Comparação bayesiana de modelos com uma aplicação para o equilíbrio de Hardy-Weinberg usando o coeficiente de desequilíbrio / Bayesian comparison of models with an application to the Hardy-Weinberg equilibrium using the disequilibrium coefficient

O equilíbrio de Hardy-Weinberg é um dos principais assuntos estudados pela Genética de populações. Neste contexto, o presente trabalho aborda a análise e a comparação bayesiana de modelos utilizando o coeficiente de desequilíbrio (D A). Para isso, realizou-se um estudo de simulação no qual as seguintes distribuições a priori foram consideradas: Dirichlet (modelo 1); beta - função degrau uniforme (modelo 2); uniforme - função degrau uniforme (modelo 3); e as prioris independentes uniformes (modelo 4). Exemplos de aplicação a dados reais de grupos raciais também são apresentados e discutidos. As amostras das distribuições marginais a posteriori para os parâmetros de interesse foram obtidas mediante o algoritmo Metropolis-Hastings, o qual foi implementado no software livre R. A convergência das cadeias geradas por este algoritmo foi monitorada pelos critérios de Geweke e Gelman & Rubin, os quais estão implementados no pacote BOA do R. Quanto às comparações entre os modelos, efetuadas por meio do fator de Bayes, observa-se que, para os dados simulados, o modelo 4 é o mais indicado para os casos de D A=0,146, D A=0,02 e D A=-0,02 com n=200; o modelo 2 é o mais indicado para D A=-0,02 e n=50 e o modelo 3 é o mais indicado para D A=-0,02 e n=1000. Para os dados reais, em cada caso analisado, nota-se uma grande diferenciação na escolha de modelos, em que apenas o modelo 1 não é recomendado.

One of the main subjects studied by population genetics is the Hardy-Weinberg equilibrium. In this context, this paper addresses the analysis and comparison of bayesian models used in its evaluation by the coefficient of disequilibrium. For this, it was carried out a simulation study in which the following prior distributions were considered: Dirichlet (model 1), beta - uniform step function (model 2), uniform - uniform step function (model 3) and independent uniform priors (model 4). Examples of application to real data for racial groups are presented and discussed. Samples from the marginal posterior distributions for parameters of interest were obtained by Metropolis-Hastings algorithm, which was implemented in the software R. The convergence of the chains generated by this algorithm was monitored by criteria of Geweke and Gelman & Rubin, which are implemented in the BOA package R. Regarding comparisons between models, performed using the Bayes factor, it was observed that model 4 is the most suitable for the cases of D A=0.146, D A=0.02 and D A=-0.02 with n=200, the model 2 is the most suitable for D A=-0.02 with n=50 and the model 3 is the most suitable for D A=-0.02 and n=1000. For real data, in each case examined, there is a large difference in choice of models, where model 1 is the only one not recommended.

Abordagem bayesiana da sensitividade de modelos para o coeficiente de endogamia / Bayesian approach to sensitivity of models for inbreeding coefficient

Este trabalho tem como objetivo realizar uma análise bayesiana de modelos, por meio do fator de Bayes, para o desequilíbrio de Hardy-Weinberg. Pretende-se também testar a metodologia por meio da simulação de dados e aplicá-la a um conjunto de dados reais. Na definição dos modelos, utilizaram-se as prioris Dirichlet (modelo 1), Beta - função degrau Uniforme (modelo 2), Uniforme - função degrau Uniforme (modelo 3) e as prioris independentes Uniformes (modelo 4) relacionadas aos parâmetros coeficiente de endogamia e proporção alélica. Foi implementado um algoritmo no software livre R para realizar a amostragem pelo Metropolis-Hastings das distribuições condicionais a posteriori dos parâmetros dos modelos. A convergência das cadeias foram monitoradas por meio de procedimentos implementados no pacote BOA do software livre R. As comparações entre os modelos indicaram que o mais adequado, ou seja, o que melhor descreve o fenômeno em estudo, é o modelo 1, em comparação aos demais, tanto para os dados simulados, quanto para os dados reais. Em virtude dos resultados apresentados, pode-se atestar que a abordagem Bayesiana apresentou bons resultados, ou seja, por meio das distribuições a posteriori condicionais completas, foram verificadas a confiabilidade e a precisão da metodologia na comparação dos modelos.

