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.

REML/BLUP para predição de valores genotípicos de topcrosses e seleção de testadores em milho

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Genetic aspects of productive and reproductive traits in a Murrah buffalo herd in São Paulo, Brazil

This study investigated genetic trends of some productive and reproductive traits in a herd of Murrah buffalo raised in São Paulo, Brazil. Variance components for milk production (Mr), length of lactation (LL), calving interval (CI) and age of first calving (AFC) were estimated by che restricted maximum likelihood method, using an animal model. Estimated heritability values were 0.38; 0.01; 0.10 and 0.20 for MP, LL, CI and AFC, respectively. Estimated repeatability values were 0.50, 0.13 and 0.20 for MP, LL and CI, respectively. Means of predicted breeding values for cows, dams and sires according to calving year and the genetic correlations were presented.

Avaliação genética de touros da raça Gir para produção de leite no dia do controle e em 305 dias de lactação

Dados de 32.779 controles mensais, de 3.605 lactações em 305 dias (PL305), de 2.082 vacas Gir, filhas de 281 touros, com partos ocorridos de 1987 a 1999 em 11 rebanhos, foram usados com o objetivo de verificar a viabilidade de utilização da produção de leite no dia do controle (PLDC) em avaliações genéticas de touros da raça Gir. Foram realizadas análises univariadas das PLDC1 a PLDC10 e da PL305 pelo método de máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, incluindo as três primeiras lactações como medidas repetidas de um mesmo animal, diferenciados conforme o grupo contemporâneo de rebanho-ano-estação, de acordo com a idade da vaca ao parto e, do intervalo parto-primeiro controle na PLDC1. As médias observadas e os respectivos desvios-padrão (kg) para PLDC1 a PLDC10 e PL305 foram: 11,97±4,64; 11,93±4,68; 10,98±4,40; 10,18±4,12; 9,66±3,88; 9,20±3,69; 8,63±3,51; 8,08±3,33; 7,59±3,27; 7,22±3,15 e 2.746,17±1.299,90. As estimativas de herdabilidade para as PLDC1 a PLDC10 foram de 0,26; 0,19; 0,18; 0,20; 0,15; 0,13; 0,14; 0,10; 0,11 e 0,10, respectivamente; para a PL305 foi de 0,18. As correlações de ordem dos valores genéticos preditos de 281 touros, obtidos entre as PLDC e a PL305, foram altas, oscilando de 0,85 a 0,94. O percentual de coincidência de touros que seriam selecionados pelos valores genéticos preditos das PLDC2 a PLDC5 foram acima de 80%, a partir de 5% dos melhores classificados pela PL305. em algumas PLDC o nível de coincidência de classificação dos touros com a PL305 foi muito baixo.

Predição de valores genéticos para a produção de leite no dia do controle e para a produção acumulada até 305 dias

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise genética de escores de avaliação visual de bovinos com modelos bayesianos de limiar e linear

O objetivo deste trabalho foi comparar as estimativas de parâmetros genéticos obtidas em análises bayesianas uni-característica e bi-característica, em modelo animal linear e de limiar, considerando-se as características categóricas morfológicas de bovinos da raça Nelore. Os dados de musculosidade, estrutura física e conformação foram obtidos entre 2000 e 2005, em 3.864 animais de 13 fazendas participantes do Programa Nelore Brasil. Foram realizadas análises bayesianas uni e bi-características, em modelos de limiar e linear. de modo geral, os modelos de limiar e linear foram eficientes na estimação dos parâmetros genéticos para escores visuais em análises bayesianas uni-características. Nas análises bi-características, observou-se que: com utilização de dados contínuos e categóricos, o modelo de limiar proporcionou estimativas de correlação genética de maior magnitude do que aquelas do modelo linear; e com o uso de dados categóricos, as estimativas de herdabilidade foram semelhantes. A vantagem do modelo linear foi o menor tempo gasto no processamento das análises. Na avaliação genética de animais para escores visuais, o uso do modelo de limiar ou linear não influenciou a classificação dos animais, quanto aos valores genéticos preditos, o que indica que ambos os modelos podem ser utilizados em programas de melhoramento genético.

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.

Efeitos da Heterogeneidade de Variância Residual entre Grupos de Contemporâneos na Avaliação Genética de Bovinos de Corte

O objetivo deste estudo foi investigar, por meio de dados simulados, o efeito da heterogeneidade de variância residual entre grupos de contemporâneos (GC) sobre as avaliações genéticas de bovinos de corte, e comparar o uso de uma avaliação genética ponderada (R¹Isigmae²) em relação à avaliação que pressupõe homogeneidade de variância (R=Isigmae²). A característica estudada foi ganho de peso pós-desmame corrigido para 345 dias, sendo esta simulada com variância fenotípica de 300 kg² e herdabilidade igual a 0,4. A estrutura de um conjunto real de dados foi utilizada para fornecer os GC e os pais referentes às observações de cada animal. Cinco níveis de heterogeneidade de variância residual foram considerados de forma que os componentes de variância fossem, na média, iguais aos da situação de homogeneidade de variância. Na medida em que níveis mais acentuados de heterogeneidade de variância residual foram considerados, os animais foram selecionados dos GC com maior variabilidade, especialmente com pressão de seleção intensa. em relação à consistência de predição, os produtos e as vacas tiveram seus valores genéticos preditos mais afetados pela heterogeneidade de variância residual do que os touros. O fator de ponderação utilizado reduziu, mas não eliminou o efeito da heterogeneidade de variância. As avaliações genéticas ponderadas apresentaram resultados iguais ou superiores àqueles obtidos pelas avaliações que assumiram homogeneidade de variância. Mesmo quando não necessário, o uso de avaliações ponderadas produziu resultados não inferiores às avaliações que assumiram homogeneidade de variância.

