Resumo: Considerando-se que a contagem de células somáticas (CCS) de amostras de leite é um valioso indicador da saúde do úbere de búfalas, foi desenvolvido este trabalho com o objetivo de estimar a relação existente entre a CCS e a produção de leite (PL). Foram analisadas informações de 9404 amostras de controles de CCS e PL, referentes a 2198 lactações de animais da raça Murrah com idades entre 2 e 15 anos, filhas de 187 reprodutores, que ocorreram entre os anos 1997 e 2005. Para quantificar as perdas de PL em relação à CCS, nas análises de variância para a variável PL, foram incluídos no modelo os efeitos fixos de fazenda, ordem e ano de parto e estação do parto o escore da contagem de células somáticas (ECCS) como covariável, o efeito de animal dentro da fazenda foi considerado como aleatório. Para a estimação de parâmetros genéticos para a CCS, utilizaram-se "test day models", a média da contagem de células somáticas na lactação (CCSt270) e a produção de leite aos 270 dias (PL270); os componentes de (co) variância foram estimados usando método de máxima verossimilhança restrita. A CCS de cada mês da lactação foi considerada como uma característica distinta, em análises uni e bicaracterísticas, o modelo incluiu como efeitos aleatórios, o genético aditivo direto e de ambiente permanente e residual. Além disso, foram considerados como efeitos fixos: grupo de contemporâneos, número de controle e idade da vaca ao parto como covariável (efeito linear e quadrático). Para a CCSt nos diferentes meses, os grupos de contemporâneos foram definidos como... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Considering that the somatic cells count (SCC) of samples of milk is a valuable indicator of the health of the buffaloes' udder, this work was developed with the objective of estimating the relationship between SCC and milk yield (MY). Information on 9404 SCC and MY controls were analyzed. Data contained 2198 lactations of Murrah animals aging between 2 and 15 years, daughters of 187 sires, from 1997 and 2005. To quantify the decreases of MY in relation to SCC, the analyses of variance for the variable MY, included in the model a random animal effect nested in farm and the fixed effects of farm, order and year of parity and season of parity, somatic cells count score (SCCE) as covariate. For estimating genetic parameters for SCC, "test day models" were used. For average of somatic cells count in the lactation (SCCt270) and milk yield to 270 days (MY270); the (co) variance components were estimated using Restricted Maximum Likelihood (MTDFREML). SCCs of every month of lactation were considered as different traits in single and double trait analyses. The model included genetic additive, permanent environmental (for SCCt270 and for MY270) and residual random effects. Other fixed effects were: contemporary group; control number and age of cow at parity as a covariate (linear and quadratic effects). For CCSt, contemporary groups were defined as flock-year-month of the control, and for SCCt270 and MY270 as herd-year- season of the parity. x It was found that all effects influenced the expression of SCCE. For first parity females, no relationship between MY and SCC was found. The results indicated that the largest decreases were observed in females with more than one parity. This category... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Humberto Tonhati / Coorientador: Lenira El Faro Zadra / Coorientador: Mario Fernando Ceron Munoz / Banca: Danísio Prado Munari / Banca: Lucia Galvão de Albuquerque / Banca: Vera Lúcia Cardoso / Banca: Maria Eugênia Zerlotti Mercadante / Doutor

A meta principal desse trabalho foi comparar métodos de estimação para coeficientes de herdabilidade para os modelos inteiramente ao acaso e em blocos casualizados. Para os dois casos foram utilizadas as definições de coeficiente de herdabilidade (h2) no sentido restrito, dadas respectivamente, por h2=4 σ2t/(σ2+σ2t) e h2=4 σ2t/(σ2+σ2t+σ2b). . Portanto, é preciso estimar os componentes de variância relativos ao erro experimental (σ2) e ao efeito de tratamentos (σ2t) quando se deseja estimar h2 para o modelo inteiramente ao acaso. Para o modelo para blocos casualizados, além de estimar os últimos dois componentes, é necessário estimar o componente de variância relativo ao efeito de blocos (σ2b). Para atingir a meta estabelecida, partiu-se de um conjunto de dados cujo coeficiente de herdabilidade é conhecido, o que foi feito através da simulação de dados. Foram comparados dois métodos