The aim of this research is to perform a Bayesian characterization of the Hardy-Weinberg disequilibrium through the Bayes factor. The methodology is tested by using both simulation study and actual data. It was used the following priors for the Bayesian models: Dirichlet (model 1), beta - step uniform function (model 2), uniform - step uniform function (model 3) and independent uniforms for the inbreeding coefficients and allele frequencies (model 4). Metropolis-Hasting algorithms were implemented using the software R to simulate multiple draws from the posterior distribution. Convergence of the Metropolis-Hasting algorithms was assessed by many methods available at R package BOA. Results showed that the model 1 presents the best performance for both simulation study and actual data. The results also showed that the Bayesian approach provides models that are useful for the analysis of the Hardy-Weinberg disequilibrium and inbreeding coefficient.

Estimativas de variância genética aditiva em populações selecionadas e não-selecionadas via simulação Monte Carlo utilizando o software R / Additive genetic variance estimates in selected and unselected populations via Monte Carlo simulation using the R software

Para disponibilizar um sistema de fornecimento de dados que objetivando-se subsidiar pesquisas de Melhoramento Genético Animal direcionadas à comparação de metodologias de avaliação genética, foi avaliado o comportamento da variância genética aditiva de populações selecionadas e não selecionadas, por seis gerações sucessivas, via simulação Monte Carlo. Por meio de um modelo genético aditivo, foram simuladas populações de 40 animais (20 machos e 20 fêmeas), sob seleção e acasalamento aleatório. Da geração zero até a quinta geração notou-se na população selecionada uma redução de 44,4 por cento na variância genética aditiva, devido a um aumento de 11,58 por cento no coeficiente de endogamia. Na população não selecionada a redução da variância genética aditiva foi menor (27,46 por cento) em relação à população selecionada, também devido a aumento de 10,26 por cento no coeficiente de endogamia.

The additive genetic variance in selected and unselected populations was evaluated in six successive generations via Monte Carlo simulation. The aim was to build a data system to help researches compare genetic evaluation methodologies in Animal Breeding. By means of an additive genetic model, populations of 40 individuals (20 males and 20 females) were simulated, under selected and random mating system. From the generation zero until the fifth generation, the selected population showed reduction of 44.4 percent in additive genetic variance due to an increase of 11.58 percent in inbreeding coefficient. In the unselected population the reduction in additive genetic variance was lower (27.46 percent) in relation to the selected population, due to the increasing of 10.26 percent in inbreeding coefficient.

Inferência Bayesiana na análise genética de populações diplóides: estimação do coeficiente de endogamia e da taxa de fecundação cruzada / Bayesian inference in genetic analysis of diploid populations: inbreeding coefficient and outcrossing rate estimation

Neste estudo, utilizou-se a metodologia Bayesiana para estimar o coeficiente de endogamia e a taxa de fecundação cruzada de uma população diplóide por meio do modelo aleatório de COCKERHAM para freqüências alélicas. Um sistema de simulação de dados foi estruturado para validar a metodologia utilizada. O algoritmo Gibbs Sampler foi implementado no software R para obter amostras das distribuições marginais a posteriori para o coeficiente de endogamia e para a taxa de fecundação. O método Bayesiano mostrou-se eficiente na estimação dos parâmetros, pois os valores paramétricos utilizados na simulação encontravam-se dentro do intervalo de credibilidade de 95 por cento em todos os cenários considerados. A convergência do algoritmo Gibbs Sampler foi verificada, validando assim os resultados obtidos.

The Bayesian methodology was used to estimate the inbreeding coefficient and outcrossing rate in diploid populations by COCKERHAM random model to allelic frequency. The proposed methodology was evaluated by data simulation. The Gibbs Sampler algorithm was implemented in the R statistical software to obtain the random samples of the inbreeding coefficient and outcrossing rate posteriors marginal distributions. The Bayesian method showed good results, because the 95 percent credible intervals contained the true parameter values to all of the selected scenes. The Gibbs Sampler convergence was checked and this validated the estimation results.

Degradability study of neutral detergent fiber of coast cross (Cynodon dactylon x Cynodon nlemfunensis)

The objective of this work was to fit the degradation model proposed by Orskov & McDonald (1979) to data of an in situ degradability trial. Neutral detergent fiber degradations (NDF) of coast cross grass (Cynodon dactylon x Cynodon nlemfunensis) were submitted to twelve cutting ages (30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330 and 360 days) in a complete block design. At each cutting age, NDF degradation was investigated using nine incubation times (0, 3, 6, 12, 24, 48, 72, 96 and 120 hours) in a split-plot design, taking cutting age as main plots and incubation time as subplots. Each plot comprised a non-lactating cow with a permanent ruminal fistula. Variances of the parameter estimates were also obtained, as well as expressions for the estimation of confidence intervals for parameters in the model. A good fit of the model to the data of neutral detergent fiber degradability in the most cutting ages was found. The cutting ages of the coast cross grass influenced the degradability of different fractions, benefiting early stages. In advanced cutting ages the parameters estimates were less precise.

