A estratégia de criação de grupos genéticos aditivos é uma técnica que permite que animais de paternidade desconhecida tenham seus valores genéticos preditos de forma mais adequada quando incluídos em programas de melhoramento genético. O modo como esses grupos são formados é ainda arbitrário, o que torna importante o estudo de metodologias de formação de grupos genéticos aditivos (GG) visando a uma estrutura apropriada para as avaliações dos rebanhos em programas de melhoramento genético animal. O objetivo do trabalho foi definir a estrutura de grupo genético adequada às avaliações genéticas, comparando-as em relação às mudanças efetivas na eficiência do processo seletivo dos animais com paternidade desconhecida. As características estudadas foram: peso ao desmame, peso ao sobreano, ganho de peso pós-desmama, perímetro escrotal ao sobreano e escore visual de musculosidade ao sobreano. Três cenários foram simulados a partir de um banco de dados composto apenas por animais com pedigree completo (grupo controle). O primeiro teve 30% dos animais com identificação de pai apagada, o segundo 50% e um terceiro com 70%. As estratégias de formação de GG foram: a fazenda de nascimento do animal com paternidade desconhecida; o ano de nascimento (SAFRA) e a concatenação de ano de nascimento e fazenda de nascimento (FAZSAFRA). Os componentes de variância foram calculados para o banco controle pelo software VCE e os valores genéticos foram preditos pelo software PEST, utilizando duas estruturas de modelo animal que se diferenciaram pela inclusão ou não do efeito fixo de GG. A definição da estrutura de grupo genético aditivo adequado à avaliação genética dos animais foi baseada na eficiência de seleção e na comparação entre os valores genéticos preditos quanto aos seus valores absolutos e quanto à classificação dos animais, sendo que animais do grupo controle foram assumidos como tendo o máximo em resposta à seleção genética. Os resultados demonstraram que os grupos genéticos aditivos proporcionam uma melhora na predição genética dos animais com paternidade desconhecida. As estratégias que proporcionaram valores mais próximos aos do grupo controle foram SAFRA e FAZSAFRA e, mesmo com similaridade de valores, a estratégia SAFRA foi superior na seleção dos melhores animais. / The structure of genetic groups is a technique that allows that animals with unknown paternity be included in breeding programs. The ways these groups are formed are still arbitrary, which makes it important to study formation methodologies of genetic groups aiming an appropriate framework for the evaluation of livestock in animal breeding programs. Therefore, the aim of this study was to define the structure of genetic group suited to genetic evaluations, comparing them regarding changes in the effective efficiency of the process of animals with unknown parentage. The characteristics studied were: weaning weight, post-weaning weight, post-weaning weight gain, scrotal circumference at 18 months of age and visual muscularity score at 18 months of age. Three scenarios were simulated from a database consisting only of complete pedigree animals (control group). The first had 30% of animals with identification of father off, the second with 50% and a third with 70%. The training strategies additive genetic groups were: the farm of birth of the animal with unknown parentage; birth year (SAFRA) and the concatenation of year of birth and birth farm (FAZSAFRA). The variance components were calculated for the data bank control program by VCE and breeding values were predicted using PEST software, with two structures of animal models that differ by the inclusion or not of the fixed effect of additive genetic group. The definition of the structure of genetic group suitable for genetic evaluation of animals was based on the efficiency of selection and comparison of estimated breeding values to the \"control\" breeding values and the classification of animals, while control animals were assumed to have the maximum response to selection whereas the choice of any other group of animals results in a reduction thereof. The results demonstrated that the additives genetic groups provide an improvement in the genetic prediction of animals with unknown paternity. Strategies that provided values closer to those of the control group were SAFRA and FAZSAFRA and even with similarity values, strategy SAFRA was superior in selecting the best animals.

