Genotypic parameters for egg production in pure breed hens by using random regression model / Parâmetros genotípicos para produção de ovos em raças puras utilizando metodologia de modelos mistos

ABSTRACT: This study aimed to test different genotypic and residual covariance matrix structures in random regression models to model the egg production of Barred Plymouth Rock and White Plymouth Rock hens aged between 5 and 12 months. In addition, we estimated broad-sense heritability, and environmental and genotypic correlations. Six random regression models were evaluated, and for each model, 12 genotypic and residual matrix structures were tested. The random regression model with linear intercept and unstructured covariance (UN) for a matrix of random effects and unstructured correlation (UNR) for residual matrix adequately model the egg production curve of hens of the two study breeds. Genotypic correlations ranged from 0.15 (between age of 5 and 12 months) to 0.99 (between age of 10 and 11 months) and increased based on the time elapsed. Egg production heritability between 5- and 12-month-old hens increased with age, varying from 0.15 to 0.51. From the age of 9 months onward, heritability was moderate with estimates of genotypic correlations higher than 90% at the age of 10, 11, and 12 months. Results suggested that selection of hens to improve egg production should commence at the ninth month of age.

RESUMO: Objetivou-se testar diferentes estruturas de matrizes de (co)variâncias genotípicas e residuais em modelos de regressão aleatória para modelar a produção de ovos do 5o ao 12o mês de idade de poedeiras das raças Plymouth Rock Barrada e Plymouth Rock Branca, bem como estimar a herdabilidade no sentido amplo e as correlações ambientais e genotípicas. Foram avaliados seis modelos de regressão aleatória e, para todos os modelos, foram testadas 12 estruturas das matrizes genotípicas e residuais. O modelo de regressão aleatória com intercepto linear com estrutura de (co)variância desestruturada (UN) para a matriz de efeitos aleatórios e correlação desestruturada (UNR) para a matriz de resíduos, modela adequadamente a curva de produção de ovos das aves das duas raças estudadas. As correlações genotípicas variaram de 0.15 (entre o 5o e o 12o mês) a 0.99 (entre o 10o e o 11o mês), aumentando conforme a proximidade entre os meses. As herdabilidades para a produção de ovos entre o 5o e o 12o mês de idade aumentam com o avanço da idade, variando de 0.15 a 0.51. A partir do nono mês de idade a herdabilidade é moderada com estimativas de correlações genotípicas superiores a 90% nos meses 10, 11 e 12. Sugere-se a seleção das poedeiras através de critérios fenotípicos a partir do 9o mês de idade das aves.

Random regression models using different functions to estimate genetic parameters for milk production in Holstein Friesians / Modelos de regressão aleatória usando diferentes funções para estimar parâmetros genéticos para produção de leite na raça Holandesa

ABSTRACT: The objective of this study was to compare the functions of Wilmink and Ali and Schaeffer with Legendre polynomials in random regression models using heterogeneous residual variances for modeling genetic parameters during the first lactation in the Holstein Friesian breed. Five thousand eight hundred and eighty biweekly records of test-day milk production were used. The models included the fixed effects of group of contemporaries and cow age at calving as covariable. Statistical criteria indicated that the WF.33_HE2, LEG.33_HE2, and LEG.55_HE4 functions best described the changes in the variances that occur throughout lactation. Heritability estimates using WF.33_HE2 and LEG.33_HE2 models were similar, ranging from 0.31 to 0.50. The LEG.55_HE4 model diverged from these models, with higher estimates at the beginning of lactation and lower estimates after the 16th fortnight. The LEG55_HE4, among the three better models indicated by the index, is the one with highest number of parameters (14 vs 34) and resulted in lower estimation of residual variance at the beginning and at the end of lactation, but overestimated heritability in the first fortnight and presented a greater difficulty to model genetic and permanent environment correlations among controls. Random regression models that used the Wilmink and Legendre polynomials functions with two residual variance classes appropriately described the genetic variation during lactation of Holstein Friesians reared in Rio Grande do Sul.

