Efeito da interação genótipo ambiente, sob a forma de heterogeneidade de variâncias entre rebanhos

Foram simuladas estruturas de dados em modelos mistos representando o teste de 100 reprodutores, sendo cada reprodutor acasalado com 10 matrizes (total de 1000 matrizes), originando em cada acasalamento 2 proles, totalizando 2000 proles (vinte proles por reprodutor). De cada combinação reprodutor e matriz, dez proles tiveram seu fenótipo expresso no ambiente de baixa produção (Estrato 1) e, a outra metade, no ambiente de alta produção (Estrato 2). A simulação foi realizada de forma a representar diferentes situações de presença de heterogeneidade de variâncias, combinando-se as origens da heterogeneidade, de natureza genética e ambiental. Na presença de heterogeneidade residual, o valor estimado para o componente de variância residual, considerando homogeneidade de variâncias se aproximou do valor médio das variâncias entre os estratos. Houve superestimação, também, do componente de variância genético aditivo. Ao simular heterogeneidade de variância de origem genética, observou-se que a estimação desse componente situou-se em valor intermediário aos simulados. Nessa situação, o componente de variância residual estimado foi próximo do valor simulado, indicando que a heterogeneidade de variâncias quando proveniente de fatores genéticos, não interfere, substancialmente, sobre e estimação do componente de variância residual. Na simulação de dados com presença de heterogeneidade tanto de origem genética quanto ambiental (estrutura de dados 4), conduziu a estimação de componentes de variâncias intermediários aos valores simulados em cada estrato. Assim, observa-se que, mesmo quando os reprodutores apresentam proles bem distribuídas em ambos os estratos, a heterogeneidade de variância proveniente de fatores não genético provoca distorções sobre a estimação da variância genética aditiva. Mas por outro lado, quando a heterogeneidade de variância é decorrente de fatores genéticos, não há grande interferência sobre a estimativa da variância residual, tal comportamento pode ser explicado pela incorporação da matriz de parentesco na estimação do componente de variância genético aditivo, possibilitando discriminar melhor a origem da diferenças entre variâncias. Na estrutura onde a variância residual foi heterogênea a estimativa de herdabilidade foi menor em relação à estrutura de homogeneidade de variâncias. Por outro lado, quando somente a variância genética aditiva foi heterogênea, a estimativa de herdabilidade, considerando-se apenas o estrato de alta variabilidade genética, foi inflacionada pela superestimação da variância genética aditiva. No entanto, a estimativa de herdabilidade obtida, desconsiderando essa fonte de heterogeneidade de variância, foi próxima à situação de homogeneidade de variância, indicando que, quando os reprodutores possuem boa distribuição de proles em diferentes ambientes, as estimativas relacionadas ao efeito genético são ponderadas pelo desempenho dos animais em cada ambiente. As correlações de Spearman e de Pearson entre os valores genéticos preditos dos reprodutores, para todas as situações, foram maiores que 0,90. O resultado indica que, mesmo havendo presença de heterogeneidade de variância genética e/ou ambiental, se os reprodutores possuem proles bem distribuídas entre os ambientes (estratos heterogêneos) a classificação do mérito genético não se altera, o que era esperado, pois em análises unicarácter, quando ocorre uma fonte de viés na avaliação genética, ela é comum a todos os indivíduos. Na situação em que foi imposta a estrutura de dados à presença de heterogeneidade de variância residual com número de número desigual de proles por reprodutor nos estratos, provocou superestimação dos componentes de variância. Porém mesmo havendo alteração na magnitude dos valores genéticos preditos para os reprodutores, a heterogeneidade de variância não alterou a classificação entre os reprodutores todas as correlações de ordem foram próximas à unidade. O efeito da heterogeneidade de variância, oriunda de fatores ambientais, ocasiona em maiores distorções sobre a avaliação genética animal, em relação, quando a mesma é proveniente de causas genéticas. A conexidade genética entre diferentes ambientes, dilui o efeito da heterogeneidade de variância, tanto de origem genética, quanto ambiental, na predição de valores genéticos dos reprodutores.