Submitted by RAFAEL LARA TONUSSI null (rafaeltonussi@yahoo.com.br) on 2017-01-18T17:45:01Z No. of bitstreams: 1 tese_Rafael_Lara_Tonussi.pdf: 1385325 bytes, checksum: ea9dbc49d8fec3ee26a2a139e1dd0baf (MD5) / Rejected by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: Incluir o número do processo de financiamento FAPESP nos agradecimentos da dissertação/tese. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão on 2017-01-23T19:14:45Z (GMT) / Submitted by RAFAEL LARA TONUSSI null (rafaeltonussi@yahoo.com.br) on 2017-01-24T10:46:09Z No. of bitstreams: 1 tese_Rafael_Lara_Tonussi.pdf: 1384474 bytes, checksum: 3424ccffa913eaba43458f131eef937b (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-01-25T16:33:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tonussi_rl_dr_jabo.pdf: 1384474 bytes, checksum: 3424ccffa913eaba43458f131eef937b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T16:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tonussi_rl_dr_jabo.pdf: 1384474 bytes, checksum: 3424ccffa913eaba43458f131eef937b (MD5) Previous issue date: 2016-12-14 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Reprodutores múltiplos (RM) é o sistema de manejo mais comum em produção de bovinos de corte principalmente devido a facilidade e baixo custo de manejo. No entanto, RM não permite a identificação de paternidade, tornando o pedigree incompleto um dos principais obstáculos para avaliações genéticas precisas. Existe um crescente interesse na investigação do uso de dados genômicos em modelos com paternidade incerta, visando aumentar a acurácia e diminuir o viés nas avaliações genéticas. Portanto, o objetivo desse estudo foi investigar a aplicação do BLUP e single step genomic BLUP (ssGBLUP) em diferentes cenários com paternidade incerta utilizando dados simulados e reais em bovinos de corte. Foram simulados genótipos, pedigree e fenótipos para idade ao primeiro parto (IPP) e peso aos 550 dias (P550) utilizando herdabilidades baseadas em dados reais (0,12 para IPP e 0,34 para P550). O genoma foi simulado com um comprimento total de 2.333 cM, com 735.293 marcadores bialélicos e 7.000 QTL distribuídos aleatoriamente ao longo dos 29 cromossomos. Foi assumido que os QTLs explicaram 100% da variância genética. Para QTL, a quantidade de alelos variou aleatoriamente de dois a quatro por loci. Foram estudados cenários com 0%, 25%, 50%, 75% e 100% de RM e foram testados quatro tipos de escalas entre as matrizes G e A22. A acurácia e viés foram calculados para cincos grupos: ALL = todos os animais; BULL = apenas touros; GEN = animais genotipados, FEM = fêmeas e YOUNG = machos jovens. O uso da informação genômica no modelo (ssGBLUP) apresentou acurácia maior (variando de 0,31 a 0,97) do que o BLUP tradicional (variando de 0,05 a 0,97), especialmente no grupo YOUNG. No estudo com dados reais, todos os modelos incluíram grupos de contemporâneos e classe de idade da vaca como efeitos fixos. A acurácia do valor genético (EBV / GEBV) foi calculada em cada cenário para oito grupos de animais: ALL = todos os animais, BULL = apenas touros com dez ou mais progênies; GEN = animais genotipados, GENwithPHEN = animais genotipados com fenótipos, GENwithoutPHEN = animais genotipados sem fenótipos, YOUNG = machos e fêmeas jovens sem fenótipos, YwithoutGEN = animais jovens sem fenótipos e genótipos e YwithGEN = animais jovens sem fenótipos e com genótipos. As acurácias do EBV (método BLUP) variaram de 0,02 a 0,46 para P455 e 0,04 a 0,18 para IPP, enquanto que as acurácias do GEBV (ssGBLUP) variaram de 0,13 a 0,48 para P455 e 0,16 a 0,33 para IPP. Os resultados obtidos com dados simulados e reais mostraram que acurácias do EBV e GEBV diminuíram à medida que as proporções de RM aumentaram. Além disso, o uso da informação genômica na avaliação genética pelo ssGBLUP aumentou a acurácia da avaliação, especialmente para animais com menos informações e para animais jovens. / Multiple service sire (MS) is the most common mating system in extensive beef production systems mainly due the facility and low management cost. However, MS does not allow the paternity identification, which makes the incompleteness of pedigree one of the main obstacles for accurate genetic evaluations. There is a grown interest to investigate the use of genomic data in uncertain paternity models aiming to increase the