Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-23T10:42:58Z No. of bitstreams: 1 Cassio Binkowski_.pdf: 1965327 bytes, checksum: 87b7380f1bab367237fb868e0de20388 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-23T10:42:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cassio Binkowski_.pdf: 1965327 bytes, checksum: 87b7380f1bab367237fb868e0de20388 (MD5) Previous issue date: 2016-09-14 / Nenhuma / A identificação de sistemas está longe de ser uma tarefa nova. Sendo inicialmente proposta na metade do século XX, foi extensamente desenvolvida para sistemas lineares, devido às exigências da época relacionadas à complexidade dos sistemas e também do poder computacional, atingindo excelente resultados. No entanto, com o aumento da complexidade dos sistemas e das exigências de controle, os modelos lineares não mais conseguiam representar os sistemas em toda a faixa de operação exigida, sendo assim requerendo uma aplicação dos modelos não-lineares. Visto que todos os sistemas presentes na natureza possuem certo grau de não linearidade, é correto afirmar que um modelo não-linear é capaz de representar as dinâmicas dos sistemas de forma mais compreensiva que um modelo linear. A identificação de sistemas não lineares foi então estudada e diversos modelos foram propostos, atingindo ótimos resultados. Nesse trabalho foi realizado um estudo de dois modelos não-lineares, NARMAX e Hammerstein-Wiener, aplicando esses modelos a dois processos simulados. Foram então derivados dois algoritmos para realizar a estimação dos parâmetros dos modelos NARMAX e Hammerstein-Wiener, utilizando um estimador ortogonal, e também um algoritmo para geração de sinais de entrada multinível. Os modelos foram então estimados para os sistemas simulados, e comparados utilizando os critérios AIC, FPE, Lipschitz e de correlação cruzada de alta ordem. Os melhores resultados foram obtidos com os modelos Hammerstein-Wiener-OLS e NARMAX-OLS, ao contrário do modelo NARMAX-RLS. No entanto, devido a resultados bastante divergentes entre os modelos, pode-se concluir que essa área ainda carece de desenvolvimento de técnicas precisas para comparação e avaliação de modelos, bem como quanto à quantificação do nível de não-linearidade do sistema em questão. / The task of system identification is far from being a new one. It was initially proposed in the mid of the 20th century, and had then been extensively developed for linear systems, due to the demands of that time concerning computational power, systems complexity and control requirements. It has achieved excellent results in this approach. However, due to the rise of systems complexity and control requirements, linear models were no longer able to meet the desired accuracy and larger operating range, and therefore the usage nonlinear models were pursued. As all systems in nature are nonlinear to some extent, it is correct to state that nonlinear models can represent a whole lot more of systems’ dynamics than linear models. Nonlinear models were then studied, and several techniques were presented, being able to achieve very good results. In this work, two of the available nonlinear models were studied, namely NARMAX and Hammerstein-Wiener, applying these models in two simulated systems. Two algorithms were then derived to estimate parameters for NARMAX and Hammerstein-Wiener models using an orthogonal estimator, and also an algorithm for generating multi-level input signals. The models were then estimated to the simulated systems, and compared using the AIC, FPE, Lipschitz and high-order cross-correlation criteria. The best results were obtained for the Hammerstein-Wiener-OLS and NARMAX-OLS models, as opposed to the NARMAX-RLS model. However, due to divergent observed results between models, it can be concluded that precise methods for model comparison and validation still needs to be developed, as well as a method for nonlinearity quantification for the system in hand.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-19Bitstream added on 2014-06-13T20:54:08Z : No. of bitstreams: 1 savegnago_rp_me_jabo.pdf: 1186672 bytes, checksum: ecac87cb07ef42be339beaa3ed971737 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Modelos não lineares são úteis para ajustar curvas de produção de ovos de aves, facilitando o estudo do desempenho dessa característica ao longo do tempo. As estimativas de parâmetros genéticos da produção de ovos e de outras características associadas auxiliam no processo de seleção. O objetivo do trabalho foi: (1) utilizar modelos não lineares para ajustar curvas de produção de ovos aos dados de uma população de aves selecionada para postura e uma controle e verificar as mudanças ocorridas entre estas curvas preditas em função do processo de seleção, por meio do ganho genético e pelas diferenças entre as estimativas dos parâmetros dos modelos; (2) estimar parâmetros genéticos para características relacionadas à postura de ovos da população selecionada, avaliar a associação genética entre estas e determinar quais as melhores características que podem ser utilizadas para melhorar a produção de ovos. Foram estudados os ajustes de 10 modelos não lineares aplicados aos registros da produção de ovos de 54 semanas de postura de 1693 aves de uma população selecionada para taxa de postura e 282 aves de uma população controle. Foi utilizado o PROC NLIN do SAS com o algoritmo de Gauss-Newton para efetuar os ajustes dos modelos. Os parâmetros genéticos, considerando 1289 aves da linhagem selecionada, foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita, utilizando modelo animal que incluiu o efeito fixo de incubação e os efeitos aleatórios genético aditivo e residual. As características estudadas foram relação altura-largura e peso dos ovos às 32, 37 e 40 semanas