de estimação, o método da análise da variância e método da máxima verossimilhança. Foram feitas 80 simulações, 40 para cada ensaio. Para os dois modelos, as 40 simulações foram divididas em 4 casos contendo 10 simulações. Cada caso considerou um valor distinto para h2, esses foram: h2=0,10; 0,20; 0,30 e 0,40; para cada um desses casos foram fixados 10 valores distintos para o σ2, a saber: σ2=10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100. Os valores relativos ao σ2 foram encontrados através da equação dada para os coeficientes de herdabilidade, sendo que, para o modelo em blocos casualizados, foi fixado σ2b=20 para todas os 40 casos. Após realizadas as 80 simulações, cada uma obtendo 1000 conjunto de dados, e por conseqüência 1000 estimativas para cada componente de variância e coeficiente de herdabilidade relativos a cada um dos casos, foram obtidas estatísticas descritivas e histogramas de cada conjunto de 1000 estimativas. A comparação dos métodos foi feita através da comparação dessas estatísticas descritivas e histogramas, tendo como referência os valores dos parâmetros utilizados nas simulações. Para ambos os modelos observou-se que os dois métodos se aproximam quanto a estimação de σ2. Para o delineamento inteiramente casualizado, o método da máxima verossimilhança forneceu estimativas que, em média, subestimaram os valores de σ2t, e por conseqüência, tendem a superestimar o h2, o que não acontece para o método da análise da variância. Para o modelo em blocos casualizados, ambos os métodos se assemelham, também, quanto à estimação de σ2t, porém o método da máxima verossimilhança fornece estimativas que tendem a subestimar o σ2b, e e por conseqüência, tendem a superestimar o h2, o que não acontece para o método da análise da variância. Logo, o método da análise da variância se mostrou mais confiável quando se objetiva estimar componentes de variância e coeficientes de herdabilidade para ambos os modelos considerados. / The main aim of this work was to compare methods of estimation of heritability for the 1- way classification and the 2-way crossed classification without interaction. For both cases the definition of heritability (h2) in the narrow sense was used, given respectively, by h2=4σ2t/(σ2+σ2t) e h2=4σ2t/(σ2+σ2t+σ2b). Therefore, there is a need to estimate the components of variance related to the residual (σ2) and the effect of treatments (σ2t) in order to estimate (h2) for the 1-way classification. For the 2-way classification without interaction, there is a need to estimate the component of variance related to the effect of blocks (σ2b) as well as the other two components. To achieve the established aim, a data set with known heritability was used, produced by simulation. Two methods of estimation were compared: the analysis of variance method and the maximum likelihood method. 80 simulations were made, 40 for each classification. For both models, the 40 simulations were divided into 4 different groups containing 10 simulations. Each group considered a different value for h2 (h2=0,10; 0,20; 0,30 e 0,40) and for each one of those cases there were 10 different values fixed for) σ2 (σ2=10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100). The values for σ2t were found using the equations for the heritability, and for the 2-way crossed classification without interaction, σ2b=20 for all the 40 cases. After the 80 simulations were done, each one obtaining 1000 data sets, and therefore 1000 estimates of each component of variance and the heritability, descriptive statistics and histograms were obtained for each set of 1000 estimates. The comparison of the methods was made based on the descriptive statistics and histograms, using as references the values of the parameters used in the simulations. For both models, the estimates of σ2 were close to the true values. For the 1-way classification, the maximum likelihood method gave estimates that, on average, underestimated the values of σ2t, and therefore the values of h2. This did not happen with the analysis of variance method. For the 2-way crossed classification without interaction, both methods gave similar estimates of σ2t, although the maximum likelihood method gave estimates that tended to underestimate σ2b and therefore to overestimate h2. This did not happen with the analysis of variance method. Hence, the analysis of variance method proved to be more accurate for the estimation of variance components and heritability for both classifications considered in this work.

