Genetic Heteroscedasticity for Domestic Animal Traits

Animal traits differ not only in mean, but also in variation around the mean. For instance, one sire’s daughter group may be very homogeneous, while another sire’s daughters are much more heterogeneous in performance. The difference in residual variance can partially be explained by genetic differences. Models for such genetic heterogeneity of environmental variance include genetic effects for the mean and residual variance, and a correlation between the genetic effects for the mean and residual variance to measure how the residual variance might vary with the mean. The aim of this thesis was to develop a method based on double hierarchical generalized linear models for estimating genetic heteroscedasticity, and to apply it on four traits in two domestic animal species; teat count and litter size in pigs, and milk production and somatic cell count in dairy cows. The method developed is fast and has been implemented in software that is widely used in animal breeding, which makes it convenient to use. It is based on an approximation of double hierarchical generalized linear models by normal distributions. When having repeated observations on individuals or genetic groups, the estimates were found to be unbiased. For the traits studied, the estimated heritability values for the mean and the residual variance, and the genetic coefficients of variation, were found in the usual ranges reported. The genetic correlation between mean and residual variance was estimated for the pig traits only, and was found to be favorable for litter size, but unfavorable for teat count.

Defining the role of common variation in the genomic and biological architecture of adult human height

Using genome-wide data from 253,288 individuals, we identified 697 variants at genome-wide significance that together explained one-fifth of the heritability for adult height. By testing different numbers of variants in independent studies, we show that the most strongly associated ∼2,000, ∼3,700 and ∼9,500 SNPs explained ∼21%, ∼24% and ∼29% of phenotypic variance. Furthermore, all common variants together captured 60% of heritability. The 697 variants clustered in 423 loci were enriched for genes, pathways and tissue types known to be involved in growth and together implicated genes and pathways not highlighted in earlier efforts, such as signaling by fibroblast growth factors, WNT/β-catenin and chondroitin sulfate-related genes. We identified several genes and pathways not previously connected with human skeletal growth, including mTOR, osteoglycin and binding of hyaluronic acid. Our results indicate a genetic architecture for human height that is characterized by a very large but finite number (thousands) of causal variants.2014

Genética do acamamento em trigo (Triticum aestivum L.) e a identificação do caráter para seleção

O problema do acamamento em trigo tem chamado a atenção dos melhoristas devido à severidade dos danos causados as plantas com reflexo no rendimento e na qualidade dos grãos. É um caráter difícil de ser estudado diretamente, dados a múltiplas interações com o ambiente. Muitos trabalhos foram desenvolvidos procurando identificar métodos para seleção indireta. A estatura de planta foi exaustivamente estudada por ser um caráter de alta herdabilidade e fortemente correlacionado com o acamamento; entretanto, plantas com estatura abaixo de 70 cm são inadequadas para o cultivo devido a sua pouca competitividade com as ervas daninhas e por apresentarem dificuldades para a colheita mecanizada. Neste sentido, no presente trabalho foram testados os vários caracteres relacionados com o acamamento e métodos indiretos que possibilitem maiores ganhos na seleção. Foi identificado o coeficiente de resistência do colmo, método internacionalmente conhecido com cLr, como sendo a metodologia mais eficiente para seleção indireta em populações segregantes. Foi também mensurada a dissimilaridade genética entre dez cultivares de trigo recomendadas para cultivo no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, no ano 2000, e mais os genótipos IAC 5 e TB 951. A genética do caráter cLr foi estudada através da Análise de Gerações, metodologia também conhecida como Teste de Escala Conjunta. Foram avaliadas a natureza e a magnitude dos efeitos gênicos envolvidos o que ficou determinado que a aditividade e dominância atuam de maneira similar. Não foram encontrados efeitos epistáticos e a herdabilidade no sentido restrito foi de mediana a alta. O caráter cLr parece ser controlado por dois genes independentes com dois alelos cada, sendo que o genótipo duplamente recessivo (aabb) expressou fenotipicamente os valores mais altos para resistência ao acamamento.

Estimates of genetic parameters for visual scores and their correlation with production and reproductive traits in Brahman cattle

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

Herança da resistência ao enfezamento em milho

Os objetivos deste trabalho foram determinar a herança da resistência ao complexo de enfezamento em milho e determinar as melhores fontes de resistência entre as linhagens estudadas. Foram realizadas as análises dialélica e médias de gerações em linhagens de milho. Para a análise dialélica, foram cruzadas 12 linhagens de milho, em dialélico parcial. Para análises de médias de gerações, foram cruzadas três linhagens resistentes e quatro suscetíveis, para a obtenção das gerações F1, F2, RCP R e RCP S. Os trabalhos foram conduzidos em Jaboticabal, SP. A incidência de enfezamento foi avaliada no estádio fenológico R3. Efeitos significativos quanto à capacidade geral de combinação e capacidade específica de combinação foram obtidos, o que indicou que, no controle do caráter enfezamentos, estão envolvidos tanto os efeitos aditivos quanto os de dominância. Análises de médias de gerações mostraram a presença de poucos genes envolvidos com o controle da resistência, com predominância de efeitos aditivos, o que permite a seleção de genótipos resistentes. As linhagens L02, L03 e L05 poderão ser utilizadas como fontes de resistência, em futuras combinações híbridas.