de idade (REL32, REL37, REL40, PO32, PO37 e PO40, respectivamente), peso corporal às 54 e 62 semanas (PC54 e PC62), idade à maturidade sexual (IMS), taxa de postura nos períodos parciais de 17 a 30 e 17 a 40 semanas (P1730 e P1740), taxa de postura nos períodos residuais de... / Nonlinear models are useful to adjust egg production curves to study the performance of this trait over the time. Estimates of genetic parameters for egg production and other associated traits help in the selection process. The aim of this study were: (1) use nonlinear models to fit curves of egg production data from a population of birds selected for laying and its respective control and describe the changes between these predicted curves through the genetic gain and differences between the estimates of parameters, resulting by the selection process; (2) to estimate genetic parameters for traits related to egg-laying of the selected population to evaluate the genetic association between them and determine what traits can be used to improve the egg production. Ten non-linear models have been used to adjust the record of egg production of 1693 laying hens of the selected population and 282 hens of the control population in 54 weeks of egg production. The SAS PROC NLIN with the Gauss-Newton algorithm has been used to make the adjustments of the models. Genetic parameters for 1289 selected hens were estimated by restricted maximum likehood using an animal model that included fixed effects of incubation and random additive genetic and residual effects. The traits in this study were the relation between height-width of the egg and egg weight at 32, 37 and 40 weeks of age (HW32, HW37, HW40, EW32, EW37 and EW40, respectively), body weight at 54 and 62 weeks (BW54 and BW62), age at first egg (AFE), the egg production in 17 to 30 and 17 to 40 weeks (P1730 and P1740), in 30 to 70 and 40 to 70 weeks (P3070 and P4070) and the total egg production (TEP). Two multivariate analyses were made: a k-means clustering method to describe patterns of egg and poultry and principal components with the breeding values (BV). There were differences between the parameters of egg production curves in the selected ... (Complete abstract click electronic access below)

Atualmente o Brasil é o quinto maior produtor de cacau no mundo e a sua produção está diretamente ligada ao ponto certo da colheita, colher frutos verdes ou verdoengos faz com que suas sementes tenham menor peso, em 1000 frutos maduros as amêndoas secas pesam em média 40 kg, colher frutos verdoengos, ou seja, frutos que estão parcialmente maduros, faz com que esse peso caia para 36 kg em média uma perda verificada de 10%, já quando os frutos estão verdes o peso passa a ser em média de 32 kg, possuindo uma perda de 20%, por isso é importante conhecer as fases de crescimento, que permite estabelecer formas adequadas de manejo, adubação e irrigação. Dentre as características biométricas do fruto do cacaueiro as que tem maior relevância econômica são o comprimento, o diâmetro e o volume. Uma forma de explicar relações de crescimento e produtividade de plantas, árvores, frutos ou animais é por meio da utilização de modelos de crescimento, pois possuem parâmetros com interpretação biológica. Os mais utilizados nestas áreas são os modelos: Logístico, Gompertz, Von Bertalanffy, Richards e Brody, sendo os dois últimos mais utilizados para descrever o crescimento animal. O objetivo do trabalho é avaliar a qualidade de ajuste e de predição dos modelos não lineares, Logístico, Gompertz e Von Bertalanffy, para medidas de comprimento e diâmetro do fruto do cacau, com a finalidade de predizer o seu volume. Para predizer o volume do fruto foi utilizado a fórmula de volume do esferoide prolato. Os critérios AIC e BIC foram utilizados para verificar qual dos modelos se ajusta melhor à essas medidas, já para verificar qual modelo se ajusta melhor na predição do volume do fruto, foram relacionadas as estatísticas: viés médio, índice de concordância, eficiência da modelagem e o desdobramento do quadrado médio do erro de predição. / Currently Brazil is the fifth largest producer of cocoa in the world and its production is directly linked to the right point of harvest, harvesting green or green fruits makes their seeds have less weight, in 1000 mature fruits dry almonds weight on average 40 kg, harvested green fruits, that is, fruits that are partially ripe, causes this weight to fall to 36 kg on average a verified loss of 10%, when the fruits are green the weight becomes an average of 32 kg, with a loss of 20%, so it is important to know the growth phases, which allows to establish appropriate forms of management, fertilization and irrigation. Among the biometric characteristics of the cacao fruit, the most economically important are length, diameter and volume. One way to explain growth and productivity relationships of plants, trees, fruits or animals is through the use of growth models, since they have parameters that with biological interpretation are the most used in these areas: Logistics, Gompertz, Von Bertalanffy, Richards and Brody, the last two being most used to describe animal growth. The objective of this work is to evaluate the quality of fit and prediction of the non linear models, Logistic, Gompertz and Von Bertalanffy, for measures of length and diameter of the fruit of the cocoa, in order to predict its volume. To predict the volume of the fruit, the volume formula of the prolate spheroid was used. The AIC and BIC criteria were used to verify which model best fits these measures, and to verify which model best fits the fruit volume prediction, the statistics were related: mean bias, concordance index, modeling efficiency, and the unfolding of the mean square of the prediction error.