Influence of data structure on the estimation of the additive genetic direct and maternal covariance for early growth traits in Nellore cattle

The objective of the present study was to investigate the effect of data structure on estimated genetic parameters and predicted breeding values of direct and maternal genetic effects for weaning weight (WW) and weight gain from birth to weaning (BWG), including or not the genetic covariance between direct and maternal effects. Records of 97,490 Nellore animals born between 1993 and 2006, from the Jacarezinho cattle raising farm, were used. Two different data sets were analyzed: DI_all, which included all available progenies of dams without their own performance; DII_all, which included DI_all + 20% of recorded progenies with maternal phenotypes. Two subsets were obtained from each data set (DI_all and DII_all): DI_1 and DII_1, which included only dams with three or fewer progenies; DI_5 and DII_5, which included only dams with five or more progenies. (Co)variance components and heritabilities were estimated by Bayesian inference through Gibbs sampling using univariate animal models. In general, for the population and traits studied, the proportion of dams with known phenotypic information and the number of progenies per dam influenced direct and maternal heritabilities, as well as the contribution of maternal permanent environmental variance to phenotypic variance. Only small differences were observed in the genetic and environmental parameters when the genetic covariance between direct and maternal effects was set to zero in the data sets studied. Thus, the inclusion or not of the genetic covariance between direct and maternal effects had little effect on the ranking of animals according to their breeding values for WW and BWG. Accurate estimation of genetic correlations between direct and maternal genetic effects depends on the data structure. Thus, this covariance should be set to zero in Nellore data sets in which the proportion of dams with phenotypic information is low, the number of progenies per dam is small, and pedigree relationships are poorly known. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

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.

Breed and selection line differences in the temperament of beef cattle

O temperamento de quatro raças bovinas foi avaliado utilizando-se o teste de velocidade de fuga (FT) e o escore de comportamento (BST). FT foi definida como o tempo necessário para animais percorrerem uma distância de 2 m após a pesagem. BST foi baseada no comportamento dos animais na balança, amostrando-se quatro categorias de comportamento: movimentos, intensidade de respiração, vocalizações e coices. Os coeficientes de herdabilidade de FT e BST foram estimados com uso de um modelo de máxima verossimilhança restrita, considerando meio irmãos paternos. Caracu apresentou menores médias para BST do que as demais raças. Nelore apresentou resultados intermediários, seguida por Guzerat e Gyr com médias mais elevadas (p < 0,05). Resultados similares foram observados para FT, mas as médias de Caracu e Nelore não diferiram entre si. Observou-se baixa associação entre FT e BST (r p= -0,36; p < 0,01). A correlação entre rank de touros ordenados pelos seus valores preditos (p) para FT e BST foi moderada e negativa (r s = -0,63; p < 0,001). A herdabilidade de FT e BST foi de 0,35 e 0,34, respectivamente. A comparação de rebanhos Nelore com diferentes critérios de seleção para peso corporal mostrou que linhas de seleção podem modular positivamente o temperamento de Bos indicus.

Modeling of average growth curve in Santa Ines sheep using random regression models

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Genetic parameters and relationships of heifer pregnancy and age at first calving with weight gain, yearling and mature weight in Nelore cattle

The objectives of the current study were to investigate the additive genetic associations between heifer pregnancy at 16 months of age (HP16) and age at first calving (AFC) with weight gain from birth to weaning (WG), yearling weight (YW) and mature weight (MW), in order to verify the possibility of using the traits measured directly in females as selection criteria for the genetic improvement of sexual precocity in Nelore cattle. (Co)variance components were estimated by Bayesian inference using a linear animal model for AFC, WG, YW and MW and a nonlinear (threshold) animal model for HP16. The posterior means of direct heritability estimates were: 0.45 +/- 0.02; 0.10 +/- 0.01; 023 +/- 0.02; 0.36 +/- 0.01 and 0.39 +/- 0.04, for HP16, AFC, WG, YW and MW, respectively. Maternal heritability estimate for WG was 0.07 +/- 0.01. Genetic correlations estimated between HP16 and WG, YW and MW were 0.19 +/- 0.04; 0.25 +/- 0.06 and 0.14 +/- 0.05, respectively. The genetic correlations of AFC with WG, YW and MW were low to moderate and negative, with values of -0.18 +/- 0.06; -0.22 +/- 0.05 and -0.12 +/- 0.05, respectively. The high heritability estimated for HP16 suggests that this trait seem to be a better selection criterion for females sexual precocity than AFC. Long-term selection for animals that are heavier at young ages tends to improve the heifers sexual precocity evaluated by HP16 or AFC. Predicted breeding values for HP16 can be used to select bulls and it can lead to an improvement in sexual precocity. The inclusion of HP16 in a selection index will result in small or no response for females mature weight. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effect of pregnancy on the genetic evaluation of dairy cattle

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

Milk yield persistency in Brazilian Gyr cattle based on a random regression model

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)