Visando incrementar os estudos econômicos aplicados ao melhoramento genético animal, o presente estudo teve por objetivo desenvolver um modelo bio-econômico para determinação de ponderadores econômicos utilizados em índices de seleção em programas de melhoramento genético de bovinos de corte. Para tanto o foco central do trabalho está baseado em propriedades fornecedoras de animais para abate. Os dados de preços utilizados foram fornecidos por empresas vinculadas ao setor pecuário, sendo que o cenário produtivo simulado pretendeu atingir os resultados apresentados por propriedades rurais que participam de programas de melhoramento genético animal. Para se obter os valores econômicos, ponderadores das características genéticas que venham a compor um índice de seleção, a metodologia proposta deve obedecer a uma premissa básica, que consiste em se manter constante todo cenário produtivo, oscilando apenas os valores genéticos de uma dada característica sob análise, averiguando-se assim, o efeito da mudança do valor genético da característica, sob o resultado econômico da propriedade. Com isso foi desenvolvido um cenário padrão, onde, em termos absolutos, as características de maior relevância econômica foram respectivamente, o rendimento de carcaça, as características ligadas à fertilidade do rebanho, seguidas pelas características de peso e ganho de peso e por último as referentes à mortalidade. Porém em termos práticos, uma vez que uma série de características não são aplicáveis ainda em programas de melhoramento genético, o trabalho enfocou os resultados obtidos para HP, PP14, GPD245, Pesdes e Pesob, considerando o fato de que os valores econômicos, para serem comparados entre si, devem ser padronizados pelos desvios padrões genéticos das características. Portanto os valores econômicos obtidos foram, para HP R$ 2,439/% , para PP14 R$ 1,022/%, para GPD245 R$ 0,959/kg/dia, para Pesdes R$ 0,635/kg, e para Pesob R$ 0,855/kg. Ao se padronizar os valores econômicos, retirando-se os efeitos das unidades, verificaram-se que, as características reprodutivas (HP e PP14) foram de 1,65 a 1,70 vezes mais importantes economicamente do que as características produtivas (GPD245, Pesdes e Pesob). Com o intuito de testar a metodologia proposta, foram simulados 50 cenários produtivos, que averiguaram os efeitos de escala de produção e de questões mercadológicas. Com isso, verificou-se que a HP oscilou seu valor econômico em todas as análise feitas, o que indica que maiores estudos devem ser realizados. / Aiming to increase the economical studies applied to animal genetic improvement, the present work had as goal to develop a bio-economical model to determine the economical ponderers utilized on indexes of selection in genetic improvement programs in beef cattle. Therefore, the main focus of this study is based on features given from animals for slaughter. The utilized data price were provided from livestock-related enterprises, and the simulated productive scenario intended to reach the results presented by rural properties that participate in programs of animal genetic improvement. In order to obtain the economical values, ponderers of genetic characteristics which might compose a selection index, the proposed methodology should obey to a basic premise, which consists on keeping the productive scenario steady, only floating the genetic values of a certain characteristic under analysis, thus observing the effect of changing the genetic value of a characteristic, upon the economical result of a property. Based on this a standard scenario was developed where, in absolute terms, the characteristics with major economical relevance were respectively, carcass yield, characteristics related to herd fertility, followed by those related to weight and weight gain, and last, referred to mortality. However in practical terms, once a series of characteristics are not applicable to genetic improvement programs yet, this work focused the obtained results for HP, PP14, GPD245, Pesdes and Pesob, considering the fact that the economical values, to be compared to each other, should be standardize through genetic standard deviations of the characteristics. Therefore the economical values obtained were R$ 2.349/% for HP, R$ 1.022/% for PP14, R$ 0.959 for GDP245/kg/day, R$ 0.635/kg for Pesdes, and R$ 0.855/kg for Pesob. After standardizing the economical values, removing the effects of the units, it was verified that the reproductive characteristics (HP and PP14) were 1.65 and 1.70 times more economically important than the productive characteristics (GPD245, Pesdes and Pesob). Targeting to test the proposed methodology, 50 productive scenarios were simulated, which investigated the effects over production ladder and market matters. This way, it was verified that HP floated its economical value in all performed analyses, which indicates the need of further studies.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T17:21:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 471931 bytes, checksum: da9a97192fe4f4b633fae99fe73cf063 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T17:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 471931 bytes, checksum: da9a97192fe4f4b633fae99fe73cf063 (MD5) Previous issue date: 2005-07-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho teve por objetivo estudar conseqüências da ação gênica não-aditiva de dominância sobre a avaliação genética animal, no curto e médio prazos. Os dados utilizados foram provenientes de simulações em nível de genes, usando-se o Programa GENESYS na estruturação de um genoma com 600 locos bialélicos. No primeiro estudo foram propostos cinco modelos de ação gênica, que incluíram porcentuais diferentes de locos com dominância completa (d/a= +1), isto é, modelos Ad, D25, D50, D75 e D100, os quais apresentavam 0, 25, 50, 75 e 100% dos locos com desvios da dominância, nessa ordem. Adicionalmente foi simulado um sexto modelo, designado SD, que incluiu sobredominância (d/a= +2) em 50% dos locos. Os modelos com ação gênica de dominância também tiveram efeitos aditivos dos genes em todos os seus locos. A partir de cada modelo genético foram estruturadas populações-controle e de seleção fenotípica que permitiram avaliar o comportamento de diferentes parâmetros genéticos para duas características de baixa (h2= 0,10) e alta (h2= 0,60) herdabilidades. Nessas populações foram praticados apenas acasalamentos ao acaso entre seus genitores, durante 10 gerações consecutivas e discretas. Para ambas as características, constataram-se maiores valores de herdabilidade no sentido restrito, variância genotípica e variância aditiva na ausência de seleção. Verificou-se covariância entre os efeitos aditivos e de dominância, nos modelos com inclusão de desvios da dominância, predominantemente