Experimentos em que medidas são realizadas repetidamente na mesma unidade experimental são comuns na área agronômica. As técnicas estatísticas utilizadas para análise de dados desses experimentos são chamadas de análises de medidas repetidas, tendo como caso particular o estudo de dados longitudinais, em que uma mesma variável resposta é observada em várias ocasiões no tempo. Além disso, o comportamento longitudinal pode seguir um padrão não linear, o que ocorre com freqüência em estudos de crescimento. Também são comuns experimentos em que a variável resposta refere-se a contagem. Este trabalho abordou a modelagem de dados de contagem, obtidos a partir de experimentos com medidas repetidas ao longo do tempo, em que o comportamento longitudinal da variável resposta é não linear. A distribuição Poisson multivariada, com covariâncias iguais entre as medidas, foi utilizada de forma a considerar a dependência entre os componentes do vetor de observações de medidas repetidas em cada unidade experimental. O modelo proposto por Karlis e Meligkotsidou (2005) foi estendido para dados longitudinais provenientes de experimentos inteiramente casualizados. Modelos para experimentos em blocos casualizados, supondo-se efeitos fixos ou aleatórios para blocos, foram também propostos. A ocorrência de superdispersão foi considerada e modelada através da distribuição Poisson multivariada mista. A estimação dos parâmetros foi realizada através do método de máxima verossimilhança, via algoritmo EM. A metodologia proposta foi aplicada a dados simulados para cada uma das situações estudadas e a um conjunto de dados de um experimento em blocos casualizados em que foram observados o número de folhas de bromélias em seis instantes no tempo. O método mostrou-se eficiente na estimação dos parâmetros para o modelo considerando o delineamento completamente casualizado, inclusive na ocorrência de superdispersão, e delineamento em blocos casualizados com efeito fixo, sem superdispersão e efeito aleatório para blocos. No entanto, a estimação para o modelo que considera efeito fixo para blocos, na presença de superdispersão e para o parâmetro de variância do efeito aleatório para blocos precisa ser aprimorada. / Experiments in which measurements are taken in the same experimental unit are common in agriculture area. The statistical techniques used to analyse data from those experiments are called repeated measurement analysis, and longitudinal study, in which the response variable is observed along the time, is a particular case. The longitudinal behaviour can be non linear, occuring freq¨uently in growth studies. It is also common to have experiments in which the response variable refers to count data. This work approaches the modelling of count data, obtained from experiments with repeated measurements through time, in which the response variable longitudinal behaviour is non linear. The multivariate Poisson distribution, with equal covariances between measurements, was used to consider the dependence between the components of the repeated measurement observation vector in each experimental unit. The Karlis and Meligkotsidou (2005) proposal was extended to longitudinal data obtained from completely randomized. Models for randomized blocks experiments, assuming fixed or random effects for blocks, were also proposed. The occurence of overdispersion was considered and modelled through mixed multivariate Poisson distribution. The parameter estimation was done using maximum likelihood method, via EM algorithm. The methodology was applied to simulated data for all the cases studied and to a data set from a randomized block experiment in which the number of Bromeliads leaves were observed through six instants in time. The method was efficient to estimate the parameters for the completely randomized experiment, including the occurence of overdispersion, and for the randomized blocks experiments assuming fixed effect, with no overdispersion, and random effect for blocks. The estimation for the model that considers fixed effect for block, with overdispersion and for the variance parameters of the random effect for blocks must be improved.