O monitoramento da endogamia é fundamental para o estabelecimento de um programa de melhoramento animal. Os coeficientes de endogamia foram estimados a partir de segmentos de homozigose (FROH), matriz de parentesco genômico com frequências alélicas derivadas dos dados (FGRM), frequências alélicas ajustadas a 0,5 (FGRM05), excesso de homozigose (FHOM) e informação de pedigree (FPED) em bovinos Nelore e ovelhas Santa Inês. Os dados genotípicos para a população Nelore foram obtidos de 2.569 animais utilizando um painel de 725,293 polimorfismos de nucleotídeo único e um pedigree composto por 15.846 indivíduos. Para a população de ovinos Santa Inês, 576 animais foram genotipados para 47.033 polimorfismos de nucleotídeo único, juntamente com dados de pedigree de 32.266 indivíduos. Picos notáveis nos cromossomos 7, 12 e 21 dos bovinos e no cromossomo 16 das ovelhas, representavam ilhas de ROH (> 47%), destacando regiões possivelmente afetadas pela pressão seletiva. Os valores médios para FPED, FROH, FGRM e FGRM05 foram 0,005, 0,058, -0,007 e 0,40, respectivamente no caso do Nelore, enquanto valores medias de 0,32, 0,049, 0,015, 0,287 e 0,015 para FPED, FROH, FGRM, FGRM05 e FHOM, respectivamente no caso das ovelhas. Esses coeficientes de endogamia foram associados negativamente com peso ao nascer, peso à desmama, ganho de peso pós-desmame, escore de muscularidade, precocidade, conformação e circunferência escrotal em bovinos Nelore e para todas as características analisadas em Santa Inês. Também foi encontrada uma correlação negativa entre depressão endogâmica e estimativas de variâncias genômicas de dominância variando de -0,35 a -0,98 para Nelore e -0,89 a -0,91 para ovinos Santa Inês. Nós afirmamos que as descobertas relatadas podem ser usadas para manter a diversidade genética em bovinos Nelore e ovelhas Santa Inês sob uma perspectiva genômica. / Monitoring inbreeding is critical for establishing a sustainable breeding program. Inbreeding coefficients were estimated from runs of homozygosity (FROH), genomic relationship matrices coupled with allele frequencies derived from data (FGRM), allele frequencies set to 0.5 (FGRM05), excess of homozygosity (FHOM), and pedigree information (FPED) from Nellore cattle and Santa Ines populations. Genotypic data for the Nellore population were obtained from 2,803 animals using a panel of 725, 293 single-nucleotide polymorphisms and a pedigree consisting of 15,846 individuals. For the Santa Ines sheep population 576 animals were genotyped for 47,033 single-nucleotide polymorphisms along with pedigree data of 32,266 individuals. In cattle noticeable peaks on chromosome 7, 12, and 21, and in sheep on chromosome 16, represented hotspots of autozygosity (> 47%), highlighting putative regions affected by selective pressure. The mean values for FPED, FROH, FGRM, and FGRM05 were 0.005, 0.058, -0.007, and 0.40, respectively for Nellore, while for Santa Ines were 0.32, 0.049, 0.015, 0.287 and 0.015 for FPED, FROH, FGRM, FGRM05 and FHOM, respectively. These inbreeding coefficients were negatively associated with birth weight, weaning weight, post-weaning weight gain, muscularity score, finishing score, conformation score, and scrotal circumference on Nellore and for all traits analyzed on Santa Ines. Also, a negative correlation was found between inbreeding depression and estimates of dominance genomic variances ranging from -0.35 to -0.98 for Nellore and -0.89 to -0.91 for Santa Ines sheep. We contend that the findings reported here can be used to maintain genetic diversity in Nellore cattle and Santa Ines sheep from a genomic perspective.

Thesis (M.S.)--Miami University, Dept. of Zoology, 2008. / Title from first page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 34-38).

