maternal permanent environmental effects. The residual was modeled considering five variance classes. The best model included fourth and sixth order polynomials for direct additive genetic and animal permanent environmental effects, respectively, and third-order polynomials for maternal genetic and maternal permanent environmental effects. The direct heritability increased from birth until 120 days of age (0.32 +/- 0.05), decreasing thereafter until one year of age (0.18 +/- 0.04) and increased again, reaching 0.39 +/- 0.09, at the end of the evaluated period. The highest maternal heritability estimates (0.11 +/- 0.05), were obtained for weights around weaning age (weaning age range is between 8 and 9.5 months). Maternal genetic and maternal permanent environmental variances increased from birth until about one year of age, decreasing at later ages. Direct genetic correlations ranged from moderate (0.60 +/- 0.060) to high (0.99 +/- 0.001), maternal genetic correlations showed a similar range (0.41 +/- 0.401 and 0.99 +/- 0.003), and all of them decreased as time between weighings increased. Direct genetic correlations suggested that selecting buffalos for heavier weights at any age would increase weights from birth through 900 days of age. However, higher heritabilities for direct genetic weights effects after 600 days of age suggested that selection for these effects would be more effective if done during this age period. A greater response to selection for maternal ability would be expected if selection used maternal genetic predictions for weights near weaning. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Generalized linear mixed models for the genetic evaluation of binary reproductive traits: a simulation study

The objective of this study was to evaluate the use of probit and logit link functions for the genetic evaluation of early pregnancy using simulated data. The following simulation/analysis structures were constructed: logit/logit, logit/probit, probit/logit, and probit/probit. The percentages of precocious females were 5, 10, 15, 20, 25 and 30% and were adjusted based on a change in the mean of the latent variable. The parametric heritability (h²) was 0.40. Simulation and genetic evaluation were implemented in the R software. Heritability estimates (ĥ²) were compared with h² using the mean squared error. Pearson correlations between predicted and true breeding values and the percentage of coincidence between true and predicted ranking, considering the 10% of bulls with the highest breeding values (TOP10) were calculated. The mean ĥ² values were under- and overestimated for all percentages of precocious females when logit/probit and probit/logit models used. In addition, the mean squared errors of these models were high when compared with those obtained with the probit/probit and logit/logit models. Considering ĥ², probit/probit and logit/logit were also superior to logit/probit and probit/logit, providing values close to the parametric heritability. Logit/probit and probit/logit presented low Pearson correlations, whereas the correlations obtained with probit/probit and logit/logit ranged from moderate to high. With respect to the TOP10 bulls, logit/probit and probit/logit presented much lower percentages than probit/probit and logit/logit. The genetic parameter estimates and predictions of breeding values of the animals obtained with the logit/logit and probit/probit models were similar. In contrast, the results obtained with probit/logit and logit/probit were not satisfactory. There is need to compare the estimation and prediction ability of logit and probit link functions.

Spatial variability of soil penetration resistance influenced by season of sampling

O objetivo deste trabalho foi analizar a distribuição espacial da compactação do solo e a influência da umidade do solo na resistência à penetração. Esta última variável foi descrita pelo índice de cone. O solo estudado foi Nitossolo e os dados de índice de cone foram obtidos usando um penetrômetro. A resistência do solo foi avaliada a 5 profundidades diferentes, 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm, 30-40 cm e mais de 40 cm, porém o conteúdo de umidade do solo foi medido a 0-20 cm e 20-40 cm. As condições hídricas do solo variaram nas diferentes amostragems. Os coeficientes de variação para o índice de cone foram 16,5% a 45,8% e os do conteúdo de umidade do solo variaram entre 8,96% e 21,38%. Os resultados sugeriram elevada correlação entre a resistência do solo, estimada pelo índice de cone e a profundidade do solo. Sem embargo, a relação esperada com a umidade do solo não foi apreciada. Observou-se dependência espacial em 31 de 35 séries de dados de índice de cone e umidade do solo. Esta dependência foi ajustada por modelos exponenciais com efeito pepita variável de 0 a 90% o valor do patamar. em séries de dados o comportamento foi aleatório. Portanto, a técnica das distâncias inversas foi utilizada para cartografar a distribuição das variáveis que não tiveram estrutura espacial. Na krigagem constatou-se uma suavização dos mapas comparados com esses das distâncias inversas. A krigagem indicadora foi utilizada para cartografar a variabilidade espacial do índice de cone e recomendar melhor manejo do solo.