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study aimed in the Article 01, to compare the magnitude of the coefficients of heritability and genetic correlations estimated by two different methodologies, and to estimate the genetic and phenotypic trends for the characteristics of height at the withers (AC24) and weight at 24 months of age (P24). In Article 02 the objective was to identify among the various mathematical functions mentioned in the literature, which of them best describes the growth curve for the Brasileiro de Hipismo equine breed Brazilian Equestrian (BH) and for animals without definite breed (SRD) for a population of horses belonging to the Brazilian Army. The estimation of variance components to estimate genetic parameters and predict breeding values, was performed by the Derivative-Free Restricted Maximum Likelihood Method (REML) and by Bayesian Inference Method (BIM). The average heritability estimates obtained by BIM for AC24 (0.54) and P24 (0.41) presented higher values than those obtained by REML (0.37 and 0.52, respectively). The regression of average additive genetic merit on the year of birth, showed that the average breeding values for AC24 presented a slight downward trend over the years, with virtually no genetic tendency, the average breeding values for P24 animals showed oscillatory behavior, with negative genetic trend of -0.38 kg. The genetic correlation between traits, high and positive, suggest that selection for AC24 will increase P24 at the same age. Estimated genetic trends indicate that the selection, which aims to reduce P24 and increase AC24 in this population, has been relatively successful in reducing the P24, however, it is not being efficient to increase AC24. In Article 02 the values obtained for Absolute Mean Deviation were low, ranging from 0.01 to 0.18 for the BH breed animals and from 0.02 to 0.17 for SRD horses, revealing the occurrence of small variations, being lower for the Brody (1924) and Bianchini Sobrinho and higher for the Papajcsik & Bodero (1988) model. The values obtained for the Residual Mean Square were low, ranging from 0.002 to 0.089 for BH breed animals and from 0.002 to 0.042 for SRD animals. Nonlinear models of Brody (1924) and Bianchini Sobrinho were the ones that provided the best fit for the wither height characteristic for BH breed and for SRD animals in a Brazilian Army population. / Este trabalho teve por objetivo no Artigo 01, comparar a magnitude coeficientes de herdabilidade e de correlação genética estimados pelo Método da Máxima Verossimilhança Restrita (REML) e por Inferência Bayesiana (IB), além de estimar as tendências genéticas e fenotípicas para as características de altura na cernelha (AC24) e peso aos 24 meses de idade (P24); no Artigo 02 o objetivo foi identificar entre as diversas funções matemáticas citadas na literatura, as que melhor descrevem a curva de crescimento de equinos da raça Brasileiro de Hipismo (BH) e de animais sem raça definida (SRD) para uma população de equinos do Exército Brasileiro. As estimativas de herdabilidade médias obtidas por IB para AC24 (0,54) e P24 (0,41) foram superiores àquelas obtidas por análise bicaracterística pelo REML (0,37 e 0,52, respectivamente). A partir da regressão do mérito genético aditivo sobre o ano de nascimento, observou-se que a média dos valores genéticos dos animais para AC24 apresentou tendência genética praticamente nula, a média dos valores genéticos dos animais para P24 apresentou tendência genética negativa de -0,38 kg. A correlação genética entre as características, alta e positiva, sugere que a seleção para AC24 deve promover aumento do P24 a esta mesma idade. As tendências genéticas obtidas para as características avaliadas, próximas de zero, indicam que a seleção realizada vem promovendo pequena redução no P24; porém não está promovendo aumento para AC24 a esta mesma idade, nesta população. Nos dez modelos avaliados no Artigo 02 os valores obtidos para o Desvio Médio Absoluto foram baixos, variando de 0,01 a 0,18 para animais da raça BH e de 0,02 a 0,17 para animais SRD, revelando a ocorrência de pequenas variações, sendo as menores para os modelos Brody (1924) e Bianchini Sobrinho e as maiores para o modelo Papajcsik & Bodero (1988). Os valores obtidos para o Quadrado Médio do Resíduo foram baixos, variando de 0,002 a 0,089 para animais da raça BH e 0,002 a 0,042 para animais SRD. Os modelos não lineares de Brody (1924) e Bianchini foram os que forneceram melhor ajuste para a característica altura na cernelha, para a raça BH e para animais SRD do Exército Brasileiro.