positiva sendo nas a correlação entre populações-controle e esses efeitos negativa nas populações sob seleção. A variância de dominância aumentou com o incremento no número de locos exibindo dominância, e isso implicou aumento da variância aditiva. Houve considerável variação na importância dos efeitos da dominância na variância fenotípica total (d2) de cada característica e como proporção da variância aditiva (d2a) correspondente. Modelos com menor viiiporcentagem de locos com desvios da dominância proporcionaram maior endogamia e fixação de alelos favoráveis e também maiores ganhos genéticos, no período avaliado. No segundo estudo, foram avaliados os impactos de se desconsiderarem os efeitos não-aditivos da dominância sobre a estimação de parâmetros genéticos e a predição de valores genéticos obtidos pelo método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal aditivo unicaracterístico, empregando-se o Programa MTDFREML. Foram propostos dois modelos de ação gênica: um com apenas efeitos aditivos dos genes e o outro com aditivos e dominância completa (d/a= +1) em 100% dos locos. Em cada modelo genético, foram obtidas populações de acasalamentos e seleção ao acaso, totalizando 18.000 registros, que possibilitaram o estudo das características com herdabilidades de 0,15 (baixa), 0,30 (média) e 0,60 (alta). As estimativas dos componentes de variância e herdabilidade obtidas no modelo genético aditivo foram semelhantes aos seus valores reais, em cada característica, ao passo que, sob ação gênica de dominância, foram observadas superestimativas de todos os componentes, sobretudo da variância genética aditiva. Nesse caso, a variância de dominância não-estimada, em função do modelo adotado, foi redistribuída entre os componentes aditivo e residual estimados. Houve perda na acurácia da avaliação genética, traduzida por correlações mais baixas entre os valores genéticos preditos e verdadeiros dos animais para o modelo genético com dominância. No último capítulo, foram avaliadas duas linhagens paternas e seus cruzamentos, selecionados com base no fenótipo para a característica de herdabilidade 0,30. Foi simulado um único modelo de ações gênicas, comum a todas as populações, que incluía efeitos aditivos dos genes e dominância completa em 100 e 50% dos locos, respectivamente. As linhagens, mantidas separadas, foram selecionadas por 20 gerações e submetidas a quatro estruturas de cruzamentos entre seus indivíduos. Na primeira e na terceira, foram acasalados ao acaso machos selecionados de uma linhagem e fêmeas da outra, nas gerações 10 e 15, respectivamente. A segunda e a quarta estrutura constituíram-se de cruzamentos recíprocos aos da primeira e terceira, respectivamente. As populações cruzadas foram selecionadas por 10 e 5 gerações, conforme o cruzamento, períodos em que foram contemporâneas das linhagens. O desempenho das linhas puras e cruzadas foi avaliado, sendo constatados valores fenotípicos superiores nas populações cruzadas em relação às linhagens e pequenas diferenças quanto aos outros parâmetros investigados. Ganhos genéticos mais elevados foram obtidos em pelo menos uma linha parental ao longo de todo o período. A variância aditiva foi restaurada sob cruzamentos interpopulacionais. Não houve diferenças entre os cruzamentos e nem efeito de linha. Esses estudos indicaram a necessidade de considerar os efeitos genéticos não-aditivos de dominância na avaliação genética de características de importância econômica no melhoramento animal, sendo influenciadas pela dominância. / The objective of this work was to study consequences of the non-additive gene action of dominance on the animal genetic evaluation, in the short and medial terms. The utilized data were originated from simulations in level of genes, using the Program GENESYS to structure a genome with 600 bi-allelic loci. In the first study five models of gene action were proposed, that included different percentages of loci with complete dominance (d/a= +1), namely, models Ad, D25, D50, D75 e D100, which presented 0, 25, 50, 75 e 100% of the loci with dominance deviations, in this order. In addition, a sixth model was simulated, named of SD, that included overdominance (d/a= +2) in 50% of the loci. The models with dominance gene action also had additive effects of the genes in all their loci. Starting from each genetic model were structured unselected populations and phenotypic selection ones which allowed to evaluate the behavior of different genetic parameters in two traits of low (h2= 0.10) and high (h2= 0.60) heritabilities. In these populations only random matings were practiced between their genitors, along 10 consecutive and discrete generations. For both traits, were obtained higher values of narrow sense heritability, genotypic variance and additive variance in the absence of selection. It was verified covariance between the additive and dominance effects, in the models that included dominance deviations, being the correlation between these effects predominantly positive in the unselected populations and negative in the populations under selection. The dominance variance augmented with the increase in the number of loci exhibiting dominance and this implicated increase of the additive variance. There was considerable variation in the importance of the dominance effects in the total phenotypic variance (d2) of each trait and how proportion of the correspondent additive variance (d2a). Models with smaller percentage of loci with dominance deviations promoted larger inbreeding and fixation of favorable alleles and also xilargest genetic gains, in the evaluated period. In the second study, were evaluated the impacts of to ignore the dominance non-additive effects on the estimation of genetic parameters and prediction of genetic values, using the restricted maximum likelihood method, under single trait additive animal model, by the Program MTDFREML. Two gene action models were proposed: one with only additive effects of the genes and the other with additives and complete dominance (d/a= +1) in 100% of the loci. In each genetic model, populations of matings and selection at random were generated, by six consecutive and discrete generations, resulting in 18,000 registers, which made possible to study the traits with heritabilities of 0.15 (low), 0.30 (mean) and 0.60 (high). The estimates of the variance components and heritability obtained in the additive genetic model were similar to the real values, in each trait, while, under dominance gene action, overestimates were observed for all components, mainly to the additive genetic variance. In this case, the non-estimated dominance variance, due to the adopted model, was redistributed between the additive and residual components estimated. There was loss in the accuracy