RESUMO: Objetivou-se comparar as funções de Wilmink e Ali e Schaeffer com polinômios de Legendre em modelos de regressão aleatória, utilizando variâncias residuais heterogêneas, para modelar parâmetros genéticos ao longo da primeira lactação na raça Holandesa. Foram utilizados cinco mil oitocentos e oitenta registros quinzenais de produção de leite no dia do controle. Os modelos incluíram os efeitos fixos de grupo de contemporâneos e a idade da vaca ao parto como covariável. Os critérios estatísticos apontaram as funções WF.33_HE2, LEG.33_HE2 e a LEG.55_HE4 como as melhores em descrever as mudanças nas variâncias que ocorrem ao longo da lactação. As herdabilidades estimadas pelos modelos WF.33_HE2 e LEG.33_HE2 foram semelhantes, variando de 0,31 a 0,50. O LEG.55_HE4 divergiu destes, no início da lactação, com estimativas superiores e, a partir da 16ª quinzena, com estimativas inferiores. O LEG55_HE4, entre os três melhores modelos indicados pelo índice, é o mais parametrizado (14 vs 34) e resultou em menores estimativas de variância residual no início e no final da lactação, mas superestimou a herdabilidade na primeira quinzena e apresentou maior dificuldade em modelar as correlações genéticas e de ambiente permanente entre os controles. Os modelos de regressão aleatória que usaram a função de Wilmink e Polinômios de Legendre com duas classes de variâncias residuais descreveram adequadamente a variação genética ao longo da lactação de vacas da raça Holandesa, criadas no Rio Grande do Sul.

Milk production and percentages of fat and protein in Holstein breed cows raised in Rio Grande do Sul, Brazil / Produção de leite e porcentagens de gordura e proteína de bovinos da raça Holandesa criados no Rio Grande do Sul, Brasil

ABSTRACT: The objective of this study was to identify a nonlinear regression model that better describes the milk production and the percentages of fat and protein curves, and to identify the season and age of calving that result in higher productions. For the analysis, 8,047 records of milk production and percentages of fat and protein obtained from 1,330 Holstein breed cows raised in Rio Grande do Sul, born from 1989 to 2011, were used. After determining the most appropriate nonlinear regression model, the identity of models and the equality of parameter tests for the different classes of season and age of calving were performed. Residual mean square, mean absolute deviation, mean squared prediction error and percentage of estimated curves per animal, indicated the Linear Hyperbolic Function (LHF) as the most appropriate to describe the milk production and the levels of fat and protein curves. Cows calving in the autumn and winter seasons yield higher quantities of milk and lower fat and protein content than those calved in the spring and summer seasons. Cows aged between 46 and 93 months at calving yield higher milk quantities, and those with calving age between 94 and 118 months produced more fat.

RESUMO: Objetivou-se identificar o modelo de regressão não linear que melhor descreve as curvas de produção de leite e de porcentagens de gordura e proteína; a estação e idade ao parto que resultam em maiores produções. Nas análises, foram utilizados 8047 registros de produção de leite e porcentagens de gordura e proteína provenientes de 1330 vacas da raça Holandesa, criadas no Rio Grande do Sul, nascidas de 1989 a 2011. Após a definição do modelo de regressão não linear mais adequado, procedeu-se à realização do teste de identidade de modelos e de igualdade de parâmetros para as diferentes classes de estação e idade da vaca ao parto. O quadrado médio do resíduo, desvio médio absoluto, erro quadrático médio de predição e a porcentagem de curvas estimadas por animal apontaram a Função Linear Hiperbólica (FLH) como a mais adequada para descrever as curvas de produção de leite e teores de gordura e proteína. Vacas com ocorrência de partos nas estações de outono e inverno produzem maior quantidade de leite e menor teor de gordura e proteína do leite do que aquelas que parem nas estações de primavera e verão. Vacas com idades ao parto entre 46 e 93 meses produzem maior quantidade de leite e as com 94 a 118 meses, maior teor de gordura do leite.