Resumo: Os objetivos deste trabalho foram identificar as funções matemáticas que melhor se ajustam para descrever o crescimento de fêmeas da raça Canchim e do grupo genético MA (filhos de touros da raça Charolesa e vacas ½ Canchim + ½ Nelore), e estimar a herdabilidade dos parâmetros A e k da curva que melhor se ajustou aos dados e a correlação genética desses com a idade (IPP) e o peso (PPP) ao primeiro parto e idade (ISP) e peso (PSP) ao segundo parto. As funções não lineares Brody, Richards, Von Bertalanffy e duas alternativas de Gompertz e de Logístico foram ajustadas pelo método de Gauss Newton e procedimento NLIN do SAS, a dados peso-idade de 1.923 bovinos da raça Canchim e MA, nascidos de 1972 a 2006, com pesagens no mínimo até os 37 meses de idade e no máximo até os 100 meses de idade e com pelo menos sete pesagens. A comparação entre os modelos foi realizada com base na interpretação biológica dos parâmetros e nos avaliadores de qualidade de ajuste. A estimação dos parâmetros genéticos foi feita pelo método da máxima verossimilhança restrita, utilizando análises uni e bicaracterísticas com modelos que incluíram o efeito fixo de grupo de contemporâneos e o efeito aleatório aditivo direto. Os modelos Brody e Von Bertalanffy ajustaram aos dados peso-idade, enquanto que os demais não convergiram, sendo que o modelo Brody foi escolhido para a obtenção dos parâmetros A e k de cada animal. As estimativas de herdabilidade obtidas foram 0,32 ± 0,05; 0,12 ± 0,04; 0,12 ± 0,04; 0,43 ± 0,06; 0,19 ± 0,06 e 0,44 ± 0,06, para A, k, IPP, PPP, ISP e PSP, respectivamente. Estes resultados sugerem que é possível, mas difícil obter mudanças na curva de crescimento dos animais pela seleção. As estimativas de correlação genética dos parâmetros A e k com as idades e os pesos aos partos sugerem que a seleção para modificar A deve provocar mudanças no ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objectives in this study were to identify the mathematical function that best fits the growth of Canchim and MA (offspring of Charolais bulls and ½ Canchim + ½ Nelore cows) females, and to estimate the heritability of parameters A and k of the function that best fitted the data and the genetic correlations of these parameters with age (IPP) and weight (PPP) at first calving and age (ISP) and weight (PSP) at second calving. Brody, Richards, Von Bertalanffy and two alternatives of Gompertz and of Logistic non-linear models were fitted by Gauss Newton method and NLIN procedure of SAS. Weight-age data of 1,923 females born from 1972 to 2006, with weighing at least at 37 months of age and at most at 100 months of age, and with at least seven weighing were used. The comparison between the models was based on the biological interpretation of parameters and measures of quality of adjustment. The genetic parameters were estimated by the restricted maximum likelihood method using one and two-trait analyses with animal models that included the fixed effect of contemporary group and the random additive direct effect. The Brody and the Von Bertalanffy models adjusted the weight-age data well, while the others did not converge, and the Brody function was chosen to obtain the parameters A and k of each animal. The heritability estimates were 0.32 ± 0.05, 0.12 ± 0.04, 0.12 ± 0.04, 0.43 ± 0.06, 0.19 ± 0.06 and 0.44 ± 0.06 for A, k, IPP, PPP, ISP and PSP were, respectively. These values suggest that it is possible, but difficult to obtain changes in the pattern of the growth curve of the animals by selection. Estimates of genetic correlation of parameters A and k with the other traits suggest that selection to change A should cause changes in the same direction in PPI, PPP, ISP and PSP, and that changes in k, if they occur, should also be followed by changes in the other traits, but in the opposite direction / Orientador: Maurício Mello de Alencar / Coorientador: Alfredo Ribeiro de Freitas / Banca: Danísio Prado Munari / Banca: Lenira El Faro Zadra / Mestre

Resumo: Modelos não lineares são úteis para ajustar curvas de produção de ovos de aves, facilitando o estudo do desempenho dessa característica ao longo do tempo. As estimativas de parâmetros genéticos da produção de ovos e de outras características associadas auxiliam no processo de seleção. O objetivo do trabalho foi: (1) utilizar modelos não lineares para ajustar curvas de produção de ovos aos dados de uma população de aves selecionada para postura e uma controle e verificar as mudanças ocorridas entre estas curvas preditas em função do processo de seleção, por meio do ganho genético e pelas diferenças entre as estimativas dos parâmetros dos modelos; (2) estimar parâmetros genéticos para características relacionadas à postura de ovos da população selecionada, avaliar a associação genética entre estas e determinar quais as melhores características que podem ser utilizadas para melhorar a produção de ovos. Foram estudados os ajustes de 10 modelos não lineares aplicados aos registros da produção de ovos de 54 semanas de postura de 1693 aves de uma população selecionada para taxa de postura e 282 aves de uma população controle. Foi utilizado o PROC NLIN do SAS com o algoritmo de Gauss-Newton para efetuar os ajustes dos modelos. Os parâmetros genéticos, considerando 1289 aves da linhagem selecionada, foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita, utilizando modelo animal que incluiu o efeito fixo de incubação e os efeitos aleatórios genético aditivo e residual. As características estudadas foram relação altura-largura e peso dos ovos às 32, 37 e 40 semanas de idade (REL32, REL37, REL40, PO32, PO37 e PO40, respectivamente), peso corporal às 54 e 62 semanas (PC54 