of the genetic evaluation, translated by smallest correlations between the predicted genetic values and true ones of the animals for the genetic model with dominance. In the last chapter, were evaluated two parental lines and their crosses, selected by phenotype to the trait with heritability 0.30. Only one genes actions model was simulated, common to all populations, that included additive effects of genes and complete dominance in 100 e 50% of the loci, respectively. The lines, kept separated, were selected per 20 generations and submitted to four structures of crosses between their individuals. In the first and third ones, males selected of one line were mated at random with females selected of the other, in the generations 10 and 15, respectively. The second and fourth structures were composed of reciprocal crosses to those of the first and third schemes, respectively. The crossbred populations were selected per 10 and 5 generations, conform the cross, periods in that they were contemporaneous of the lines. The performance of the pure lines and their crossbreds was evaluated, being verified higher phenotypic values in the crossbred populations when compared to the lines and small differences for the others parameters. Larger genetic gains were obtained in at least one parental line along all period. The additive variance was restored under interpopulational crosses. There were xiinot differences between the crosses and nor line effect. These studies indicated the necessity of to consider the non-additive genetic effects of dominance into the genetic evaluation of traits of economic importance in the animal improvement, being influenced by dominance.

A produção animal com foco nas características qualitativas da carcaça e na composição do corpo vazio de bovinos nortearam as discussões do capítulo 1o desta tese. No segundo capítulo, dados de nove estudos foram compilados para avaliar os efeitos da seleção para peso pós-desmame nas características de carcaça e qualidade de carne em rebanhos experimentais Nelore Controle (NeC), Nelore Seleção (NeS), Caracu (CaS), Guzerá (GuS) e Gir (GiS). Estes estudos foram conduzidos com animais do programa de melhoramento genético da Estação Experimental de Sertãozinho. Após a prova de ganho de peso, machos (n=490) de progênies nascidas entre 1992 e 2000 foram abatidos para avaliação das características de carcaça e de qualidade de carne. Foi conduzida uma meta-análise com modelo de coeficientes aleatórios; neste rebanho foi considerado efeito fixo e tratamentos dentro de ano e ano (progênie) efeitos aleatórios. Tanto o grau de maturidade calculado como o peso vivo inicial foram usados como covariáveis. As carcaças de CaS e NeS foram mais pesadas que as carcaças de NeC e GiS; as carcaças de GuS apresentaram pesos intermediários. Animais CaS apresentaram o menor valor de força de cisalhamento, comparados aos NeS, NeC, GuS e GiS. A seleção para peso pós-demame aumentou o tamanho corporal, o peso da carcaça e os pesos dos cortes cárneos comerciais sem alterar o rendimento de carcaça e o conteúdo de gordura corporal. No capítulo 3o, equações de regressão linear para estimar a composição química corporal de bovinos CaS, NeS e NeC foram desenvolvidas a partir das composições química e física do corte das 9a -10a -11a costelas. Foram utilizados 56 machos não castrados, sendo 20 animais Ca, 20 NeS e 16 NeC, com 20 a 24 meses de idade ao abate. A composição química dividida em água, proteína, extrato etéreo e minerais foi determinada no corte das costelas e em amostras obtidas após moagem completa e homogeneização de todos os tecidos corporais, separados em: sangue, couro, cabeça + patas, vísceras e carcaça. Os componentes físicos músculo, gordura e ossos foram também determinados no corte das costelas. Os totais de água e extrato etéreo do corte das 9a -10a -11a costelas estimaram, com boa precisão, os totais de água, extrato etéreo e proteína no corpo vazio dos animais. As quantidades de músculo e gordura no corte das costelas foram eficientes para estimar os totais de água, extrato etéreo e proteína no corpo vazio. As composições química e física do corte das costelas pertimitiram estimar com precisão os componentes químicos do corpo vazio dos animais. Equações retiradas da literatura permitiram estimar, com precisão, os teores de extrato etéreo e água no corpo vazio dos animais deste estudo. / Animal production, specially beef cattle carcass characteristics and empty body composition were discussed in the first chapter. On the second chapter data from nine studies were compiled to evaluate the effects of selection for post-weaning weight on carcass characteristics and meat quality in experimental herds of control Nellore (NeC) and selected Nellore (NeS), Caracu (CaS), Guzerah (GuS) and Gir (GiS) breeds. These studies were conducted with animals from a genetic selection program at the Experimental Station of Sertãozinho. After the performance test, bulls (n = 490) from the progeny groups born between 1992 and 2000 were finished and slaughtered to evaluate carcass traits and meat quality. A meta-analysis was conducted with a random coefficients model in which herd was considered a fixed effect and treatments within year and year as random effects. Either calculated maturity degree or initial body weight were interchangeably used as covariates. The CaS and NeS had heavier carcasses than NeC and GiS; GuS were intermediate. CaS had the lowest shear force values compared to NeS, NeC, GuS and GiS. Selection for post weaning weight increased body size, carcass weight, and meat retail weights in Nellore without altering dressing percentage and body fat content. On the third chapter linear regression equations to estimate the empty body chemical composition of CaS, NeS and NeC bulls were established from chemical and physical composition of 9th-10th-11th rib cut. Fifty six intact males, being 20 Ca, 20 NeS and 16 NeC, from 20 to 24 months of age at slaughter were utilized. The content of water, protein, ether extract and ash were determined on the rib cut and on samples obtained after grinding and homogenizing the entire tissue, separated in: blood, hide, head + feet, viscera and carcass. The physical components muscle, fat and bones were also determined on the rib cut. Total of water and ether extract in the 9th-10th-11th rib cut estimated with great precision the total of water, ether extract and protein on animals\' empty body. The ribs muscle and fat quantities were good estimators of water, ether extract and protein total on empty body. The chemical and physical compositions of the rib cut estimated with precision the animals\' empty body components. Equations from literature estimated with precision the ether extract and water percentages of this study animals.

