Minimizing inter-genotypic competition effects to predict genetic values and selection in forestry genetic tests

The effect of competition is an important source of variation in breeding experiments. This study aimed to compare the selection of plants of open-pollinated families of Eucalyptus with and without the use of competition covariables. Genetic values were determined for each family and tree and for the traits height, diameter at breast height and timber volume in a randomized block design, resulting in the variance components, genetic parameters, selection gains, effective size and selection coincidence, with and without the use of covariables. Intergenotypic competition is an important factor of environmental variation. The use of competition covariables generally reduces the estimates of variance components and influences genetic gains in the studied traits. Intergenotypic competition biases the selection of open-pollinated eucalypt progenies, and can result in an erroneous choice of superior genotypes; the inclusion of covariables in the model reduces this influence.

Genetic trend estimates of meat quality traits in a male broiler line

The present research was conducted to estimate the genetic trends for meat quality traits in a male broiler line. The traits analyzed were initial pH, pH at 6 h after slaughter, final pH, initial range of falling pH, final range of falling pH, lightness, redness, yellowness, weep loss, drip loss, shrink loss, and shear force. The number of observations varied between 618 and 2125 for each trait. Genetic values were obtained by restricted maximum likelihood, and the numerator relationship matrix had 107,154 animals. The genetic trends were estimated by regression of the broiler average genetic values with respect to unit of time (generations), and the average genetic trend was estimated by regression coefficients. Generally, for the traits analyzed, small genetic trends were obtained, except for drip loss and shear force, which were higher. The small magnitude of the trends found could be a consequence of the absence of selection for meat quality traits in the line analyzed. The estimates of genetic trends obtained were an indication of an improvement in the meat quality traits in the line analyzed, except for drip loss.

Genetic analysis of average annual productivity of Nellore breeding cows (COWPROD)

With the aim of estimating the coefficient of heritability of average annual productivity of Nellore cows (COWPROD), a data set from 24,855 animals with known pedigree was analyzed. COWPROD is defined as the amount (in kilograms) of weaned calves produced yearly by one cow during her remaining time in herd ignoring a fixed period of 365 days. COWPROD was calculated regarding three standards: a) based on the post-weaning weight from the calves ignoring any kind of adjustment (COWPROD_NAJ), b) adjusted weight for the fixed effects (COWPROD_AJFIX) and c) adjusted weight for the fixed effects and for the genetic merit of the sire (COWPROD_AJFIN). The obtained heritabilities were 0.15, 0.15 and 0.16 for COWPROD_NAJ, COWPROD_AJFIX and COWPROD_AJFIN, respectively. A complete set composed of 105,158 COWPROD records on 130,740 animals in pedigree was also analyzed for predicting the genetic merit of all animals in the data set and for the calculation of the genetic, phenotypic and residual trends. Ranking correlation was high for the adjusted and non-adjusted data, yet, for some of the animals, the difference among the genetic values was large. This would be an indication that it would be better to work always with the adjusted weaning weights. The genetic trend was positive, but was of small magnitude (0.26% of the trait average) and the residual trend was negative as a consequence of the large intensification of the production system, which has been occurring in the last years in the farms studied. The phenotypic trend was also negative and intermediate between the genetic and the residual ones.

Comparison of selective genotyping strategies for prediction of breeding values in a population undergoing selection