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Orientador: Lucia Galvão de Albuquerque / Coorientador: Gerardo Alves Fernandes Júnior / Banca: Ricardo Vieira Ventura / Banca: Joslaine Noely dos Santos Gonçalves / Banca: Maria Eugênia Zerlotti Mercadante / Banca: Diercles Francisco Cardoso / Resumo: O uso intensivo de biotecnologias reprodutivas tem feito com que se eleve a taxa de nascimento de progênies com maior grau de parentesco (maior taxa de nascimento de meio-irmãos e irmãos completos). Assim, o conhecimento sobre o coeficiente da endogamia média do rebanho torna-se relevante para a eficiência do sistema de produção. Com o advento da genômica, o coeficiente de endogamia (F) pode ser estimado com base na informação de milhares de marcadores do tipo polimorfismos de base única (SNPs), espalhados por todo o genoma. No presente estudo, informações de 3.785 animais da raça Nelore (1,760 machos e 2,025 fêmeas) genotipados para 777.962 SNPs do BovineHD BeadChip (Illumina Inc., San Diego, CA, USA) foram utilizadas com o objetivo de avaliar a taxa de endogamia em rebanhos comerciais da raça Nelore, bem como investigar o seu efeito (depressão endogâmica) sobre a expressão fenotípica de características reprodutivas (idade ao primeiro parto (IPP), ocorrência de prenhez precoce (OPP) e reconcepcão de novilhas (REC)). A estimativa do valor de F, bem como da depressão endogâmica, foi feita utilizando diferentes metodologias: (i) matriz de parentesco genômica com frequências alélicas obtidas da população base (FG); (ii) matriz de parentesco genômica com frequências alélicas fixadas em 0,5 (FGRM); (iii) com base no excesso de SNPs em homozigose (FSNP); e (iv) corrida de homosigose (FROH). Os resultados da corrida de homosigose também foram utilizados para identificar os padrões (... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The intensive use of reproductive biotechnologies has increased the birth rate of progenies with high degree of relationships (higher birth rate of half- and full-sibs). Thus, the control of herd inbreeding becomes relevant for the efficiency of the production system. With genomics, the inbreeding coefficient can be estimated using thousands of single nucleotide polymorphisms (SNPs), spread throughout the genome. In the present study, information of 3,785 Nelore animals (1,760 males and 2,025 females) genotyped with 777,962 SNP markers of BovineHD BeadChip (Illumina Inc., San Diego, CA, USA) was used with the objective of evaluating the inbreeding rates of Nelore commercial herds, as well as to investigate the effects of inbreeding (inbreeding depression) on the phenotypic expression of reproductive traits (age at first calving (AFC), heifer early pregnancy (EP), and heifer rebreeding (HR)). The inbreeding coefficient (F) and inbreeding depression were estimated based on (i) genomic relationship matrix considering allele frequencies estimated from the base population (FG); (ii) genomic relationship matrix considering allele frequencies fixed at 0.5 (FGRM); (iii) excess of homozygous SNPs (FSNP); and (iv) runs of homozygosity (FROH). The runs of homozygosity results were also used to identify the pattern (size and distribution) of ROH segments as well as to identify ROH islands (ROH segments shared by more than 50% of the population). In total, there were identified 210,636 RO... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Raysildo Barbosa Lôbo / Banca: João Ademir de Oliveira / Banca: Sandra Aidar de Queiroz / Banca: Claudia Cristina Paro de Paz / Banca: Ruy Alberto Caetano Correa Filho / Resumo: O monitoramento dos resultados de um programa de seleção de bovinos de corte serve para avaliar o progresso genético alcançado e para que os resultados obtidos sirvam de elementos orientadores de ações futuras. Neste trabalho, os objetivos foram estimar parâmetros genéticos e tendências genéticas para características de importância econômica em bovinos da raça Guzerá, estimar parâmetros populacionais e os coeficientes de endogamia e relaciona-los com valores genéticos e com o índice de seleção recomendado para a raça (MGT). Para isto, dados de 18.491 animais, oriundos de 43 fazendas foram cedidos pelo Programa de Avaliação Genética da Raça Guzerá (PAGRG). As características estudadas foram área de olho de lombo (AOL), espessura de gordura entre a 12ª e a 13ª costela (EG), espessura de gordura na garupa (EGP8), idade ao primeiro parto (IPP), perímetro escrotal aos 365 (PE365) e 450 (PE450) dias de idade, período de gestação (PG), peso adulto da vaca (PAV), peso corporal ao nascimento (PN), aos 120 (P120), aos 210 (P210), aos 365 (P365), aos 450 (P450) dias de idade e produtividade acumulada em fêmeas (PAC). Os parâmetros populacionais estimados foram taxa de endogamia por geração, tamanho efetivo da população, intervalo de gerações e o número efetivo de fundadores e de ancestrais. Os parâmetros genéticos e valores genéticos foram estimados pelo método da máxima verossimilhança restrita, em análises uni e bi-características. Tendências genéticas foram obtidas por regressão linear das médias dos valores genéticos anuais, em função do ano de nascimento. A estatística t foi usada e a hipótese nula considerava o coeficiente da regressão como sendo zero. As características apresentaram suficiente variação genética aditiva, sendo passíveis de seleção e estas se mostraram favoravelmente correlacionadas geneticamente, exceto... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Monitoring the results of a breeding program for beef cattle is used to evaluate the genetic progress achieved and the results serve as guiding elements for future actions. In this work, the objectives were to estimate genetic parameters and genetic trends for traits of economic importance in Guzerat beef cattle, estimate population parameters and coefficients of inbreeding and its relationship with breeding values and the selection index recommended for the breed (MGT).For this, data from 18,491 animals from 43 farms were granted by the Programa de Avaliação Genética da Raça Guzerá (PAGRG). The traits studied were rib eye area (REA), fat thickness between the 12th and 13th rib (FT), rump fat thickness (RF), age at first calving (AFC), scrotal circumference at 365 (SC365) and 450 (SC450) days of age, gestation length (GL), mature weight of the cow (MWC), body weight at birth (BWB), 120 (BW120), 210 (BW210), 365 (BW365) and 450 days of age (BW450) and cumulative productivity in females (AP). The population parameters estimated were rate of inbreeding per generation, effective population size, generation interval and the effective number of founders and ancestors. The genetic parameters, breeding values were estimated by restricted maximum likelihood, by one and two-trait analysis. Genetic trends were calculated from a linear regression of mean predicted breeding values (PBV) based on birth year. At-statistic was used to test the hypothesis that the regression coefficient for each equation is equal to zero. The traits showed sufficient additive genetic variation, being capable to respond to selection and proved to be genetically correlated among them, except AP, FT and RF, which showed low genetic correlations with other traits. The genetic trend indicated that the animal's mean breeding value has changed over time for the traits studied... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Sandra Aidar de Queiroz / Coorientador: Roberto Carvalheiro / Banca: Fernando Sebastián Baldi Rey / Banca: Rúsbel Raúl Aspilcueta Borquis / Banca: Fernanda Brito / Banca: Fabyano Fonseca e Silva / Resumo: Esta tese compreende quatro diferentes estudos conduzidos a fim de avaliar estratégias alternativas para aumentar a eficiência de seleção genômica (GS) em programas de melhoramento animal. Um primeiro estudo foi desenvolvido com a finalidade de avaliar a performance preditiva de diferentes métodos estatísticos com base na informação de painéis de marcadores densamente distribuídos ao longo do genoma. Cinco diferentes características de uma população real de camundongos foram analisadas. Verificou-se que métodos com grandes diferenças conceituais apresentaram performance preditiva similar em algumas situações, também havendo variação na performance relativa dos métodos em função da característica analisada. O uso de diferentes variáveis resposta (pseudo-fenótipos) para estimação de efeitos de marcadores foi avaliado num segundo estudo, por meio da simulação de uma grande população de bovinos de corte, para a qual predições genômicas foram obtidas usando um procedimento de múltiplas etapas. Houve evidência de que provas desregredidas (dEBV) são mais apropriadas do que valores genéticos preditos (EBV) e médias ajustadas de desempenho da progênie (PYD), tanto para o treinamento de modelos quanto para a validação de predições genômicas. No terceiro estudo, procurou-se avaliar consequências em longo-prazo da aplicação de GS numa população de bovinos de corte sob seleção. Verificou-se grande benefício da aplicação de GS em cenários simulando seleção para características de qualidade de carne e reprodução de fêmeas. Houve evidência de que pode-se esperar maior benefício para GS, quando comparada à seleção por BLUP, no caso de características oligogênicas. Também foi possível inferir que em aplicações de GS, o uso de um critério de seleção em que se atribui maior peso a alelos favoráveis de menor frequência poderia proporcionar ... / Abstract: Improvements in production levels and product quality are needed in livestock systems to meet the growing