Modelos de regressão aleatória com diferentes estruturas de variância residual para descrever o tamanho da leitegada

Objetivou-se comparar modelos de regressão aleatória com diferentes estruturas de variância residual, a fim de se buscar a melhor modelagem para a característica tamanho da leitegada ao nascer (TLN). Utilizaram-se 1.701 registros de TLN, que foram analisados por meio de modelo animal, unicaracterística, de regressão aleatória. As regressões fixa e aleatórias foram representadas por funções contínuas sobre a ordem de parto, ajustadas por polinômios ortogonais de Legendre de ordem 3. Para averiguar a melhor modelagem para a variância residual, considerou-se a heterogeneidade de variância por meio de 1 a 7 classes de variância residual. O modelo geral de análise incluiu grupo de contemporâneo como efeito fixo; os coeficientes de regressão fixa para modelar a trajetória média da população; os coeficientes de regressão aleatória do efeito genético aditivo-direto, do comum-de-leitegada e do de ambiente permanente de animal; e o efeito aleatório residual. O teste da razão de verossimilhança, o critério de informação de Akaike e o critério de informação bayesiano de Schwarz apontaram o modelo que considerou homogeneidade de variância como o que proporcionou melhor ajuste aos dados utilizados. As herdabilidades obtidas foram próximas a zero (0,002 a 0,006). O efeito de ambiente permanente foi crescente da 1ª (0,06) à 5ª (0,28) ordem, mas decrescente desse ponto até a 7ª ordem (0,18). O comum-de-leitegada apresentou valores baixos (0,01 a 0,02). A utilização de homogeneidade de variância residual foi mais adequada para modelar as variâncias associadas à característica tamanho da leitegada ao nascer nesse conjunto de dado.

Estimates of covariance functions for growth from birth to 630 days of age in Nelore cattle

Weight records of Brazilian Nelore cattle, from birth to 630 d of age, recorded every 3 mo, were analyzed using random regression models. Independent variables were Legendre polynomials of age at recording. The model of analysis included contemporary groups as fixed effects and age of dam as a linear and quadratic covariable. Mean trends were modeled through a cubic regression on orthogonal polynomials of age. Up to four sets of random regression coefficients were fitted for animals' direct and maternal, additive genetic, and permanent environmental effects. Changes in measurement error variances with age were modeled through a variance function. Orders of polyno-mial fit from three to six were considered, resulting in up to 77 parameters to be estimated. Models fitting random regressions modeled the pattern of variances in the data adequately, with estimates similar to those from corresponding univariate analysis. Direct heritability estimates decreased after birth and tended to be lowest at ages at which maternal effect estimates tended to be highest. Maternal heritability estimates increased after birth to a peak around 110 to 120 d of age and decreased thereafter. Additive genetic direct correlation estimates between weights at standard ages (birth, weaning, yearling, and final weight) were moderate to high and maternal genetic and environmental correlations were consistently high. © 2001 American Society of Animal Science. All rights reserved.

Aspectos genéticos da produção de leite e de seus constituintes em búfalas mestiças

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Critical points on growth curves in autoregressive and mixed models

Adjusting autoregressive and mixed models to growth data fits discontinuous functions, which makes it difficult to determine critical points. In this study we propose a new approach to determine the critical stability point of cattle growth using a first-order autoregressive model and a mixed model with random asymptote, using the deterministic portion of the models. Three functions were compared: logistic, Gompertz, and Richards. The Richards autoregressive model yielded the best fit, but the critical growth values were adjusted very early, and for this purpose the Gompertz model was more appropriate.