Random regression models to estimate genetic parameters for milk production of Guzerat cows using orthogonal Legendre polynomials

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

Componentes de variância para o período de gestação em bovinos de corte

Estimaram-se os componentes de variância do período de gestação (PG) considerando-se o efeito direto do bezerro e os efeitos direto da vaca e aleatório do touro (pai do bezerro). Além dos efeitos aleatórios, os modelos estatísticos incluíram os efeitos fixos de grupo de contemporâneos, composto pela data juliana de inseminação, ano de nascimento e sexo do bezerro, e a idade da vaca ao parto (covariável linear e quadrática). As médias de PG para os animais da raça Nelore foram 294,55 dias (machos) e 293,34 dias (fêmeas) e para os animais cruzados, 292,49 dias (machos) e 292,55 dias (fêmeas). Os componentes de variância observados no Nelore, utilizando-se o modelo 1, que considerou o PG como característica do bezerro, foram 14,47; 72,78 e 57,31 para os componentes aditivo direto (sigma2a), fenotípico total (sigma2p) e residual (sigma2e), respectivamente, e a herdabilidade foi 0,21. Para os animais cruzados, pelo mesmo modelo, os componentes de variância foram 90,40 (sigma2a), 127,35 (sigma2p ) e 36,95 (sigma2e), e a herdabilidade, 0,71. Os componentes de variância do PG do Nelore sob o modelo 2, que considerou o PG como característica da vaca, foram 12,78; 5,01; 74,84 e 57,05, para sigma2a; sigma2pb (variância do pai do bezerro); sigma2p e sigma2e, respectivamente. A fração fenotípica atribuída ao touro (c²) foi 0,07 e a repetibilidade, 0,17. Para os cruzados, estimaram-se 22,11; 22,97; 127,70 e 82,61 para sigma2a; sigma2pb; sigma2p e sigma2e, respectivamente, enquanto o c² foi 0,18 e o coeficiente de repetibilidade, 0,17. Sugere-se, para fins de seleção, que o coeficiente de herdabilidade utilizado seja o obtido na análise em que PG foi considerado como característica do bezerro.

Estimação de componentes de co-variância para pesos corporais do nascimento aos 365 dias de idade de bovinos Guzerá empregando-se modelos de regressão aleatória

Um total de 19.770 pesos corporais de bovinos Guzerá, do nascimento aos 365 dias de idade, pertencentes ao banco de dados da Associação Brasileira dos Criadores de Zebu (ABCZ) foi analisado com os objetivos de comparar diferentes estruturas de variâncias residuais, considerando 1, 18, 28 e 53 classes residuais e funções de variância de ordens quadrática a quíntica; e estimar funções de co-variância de diferentes ordens para os efeitos genético aditivo direto, genético materno, de ambiente permanente de animal e de mãe e parâmetros genéticos para os pesos corporais usando modelos de regressão aleatória. Os efeitos aleatórios foram modelados por regressões polinomiais em escala de Legendre com ordens variando de linear a quártica. Os modelos foram comparados pelo teste de razão de verossimilhança e pelos critérios de Informação de Akaike e de Informação Bayesiano de Schwarz. O modelo com 18 classes heterogêneas foi o que melhor se ajustou às variâncias residuais, de acordo com os testes estatísticos, porém, o modelo com função de variância de quinta ordem também mostrou-se apropriado. Os valores de herdabilidade direta estimados foram maiores que os encontrados na literatura, variando de 0,04 a 0,53, mas seguiram a mesma tendência dos estimados pelas análises unicaracterísticas. A seleção para peso em qualquer idade melhoraria o peso em todas as idades no intervalo estudado.