As técnicas de marcadores moleculares têm sido aplicadas em estudos populacionais das espécies bovinas, verificação de genealogia e teste de paternidade. Dentre os marcadores moleculares, os microssatélites (MS) são amplamente utilizados, porém, alguns problemas técnicos têm motivado o desenvolvimento de alternativas, como os marcadores do tipo polimorfismo de nucleotídeos único (SNP). Assim, surgiu a necessidade de identificar haplótipos SNP que estão em concordância com cada alelo MS e então os genótipos MS poderiam ser convertidos em genótipos SNP e vice-versa, por meio da imputação do genótipo. O objetivo deste trabalho foi aplicar um método para imputar alelos MS a partir de haplótipos SNP, para verificação de paternidade, utilizando animais da raça Nelore e também identificar um menor conjunto de SNP, com qualidade suficiente para otimizar e diminuir o custo da genotipagem. Foram realizadas genotipagens em SNP e MS para 99 trios de animais da raça Nelore provenientes da EMBRAPA Pecuária Sudeste e foi verificada a existência de alelos nulos pelo programa MICRO-CHECKER. Foram selecionados SNP que estivessem próximos de cada marcador MS e o programa BEAGLE foi usado para identificar a fase de ligação dos genótipos. Posteriormente, foi realizada a técnica de imputação dos MS a partir de haplótipos SNP e foi verificada a paternidade pelo programa CERVUS. A precisão da imputação dos alelos MS foi verificada através do cálculo da concordância entre os alelos MS imputados e relatados. O marcador SPS115 foi removido da análise por evidências de alelos nulos, devido ao excesso de homozigotos observados. O marcador mais informativo foi o TGLA122, cujo conteúdo de informação polimórfica (PIC) foi 0,8. Foram encontrados desvios do equilíbrio de HW (P<0,05) para os locos ETH225 e TGLA57. Um maior conjunto de SNP foi necessário para imputação de alelos MS para o marcador BM1824. As taxas de verificação de parentesco foram de 97,1% para os alelos MS genotipados e 96,3% para os MS imputados. Somente 4% dos 99 filhos não tiveram a paternidade atribuída, quando a simulação foi feita apenas para o pai conhecido e 1% quando pai e mãe eram conhecidos. Esta técnica obteve precisão maior que 96% para a imputação de dados MS e permitiu imputar dados genotípicos multialélicos a partir de bi-alélicos. Os resultados terão um impacto imediato para os pesquisadores e associações de criadores que visam a transição do MS para SNP baseada em verificação de parentesco. / Molecular markers techniques have been applied in bovine population studies, genealogy verification and paternity test. Among the molecular markers, microsatellites (MS) are widely used, however, some technical problems have motivated alternatives development, as markers type single nucleotide polymorphism (SNP). Thus, the need to identify SNP haplotypes which are in agreement with each MS allele and then MS genotypes could be converted into SNP genotypes and vice versa, through genotype imputation. The objective of this study was to apply a method to impute MS alleles from SNP haplotypes to verify paternity, using Nellore and also identify a smaller set of SNP, with enough quality to optimize and reduce genotype cost. SNP genotyping was performed at and for 99 MS trios Nellore from EMBRAPA Cattle Southeast and was checked for null alleles by MICROCHECKER. SNP were selected that were near each MS marker and the program BEAGLE was used to identify genotypes phase. Subsequently, were applied the MS imputation technique from SNP haplotype and paternity was verified by CERVUS. The accuracy of MS alleles imputation was verified by calculating the correlation between MS alleles imputed and reported. The SPS115 marker was removed from the analysis for null alleles evidence due to homozygote excess observed. The most informative marker was TGLA122 with 0.8 PIC. Deviations from equilibrium HW (P<0.05) were found for the loci ETH225 and TGLA57. A larger set of SNP was necessary to impute MS alleles for the marker BM1824. The verification rates of paternity were 97.1% for genotyped MS alleles and 96.3% for MS imputed. Using imputed MS alleles and when only the sire was considered only 4% of the 99 offspring were not assigned paternity and 1% when both parents were known. The technique achieved greater than 96% accuracy for MS imputation data. This research allow to impute multi-allelic genotypes from bi-allelic data. Our results will have an immediate impact for researchers and livestock associations aiming the transition from MS- to SNP-based parentage verification.