e PC62), idade à maturidade sexual (IMS), taxa de postura nos períodos parciais de 17 a 30 e 17 a 40 semanas (P1730 e P1740), taxa de postura nos períodos residuais de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nonlinear models are useful to adjust egg production curves to study the performance of this trait over the time. Estimates of genetic parameters for egg production and other associated traits help in the selection process. The aim of this study were: (1) use nonlinear models to fit curves of egg production data from a population of birds selected for laying and its respective control and describe the changes between these predicted curves through the genetic gain and differences between the estimates of parameters, resulting by the selection process; (2) to estimate genetic parameters for traits related to egg-laying of the selected population to evaluate the genetic association between them and determine what traits can be used to improve the egg production. Ten non-linear models have been used to adjust the record of egg production of 1693 laying hens of the selected population and 282 hens of the control population in 54 weeks of egg production. The SAS PROC NLIN with the Gauss-Newton algorithm has been used to make the adjustments of the models. Genetic parameters for 1289 selected hens were estimated by restricted maximum likehood using an animal model that included fixed effects of incubation and random additive genetic and residual effects. The traits in this study were the relation between height-width of the egg and egg weight at 32, 37 and 40 weeks of age (HW32, HW37, HW40, EW32, EW37 and EW40, respectively), body weight at 54 and 62 weeks (BW54 and BW62), age at first egg (AFE), the egg production in 17 to 30 and 17 to 40 weeks (P1730 and P1740), in 30 to 70 and 40 to 70 weeks (P3070 and P4070) and the total egg production (TEP). Two multivariate analyses were made: a k-means clustering method to describe patterns of egg and poultry and principal components with the breeding values (BV). There were differences between the parameters of egg production curves in the selected ... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Mônica Corrêa Ledur / Banca: João Ademir de Oliveira / Banca: Lenira El Faro Zadra / Mestre

O teste de Salmonella/microssoma é um ensaio biológico amplamente utilizado para avaliar o potencial mutagênico de substâncias que podem colocar em risco a saúde humana e a qualidade ambiental. A variável resposta é constituída pela contagem do número de colônias revertentes em cada placa, entretanto geralmente há dois efeitos confundidos, o de toxicidade e o de mutagenicidade. Alguns modelos foram propostos para a análise dos dados desses experimentos, que nem sempre apresentam bons ajustes e não consideram explicitamente interações. Há, ainda, poucas plataformas computacionais disponíveis que integram todas essas propostas e forneçam critérios para a seleção adequada de um modelo. Além disso, geralmente é difícil comparar os efeitos de diferentes substâncias sobre as várias linhagens da bactéria, então medidas com interpretação biológica direta são necessárias. Neste trabalho, foram investigadas as propriedades dos preditores dos modelos tradicionais, bem como o comportamento das distribuições amostrais dos estimadores dos parâmetros desses modelos, na presença de diversos níveis de superdispersão. Também, foram realizados experimentos com as linhagens TA98 e TA100 da bactéria, expostas aos inseticidas, metabolizados e não-metabolizados, Fipronil e Tiametoxam, dois agroquímicos bastante utilizados no Brasil. Aos dados desses experimentos foram ajustados diversos modelos, tanto aqueles tradicionalmente utilizados, quanto novos modelos, alguns baseados na regressão de Skellam e outros com interações explícitas. Para tal, foi obtida uma nova classe de modelos chamada de modelos não-lineares vetoriais generalizados e foi desenvolvido um pacote computacional em linguagem R, intitulado \"ames\", para o ajuste, diagnóstico e seleção de modelos. Por fim, foram propostas medidas de interesse biológico, baseadas nos modelos selecionados, para avaliação de risco e do comprometimento do material genético e intervalos de confiança bootstrap paramétrico foram obtidos. Dentre os modelos tradicionais, aqueles cujas distribuições amostrais dos estimadores possuem melhor aproximação normal foram os de Bernstein, Breslow e Myers. Estes resultados forneceram um critério prático para a seleção de modelos, particularmente nas situações em que as medidas de AIC e de bondade de ajuste, os testes de razão de verossimilhanças e a análise de resíduos ou são pouco informativos ou simplesmente não podem ser aplicados. A partir dos modelos selecionados, pode-se concluir que a interação do fator de metabolização é significativa para a linhagem TA98 exposta ao Fipronil, tanto com relação aos efeitos tóxicos quanto aos efeitos mutagênicos; que o mecanismo de ação do Tiametoxam sobre a linhagem TA98 é completamente diferente quando o produto está metabolizado; e que, para a linhagem TA100, não houve efeito de metabolização considerando ambos os agroquímicos. Baseando-se nas medidas propostas, pode-se concluir que o Tiametoxam oferece os maiores riscos de contaminação residual, ainda que o Fipronil apresente os maiores índices de mutagenicidade. / The Salmonella/microsome test is a widely accepted biological assay used to evaluate the mutagenic potential of substances, which can compromise human health and environment quality. The response variable in such experiments is typically the total number of reverts per plate, which, in turn, is the result of the confounded effects of