Heterogeneidade dos componentes de variância na produção de leite e seus efeitos nas estimativas de herdabilidade e repetibilidade

It was evaluated the heterogeneity of components of phenotypic variance and its effects on the heritability and repeatability estimates for milk yield in Holstein cattle. The herds were grouped according to their level of production (low, medium and high) and evaluated in the non-transformed, square-root and logarithmic scale. Variance components were estimated using a restricted maximum likelihood method based on an animal model that included fixed effects of herd-year-season, and as covariates the linear effect of lactation duration and the linear and quadratic effects of cow's age at calving and the random direct additive genetic, permanent environment and residual effects. In the non-transformed scale all the variance components were heterogeneous. on this scale, residual and phenotypic variance components were associated positively with the level of production while in logarithmic scale that association was negative. Estimates of heritability were more affected than the repeatability for the phenotypic variance heterogeneity and their components. The of selection process efficiency for milk production could be affected by the level of production which was considered for genetic parameters estimation.

Componentes de (co)variância e parâmetros genéticos de características de crescimento da raça Simental no Brasil

Informações de genealogia e produção, cedidas pela Associação Brasileira de Criadores da Raça Simental (ABCRS), relativas aos pesos desde o nascimento até um ano de idade, foram utilizadas para estimar, sob modelos alternativos, os componentes de variância e os parâmetros genéticos em animais da raça Simental no Brasil. A matriz de parentesco incluiu 25.812 animais dos quais 7587 com dados de produção. O modelo 1 contém, além do erro, o efeito genético direto. Os modelos seguintes contêm os componentes do modelo 1, mais o efeito permanente de ambiente materno (modelo 2), ou o componente genético materno (modelo 3), ambos os componentes (modelo 5), os componentes do modelo 3 mais a covariância entre os efeitos genéticos direto e materno (modelo 4) e todos os componentes citados (modelo 6). Os modelos foram comparados pelo teste de razão de verossimilhança pelo chi² (P<0,01). Os componentes de variância e os valores de herdabilidades, estimados para os efeitos direto e materno, foram decrescentes, desde o modelo 1 até o modelo 6, na razão direta em que o modelo incorpora mais efeitos aleatórios. Para a fase de aleitamento foi encontrada variância genética nula, entretanto, alto valor para a variância de ambiente permanente. Os efeitos maternos, genético e de ambiente permanente são importantes para a raça Simental no Brasil e devem ser considerados em programas de seleção. Entretanto, os valores mais elevados de herdabilidade materna, encontrados com modelos sem efeito de ambiente permanente, sugerem que o método utilizado não discrimina apropriadamente esses efeitos, oriundos de mesma fonte de variação.

Meta-análise de parâmetros genéticos relacionados ao consumo alimentar residual e a suas características componentes em bovinos

The objective of this work was to estimate, by meta-analysis, the heritability (h(2)) and the genetic (r(g)) and phenotypic (r(f)) correlations of residual feed intake (RFI), and of its component traits in beef cattle from 19 breeds or genetic groups. Twenty-two scientific papers published from 1963 to 2011, from eight countries, totaling 52,637 cattle of ages from 28 days up to slaughter, were evaluated. The estimates of RFI, dry matter intake (DMI), average daily gain (ADG) and metabolic weight (BW0.75) were weighted by the inverse of sample variance. The variation between studies of h(2) for each trait was analyzed by weighted least squares. The effects of sex, country and breed were significant for h(2) of RFI, explaining 67% of variation between studies. For DMI, country and breed effects were significant and explained 96% of variation. Pooled estimates of h(2) were: 0.255+/-0.008, 0.278+/-0.012, 0.321+/-0.015, and 0.397+/-0.032 for RFI, DMI, ADG and BW0.75, respectively. Pooled estimates of genetic and phenotypic correlations were low between RFI and ADG and between RFI and BW0.75 (from -0.021+/-0.034 to 0.025+/-0.035), and moderate between RFI and DMI (0.636+/-0.035 and 0.698+/-0.041) and between DMI, ADG and BW0.75 (0.441+/-0.062 to 0.688+/-0.032). The trait RFI has lower heritability estimates than its components.