Curva de crescimento de diferentes linhagens de frango de corte caipira / Growth curve of different strains of broiler chickens

Objetivou-se identificar o modelo de regressão não linear mais adequado para descrever a curva de crescimento de quatro linhagens de frangos caipira e compará-las entre as linhagens. Foram utilizadas 100 aves, sendo 13 machos e 12 fêmeas de cada uma das linhagens. Foram testados 13 modelos de regressão não linear e, após a seleção do melhor modelo, foi verificada a igualdade de parâmetros e identidade de modelos não lineares. O peso médio aos 77 dias de idade foi de 3.017, 2.781, 2.724 e 2.587kg para a Pesadão, Mista, Carijó e Pescoço Pelado, respectivamente. O modelo Quadrático Logarítmico apresentou melhor ajuste dos dados para as linhagens Pesadão, Carijó e Mista, segundo o quadrado médio do resíduo e desvio médio absoluto. Para a linhagem Pescoço Pelado, os critérios estatísticos apontaram como mais adequado o modelo Polinomial Inverso, seguido do Quadrático Logarítmico. As curvas de crescimento entre machos e entre fêmeas das linhagens foram diferentes, assim, como as curvas de crescimento de machos e fêmeas dentro de linhagens. A divergência entre as classes avaliadas foi atribuída à taxa de decréscimo de peso, parâmetro c do modelo Quadrático Logarítmico. O modelo Quadrático Logarítmico pode ser utilizado para descrever a curva de crescimento das quatro linhagens. A linhagem Pesadão tem o crescimento mais acelerado e a linhagem Pescoço Pelado tem o crescimento mais lento. A partir do 35o dia de idade, sugere-se o ajuste do manejo nutricional para alterar a curva de crescimento e atender a legislação vigente e o mercado consumidor.

This study aimed to identify the nonlinear regression model more adequate to describe and compare the growth curve of four strains of broiler chickens. One hundred birds were used, 13 males and 12 females from each strains. There were tested 13 models of nonlinear regression and after that the best model was used to test the parameters equality and the models identity. The average weight at 77 days of age was 3.017, 2.781, 2.724 and 2.587kg to the strains Hulking, Mixed, Carijó and Naked Neck, respectively. The Quadratic Logarithmic model showed better fit the data from Hulking, Carijó and Mixed strains, according to the mean square and mean absolute deviation tests. To the Naked Neck line the statistical criteria showed as more suitable the Inverse Polynomial model followed by the Quadratic Logarithmic. The males and females growth curves were different between and within the strains. The divergence between the evaluated classes was attributed to the decrease of weight rate, c parameter of Quadratic Logarithmic model. Quadratic Logarithmic model could be used to describe the growth curve of the four strains. The Hulking strain presented the faster and the Naked Neck strain presented the slowest growth. The feed system with the objective of change the growth curve must be adopted by the 35th day of age, to attend the current legislation and the consumer market.

Parâmetros genéticos para produção de leite no dia do controle de vacas da raça Holandesa utilizando modelos de análises de fatores e componentes principais / Genetic parameters for test day milk production of Holstein cows using factors and principal components analysis

Objetivou-se comparar um modelo multi-característica padrão com modelos de análise de fatores (AF) e de componentes principais (CP) para estimar parâmetros genéticos para a produção de leite no dia do controle (PLDC) de vacas da raça Holandesa. O arquivo de trabalho constituiu-se de 4.616 registros mensais de PLDC de primeiras lactações de vacas da raça Holandesa. As PLDC foram agrupadas em dez classes mensais, entre o 5o e 305o dia da lactação (PLDC1 a PLDC10). Foram realizadas análises considerando 11 modelos diferentes, como segue: multi-característica padrão (MC); cinco modelos de posto reduzido, para a matriz de covariância genética, ajustando um a cinco (CP1 ... CP5) componentes principais; e dois modelos utilizando análise de fatores (F1, F2, F3, F4 e F5). Para todos os modelos, foram considerados como aleatórios os efeitos genético aditivo e o residual e como fixos os de grupo de contemporâneos, da idade da vaca ao parto (linear e quadrático) e dias em lactação (linear). Os valores de Log L, AIC e BIC melhoraram com o aumento do número de parâmetros até CP4 e AF4. Comparando CP4 e AF4, observa-se que CP4 resultou em melhores valores de Log L, AIC e BIC. As estimativas de herdabilidade e correlações genéticas utilizando os modelos MC, CP4 e AF4 foram similares, variando de 0,06 (PL6) a 0,65 (PL10) e de 0,05 (PL4xPL10) a 0,94 (PL2xPL3), respectivamente, indicando que a estrutura de covariâncias genéticas entre as produções de leite no dia do controle pode ser ajustada utilizando um modelo de posto reduzido, contendo quatro componentes principais ou quatro fatores.