mutagenicity and toxicity. Despite of some statistical models have already been established in the literature, they do not always fit well and neither explicitly consider interaction terms. Besides, there is just a number of available software able to handle these different approaches, usually lacking of global performance and model selection criteria. Also, it is often a hard task to compare the effects of different chemicals over the several available strains to perform the assay, and, thus, direct measures of biological implications are required. In this work, the properties of the predictors in each traditional model were investigated, as well as the behavior of the sampling distributions of the parameter estimators of these models, in different levels of overdispersion. Also, experiments using TA98 and TA100 strains were perfomed, by exposition to two insecticides, namely Fipronil and Thiamethoxam, currently used in Brazil, each of them prior and after to a metabolization processes. Then, the traditional models, empirical regression models based on the Skellam distribution and also compound mechanistic-empirical models with explicit interaction terms were fitted to the data. In order to use a single fitting framework, a new class of models was presented, namely the vector generalized nonlinear models, and a R language package, entitled \"ames\", was developed for fitting, diagnosing and selection of models. Finally, some measures of biological interest were approached based on the selected models for the data, in the contexts of risk evaluation and of DNA damage cautioning. Confidence intervals for such measures were provided using bootstrap percentiles. Among the traditional models, the ones from Bernstein, Breslow and Myers were those whose sampling distributions presented the best normal approximations. These results provided a practical criterion for model selection, particularly in situations where measures as AIC and goodness of fit, likelihood ratio tests, and residual analysis are non informative or simply cannot be applied. From the final selected models, it was inferred that the interactions between the metabolization factor is significative for TA98 strain exposed to Fipronil, regarding both, mutagenic and toxic effects; that the dynamics between mutagenicity and toxicity are different when Thiamethoxam is metabolized compared to when it is not; and that there was no evidence to consider metabolization factor interactions for the TA100 strain data exposed to neither of the insecticides. By appling the referred measures of biological interest, it was concluded that the use of Thiamethoxam provides greater residual contamination risks and that Fipronil causes higher mutagenicity indices.

Diversos modelos têm sido propostos na literatura com o objetivo de analisar dados de sobrevivência em que a população sob estudo é assumida ser uma mistura de indivíduos suscetíveis (em risco) e não suscetíveis a um específico evento de interesse. Tais modelos são usualmente denominados modelos com sobreviventes de longa duração ou modelos com fração de cura. Neste trabalho, diversos desses modelos (nos contextos paramétrico e semi-paramétrico) foram considerados para analisar os dados de um ensaio clínico aleatorizado conduzido com o objetivo de comparar três estratégias terapêuticas (cirurgia, angioplastia e medicamentoso) utilizadas no tratamento de pacientes com doença coronariana multiarterial. Em todos os modelos, as funções de ligação logito e complemento log-log foram utilizadas para modelar a proporção de sobreviventes de longa duração (indivíduos não suscetíveis). Quanto à função de sobrevivência dos indivíduos suscetíveis, foram utilizados os modelos de Weibull e de Cox. Covariáveis foram consideradas tanto na proporção de sobreviventes de longa duração quanto na função de sobrevivência dos indivíduos suscetíveis. De modo geral, os modelos considerados se mostraram adequados para analisar os dados do ensaio clínico aleatorizado, indicando a cirurgia como a estratégia terapêutica mais eficiente. Indicaram também, que as covariáveis idade, hipertensão e diabetes mellitus exercem influência na ocorrência do óbito cardíaco, mas não no tempo até a ocorrência deste óbito nos pacientes suscetíveis. / Several models have been proposed in the literature with the aim of analyzing survival data when the population under study is assumed to be a mixture of susceptible (at risk) and not susceptible individuals to a specific event of interest. Such models are usually called long-term survivors models or cure rate models. In this work, several of these models (under both parametric and semi-parametric approaches) were considered to analyze the data from a randomized clinical trial conducted in order to compare three therapeutic strategies (surgery, angioplasty and medicine) used in the treatment of patients with multivessel coronary artery disease. For all models the logit and complementary log-log link functions were used to model the proportion of long-term survivors (not susceptible individuals). In regards to the survival function of the susceptible individuals, the Weibull and Cox models were used. Covariates were considered both in the proportion of longterm survivors and in the survival function of the susceptible individuals. Overall, the models considered were suitable for analyzing the data from the randomized clinical trial indicating surgery as the most effective therapeutic strategy. They also indicated that the covariates age, hypertension and diabetes mellitus exhibit influence on the occurrence of cardiac death, but not on the time to the occurrence of this death in susceptible patients.