Estudo de modelo alternativo para estimação de componentes de (co)variância e predição de valores genéticos de características de crescimento em bovinos da raça Nelore

The objectives of this study were to estimate genetic parameters for non-standardized weights at nursing (PR120), at weaning (PR240), at yearling (PR365) and at post yearling (PR550), and to predict EPD's (expected progeny differences) for these traits using records from 29,769 Nellores. Covariance components and genetic parameters were estimated by mixed-model methodology, REML, using an animal model. Models for PR120, PR240, PR365 and PR455 included the random direct and maternal animal effects, the dam permanent environmental effect and the error. Fixed effects were contemporary group (CG) and age of cow at parturition (CIVP) and the covariate age of the calf at measuring. Two additional models for PR365, PR455 and PR550 analyses were used: the first included CG and CIVP, animal and maternal direct effect, residual and age of the calf (as covariate), and the second included CG and CIVP (as fixed effects), animal direct effect, residual and age of calf at measuring. Observed means±standard deviations were: 127±25kg (PR120); 191±34kg (PR240); 225±42kg (PR365); 266±51kg (PR455) and 310±56kg (PR550). From single-trait analyses, direct and maternal heritabilities for PR120, PR240, PR365 and PR455 were, respectively, .23 and .08; .19 and .10; .24 and .04; .30 and .04. Direct heritabilities were .39; .44 and .43, respectively, for PR365, PR455 and PR550. In the model without permanent effect, direct and maternal heritabilities for PR365, PR455 and PR550 were .25 and .08; .32 and .07; .38 and .03, respectively. When the estimates for standardized traits at the same period were compared, no differences in magnitude were found. Rank correlation had important changes when standardized and non-standardized traits were compared.

Estimativa de componentes de (co)variância de características de crescimento na raça Brahman utilizando inferência bayesiana

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelos para estimação de componentes de (co)variância para produção de leite no dia do controle de vacas da raça Holandesa

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelos para estimação de componentes de (co)variância para pesos do nascimento à idade adulta de animais da raça Nelore

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

Efeito de tratamentos pós-polimerização sobre o peso molecular, o grau de conversão, a temperatura de transição vítrea e a liberaçãp in vitro de monômero residual, plastificante e produtos de degradação de resinas acrílicas para reembasamento imediato

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A framework for predicting the residual load carrying capacity of concrete structures exposed to aggressive environments

Reinforced concrete structures are susceptible to a variety of deterioration mechanisms due to creep and shrinkage, alkali-silica reaction (ASR), carbonation, and corrosion of the reinforcement. The deterioration problems can affect the integrity and load carrying capacity of the structure. Substantial research has been dedicated to these various mechanisms aiming to identify the causes, reactions, accelerants, retardants and consequences. This has improved our understanding of the long-term behaviour of reinforced concrete structures. However, the strengthening of reinforced concrete structures for durability has to date been mainly undertaken after expert assessment of field data followed by the development of a scheme to both terminate continuing degradation, by separating the structure from the environment, and strengthening the structure. The process does not include any significant consideration of the residual load-bearing capacity of the structure and the highly variable nature of estimates of such remaining capacity. Development of performance curves for deteriorating bridge structures has not been attempted due to the difficulty in developing a model when the input parameters have an extremely large variability. This paper presents a framework developed for an asset management system which assesses residual capacity and identifies the most appropriate rehabilitation method for a given reinforced concrete structure exposed to aggressive environments. In developing the framework, several industry consultation sessions have been conducted to identify input data required, research methodology and output knowledge base. Capturing expert opinion in a useable knowledge base requires development of a rule based formulation, which can subsequently be used to model the reliability of the performance curve of a reinforced concrete structure exposed to a given environment.