O Brasil é um dos maiores produtores de leite do mundo, porém é necessário que se produza não só em quantidade, mas com qualidade adequada ao consumo e ao beneficiamento. Com a entrada em vigor da Instrução Normativa 51 (2002), a qualidade do leite nacional passou a ser monitorada, sendo exigido um padrão mínimo. Dentre os aspectos analisados, estão os teores de proteína e gordura e a contagem de células somáticas. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi de estimar componentes de variância, coeficientes de herdabilidade e comparar modelos de diferentes ordens de ajuste por meio de funções polinomiais de Legendre, sob modelos de regressão aleatória, com a finalidade de predizer o modelo mais adequado para descrever as mudanças nas variâncias associadas aos teores de proteína, gordura e à contagem de células somáticas de vacas holandesas de primeira lactação. Foi utilizado um banco de dados com 27.988 dados de teores de gordura e proteína e 27.883 de escore de células somáticas, referentes a 4.945 vacas e a matriz de parentesco continha 30.843 animais. Foram utilizados quatro modelos, com polinômios ortogonais de Legendre de ordens de 3 a 6 e variância residual homogênea. Os modelos que melhor se ajustaram para gordura foram o de 5ª e 6ª ordens, para proteína, o de 4ª ordem e para escore de células somáticas foram os de 4ª e 6ª ordens. As estimativas de herdabilidade variaram de 0,07 a 0,56 para teor de gordura; de 0,13 a 0,66 para teor de proteína e de 0,08 a 0,50 para escore de células somáticas, nos diferentes modelos estudados. De acordo com os resultados, modelos de regressão aleatória são adequados para descrever variações no teor de gordura e proteína e no escore de células somáticas em função do estágio de lactação em que a vaca se encontra. / Brazil is one of the largest milk producers in the world, but it is necessary to produce not only in quantity but in quality suitable for consumption and processing. With the entry into force of the Federal Normative Instruction 51 (IN-51), the national quality of milk started to be monitored, with a required minimum standard. Among the aspects studied are the protein and fat contents and somatic cell count. Thus, the aim of this study was to estimate variance components, heritability coefficients and compare models with different orders of adjustment of Legendre polynomials, by random regression models in order to predict the most appropriate model to describe variances associated with changes in levels of protein, fat and somatic cell count of first lactation Holstein cows. We used a database with 27,988 data from fat and protein content and a database with 27,883 of somatic cell score, relative to 4,945 cows and the relationship matrix contained 30,843 animals. We used four models with orthogonal Legendre polynomials of orders 3-6 and homogeneous residual variance. The models that best adjusted for fat were of the 5th and 6th orders, for protein was of the 4th order and somatic cell score were of the 4th and 6th order. The heritabilities estimated ranged from 0.07 to 0.56 for fat, 0.13 to 0.66 for protein and 0.08 to 0.50 for somatic cell score in the different models studied. According to the results, random regression models are suitable to describe variations in fat and protein contents and somatic cell score according to the stage of lactation.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:06:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ Clause_Fatima_ Piana.pdf: 1906168 bytes, checksum: 6bfd8bec615dee869166bbd0c0269e0d (MD5) Previous issue date: 2009-03-13 / In Brazil, common bean (Phaseolus vulgaris L.) is cultivated in a range of ecologically differentiated environments. For being a culture highly influenced by the environment variation, its average productivity in the Country is unstable and low. An origin of this variation of productivity is the genotype x environment interaction, which has been one of the largest impediments for obtaining genotypes that maintain consistently high yield in the growing environments. The methods proposed for the exploration of the genotype x environment interaction are directed to the stability of the yield of the genotypes or to the regionalization of the growing locations. Most of the common bean genotypes registered for cultivation in Rio Grande do Sul evidences yield instability. The present research explored data from Rio Grande do Sul Common Bean State Trial ("Ensaio Estadual de Feijão" - EEF), executed at 24 locations in the period from 1987/88 to 1994/95, with