world demand for animal-source foods. Besides this increasing demand, the productive sector must deal with constraints related to competition for land, greenhouse gas emissions and also due to hardening legislation in the fields of environment and animal welfare (FAO, 2011). In this context, animal breeding has played and will continue to play an important role to improve the efficiency of such production systems, especially in terms of competitiveness, safety, sustainability and biodiversity conservation (Harlizius et al., 2004). The main objective of animal breeding programs is to improve the performance of the next generations, through identification and reproduction of the animals with better genetic pool to efficiently produce in a specific environment (herein, superior animals). In the last decades, animal breeders succeeded in achieving this goal, mostly through the application of statistical tools grounded in quantitative genetics theory, what could be called as 'classical animal breeding'. In this case, the traditional prediction of the genetic merit of individuals (estimated breeding values, EBV) is obtained based on information of pedigree and phenotypes (own records and measures on relatives). With the advent of dense molecular marker panels, the implementation and design of breeding programs, especially in dairy cattle, had changed dramatically as a consequence of incorporating this new information to identify superior animals earlier and more precisely. Pioneer simulation studies drew attention of animal breeders to the possibility of making accurate predictions of the genetic merit of individuals by using genotypic information from dense marker panels, a process known as genomic selection (GS) (Nejati-Javaremi et al., 1997; Meuwissen et al., 2001). Other influential work ... / Doutor

Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Mônica Corrêa Ledur / Coorientador: Rodrigo Pelicioni Savegnago / Banca: Maurício de Alvarenga Mudadu / Banca: Nedênia Bonvino Stafuzza / Resumo: Os painéis de marcadores de alta densidade têm demonstrado a sua funcionalidade nos estudos de estrutura da população e conservação genética. Esses painéis permitem avaliar similaridades no padrão do desequilíbrio de ligação em toda população, assim como informações sobre parentesco da população. Segmentos de homozigose são utilizados como indicativo da estrutura da população e fornecem informações sobre o histórico demográfico e eventos de endogamia da mesma. O objetivo deste trabalho foi estudar a estrutura genômica de uma linhagem sintética base Landrace por meio de (i) análises de desequilíbrio de ligação; (ii) estimação do coeficiente de endogamia utilizando dados genômicos e de pedigree; (iii) análise do número e tamanho de segmentos de homozigose e (iv) determinação da estratificação da população. Foram utilizados registros de 300 fêmeas e 25 machos de uma linhagem fêmea sintética base Landrace genotipados com o painel Illumina PorcineSNP60 v2 BeadChip. A edição dos dados foi realizada no programa PLINK v.1.9 para remoção de marcadores SNPs ("Single Nucleotide Polymorphism") que falharam em mais de 10% das amostras ("call rate") e amostras que falharam em mais de 10% dos marcadores. A extensão do desequilíbrio de ligação foi avaliada entre todos os pares SNPs adjacentes presentes nos cromossomos autossômicos por meio da medida r2. O coeficiente de endogamia foi calculado usando registros de pedigree e de dados genômicos. Os segmentos de homozigose fo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: High-density single nucleotide polymorphism (SNP) panels have been used in genomic studies, such as population structure and conservation genetic studies. These panels allow to assess similarities in the patterns of linkage disequilibrium across populations and to estimate relatedness between populations. Runs of homozygosity are used as indicative of population structure and it provides information about demographic history and recent inbreeding. The aim of this study was to describe the genomic structure of a synthetic Landrace line by (i) linkage disequilibrium (LD) analyses; (ii) inbreeding estimates through pedigree and genomic data; (iii) analysing the number and length of runs of homozygosity (ROH); and (iv) determination of population structure. A total of 300 females and 25 males from synthetic Landrace line were genotyped using Illumina PorcineSNP60 v2 BeadChip. Data editing was performed using PLINK v.1.9. The SNPs and samples with a call rate lower than 0.90 were excluded from the data set. Only the autosomal chromosomes were considered for LD an ROH analyses. The LD between all pairs of SNPs were measured by the means of the genotype correlation coefficient (r²) and it determined the decay of LD with physical distance. The coefficient of inbreeding was calculated using genomic and pedigree data. ROH were detected using PLINK v.1.9 considering the follow parameters: a minimum ROH of 50 SNPs with a minimum length of 1000 (Kb), one heterozygous SNP... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Josineudson Augusto II Vanconcelos Silva / Banca: Cláudia Cristina Paro de Paz / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Resumo: A raça Quarto de Milha (QM) teve seus primeiros exemplares criados no Brasil em 1956, cujos pais foram importados dos Estados Unidos, com fundação da associação dos criadores em 1969, totalizando mais de 415 mil animais registrados e destes 45% são puros. A raça apresenta-se como versátil para trabalho, conformação e corrida, atributos que a tornam como de escolha entre os criadores e de maior população equina nacional. Apesar disto, poucos estudos foram realizados na raça, particularmente acerca da variabilidade genética. Os objetivos do estudo foram obter informações da estrutura populacional da raça QM no Brasil e estimar os parâmetros genéticos da característica Classe de Tempo (CT), relacionada com a performance em corridas de equinos em diferentes distâncias. O escore aplicado a CT, classifica os animais baseado na comparação percentual de tempo do vencedor de cada páreo. Os dados avaliados foram provenientes da Associação Brasileira de Criadores do Cavalo Quarto de Milha e do hipódromo do Jockey Clube de Sorocaba em São Paulo. A preparação da base de dados e estatística inicial foi realizada no programa SAS, os parâmetros populacionais com o programa ENDOG e os componentes de (co) variâncias e parâmetros genéticos com o programa THRGIBBS1F90. A característica CT foi estabelecida nas corridas com distância de 301 (CT301), 320 (CT320), 365 (CT365) e 402 (CT420) metros e analisada por meio de modelo animal limiar. Os parâmetros populacionais obtidos for... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Quarter Horse (QH) had its first specimens bred in Brazil in 1956, whose parents were imported from the United States, with its breeder association founded in 1969, totaling more than 415,000 registered animals and of these 45% are purebred. The breed is versatile in what concerns performance, conformation and racing, attributes that make the QH the breed of choice among breeders and makes it the largest national equine population. In spite of that, few studies have been conducted about the breed, particularly on the genetic variability of strains. The aim of this study was to gather information about the population structure and estimate the genetic parameters of the trait class time (CT) related to performance in different QH racing distances, contributing with results that enable their use in the design of animal breeding programs aimed at maintaining the variability of the breed and decreasing race times. The score applied to CT, ranks animals based on comparing percentage winning time of each match. The analyzed data originates from the Brazilian Association of Breeders of Quarter Horse and Jockey Clube de Sorocaba's hippodrome, in Sao Paulo. The preparation of the initial data and statistical base was done using SAS software, the population parameters with the ENDOG software and the (co) variances and genetic parameters components with the THRGIBBS1F90 software. The CT characteristic was established in racing with 301 (CT301), 320 (CT320), 365 (CT3... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Mário Luiz Teixeira de Moraes / Banca: Paulo Henrique Muller da Silva / Banca: Celso Luis Marino / Banca: Rinaldo Cesar de Paula / Banca: Alexandre Magno Sebbenn / Resumo: Testes de Progênies de polinização aberta ou controlada são técnicas que permitem ao melhorista orientar o seu programa de melhoramento com base no potencial genético do material de que dispõe. Na atualidade são empregados programas computacionais avançados com base em modelos matemáticos de genética quantitativa. A partir dos dados dos parâmetros genéticos quantitativos, parâmetros moleculares calculados com dados de DNA, avaliações aos 2, 5 e 7 anos de idade dos caracteres altura das plantas (ALT) (m), diâmetro à altura do peito (DAP) (cm), volume individual das árvores (VOL) (m), genotipagem de 33 genitores femininos e 41 masculinos, quando foram analisados 14 locos microssatélites SSR, pode-se traçar a linha de trabalho de melhoramento com segurança nos resultados almejados. O objetivo deste estudo foi (i) formar um pomar de recombinação, (ii) formar um pomar de hibridação com as melhores progênies das famílias, (iii) identificar as famílias excepcionais para propagação seminal e clonal, (iv) selecionar as 10 melhores progênies para clonagem e (v) formar um Pomar de Semente Testada com as