Short communication: Principal components and factor analytic models for test-day milk yield in Brazilian Holstein cattle

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Mapping quantitative trait loci in Gallus gallus using principal components

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

Representation and analysis of soccer players' actions using principal components

This paper proposes the use of the Principal Components Analysis (PCA) method to represent and to analyse soccer players' actions distribution in the pitch. The seven games of the Brazilian National Team during the 2002 World Cup were analysed. The player's position actions were measured from videotapes in a computer interface. The results were: a) the graphical representation, given by two orthogonal segments in the two directions of maximal variability and centred at the mean of each player's actions position; b) the eccentricity measurement, given by the variability ratio and c) the actions zone area, given by variability product. The results showed that the individual characteristics of acting were well represented by the PCA, allowing comparisons among games and providing insights related to the tactical organisation of the team.

Estimates of genetic parameters, and cluster and principal components analyses of breeding values related to egg production traits in a White Leghorn population

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

The use of principal components and univariate charts to control multivariate processes

In this article, we evaluate the performance of the T2 chart based on the principal components (PC chart) and the simultaneous univariate control charts based on the original variables (SU X̄ charts) or based on the principal components (SUPC charts). The main reason to consider the PC chart lies on the dimensionality reduction. However, depending on the disturbance and on the way the original variables are related, the chart is very slow in signaling, except when all variables are negatively correlated and the principal component is wisely selected. Comparing the SU X̄, the SUPC and the T 2 charts we conclude that the SU X̄ charts (SUPC charts) have a better overall performance when the variables are positively (negatively) correlated. We also develop the expression to obtain the power of two S 2 charts designed for monitoring the covariance matrix. These joint S2 charts are, in the majority of the cases, more efficient than the generalized variance |S| chart.

Principal components and factor analytic models for birth to mature weights in Nellore cattle

A total of 61,528 weight records from 22,246 Nellore animals born between 1984 and 2002 were used to compare different multiple-trait analysis methods for birth to mature weights. The following models were used: standard multivarite model (MV), five reduced-rank models fitting the first 1, 2, 3, 4 and 5 genetic principal components, and five models using factor analysis with 1, 2, 3, 4 and 5 factors. Direct additive genetic random effects and residual effects were included in all models. In addition, maternal genetic and maternal permanent environmental effects were included as random effects for birth and weaning weight. The models included contemporary group as fixed effect and age of animal at recording (except for birth weight) and age of dam at calving as linear and quadratic effects (for birth weight and weaning weight). The maternal genetic, maternal permanent environmental and residual (co)variance matrices were assumed to be full rank. According to model selection criteria, the model fitting the three first principal components (PC3) provided the best fit, without the need for factor analysis models. Similar estimates of phenotypic, direct additive and maternal genetic, maternal permanent environmental and residual (co)variances were obtained with models MV and PC3. Direct heritability ranged from 0.21 (birth weight) to 0.45 (weight at 6 years of age). The genetic and phenotypic correlations obtained with model PC3 were slightly higher than those estimated with model MV. In general, the reduced-rank model substantially decreased the number of parameters in the analyses without reducing the goodness-of-fit. © 2013 Elsevier B.V.

Damage Detection Based on Electromechanical Impedance Principle and Principal Components

This paper presents a novel time domain approach for Structural Health Monitoring (SHM) systems based on Electromechanical Impedance (EMI) principle and Principal Component Coefficients (PCC), also known as loadings. Differently of typical applications of EMI applied to SHM, which are based on computing the Frequency Response Function (FRF), in this work the procedure is based on the EMI principle but all analysis is conducted directly in time-domain. For this, the PCC are computed from the time response of PZT (Lead Zirconate Titanate) transducers bonded to the monitored structure, which act as actuator and sensor at the same time. The procedure is carried out exciting the PZT transducers using a wide band chirp signal and getting their time responses. The PCC are obtained in both healthy and damaged conditions and used to compute statistics indexes. Tests were carried out on an aircraft aluminum plate and the results have demonstrated the effectiveness of the proposed method making it an excellent approach for SHM applications. Finally, the results using EMI signals in both frequency and time responses are obtained and compared. © The Society for Experimental Mechanics 2014.