considerable variation of genotypes and locations among those years. This research had two main objectives: (1) to evaluate the magnitude and the nature of the genotype x environment interaction and (2) to identify possible stratification of the growing region of common bean in the State in sub-regions inside of which the genotypes have stable relative performance. The inferences about the components of the interaction genotype x environment were proceeded by the joint analysis of each one of the eight years and the analyses of two subsets of four years and of the set of eight years. Because of the intent of obtaining a long time regionalization, general for the growing location of the Rio Grande do Sul and for any collection of beans genotypes, the factors year, location and genotype were considered random. The maximum likelihood and the generalized minimum squares methods were used. This approach allowed taking into account the incomplete and unbalanced structure of the data and the heterogeneity of variance of the experimental error. The results of the annual analyses revealed high significance of the component of the interaction genotype x location in all of the years, indicating that the relative performance of the genotypes varies among locations. This interaction was also revealed significant in the analysis of the eight years, but was not significant in the analyses of the two subsets four years. In these three joint analyses of years the triple interaction genotype x location x year was highly significant. The indication of heterogeneous performance of the genotypes among the locations and the possibility that the pattern of performance have some consistence along the years justified the attempt to the grouping of the locations. Cluster analyses were performed for each one of the eight years and for the set of eight years by the method of Sokal and Michener, that uses the Euclidean distance as similarity measure. The cluster analysis of the set of eight years constituted subregions that are generally incoherent with the sub-regions formed by the annual analyses that, by they turn, were inconsistent amongst themselves. This incoherence and inconsistency of groupings disabled the characterization of a division of the State for the regionalization of the indication of cultivars. It should be observed, however, that these evidences might have been influenced by the considerable alterations of the genotypes and of the locations of execution of the EEF among the years of the period from 1987/88 to 1994/95 in whose data they are based. They can also have resulted, partly, of flaws of the experimental techniques adopted in that period of execution of EEF, particularly of the accentuated variations of the sowing date and of the stand by plot. / No Brasil, o feijão (Phaseolus vulgaris L.) é cultivado em uma gama de ambientes ecologicamente diferenciados. Por ser uma cultura altamente influenciada pela variação de ambiente, sua produtividade média no país é instável e baixa. Uma origem da oscilação da produtividade é a interação genótipo x ambiente, a qual tem sido um dos maiores entraves para a obtenção de genótipos que mantenham rendimentos consistentemente elevados nos diversos ambientes de cultivo. Os métodos propostos para a exploração da interação genótipo x ambiente são direcionados para a estabilidade do rendimento dos genótipos ou para a regionalização dos locais de cultivo. A maioria dos genótipos de feijão registrados para cultivo no Rio Grande do Sul evidencia instabilidade de rendimento. A presente pesquisa explorou dados do Ensaio Estadual de Feijão (EEF) do Rio Grande do Sul, conduzido em 24 locais no período de 1987/88 a 1994/95, com variação considerável de genótipos e de locais entre esses anos. Essa pesquisa teve dois objetivos principais: (1) avaliar a magnitude e a natureza da interação genótipo x ambiente e (2) identificar possível estratificação da região de cultivo do feijão no Estado em sub-regiões dentro das quais os genótipos tenham desempenho relativo estável. As inferências sobre os componentes da interação genótipo x ambiente foram procedidas pela análise conjunta de cada um dos oito anos e as análises de dois subconjuntos de quatro anos e do conjunto dos oito anos. Em razão de se pretender lograr uma regionalização de longo prazo, geral para os locais de cultivo do Rio Grande do Sul e para qualquer coleção de genótipos de feijão, os fatores ano, local e genótipo foram considerados aleatórios. Foram utilizadas as metodologias de máxima verossimilhança e