A forma com que indivíduos de uma população composta são acasalados, inuencia diretamente na produção e na variabilidade da população gerada pelos acasalamentos. Identicar quais composições raciais são mais convenientes para determinadas características e viáveis economicamente, além dos efeitos de cada raça ou grupo racial, é de fundamental importância para estabelecer os rumos da produção e uma melhor estratégia para os produtores. Buscou-se, com este trabalho, identicar os efeitos que os grupos raciais N, A, B e C fornecem sobre o mérito médio de uma população composta por todas as combinações destes quatro grupos raciais, na presença e na ausência da padronização das características do índice Montana, possibilitando assim, informar a proporção racial que fornece mérito médio ótimo. Além disso, foi desenvolvida uma metodologia que calcula, por meio das informações raciais de uma população apta ao acasalamento, a combinação ótima a ser acasalada, tornando possível, desta forma, maximizar os desempenhos e os lucros para a geração seguinte. A metodologia foi implementada computacionalmente e testada para a população Montana apta ao acasalamento em 2011, e a superioridade do método, comparado a outros sistemas de acasalamento, foi comprovada. Um programa que calcula o coeciente de endogamia das possíveis futuras progênies geradas pelos acasalamentos de uma população, foi implementado com objetivo de contribuir na tomada de decisão como restrição em programas de acasalamento. / The way in which individuals of a composite population are mated has directly inuence in the production and in the variability of the population generated by mating. Identify which racial compositions are more convenient for certain traits and economically feasible, and also the eects of each breed or racial group, has a fundamental importance to establish the direction of production and a better strategy for producers. The aim of this work was to identify the eects of racial groups called N, A, B e C to provide on the average merit of a composite population for all combinations of these four racial groups, in the presence and absence of standardization of traits of Montana index, thus enabling, to inform the racial proportion that provides great average merit. Furthermore, it was developed a methodology that calculates on the basis of racial information of a population ready to mate, the optimal combination to be mated, making possible, in this way, to maximize performance and prots for the next generation. The methodology was computationally implemented and tested in the Montana\'s population able to mate in 2011, and the superiority of the method compared to other breeding systems has been proven. A program that calculates the inbreeding coecient of the possible future generations\' progeny by mating of a population was implemented in order to contribute in decision making as a constraint on mating programs.

Orientador: Prof. Dr. Marcelo Zanchetta do Nascimento / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2014. / In vitro production has been employed in bovine embryos and quantification of lipids is fundamental to understand the metabolism of these embryos. This paper presents an unsupervised segmentation method for histological images of bovine embryos. During the process of mounting slides some droplets of dye and other fragments could be remain out of the embryo. With this method, the irregularities were removed by applying an algorithm developed in the pre-processing step, in which a calculation is done to eliminate regions whose pixels have values of hypotenuse greater than 22% of the image center. After removal of the irregularities a transformation of the RGB color model to the YIQ was applied. Then the global thresholding technique was applied with the threshold value obtained by the maximum entropy in order to separate the lipid droplets of histological slides at diferent stages: early cleavage, morula and blastocyst. After this step, false positive regions were removed using the technique of connected components. For this step, area information, center and amount of pixels were used. It enabled outliers removal of segmented regions. The proposed segmentation method was applied in 60 histological images of bovine embryos. The images were evaluated qualitatively and quantitatively with respect to the gold standard images. The method presented accuracy values of 96 2%, 942% and 952%, respectively in the tissues of early cleavage, morula and blastocyst. The developed method obtained better results than classical segmentation methods.