accuracy and to decrease bias in genetic evaluations. Therefore, the objective of this study was to investigate the application of BLUP and single step genomic BLUP (ssGBLUP) under different scenarios of uncertain paternity, using simulated and real data in beef cattle population. Genotypes, pedigree, and phenotypes for age at first calving (AFC) and weight at 550 days (W550) were simulated using heritabilities based on real data (0.12 for AFC and 0.34 for W550). The simulated genome had a total length of 2,333 cM, with 735,293 biallelic markers and 7,000 QTLs randomly distributed over 29 BTA. It was assumed that QTLs explained 100% of the genetic variance. For QTL, the amount of alleles per loci ranged randomly from two to four. Uncertain paternity scenarios using 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% were studied. Four ways of scaling the mean of the genomic matrix (G) to match the mean of the pedigree relationship matrix among genotyped animals (A22) were tested. Accuracy, bias and inflation were investigated for five groups of animals: ALL = all animals; BULL = only bulls; GEN = genotyped animals; FEM = females; YOUNG = young males. The use of genomic information in the model (ssGBLUP) provided more accurated prediction (ranging from 0.31 to 0.97) than traditional BLUP (ranging from 0.05 to 0.97), especially in the YOUNG group. In real data, all models included contemporary groups and age at calving in classes as fixed effects. The accuracy of the estimated breeding value (EBV/GEBV) prediction was calculated in each scenario with eight groups of animals: ALL = all animals in the population, BULL = only bulls with ten or more progenies; GEN = genotyped animals, GENwithPHEN = genotyped animals with phenotypes, GENwithoutPHEN = genotyped animals without phenotypes, YOUNG = male and female young animals without phenotypes, YwithoutGEN = young animals without phenotypes and genotypes, and YwithGEN = young animals without phenotypes and with genotypes. Accuracies of EBV (BLUP method) ranged from 0.02 to 0.46 for W450 and 0.04 to 0.18 for AFC, while the accuracies of GEBV (ssGBLUP) ranged from 0.13 to 0.48 for W450 and 0.16 to 0.33 for AFC. The results obtained in simulated and real data showed that EBV and GEBV accuracy decreased as the proportion of MS increased. Additionally, the use of genomic information in the genetic evaluation by ssGBLUP increases the accuracy of evaluation, especially for animals with few number of information, such as young animals. / FAPESP: 2013/25910-0

A estratégia de criação de grupos genéticos aditivos é uma técnica que permite que animais de paternidade desconhecida tenham seus valores genéticos preditos de forma mais adequada quando incluídos em programas de melhoramento genético. O modo como esses grupos são formados é ainda arbitrário, o que torna importante o estudo de metodologias de formação de grupos genéticos aditivos (GG) visando a uma estrutura apropriada para as avaliações dos rebanhos em programas de melhoramento genético animal. O objetivo do trabalho foi definir a estrutura de grupo genético adequada às avaliações genéticas, comparando-as em relação às mudanças efetivas na eficiência do processo seletivo dos animais com paternidade desconhecida. As características estudadas foram: peso ao desmame, peso ao sobreano, ganho de peso pós-desmama, perímetro escrotal ao sobreano e escore visual de musculosidade ao sobreano. Três cenários foram simulados a partir de um banco de dados composto apenas por animais com pedigree completo (grupo controle). O primeiro teve 30% dos animais com identificação de pai apagada, o segundo 50% e um terceiro com 70%. As estratégias de formação de GG foram: a fazenda de nascimento do animal com paternidade desconhecida; o ano de nascimento (SAFRA) e a concatenação de ano de nascimento e fazenda de nascimento (FAZSAFRA). Os componentes de variância foram calculados para o banco controle pelo software VCE e os valores genéticos foram preditos pelo software PEST, utilizando duas estruturas de modelo animal que se diferenciaram pela inclusão ou não do efeito fixo de GG. A definição da estrutura de grupo genético aditivo adequado à avaliação genética dos animais foi baseada na eficiência de seleção e na comparação entre os valores genéticos preditos quanto aos seus valores absolutos e quanto à