Evaluation of roof slope and exposure with different roofing materials in reduced models of animal production facilities in spring and summer

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

Estimates of covariance functions for growth from birth to 630 days of age in Nelore cattle

Weight records of Brazilian Nelore cattle, from birth to 630 d of age, recorded every 3 mo, were analyzed using random regression models. Independent variables were Legendre polynomials of age at recording. The model of analysis included contemporary groups as fixed effects and age of dam as a linear and quadratic covariable. Mean trends were modeled through a cubic regression on orthogonal polynomials of age. Up to four sets of random regression coefficients were fitted for animals' direct and maternal, additive genetic, and permanent environmental effects. Changes in measurement error variances with age were modeled through a variance function. Orders of polynomial fit from three to six were considered, resulting in up to 77 parameters to be estimated. Models fitting random regressions modeled the pattern of variances in the data adequately, with estimates similar to those from corresponding univariate analysis. Direct heritability estimates decreased after birth and tended to be lowest at ages at which maternal effect estimates tended to be highest. Maternal heritability estimates increased after birth to a peak around 110 to 120 d of age and decreased thereafter. Additive genetic direct correlation estimates between weights at standard ages (birth, weaning, yearling, and final weight) were moderate to high and maternal genetic and environmental correlations were consistently high.

Covariance functions for body weight from birth to maturity in Nellore cows

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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.

Estudo preliminar da influência do perímetro escrotal sobre a libido em touros jovens da raça Nelore

O perímetro escrotal (PE) de 202 touros jovens da raça Nelore, sem experiência sexual prévia, classificados pela Associação Brasileira de Criadores de Zebu como superiores ou elite, foi medido aos 7, 12, 18 e 28 meses de idade, aproximadamente. Após a última medição, eles foram submetidos ao teste de libido e procedeu-se à colheita de sêmen por eletroejaculação, seguida de avaliação andrológica. As medidas do PE aos 7, 12, 18 e 28 meses foram de 18,30; 22,29; 27,54 e 33,26cm, respectivamente. Os coeficientes de correlação simples entre estas medidas variaram de 0,35 a 0,53. O coeficiente de correlação entre PE aos 28 meses e peso corporal na mesma idade foi de 0,43. A correlação entre a nota da libido e o perímetro escrotal medido aos l8 meses foi de 0,15 e entre aquela e o perímetro escrotal aos 28 meses foi de 0,13. Observou-se elevado crescimento do perímetro escrotal entre o 7º e 18º meses de idade. Utilizou-se o método de quadrados mínimos para analisar a libido, incluindo ano de nascimento como efeito fixo e como covariáveis os efeitos lineares da idade e peso no momento da avaliação e medidas de perímetro escrotal aos 7, l2, l8 e 28 meses. Cada covariável foi retida de forma seqüencial obtendo-se vários modelos de análises e as somas de quadrados foram decompostas de forma seqüencial e parcial. O ano de nascimento, a idade e o perímetro escrotal aos 18 meses de idade afetaram significativamente a libido. Os coeficientes de correlação entre a libido e concentração espermática, motilidade, peso e idade do animal no momento da avaliação foram de 0,34, 0,l6, 0,38 e 0,35, respectivamente.

Modelos de regressão aleatória na avaliação genética do crescimento de ovinos da raça Santa Inês

Utilizaram-se 17.767 registros de peso de 4.210 cordeiros da raça Santa Inês com o objetivo de comparar modelos de regressão aleatória com diferentes estruturas para modelar a variância residual em estudos genéticos da curva de crescimento. Os efeitos fixos incluídos na análise foram: grupo contemporâneo e idade da ovelha no parto. As regressões fixas e aleatórias foram ajustadas por meio de polinômios de Legendre de ordens 4 e 3, respectivamente. A variância residual foi ajustada por meio de classes heterogêneas e por funções de variância empregando polinômios ordinários e de Legendre de ordens 2 a 8. O modelo considerando homogeneidade de variâncias residuais mostrou-se inadequado. de acordo com os critérios utilizados, a variância residual contendo sete classes heterogêneas proporcionou melhor ajuste, embora um mais parcimonioso, com cinco classes, pudesse ser utilizado sem perdas na qualidade de ajuste da variância nos dados. O ajuste de funções de variância com qualquer ordem foi melhor que o obtido por meio de classes. O polinômio ordinário de ordem 6 proporcionou melhor ajuste entre as estruturas testadas. A modelagem do resíduo interferiu nas estimativas de variâncias e parâmetros genéticos. Além da alteração da classificação dos reprodutores, a magnitude dos valores genéticos preditos apresenta variações significativas, de acordo com o ajuste da variância residual empregado.

Funções de covariância para produção de leite no dia do controle em bovinos Gir leiteiro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)