Submitted by Samuel Wallace Boer dos Santos (samuel_wallace_eu@hotmail.com) on 2018-10-05T12:41:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação (compacted).pdf: 1033432 bytes, checksum: 72856099afe05132396d596489c6971b (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-10-08T17:47:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_swb_me_jabo.pdf: 1033432 bytes, checksum: 72856099afe05132396d596489c6971b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-08T17:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_swb_me_jabo.pdf: 1033432 bytes, checksum: 72856099afe05132396d596489c6971b (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Características de eficiência alimentar estão diretamente associadas com a lucratividade e sustentabilidade da bovinocultura de corte. Conversão alimentar, consumo alimentar residual, consumo de matéria seca, eficiência alimentar e ganho em peso, são características importantes para a seleção de animais mais eficientes dentro de um sistema de produção, porém, com exceção do ganho em peso, as demais não vêm sendo consideradas como critérios de seleção devido à dificuldade de obtenção de fenótipos para as mesmas. Com o avanço nas tecnologias de genotipagem e sequenciamento, foram desenvolvidos chips de alta densidade de marcadores do tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphism) espalhados pelo genoma. Estas informações moleculares vêm sendo utilizadas em estudos de associação genômica ampla (GWAS) e de seleção genômica (SG). Basicamente, o GWAS permite a identificação de variações genéticas de maior efeito sobre a expressão fenotípica de características de interesse, enquanto a SG visa a predição do valor genômico direto dos candidatos à seleção utilizando apenas a informação molecular, o que tem revolucionado o melhoramento genético por proporcionar a diminuição do intervalo de geração e o aumento da acurácia de predição dos valores genéticos dos animais. Assim sendo, os objetivos do presente trabalho foram: 1) encontrar regiões cromossômicas de maior efeito sobre características de eficiência alimentar em animais Nelore provenientes de dois programas de melhoramento (Instituto de Zootecnia - IZ e Nelore Qualitas), visando encontrar possíveis diferenças/semelhanças entre as populações; 2) avaliar a existência de genes candidatos comum às populações; e 3) avaliar a possibilidade e os benefícios de combinar estas duas populações Nelore em estudos de seleção genômica. Foram utilizadas informações fenotípicas e genotípicas de 1.137 animais do IZ e 817 animais do Qualitas. Os animais foram genotipados com painel de alta densidade (Illumina BovineHD chip) ou tiveram seus genótipos imputados para HD através do software FImpute. Após o controle de qualidade dos genótipos, permaneceram para análise 408.161 SNPs para o IZ e 428.621 SNPs para o Qualitas. O GWAS foi realizado para cada população individualmente, considerando a metodologia GBLUP. Modelos unicaracterísticos foram empregados nas análises, incluindo, além dos efeitos aleatórios de animal e resíduo, os efeitos sistemáticos de grupos de contemporâneos (GC), os quais foram definidos como: sexo, ano de nascimento e instalação (IZ) e ano do teste e baia (Qualitas). Para o IZ também foram incluídos, para todas as características, os efeitos fixos de mês de nascimento, e, como covariáveis, idade do animal (linear), idade da mãe (linear e quadrática) e os dois primeiros componentes principais (obtidos a partir da matriz G). O efeito quadrático da idade do animal foi incluído no modelo apenas para o consumo de matéria seca e ganho médio diário. Para o Qualitas, foi considerado, para todas as características, o efeito linear da idade do animal como covariável. No GWAS, foram encontradas algumas regiões cromossômicas de maior efeito para cada característica nas duas populações, porém, não foram encontradas regiões em comum. No estudo de seleção genômica (SG), foram utilizados dez diferentes abordagens e esquemas envolvendo as duas populações para comparar a acurácia de predição. Em geral, a combinação das populações pode gerar benefícios para a seleção genômica, porém, tais benefícios dependem da característica e do esquema de validação. / Feed efficiency traits are directly associated with the profitability and sustainability of beef cattle. Feed conversion rate, residual feed intake, dry matter intake, feed efficiency and average daily gain are important traits for the selection of more efficiency animals within a production system, but, except for weight gain, the others have not been considered as selection criteria due to the difficulty of obtaining phenotypes. With the advance in genotyping and sequencing technologies, high density chips of SNP (Single Nucleotide Polymorphism) have been developed. This molecular information has been used in genome-wide association (GWAS) and genomic selection (GS) studies. Basically, GWAS allows the identification of genetic variations with major effects on the phenotypic expression of traits of interest, while SG aims at the prediction of direct genomic value for the selection candidates using only their molecular information, which has revolutionized the animal breeding by providing a decrease in generation interval and increases in the prediction accuracies of breeding values. Thus, the objectives of the present study were to: 1) identify chromosomal regions with major effects on feed efficiency traits in animals from two Nellore breeding programs (Instituto de Zootecnia and Nellore Qualitas), in order to find possible differences/similarities between the populations; 2) evaluate the existence of candidate genes in common to populations; and 3) evaluate the possibility and benefits of combining these two Nellore populations in genomic selection studies. Phenotypic and genotypic information of 1,137 animals from IZ and 817 from Qualitas were used. The animals were genotyped with high density panel (Illumina BovineHD chip) or had their genotypes imputed to HD