A partial least squares and principal component regression study of quinone compounds with trypanocidal activity

A quantitative structure-activity relationship (QSAR) study of 19 quinone compounds with trypanocidal activity was performed by Partial Least Squares (PLS) and Principal Component Regression (PCR) methods with the use of leave-one-out crossvalidation procedure to build the regression models. The trypanocidal activity of the compounds is related to their first cathodic potential (Ep(c1)). The regression PLS and PCR models built in this study were also used to predict the Ep(c1) of six new quinone compounds. The PLS model was built with three principal components that described 96.50% of the total variance and present Q(2) = 0.83 and R-2 = 0.90. The results obtained with the PCR model were similar to those obtained with the PLS model. The PCR model was also built with three principal components that described 96.67% of the total variance with Q(2) = 0.83 and R-2 = 0.90. The most important descriptors for our PLS and PCR models were HOMO-1 (energy of the molecular orbital below HOMO), Q4 (atomic charge at position 4), MAXDN (maximal electrotopological negative difference), and HYF (hydrophilicity index).

Genetic parameter estimates and principal component analysis of breeding values of reproduction and growth traits in female Canchim cattle

Phenotypic data from female Canchim beef cattle were used to obtain estimates of genetic parameters for reproduction and growth traits using a linear animal mixed model. In addition, relationships among animal estimated breeding values (EBVs) for these traits were explored using principal component analysis. The traits studied in female Canchim cattle were age at first calving (AFC), age at second calving (ASC), calving interval (CI), and bodyweight at 420 days of age (BW420). The heritability estimates for AFC, ASC, CI and BW420 were 0.03±0.01, 0.07±0.01, 0.06±0.02, and 0.24±0.02, respectively. The genetic correlations for AFC with ASC, AFC with CI, AFC with BW420, ASC with CI, ASC with BW420, and CI with BW420 were 0.87±0.07, 0.23±0.02, -0.15±0.01, 0.67±0.13, -0.07±0.13, and 0.02±0.14, respectively. Standardised EBVs for AFC, ASC and CI exhibited a high association with the first principal component, whereas the standardised EBV for BW420 was closely associated with the second principal component. The heritability estimates for AFC, ASC and CI suggest that these traits would respond slowly to selection. However, selection response could be enhanced by constructing selection indices based on the principal components. © CSIRO 2013.

Abordagem multivariada envolvendo características físicas e morfológicas do sêmen bovino, idade dos touros e época de colheita de sêmen

Avaliaram-se as relações entre características físicas e morfológicas do sêmen de bovinos das subespécies Bos taurus taurus e Bos taurus indicus com a idade dos touros e a época de colheita do sêmen. Utilizaram-se observações feitas durante o período de 1993 a 1999, em 42 touros com 12 a 174 meses de idade, divididos em cinco classes: Bos taurus taurus - 12 a 36 meses; 37 a 60 meses; 61 a 84 meses; 85 a 108 meses; e 109 a 138 meses; e Bos taurus indicus - 12 a 42 meses; 43 a 72 meses; 73 a 102 meses; 103 a 132 meses; e 133 a 174 meses. As características analisadas foram: volume, turbilhonamento espermático, concentração espermática, motilidade espermática, vigor espermático, anormalidades espermáticas e integridade do acrossoma. No processamento das análises, utilizaram-se as médias das características em cada classe de idade e o mês de colheita de sêmen durante o período de 1993 a 1999. As técnicas estatísticas multivariadas de componentes principais e de agrupamento hierárquico mostraram resultados que podem contribuir na escolha de sêmen de melhor qualidade. As classes 103 a 132 meses e 133 a 174 meses para a subespécie Bos taurus indicus e a classe de idade 109 a 138 meses para a subespécie Bos taurus taurus foram as mais contrastantes. Para ambas as subespécies, nos meses mais úmidos, o sêmen apresentou menor qualidade, principalmente na subespécie Bos taurus taurus. As características do sêmen mais contrastantes no estudo por classes e no período de coleta de sêmen foram: vigor espermático, motilidade espermática, concentração espermática, integridade do acrossoma e anormalidades terciárias no sêmen.