Genomewide marker information can improve the reliability of breeding value predictions for young selection candidates in genomic selection. However, the cost of genotyping limits its use to elite animals, and how such selective genotyping affects predictive ability of genomic selection models is an open question. We performed a simulation study to evaluate the quality of breeding value predictions for selection candidates based on different selective genotyping strategies in a population undergoing selection. The genome consisted of 10 chromosomes of 100 cM each. After 5,000 generations of random mating with a population size of 100 (50 males and 50 females), generation G(0) (reference population) was produced via a full factorial mating between the 50 males and 50 females from generation 5,000. Different levels of selection intensities (animals with the largest yield deviation value) in G(0) or random sampling (no selection) were used to produce offspring of G(0) generation (G(1)). Five genotyping strategies were used to choose 500 animals in G(0) to be genotyped: 1) Random: randomly selected animals, 2) Top: animals with largest yield deviation values, 3) Bottom: animals with lowest yield deviations values, 4) Extreme: animals with the 250 largest and the 250 lowest yield deviations values, and 5) Less Related: less genetically related animals. The number of individuals in G(0) and G(1) was fixed at 2,500 each, and different levels of heritability were considered (0.10, 0.25, and 0.50). Additionally, all 5 selective genotyping strategies (Random, Top, Bottom, Extreme, and Less Related) were applied to an indicator trait in generation G(0), and the results were evaluated for the target trait in generation G(1), with the genetic correlation between the 2 traits set to 0.50. The 5 genotyping strategies applied to individuals in G(0) (reference population) were compared in terms of their ability to predict the genetic values of the animals in G(1) (selection candidates). Lower correlations between genomic-based estimates of breeding values (GEBV) and true breeding values (TBV) were obtained when using the Bottom strategy. For Random, Extreme, and Less Related strategies, the correlation between GEBV and TBV became slightly larger as selection intensity decreased and was largest when no selection occurred. These 3 strategies were better than the Top approach. In addition, the Extreme, Random, and Less Related strategies had smaller predictive mean squared errors (PMSE) followed by the Top and Bottom methods. Overall, the Extreme genotyping strategy led to the best predictive ability of breeding values, indicating that animals with extreme yield deviations values in a reference population are the most informative when training genomic selection models.

Genetic parameters and trends of morphometric traits of GIFT tilapia under selection for weight gain

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Different methods to assess yield temporal stability in rubber

The objective of this work was to assess, during six years, the temporal stability of natural rubber yield of 25 superior Hevea brasiliensis genotypes, using the Wricke, Eberhart & Russell, Lin & Binns, additive main effect and multiplicative interaction (AMMI) analysis, and harmonic mean of the relative performance of the genetic values (HMRPGV) methods. The IAC 40 and IAC 300 genotypes were identified as stable and high yielding by the Eberhart & Russell, Lin & Binns, HMRPGV, and AMMI Biplot methods. The ranking of the other more stable genotypes identified by these analyses was altered. The observed results in the AMMI Biplot agreed with those observed in the Wricke method for identifying stable, but lower yielding genotypes. The simultaneous use of different methods allows a more accurate indication of stable genotypes. Stability analyses based on different principles show agreement in indicating stable genotypes.

Heritability at family mean level

Based on a polygenic system of a diploid species, without epistasis, and a population in Hardy-Weinberg equilibrium, without inbreeding and under linkage equilibrium, it can be shown that: (1) the narrow sense heritability at half-sib family level is equal to the square of the correlation coefficient between family mean and the additive genetic value of its common parent; (2) the narrow sense heritability at full-sib family level is equal to the square of the correlation coefficient between family mean and the mean of the additive genetic values of its parents; (3) the narrow sense heritability at Sn family level is exactly equal to the square of the correlation coefficient between family mean and the additive genetic value of its parent only in absence of dominance or when allele frequencies are equal; and (4) the broad sense heritability at full-sib or Sn family level can be used to analyze selection efficiency, since the progeny genotypic mean is, in general, a good indicator of parents, or Sn-1 plant superiority with respect to the frequency of favorable genes.

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.

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.

Estudo de simulação de modelos lineares mistos com distribuição normal contaminada no melhoramento genético animal

Objetivou-se com esse trabalho comparar estimativas de componentes de variâncias obtidas por meio de modelos lineares mistos Gaussianos e Robustos, via Amostrador de Gibbs, em dados simulados. Foram simulados 50 arquivos de dados com 1.000 animais cada um, distribuídos em cinco gerações, em dois níveis de efeito fixo e três valores fenotípicos distintos para uma característica hipotética, com diferentes níveis de contaminação. Exceto para os dados sem contaminação, quando os modelos foram iguais, o modelo Robusto apresentou melhores estimativas da variância residual. As estimativas de herdabilidade foram semelhantes em todos os modelos, mas as análises de regressão mostraram que os valores genéticos preditos com uso do modelo Robusto foram mais próximos dos valores genéticos verdadeiros. Esses resultados sugerem que o modelo linear normal contaminado oferece uma alternativa flexível para estimação robusta em melhoramento genético animal.