through the FImpute software. After quality control, remained for analysis 408,161 SNPs for IZ and 428.611 SNPs for Qualitas. The GWAS was performed for each population individually, considering the GBLUP methodology. Single-trait models were implemented in the analyzes, including, in addition to the random effects of animal and residual, the systematic effects of contemporary groups (CG), which were defined as: sex, year of birth and pen for the IZ, and year of test and pen for the Qualitas. For IZ, there were also considered, for all traits, the fixed effects of month of birth and, as covariable, age of animal (linear effect), age of dam (linear and quadratic effects) and the first two principal components (calculated based on the G matrix). For ADG and DMI, the quadratic effect of age of animal, as covariable, was added to the model. For Qualitas, it was also included in the model, for all traits, the linear effect of the animal age as covariable. In GWAS, some chromosomal regions of greater effect were found for each trait in both populations. However, no common regions were found. In GS, ten different approach and schemes involving the two Nellore populations were used to compare the accuracy of genomic prediction. In general, genomic predictions combining both populations are feasible, but, the benefits will depend on the trait and validation scheme. / CNPq: 132884/2016-0 / FAPESP: 2016/24228-9 / FAPESP: 2017/13411-0

As técnicas de marcadores moleculares têm sido aplicadas em estudos populacionais das espécies bovinas, verificação de genealogia e teste de paternidade. Dentre os marcadores moleculares, os microssatélites (MS) são amplamente utilizados, porém, alguns problemas técnicos têm motivado o desenvolvimento de alternativas, como os marcadores do tipo polimorfismo de nucleotídeos único (SNP). Assim, surgiu a necessidade de identificar haplótipos SNP que estão em concordância com cada alelo MS e então os genótipos MS poderiam ser convertidos em genótipos SNP e vice-versa, por meio da imputação do genótipo. O objetivo deste trabalho foi aplicar um método para imputar alelos MS a partir de haplótipos SNP, para verificação de paternidade, utilizando animais da raça Nelore e também identificar um menor conjunto de SNP, com qualidade suficiente para otimizar e diminuir o custo da genotipagem. Foram realizadas genotipagens em SNP e MS para 99 trios de animais da raça Nelore provenientes da EMBRAPA Pecuária Sudeste e foi verificada a existência de alelos nulos pelo programa MICRO-CHECKER. Foram selecionados SNP que estivessem próximos de cada marcador MS e o programa BEAGLE foi usado para identificar a fase de ligação dos genótipos. Posteriormente, foi realizada a técnica de imputação dos MS a partir de haplótipos SNP e foi verificada a paternidade pelo programa CERVUS. A precisão da imputação dos alelos MS foi verificada através do cálculo da concordância entre os alelos MS imputados e relatados. O marcador SPS115 foi removido da análise por evidências de alelos nulos, devido ao excesso de homozigotos observados. O marcador mais informativo foi o TGLA122, cujo conteúdo de informação polimórfica (PIC) foi 0,8. Foram encontrados desvios do equilíbrio de HW (P<0,05) para os locos ETH225 e TGLA57. Um maior conjunto de SNP foi necessário para imputação de alelos MS para o marcador BM1824. As taxas de verificação de parentesco foram de 97,1% para os alelos MS genotipados e 96,3% para os MS imputados. Somente 4% dos 99 filhos não tiveram a paternidade atribuída, quando a simulação foi feita apenas para o pai conhecido e 1% quando pai e mãe eram conhecidos. Esta técnica obteve precisão maior que 96% para a imputação de dados MS e permitiu imputar dados genotípicos multialélicos a partir de bi-alélicos. Os resultados terão um impacto imediato para os pesquisadores e associações de criadores que visam a transição do MS para SNP baseada em verificação de parentesco. / Molecular markers techniques have been applied in bovine population studies, genealogy verification and paternity test. Among the molecular markers, microsatellites (MS) are widely used, however, some technical problems have motivated alternatives development, as markers type single nucleotide polymorphism (SNP). Thus, the need to identify SNP haplotypes which are in agreement with each MS allele and then MS genotypes could be converted into SNP genotypes and vice versa, through genotype imputation. The objective of this study was to apply a method to impute MS alleles from SNP haplotypes to verify paternity, using Nellore and also identify a smaller set of SNP, with enough quality to optimize and reduce genotype cost. SNP genotyping was performed at and for 99 MS trios Nellore from EMBRAPA Cattle Southeast and was checked for null alleles by MICROCHECKER. SNP were selected that were near each MS marker and the program BEAGLE was used to identify genotypes phase. Subsequently, were applied the MS imputation technique from SNP haplotype and paternity was verified by CERVUS. The accuracy of MS alleles imputation was verified by calculating the correlation between MS alleles imputed and reported. The SPS115 marker was removed from the analysis for null alleles evidence due to homozygote excess observed. The most informative marker was TGLA122 with 0.8 PIC. Deviations from equilibrium HW (P<0.05) were found for the loci ETH225 and TGLA57. A larger set of SNP was necessary to impute MS alleles for the marker BM1824. The verification rates of paternity were 97.1% for genotyped MS alleles and 96.3% for MS imputed. Using imputed MS alleles and when only the sire was considered only 4% of the 99 offspring were not assigned paternity and 1% when both parents were known. The technique achieved greater than 96% accuracy for MS imputation data. This research allow to impute multi-allelic genotypes from bi-allelic data. Our results will have an immediate impact for researchers and livestock associations aiming the transition from MS- to SNP-based parentage verification.