Análise multivariada na compactação de um latossolo vermelho cultivado com milho

Os solos submetidos aos sistemas de produção sem preparo estão sujeitos à compactação, provocada pelo tráfego de máquinas, tornando necessário o acompanhamento das alterações do ambiente físico, que, quando desfavorável, restringe o crescimento radicular, podendo reduzir a produtividade das culturas. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de diferentes intensidades de compactação na qualidade física de um Latossolo Vermelho textura média, localizado em Jaboticabal (SP), sob cultivo de milho, usando métodos de estatística multivariada. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis intensidades de compactação e quatro repetições. Foram coletadas amostras indeformadas do solo nas camadas de 0,02-0,05, 0,08-0,11 e 0,15-0,18 m para determinação da densidade do solo (Ds), na camada de 0-0,20 m. As características da cultura avaliadas foram: densidade radicular, diâmetro radicular, matéria seca das raízes, altura das plantas, altura de inserção da primeira espiga, diâmetro do colmo e matéria seca das plantas. As análises de agrupamentos e componentes principais permitiram identificar três grupos de alta, média e baixa produtividade de plantas de milho, segundo variáveis do solo, do sistema radicular e da parte aérea das plantas. A classificação dos acessos em grupos foi feita por três métodos: método de agrupamentos hierárquico, método não-hierárquico k-means e análise de componentes principais. Os componentes principais evidenciaram que elevadas produtividades de milho estão correlacionadas com o bom crescimento da parte aérea das plantas, em condições de menor densidade do solo, proporcionando elevada produção de matéria seca das raízes, contudo, de pequeno diâmetro. A qualidade física do Latossolo Vermelho para o cultivo do milho foi assegurada até à densidade do solo de 1,38 Mg m-3.

Avaliação de cultivares de amendoim para resistência a Spodoptera frugiperda

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efficiency of a constructed wetland for wastewaters treatment

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

Análise multivariada e variabilidade espacial na estimativa da erodibilidade de um argissolo vermelho-amarelo

A erodibilidade é um fator de extrema importância na caracterização da perda de solo, representando os processos que regulam a infiltração de água e sua resistência à desagregação e o transporte de partículas. Assim, por meio da análise de dependência espacial dos componentes principais da erodibilidade (fator K), objetivou-se estimar a erodibilidade do solo em uma área de nascentes da microbacia do Córrego do Tijuco, Monte Alto-SP, e analisar a variabilidade espacial das variáveis granulométricas do solo ao longo do relevo. A erodibilidade média da área foi considerada alta, e a análise de agrupamento k-means apontou para uma formação de cinco grupos: no primeiro, os altos teores de areia grossa (AG) e média (AM) condicionaram sua distribuição nas áreas planas; o segundo, caracterizado pelo alto teor de areia fina (AF), distribui-se nos declives mais convexos; o terceiro, com altos teores de silte e areia muito fina (AMF), concentrou-se nos maiores declives e concavidades; o quarto, com maior teor de argila, seguiu as zonas de escoamento de água; e o quinto, com alto teor de matéria orgânica (MO) e areia grossa (AG), distribui-se nas proximidades da zona urbana. A análise de componentes principais (ACP) mostrou quatro componentes com 87,4 % das informações, sendo o primeiro componente principal (CP1) discriminado pelo transporte seletivo de partículas principalmente em zonas pontuais de maior declividade e acúmulo de sedimentos; o segundo (CP2), discriminado pela baixa coesão entre as partículas, mostra acúmulo da areia fina nas áreas de menor cota em toda a área de concentração de água; o terceiro (CP3), discriminado pela maior agregação do solo, concentra-se principalmente nas bases de grandes declives; e o quarto (CP4), discriminado pela areia muito fina, distribui-se ao longo das declividades nas maiores altitudes. Os resultados sugerem o comportamento granulométrico do solo, que se mostra suscetível ao processo erosivo devido às condições texturais superficiais e à movimentação do relevo.

Avaliação de características de desempenho e de carcaça de codornas de corte por meio da análise de componentes principais

Foram utilizados dados de 288 codornas de corte (Coturnix coturnix coturnix) para avaliar a possibilidade de resumir a informação contida no complexo de variáveis originais, eliminando-se variáveis inexpressivas por meio da técnica de componentes principais. Foram registrados o peso vivo (PVIVO) e pesos do peito (PPEITO), das coxas (PCOXA), da gordura abdominal (GA), das vísceras comestíveis (fígado, moela e coração) (FIG, MOELA e CORA) e da carcaça eviscerada (PCEVIS). As carcaças foram secas e trituradas para a avaliação do teor matéria seca (MS), gordura (GORD) e proteína bruta (PB). Dos 11 componentes principais, sete (63,6%) apresentaram variância menor que 0,7 (autovalor inferior a 0,7), sendo sugeridas para descarte, respectivamente, em ordem de menor importância, para explicar a variação total das seguintes variáveis: PCEVIS, PPEITO, PCOXA, CORA, FIG MOELA e GORD. Com base nos resultados, recomenda-se manter as seguintes variáveis em experimentos futuros: PVIVO, MS, PB e GA.