MELHORAMENTO do TRIGO: XXXI. HERDABILIDADES E CORRELAÇÕES ENTRE TRÊS CARACTERÍSTICAS AGRONÔMICAS em POPULAÇÕES HÍBRIDAS

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Half-sib progenies evaluation in velvet grass

O capim-lanudo (Holcus lanatus L.) possui grande potencial de utilização como pastagem de inverno nas regiões subtropicais, devido a seu bom estabelecimento, persistência, produção, resistência ao frio, palatabilidade e capacidade de afilhamento. O objetivo deste trabalho foi estimar a variabilidade genética e a herdabilidade de caracteres agronômicos e identificar progênies superiores. Foram avaliadas 60 progênies de meios-irmãos, para altura (NH) e diâmetro da planta na fase vegetativa, duração do ciclo vegetativo (ciclo), altura final (FH) e número de afilhos. Houve diferença entre progênies para todos os caracteres. As estimativas de herdabilidade foram de 38%, 32%, 92%, 57% e 64% para NH, diâmetro, ciclo, FH e afilhos, respectivamente. O maior ganho genético estimado foi de 30,77 % para o número de afilhos. Existe variabilidade para todos os caracteres e são esperados ganhos na seleção entre progênies.

Parâmetros Genéticos para a Produção de Leite, Gordura e Proteína em Bubalinos

The objective of this study was to estimate the genetic parameters affecting milk production (MP), fat (%F) and protein (%P) contents of buffalo milk. Restricted Maximum Likelihood (REML) using MTDFREML program under animal model analyzed a total of 1744 lactations records from 1268 cows. The means were: MP = 1259.47 +/- 523.09 kg, %F = 6.87 +/- 0.88% and %P = 3.91 +/- 0.61%. The estimates of repeatability and heritability coefficients were: MP = 0.38 and 0.24, %F = 0.28 and 0.21 and %P = 0.30 and 0.26, respectively. The estimated genetic and phenotypic correlations were MP x %F = -0.18 and -0.62, MP x %P = -0.23 and -0.59 and %F x %P = 0.50 and 0.77, respectively. According to these results it is possible to conclude that selection is a proper way to increase milk yield, fat and protein percentage. Although negative low values of genetic correlations among traits, it should be take into account that simultaneous selection based on these traits could not be so efficient.

Fatores genéticos e ambientais sobre a probabilidade de prenhez precoce em bovinos Caracu

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estimates of genetic parameters for visual scores and daily weight gain in Brangus animals

(Co) variance components were estimated for visual scores of conformation (CY), early finishing (PY) and muscling (MY) at 550 days of age (yearling), average daily gain from weaning to yearling (GWY), conformation (CW), early finishing (PW) and muscling (MW) scores at weaning, and average daily gain from birth to weaning (GBW) in animals forming the Brazilian Brangus breed born between 1986 and 2002 from the livestock files of GenSys Consultants Associados S/C Ltda. The data set contained 53 683; 45 136; 52 937; 56 471; 24 531; 21 166; 24 006 and 25 419 records for CW, PW, MW, GBW, CY, PY, MY and GWY, respectively. Data were analyzed by the restricted maximum likelihood method using single-and two-trait animal models. Direct heritability estimates obtained by single-trait analysis were 0.12, 0.14, 0.13 and 0.14 for CY, PY and MY scores and GWY, respectively. A positive association was observed between the same visual scores at weaning and yearling, with correlations ranging from 0.64 to 0.94. Estimated correlations between GBW and weaning and yearling scores ranged from 0.60 to 0.77. The genetic correlation between GBW and GWY was low (0.10), whereas correlations of 0.55, 0.37 and 0.47 were observed between GWY and CY, PY and MY, respectively. Moreover, GWY showed a weak correlation with CW (0.10), PW (-0.08) and MW (-0.03) scores. These results indicate that selection of the traits that was studied would result in a small response. In addition, selection based on average daily gain may have an indirect effect on visual scores as the correlations between GWY and visual scores were generally strong.

Genetic associations between weight at maturity and maturation rate with ages and weights at first and second calving in Canchim beef cattle

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Genetic analysis on growth and carcass traits in Nelore cattle

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Genetic associations between age at first calving and heifer body weight and scrotal circumference in Nelore cattle

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Genetic associations between accumulated productivity, and reproductive and growth traits in Nelore cattle

The total meat yield in a beef cattle production cycle is economically very important and depends on the number of calves born per year or birth season, being directly related to reproductive potential. Accumulated Productivity (ACP) is an index that expresses a cow's capacity to give birth regularly at a young age and to wean animals of greater body weight. Using data from cattle participating in the "Program for Genetic Improvement of the Nelore Breed" (PMGRN - Nelore Brasil), bi-trait analyses were performed using the Restricted Maximum Likelihood method based on an ACP animal model and the following traits: age at first calving (AFC), female body weight adjusted for 365 (BW365) and 450 (BW450) days of age, and male scrotal circumference adjusted for 365 (SC365), 450 (SC450), 550 (SC550) and 730 (SC730) days of age. Median estimated ACP heritability was 0.19 and the genetic correlations with AFC, BW365, BW450, SC365, SC450, SC550 and SC730 were 0.33, 0.70, 0.65, 0.08, 0.07, 0.12 and 0.16, respectively. ACP increased and AFC decreased over time, revealing that the selection criteria genetically improved these traits. Selection based on ACP appears to favor the heaviest females at 365 and 450 days of age who showed better reproductive performance as regards AFC. Scrotal circumference was not genetically associated with ACP. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.