A produção animal com foco nas características qualitativas da carcaça e na composição do corpo vazio de bovinos nortearam as discussões do capítulo 1o desta tese. No segundo capítulo, dados de nove estudos foram compilados para avaliar os efeitos da seleção para peso pós-desmame nas características de carcaça e qualidade de carne em rebanhos experimentais Nelore Controle (NeC), Nelore Seleção (NeS), Caracu (CaS), Guzerá (GuS) e Gir (GiS). Estes estudos foram conduzidos com animais do programa de melhoramento genético da Estação Experimental de Sertãozinho. Após a prova de ganho de peso, machos (n=490) de progênies nascidas entre 1992 e 2000 foram abatidos para avaliação das características de carcaça e de qualidade de carne. Foi conduzida uma meta-análise com modelo de coeficientes aleatórios; neste rebanho foi considerado efeito fixo e tratamentos dentro de ano e ano (progênie) efeitos aleatórios. Tanto o grau de maturidade calculado como o peso vivo inicial foram usados como covariáveis. As carcaças de CaS e NeS foram mais pesadas que as carcaças de NeC e GiS; as carcaças de GuS apresentaram pesos intermediários. Animais CaS apresentaram o menor valor de força de cisalhamento, comparados aos NeS, NeC, GuS e GiS. A seleção para peso pós-demame aumentou o tamanho corporal, o peso da carcaça e os pesos dos cortes cárneos comerciais sem alterar o rendimento de carcaça e o conteúdo de gordura corporal. No capítulo 3o, equações de regressão linear para estimar a composição química corporal de bovinos CaS, NeS e NeC foram desenvolvidas a partir das composições química e física do corte das 9a -10a -11a costelas. Foram utilizados 56 machos não castrados, sendo 20 animais Ca, 20 NeS e 16 NeC, com 20 a 24 meses de idade ao abate. A composição química dividida em água, proteína, extrato etéreo e minerais foi determinada no corte das costelas e em amostras obtidas após moagem completa e homogeneização de todos os tecidos corporais, separados em: sangue, couro, cabeça + patas, vísceras e carcaça. Os componentes físicos músculo, gordura e ossos foram também determinados no corte das costelas. Os totais de água e extrato etéreo do corte das 9a -10a -11a costelas estimaram, com boa precisão, os totais de água, extrato etéreo e proteína no corpo vazio dos animais. As quantidades de músculo e gordura no corte das costelas foram eficientes para estimar os totais de água, extrato etéreo e proteína no corpo vazio. As composições química e física do corte das costelas pertimitiram estimar com precisão os componentes químicos do corpo vazio dos animais. Equações retiradas da literatura permitiram estimar, com precisão, os teores de extrato etéreo e água no corpo vazio dos animais deste estudo. / Animal production, specially beef cattle carcass characteristics and empty body composition were discussed in the first chapter. On the second chapter data from nine studies were compiled to evaluate the effects of selection for post-weaning weight on carcass characteristics and meat quality in experimental herds of control Nellore (NeC) and selected Nellore (NeS), Caracu (CaS), Guzerah (GuS) and Gir (GiS) breeds. These studies were conducted with animals from a genetic selection program at the Experimental Station of Sertãozinho. After the performance test, bulls (n = 490) from the progeny groups born between 1992 and 2000 were finished and slaughtered to evaluate carcass traits and meat quality. A meta-analysis was conducted with a random coefficients model in which herd was considered a fixed effect and treatments within year and year as random effects. Either calculated maturity degree or initial body weight were interchangeably used as covariates. The CaS and NeS had heavier carcasses than NeC and GiS; GuS were intermediate. CaS had the lowest shear force values compared to NeS, NeC, GuS and GiS. Selection for post weaning weight increased body size, carcass weight, and meat retail weights in Nellore without altering dressing percentage and body fat content. On the third chapter linear regression equations to estimate the empty body chemical composition of CaS, NeS and NeC bulls were established from chemical and physical composition of 9th-10th-11th rib cut. Fifty six intact males, being 20 Ca, 20 NeS and 16 NeC, from 20 to 24 months of age at slaughter were utilized. The content of water, protein, ether extract and ash were determined on the rib cut and on samples obtained after grinding and homogenizing the entire tissue, separated in: blood, hide, head + feet, viscera and carcass. The physical components muscle, fat and bones were also determined on the rib cut. Total of water and ether extract in the 9th-10th-11th rib cut estimated with great precision the total of water, ether extract and protein on animals\' empty body. The ribs muscle and fat quantities were good estimators of water, ether extract and protein total on empty body. The chemical and physical compositions of the rib cut estimated with precision the animals\' empty body components. Equations from literature estimated with precision the ether extract and water percentages of this study animals.

A forma com que indivíduos de uma população composta são acasalados, inuencia diretamente na produção e na variabilidade da população gerada pelos acasalamentos. Identicar quais composições raciais são mais convenientes para determinadas características e viáveis economicamente, além dos efeitos de cada raça ou grupo racial, é de fundamental importância para estabelecer os rumos da produção e uma melhor estratégia para os produtores. Buscou-se, com este trabalho, identicar os efeitos que os grupos raciais N, A, B e C fornecem sobre o mérito médio de uma população composta por todas as combinações destes quatro grupos raciais, na presença e na ausência da padronização das características do índice Montana, possibilitando assim, informar a proporção racial que fornece mérito médio ótimo. Além disso, foi desenvolvida uma metodologia que calcula, por meio das informações raciais de uma população apta ao acasalamento, a combinação ótima a ser acasalada, tornando possível, desta forma, maximizar os desempenhos e os lucros para a geração seguinte. A metodologia foi implementada computacionalmente e testada para a população Montana apta ao acasalamento em 2011, e a superioridade do método, comparado a outros sistemas de acasalamento, foi comprovada. Um programa que calcula o coeciente de endogamia das possíveis futuras progênies geradas pelos acasalamentos de uma população, foi implementado com objetivo de contribuir na tomada de decisão como restrição em programas de acasalamento. / The way in which individuals of a composite population are mated has directly inuence in the production and in the variability of the population generated by mating. Identify which racial compositions are more convenient for certain traits and economically feasible, and also the eects of each breed or racial group, has a fundamental importance to establish the direction of production and a better strategy for producers. The aim of this work was to identify the eects of racial groups called N, A, B e C to provide on the average merit of a composite population for all combinations of these four racial groups, in the presence and absence of standardization of traits of Montana index, thus enabling, to inform the racial proportion that provides great average merit. Furthermore, it was developed a methodology that calculates on the basis of racial information of a population ready to mate, the optimal combination to be mated, making possible, in this way, to maximize performance and prots for the next generation. The methodology was computationally implemented and tested in the Montana\'s population able to mate in 2011, and the superiority of the method compared to other breeding systems has been proven. A program that calculates the inbreeding coecient of the possible future generations\' progeny by mating of a population was implemented in order to contribute in decision making as a constraint on mating programs.