The objective was to compare a standard multi-trait (MT) analysis model with factor (FA) and principal components (PC) analyses models to estimated genetic parameters for Holstein cows test day milk production (TD). The data file was composed by 4.616 TD at first lactation registers. The TD was grouped into ten monthly classes of lactation, from the 5th and the 305th day of lactation (TD1 to TD10). Analyses were performed considering 11 different models: standard multi-traits (MT), five reduced rank models to genetic covariance matrix adjusting one (PC1), two (PC2), three (PC3), four (PC4) and five (PD5) principal components and five models using factor analyses (F1, F2, F3, F4 and F5). To all the models the effects additive genetic and residual were considered as random and the effects of contemporary group, age of cow at parturition (linear and quadratic) and days in lactation (linear) were considered as fixed. The values of Log L, AIC e BIC improved with the augment of the number of parameters until CP4 and AF4. Comparing CP4 and AF4 is possible to verify that CP4 proportioned better values to Log L, AIC e BIC. The heritabilities and genetic correlations estimated to the ten test day milk production using MC, CP4 and AF4 models were similar ranging from 0.06 (PL6) to 0.65 (PL10) and from 0.05 (PL4xPL10) to 0.94 (PL2xPL3), respectively, indicating that the structure of the genetic covariance between the TD milk productions can be adjusted using a reduced rank model with four principal components or four factors.

Genetic divergence among Nellore breed herds raised in the South Region of Brazil / Divergência genética entre rebanhos da raça Nelore criados na região Sul do Brasil

The objective of this study was to evaluate the genetic divergence among Nellore breed animals raised in 45 farms in the Southern Region of Brazil. The characteristic studied was weaning weight adjusted to 205 days of life (P205), from 10,874 animals sired by 425 bulls and 7,629 cows, collected between 1976 and 2001, and distributed in the states of Rio Grande do Sul (1,499), Santa Catarina (2,332) and Paraná (7,043). The animals were distributed by cluster analysis in eight genetic divergent groups, enabling this technique to be applied to organize the matings in order to obtain heterotic effect. The herd/farm groups were formed through the hierarchical Ward method, using the direct (VGD) and maternal (VGM) breeding values predicted by the REML method. The VGD of the animal accounted for 90% of the differences among herds, and the remaining 10% was attributed to differences in the VGM. On average, the P205 for the animals from inter-group mating was 1.4kg higher than those from intra-group mating, representing 2.4% of heterosis.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre animais da raça Nelore criados em 45 fazendas situadas na região Sul do Brasil, participantes do serviço de Controle de Desenvolvimento Ponderal da Associação Brasileira de Criadores de Zebu. A característica estudada foi o peso à desmama, ajustado para 205 dias de idade (P205), de 10.874 animais, filhos de 425 touros e de 7.629 vacas, nascidos entre 1976 e 2001, assim distribuídos: 1.499 no estado do Rio Grande do Sul, 2.332 no de Santa Catarina e 7.043 no do Paraná. Os animais foram distribuídos, por meio de análise de agrupamento, em grupos geneticamente divergentes, o que possibilitou a aplicação dessa técnica para direcionar acasalamentos, visando a obter efeito heterótico. O método hierárquico de Ward foi utilizado para formar os grupos de rebanhos/fazendas a partir dos valores genéticos aditivos, direto (VGD) e materno (VGM), preditos pelo REML. O VGD dos animais foi responsável por 90% da contribuição para as divergências entre fazendas, sendo os 10% restantes atribuídos às divergências entre os VGM. O P205, verificado para os animais oriundos de acasalamentos inter-grupos, foi 1,4kg maior do que o dos animais produzidos por acasalamentos intra-grupos, representando uma superioridade de 2,4%.