populações genitoras feminina e masculina. O delineamento experimental do teste foi de blocos casualisados com 286 tratamentos (cruzamentos), em 8 repetições de parcelas lineares de 6 plantas. O teste da razão de verossimilhança (LTR) revelou diferenças de alta significância, ao nível de 1% de probabilidade (p<0,001), entre todos os caracteres avaliados e em todas as idades de avaliação.... / Abstract: Progeny tests of open or controlled pollination are techniques that allow the breeder to guide its improvement program based on the genetic material of the available material. At the present time advanced computer programs based on mathematical models of quantitative genetics are used. From data of the quantitative genetic parameters, molecular parameters calculated with DNA data, evaluations at 2, 5 and 7 years of age of characters, height of plants (HGT) (m), diameter at breast height (DBH) (cm), individual volume of trees (VOL) (m) and genotyping of 33 female and 41 male parents, when fourteen SSR microsatellite loci were analyzed, it is possible to draw the working line for safely improving the desired results. The objective of this study is (i) forming a recombination orchard, (ii) forming a hybridization orchard with the best progenies of the families, (iii) identifying exceptional families to seed and clonal propagation, (iv) selecting the 10 best progenies for cloning and (v) creating an Orchard of Tested Seeds with female progenitor population. The experimental design of the test was the one of randomized blocks with 286 treatments (crossings) in eight repetitions of linear parcels of 6 plants. The likelihood ratio test (LRT) revealed differences of high significance, at the level of 1% of probability (p<0.001), between all evaluated characters and in all evaluating ages. Individual heritability between sexes in the restricted sense (h2 a) was approximately the double or the heritability of dominance effects between males and females (h2 dom). Individual heritability between sexes in the broad sense, in other words, of total phenotypic effects (h2 g) was 0.4 at two years, 0.34 at five years and 0.21 at seven years of age. Those values indicate success of population selection. General accuracy of males (Gacm), general accuracy of females (Gafm) and general accuracy of plant breeding (Gacgcross ... / Doutor

There are three social dimensions within a family: parent-parent interactions, parent-offspring interactions, and offspring-offspring interactions. All of these interactions are subject to evolutionary conflict, which occurs whenever interacting individuals have divergent evolutionary interests. Family interactions and family conflict are often influenced by phenotypic and genotypic traits of the parents and the offspring. An important phenotypic trait is body size, which can affect fecundity, mating success, and fighting ability. An important genotypic trait is inbreeding status (i.e., whether an individual is outbred or inbred), which can influence its overall quality or condition. In this thesis, I investigate the independent and interactive effects of inbreeding and parental body size on family interactions in the burying beetle Nicrophorus vespilloides. I first show that the body size of the two parents influences the resolution of sexual conflict over the amount of parental care (Chapter 2) and over the consumption of a shared resource (Chapter 3). Here, the shared resource refers to the carcass from which both the parents and the offspring feed over the course of the breeding attempt. I then show that females that won or lost a fighting contest provide more care to their offspring compared to beetles with no fighting experience (Chapter 4). This indicates that female burying beetles make parental investment decisions based on their experience with a contest (which is independent of body size) rather than the outcome of that contest (which is dependent on body size):. In the second half of my thesis, I examine whether family interactions also influence and are influenced by inbreeding depression (Chapters 5–8). I find that a female's mating preference for an outbred versus an inbred male is conditional on her own inbreeding status: inbred females preferentially mate with outbred males, whereas outbred females are equally likely to mate with an outbred or an inbred male (Chapter 5). Even though sibling competition does not appear to have an effect on the offspring's inbreeding depression (Chapter 6), the presence of the mother during larval development can reduce the severity of inbreeding depression (Chapter 7), and this effect depends on the mother's body size (Chapter 8). In Chapter 9, I discuss the broader implications of these findings for evolutionary biology, ecology, and conservation biology.