A avicultura é uma das principais atividades agropecuárias do Brasil, em 2011 o país produziu 12.230 toneladas de carne de frango, sendo o 3º maior produtor de frango do mundo, apenas atrás dos EUA e China. Parte deste êxito se deve principalmente ao melhoramento genético animal implantado nas últimas décadas. Os objetivos nesse estudo foram: 1º - Comparar as funções das curvas de crescimento: von Bertalanffy, Gompertz, Logística, Richards e Brody, pelo método dos Mínimos Quadrados Ordinários (QMO) e Quadrados Mínimos Ponderados (QMP) a dados de peso vivo para as linhagens experimentais de frango caipira (7P, Caipirão da ESALQ, Caipirinha da ESALQ e Carijó Barbado) e selecionar uma curva de crescimento que melhor descreva o padrão de crescimento para cada linhagem, e estimar os componentes genéticos (herdabilidades e correlações genéticas) dos parâmetros destas funções sob análise bicaracterística; 2º - Comparar modelos com diferentes ordens de ajuste por meio de funções polinomiais de Legendre, sob modelos de regressão aleatória, com variância residual heterogênea, para a estimação dos componentes de (co) variância e avaliação genética de linhagens experimentais de frango caipira (7P, Caipirão da ESALQ, Caipirinha da ESALQ e Carijó Barbado). O modelo que melhor se adequou a curva de crescimento para as linhagens estudadas foi à função de Gompertz ajustado pelo método dos Quadrados Mínimos Ponderados (QMP). Os parâmetros genéticos estimados para as medidas e dos modelos Gompertz ponderado podem ser utilizados como critérios de seleção, pois parecem ter efeito genético considerável para estas características. No entanto, deve-se haver cautela na utilização do parâmetro como critério de seleção para a linhagem Carijó Barbado devido a baixa herdabilidade. As correlações genéticas e fenotípicas entre as características e foram negativas e altas. Indicando que quanto maior o peso assintótico menor a taxa de crescimento. Dentre os modelos de Regressão Aleatória estudados o polinômio de 3ª ordem foi o que melhor se adequou para descrever as curvas de crescimento das linhagens estudadas. As estimativas de variâncias, herdabilidades foram afetadas pela modelagem da variância residual. Em geral as herdabilidades estimadas para as idades de 1 a 84 dias variaram de moderadas a altas para as linhagens estudadas, indicando que qualquer idade pode ser utilizada como critério de seleção. A seleção aos 42 dias de idade pode ser mantida como critério de seleção. / Aviculture is one of the main agribusiness activities in Brazil, in 2011 the country produced 12,230 tons of broiler meat, was the 3rd largest producer of broiler in the world, only behind the USA and China. Part of this success is mainly due to animal genetic improvement implemented in recent decades. In this study, our objectives were: 1 - to compare the functions of the Von Bertalanffy, Gompertz, Logistic, Richards and Brody growth curves by the Ordinary Least Squares and Weighted Least Squares method, from data for body weight from experimental free-range chicken lines (7P, Caipirão da ESALQ, Caipirinha da ESALQ and Carijó Barbado) and select a growth curve that best describes their growth. From this, estimates of the genetic components (heritability and genetic correlations) of the parameters of these functions under bivariate analysis; 2 - Comparing models with different orders of adjustment by means of Legendre polynomial functions under random regression models with heterogeneous residual variance for the estimation of (co) variance and genetic evaluation of experimental free-range chicken lines (7P, Caipirão da ESALQ, Caipirinha da ESALQ and Carijó Barbado). The model that best adapted the growth curve for all lines studied was the Gompertz function adjusted using weighted least squares. Genetic parameters for measurements and can be used as selection criteria because they seem to have considerable genetic effects for these characteristics. There should be caution in using the parameter as a selection criterion for the Carijó Barbado line due to low heritability. The genetic and phenotypic correlations between traits and were negative and high, indicating that the higher the asymptotic weight, the lower the growth rate. Among the Random Regression models studied the 3rd order polynomial was best adapted to describe the growth curves of the lines studied. Estimates of variances and heritabilities were affected by residual variance modeling. Overall heritability estimates between 1 to 84 days of age ranged from moderate to high for all lines, indicating that any age can be used as a selection criterion, including maintaining the current selection at 42 days of age.