Parâmetros e tendência genética da produção de leite de cabra no Brasil

A caprinocultura leiteira no Brasil, apesar de ser uma atividade rural consolidada há algumas décadas, tem se mostrado totalmente dependente de outros países no que se refere ao melhoramento genético. A maioria dos plantéis existentes atualmente tem como base animais importados, e a renovação do material genético é feita por meio da importação de sêmen. Inexistem informações sobre o valor genético dos animais e sua evolução no decorrer dos anos. No presente trabalho, foram estimadas a herdabilidade e a repetibilidade da produção de leite utilizando o REML. Os valores obtidos foram 0,21557 e 0,21564, respectivamente. Para a predição do valor gênico dos animais, foi usado o procedimento BLUP com modelo animal. A mudança na tendência genética anual estimada por um modelo quadrático foi -0,8109 kg/ano², indicando desaceleração no ganho genético. A correlação de Pearson entre os valores gênicos dos bodes estimados com base na média da capacidade provável de produção das filhas obtida pelo método de mínimos quadrados com as estimadas pelas equações do modelo misto foi de 0,5751. A correlação de SPEARMAN entre as classificações dos bodes obtidos pelos dois métodos foi de 0,5813.

Melhoramento e estrutura populacional em bubalinos da raça Mediterrâneo no Brasil

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura populacional e os progressos genéticos, fenotípicos e ambientais de características de desenvolvimento ponderal, em bubalinos da raça Mediterrâneo. Foram utilizadas informações dos pesos ajustados aos 205, 365 e 550 dias de idade, de 6.243 bubalinos nascidos no período de 1974 a 2003, provenientes de quatro fazendas. As estimativas dos coeficientes de herdabilidade foram altas para os pesos ajustados nas três idades. Os rebanhos apresentaram ganho genético positivo quanto a essas três características, porém, aquém do possível, provavelmente em razão da seleção baseada somente no fenótipo, realizada pelos produtores. Para aumento nos ganhos genéticos, são necessários a redução do intervalo de geração, o aumento do tamanho efetivo, o uso de reprodutores avaliados com base nos valores genéticos preditos pelo BLUP e o controle dos acasalamentos de animais aparentados.

Melhoramento genético de erva-mate nativa do Estado de Mato Grosso do Sul

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Predição de parâmetros e valores genéticos para caracteres de crescimento e produção de látex em progênies de seringueira

O trabalho objetivou estimar parâmetros e valores genéticos para os caracteres altura, diâmetro, produção de látex e produtividade de progênies de seringueira. As progênies meio-irmãos foram estabelecidas sob delineamento de blocos ao acaso, com 28 tratamentos (progênies), cinco repetições e dez plantas por parcela. Aos três anos de idade, as progênies foram avaliadas quanto aos caracteres: a) altura total (cm); b) diâmetro (mm); c) Produção de borracha seca (g) e produtividade (g cm-2). As estimativas dos coeficientes de herdabilidades individuais (0,33; 0,24 e 0,51) para os caracteres altura, diâmetro e produtividade, respectivamente, foram consideradas expressivas. Para o caráter produção de borracha seca, a estimativa do coeficiente de herdabilidade individual, no sentido restrito (9%), embora de baixa magnitude, revela excelente possibilidade de seleção, pois conduziram a estimativa da herdabilidade, em nível de médias de família, a um valor equivalente a 68%. A acurácia entre os valores genéticos preditos e os verdadeiros foram de 0,80 para altura, 0,76 para diâmetro, 0,62 para produção de borracha seca e 0,86 para produtividade. As estimativas de herdabilidades individuais associadas às de médias de progênies podem maximizar os ganhos genéticos com a seleção na população. A inclusão do caráter produtividade foi promissora e deve ser utilizada na seqüência das avaliações, subsidiando o programa de melhoramento genético da espécie no Estado de Mato Grosso do Sul.

Variabilidade genética do peso adulto de matrizes em um rebanho Nelore do Estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)