Objetivou-se com este trabalho ajustar o modelo de degradação proposto por Orskov & McDonald (1979) aos dados de um experimento de degradabilidade in situ. Foi avaliada a degradação da fibra em detergente neutro (FDN) da gramínea Coast Cross (Cynodon dactylon x Cynodon nlemfunensis) submetida a doze idades de corte (30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330 e 360 dias) em um delineamento em blocos casualizados. Em cada idade de corte a degradação da FDN foi avaliada em nove tempos de incubação (0, 3, 6, 12, 24, 48, 72, 96 e 120 horas) em um esquema de parcela subdividida, com as idades de corte na parcela e os tempos de incubação na subparcela. Cada parcela foi constituída por uma vaca não-lactante com fístula ruminal permanente. O ajuste do modelo foi avaliado através da interpretação biológica dos parâmetros, coeficiente de determinação, quadrado médio do resíduo e teste de aderência (lack of fit). As variâncias dos estimadores dos parâmetros também foram obtidas por meio da matriz de covariância dos parâmetros fornecendo expressões para estimação do intervalo de confiança dos parâmetros do modelo. O modelo se ajustou bem aos dados de degradabilidade da fibra em detergente neutro na maioria das idades de corte. As idades de corte da gramínea Coast Cross influenciaram a degradabilidade das diferentes frações, favorecendo os cortes mais precoces. Nas idades de corte avançadas as estimativas dos parâmetros foram menos precisas.

Ajuste de modelos de platô de resposta para a exigência de zinco em frangos de corte / Fitting response plateau models to Zn requirements in broilers

Com este trabalho, objetivou-se estudar a técnica platô de resposta utilizando modelos de regressão segmentada para avaliar sua aplicação no estudo da exigência de Zn em frango de corte. Foram utilizados os dados de uma pesquisa com frangos de corte envolvendo um experimento fatorial 2 x 2 x 9, dois experimentos, dois sexos e nove doses de zinco na ração, considerando 8 repetições. As doses de Zn estudados foram: 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 ppm . A variável avaliada foi o teor de Zn na tíbia em ppm. Foram utilizadas rotinas no procedimento não-linear (PROC NLIN do SAS®) para estimação dos parâmetros, utilizando-se as médias da variável resposta nas diversas doses. Dois modelos não-lineares (MNLE1 e MNLE2) e o Modelo Polinomial Quadrático (MPQ), ambos com platô, foram comparados. Os três modelos foram estatisticamente equivalentes, contudo o modelo MNLE1 mostrou-se mais adequado devido a sua maior facilidade de interpretação dos parâmetros.

This work had for objective to apply the response plateau technique to evaluate the methodology and the models in the requirements of Zn in broiler. The experiment was a completely randomized design with (2 x 2 x 9) factorial structure, being 2 experiments, 2 Sex (sexes) and 9 levels of Zn, with 8 replications. The levels of Zn were: 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 ppm. The studied variable was Zn level in the tibia in ppm. The models were fitted using the averages of the doses from the initial analysis of variance in SAS PROC NLIN (SAS®). Two nonlinear models (MNLE1 and MLNE2) and the quadratic polinomial model (MPQ), both with plateau, were compared. The three models results equivalent fitting to data. As MNLE1 has the easiest interpretation it was sugested as the best model.

Curva de crescimento de novilhos Hereford: heterocedasticidade e resíduos autorregressivos / Growth curve for hereford males: heterocedasticity and autoregressives residuals

O objetivo do presente trabalho foi ajustar os modelos de crescimento Brody, Gompertz, Logístico e Von Bertalanffy a dados de peso e idade de 152 novilhos Hereford através dos métodos dos quadrados mínimos ordinários (QMO), quadrados mínimos ponderados (QMP), quadrados mínimos ponderados generalizados com erros autorregressivos de primeira (QMPG-AR1) e segunda (QMPG-AR2) ordens. Utilizou-se o procedimento MODEL do software Statistical Analysis System (SAS) através das opções WEIGTH e por centoAR. Os modelos foram comparados pelos seguintes avaliadores de qualidade do ajuste: percentual de convergência, quadrado médio do resíduo, coeficiente de determinação ajustado e erro de predição médio. Os modelos Gompertz e von Bertalanffy ajustados pelos métodos QMP, QMP-AR(1) e QMP-AR(2) foram os indicados para descrever o crescimento de novilhos Hereford até os dois anos de idade.