classificação dos animais, sendo que animais do grupo controle foram assumidos como tendo o máximo em resposta à seleção genética. Os resultados demonstraram que os grupos genéticos aditivos proporcionam uma melhora na predição genética dos animais com paternidade desconhecida. As estratégias que proporcionaram valores mais próximos aos do grupo controle foram SAFRA e FAZSAFRA e, mesmo com similaridade de valores, a estratégia SAFRA foi superior na seleção dos melhores animais. / The structure of genetic groups is a technique that allows that animals with unknown paternity be included in breeding programs. The ways these groups are formed are still arbitrary, which makes it important to study formation methodologies of genetic groups aiming an appropriate framework for the evaluation of livestock in animal breeding programs. Therefore, the aim of this study was to define the structure of genetic group suited to genetic evaluations, comparing them regarding changes in the effective efficiency of the process of animals with unknown parentage. The characteristics studied were: weaning weight, post-weaning weight, post-weaning weight gain, scrotal circumference at 18 months of age and visual muscularity score at 18 months of age. Three scenarios were simulated from a database consisting only of complete pedigree animals (control group). The first had 30% of animals with identification of father off, the second with 50% and a third with 70%. The training strategies additive genetic groups were: the farm of birth of the animal with unknown parentage; birth year (SAFRA) and the concatenation of year of birth and birth farm (FAZSAFRA). The variance components were calculated for the data bank control program by VCE and breeding values were predicted using PEST software, with two structures of animal models that differ by the inclusion or not of the fixed effect of additive genetic group. The definition of the structure of genetic group suitable for genetic evaluation of animals was based on the efficiency of selection and comparison of estimated breeding values to the \"control\" breeding values and the classification of animals, while control animals were assumed to have the maximum response to selection whereas the choice of any other group of animals results in a reduction thereof. The results demonstrated that the additives genetic groups provide an improvement in the genetic prediction of animals with unknown paternity. Strategies that provided values closer to those of the control group were SAFRA and FAZSAFRA and even with similarity values, strategy SAFRA was superior in selecting the best animals.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9480742 bytes, checksum: f87c9b2653b911e326eef4b5a0dd87ce (MD5) Previous issue date: 2014-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to evaluate the quality of relationship information over genetic parameters estimates and accuracies of breeding values. Thus, we evaluated the quality by making corrections based on SNPs markers. Variance components were estimated under Bayesian approach via Gibbs sampling. The evaluation of the correct relationship was performed using markers of 3,591 individuals in a population consisting of 12,668 animals. Mendelian conflicts were deflned as conflicts between the progeny and parents markers. Thus, 460 changes were performed, which 54% had a buII or cow on pedigree. We observed, on average, match parent were defined with 75 markers, whiIe no- match parent n was performed with 2,700 markers. Annealing algorithm Molecular coancestry program provided 2,174 new haIf-sibs relationships. We observed that higher quality on pedigree information provided increase in accuracy of breeding values and higher heritability estimates (0.22 i 0.0286), suggesting the possibility of direct selection for tick resistance. We used a 5-fold cross-validation strategy using K-means and random methods to group the animals. The results of cross-validation indicate that higher quality of the pedigree relationships provide higher accuracy. The weaning weight was used to evaluate muItipIe sires progeny (MS) and embryo transfer and in vitro fertilization animals (TEF). We used three strategies to include MS information: genetic groups (GG), bayesian hierarchical method (HIER) and the average numerator relationship matrix (ANRM). The deviance information criteria (DIC) was used as Bayesian measure of fIt, which suggested that HIER strategy provided better fIt when MS information is consider. However, ANRM provided best fit to include TEF animals. We use foster dam information to estimate the maternal genetic and maternal permanent environmental effects when considering TEF animals. We didn't observed statistical difference in variance components and genetic parameters considering information TEF animals, but breeding values showed greater values. Spearman correlations between breeding values were higher for base, animals with certain paternity and MS progeny. However, the use of TEF animals information significantly changed the predicted breeding values. The use of appropriate methodologies to include the information of MS progeny and TEF animals provide most accurate prediction of breeding values and assist in higher rates of genetic gain. / O objetivo desse estudo foi verificar o reflexo da qualidade das informações de parentesco sobre as estimativas de parâmetros genéticos e acurácias das predições de valor genética Dessa forma, foi avaliada a qualidade dessas informações ao realizar correções no pedigree baseadas em marcadores do tipo SNPs. Os componentes de variância foram estimados sob enforque Bayesiano por amostragem de Gibbs. A avaliação da correta definição de parentesco foi realizada utilizando-se informações de marcadores SNPs de 3.591 indivíduos em uma população constituída de 12.668 animais. Os conflitos mendelianos entre as marcas da progênie e dos pais foram utilizados como critério de avaliação de parentesco. Dessa forma, foram realizadas 460 mudanças no pedigree, dentre os quais 54% possuíam um touro ou vaca identificado. Foi observado que, em média, novos relacionamentos genéticos foram definidos com 75 marcas em conflito, enquanto que a rejeição do parentesco foi realizada com 2.700 marcas. O uso do programa Molecular Coancestry para inferência de parentesco a partir de informações de marcadores moleculares proporcionou a definição de 2.174 novos relacionamentos de meio-irmãos. Foi possível observar que as correções de parentesco proporcionaram aumento da acurácia média dos valores genéticos preditos. O aumento na qualidade das informações de pedigree proporcionou a estimação de herdabilidade de maior magnitude (0,22 i 0,0286), sugerindo a possibilidade de seleção direta para a resistência a carrapatos. Foi utilizada uma estratégia de validação cruzada pelo método K-médias e também de forma aleatória, no qual cinco grupos de treinamento foram formados. Os resultados da validação cruzada indicam que maior qualidade nos relacionamentos do pedigree proporcionam maior valor de acurácia. O peso padronizado aos 205 dias foi utilizado para avaliar a inclusão de informações de filhos de reprodutores múltiplos (RM) e de animais oriundos de biotécnicas da reprodução (TEF). Foram avaliadas três estratégias de inclusão dessas informações: grupos genéticos (GG), método hierárquico bayesiano (HIER) e matriz da média dos numeradores dos coeficientes de parentesco (ANRM). O critério de informação da deviance (DIC) foi utilizado como avaliador da qualidade de ajuste e sugeriu que a estratégia HIER proporcionou melhor ajuste ao considerar as informações de RM. Entretanto, o método ANRM apresentou melhor ajuste ao incluir informações dos animais TEF. A inclusão das informações de animais TEF foi realizada pelo uso da informação da receptora para estimação do efeito genético materno e de ambiente permanente materno. Não foi observada diferença estatística nas estimativas de componentes de variância e de parâmetros genéticos ao considerar informações de animais TEF, porém os valores genéticos preditos apresentaram maior magnitude. As correlações de Spearman entre os valores genéticos foram de elevadas magnitudes para os animais fundadores, animais com certeza no parentesco e para os fiIhos de RM. Entretanto, o uso das informações dos animais TEF modificou de forma significativa as predições dos valores genéticos. O uso de metodologias adequadas para incluir a informação de animais com incerteza de paternidade e animais oriundos de transferência de embriões e fertilização in vitro proporcionam a predição de valores genéticos mais acurados e auxiliam em maiores taxas de ganho genético.