quadrados mínimos generalizados. Essa abordagem permitiu levar em conta a estrutura incompleta e não balanceada dos dados e a heterogeneidade da variância do erro experimental. Os resultados das análises anuais revelaram alta significância do componente da interação genótipo x local em todos os anos, indicando que o desempenho relativo dos genótipos se altera entre os locais. Essa interação também se revelou significativa na análise dos oito anos, mas não significativa nas análises dos dois subconjuntos de quatro anos. Nessas três análises conjuntas de anos a interação tripla genótipo x local x ano foi altamente significativa. A indicação de desempenho heterogêneo dos genótipos entre os locais e a possibilidade do padrão desse desempenho ter alguma consistência ao longo dos anos justificou a tentativa de agrupamento desses locais. Foram efetuadas análises de agrupamento para cada um dos oito anos e para o conjunto dos oito anos, pelo método de Sokal e Michener, que utiliza a distância euclidiana como medida de similaridade. A análise de agrupamento do conjunto dos oito anos constituiu sub-regiões incoerentes com as sub-regiões formadas pelas análises anuais que, por sua vez, foram inconsistentes entre si. Essa incoerência e inconsistência de agrupamentos impossibilitaram a caracterização de uma divisão do Estado para a regionalização da indicação de cultivares. Observe-se, entretanto, que essas evidências podem ter sido influenciadas pelas consideráveis alterações dos genótipos e dos locais de condução do EEF no período de 1987/88 a 1994/95 em cujos dados elas se baseiam. Também podem ter decorrido, em parte, de falhas das técnicas experimentais adotadas nesse período de execução do EEF, particularmente das acentuadas variações da data de semeadura e do estande por parcela.

Magister Scientiae - MSc / Traditionally in human genetic linkage analysis, extended families were only used in the analysis of dichotomous traits, such as Disease/No Disease. For quantitative traits, analyses initially focused on data from family trios (for example, mother, father, and child) or sib-pairs. Recently however, there have been two very important developments in genetics: It became clear that if the disease status of several generations of a family is known and their genetic information is obtained, researchers can pinpoint which pieces of genetic material are linked to the disease or trait. It also became evident that if a trait is quantitative (numerical), as blood pressure or viral loads are, rather than dichotomous, one has much more power for the same sample size. This led to the development of statistical mixed models which could incorporate all the features of the data, including the degree of relationship between each pair of family members. This is necessary because a parent-child pair definitely shares half their genetic material, whereas a pair of cousins share, on average, only an eighth. The statistical methods involved here have however been developed by geneticists, for their specific studies, so there does not seem to be a unified and general description of the theory underlying the methods. The aim of this dissertation is to explain in a unified and statistically comprehensive manner, the theory involved in the analysis of quantitative trait genetic data from extended families. The focus is on linkage analysis: what it is and what it aims to do. There is a step-by-step build up to it, starting with an introduction to genetic epidemiology. This includes an explanation of the relevant genetic terminology. There is also an application section where an appropriate human genetic family dataset is analysed, illustrating the methods explained in the theory sections. / South Africa

Foram utilizados 263.390 registros de produção de leite do dia do controle (PDC) de 32.448 primeiras lactações de vacas da raça Holandesa obtidas no período de 1991 a 2001 para estimar componentes de variância e parâmetros genéticos, usando diferentes modelos estatísticos e a metodologia REML. Compararam-se as estimativas de valores genético (EVG) dos modelos de repetibilidade (MR) e de regressão aleatória (MRA) com às do modelo para as produções da lactação (P305). Nos MRA utilizaram-se duas curvas para descrever a trajetória da lactação: a polinomial logarítmica de Ali e Schaeffer (AS) e a exponencial de Wilmink (W), sob duas formas: a padrão e com uma modificação para reduzir a amplitude das covariáveis e contornar problemas de convergência (W Ú ). No ajuste da curva AS considerou-se heterogeneidade de variâncias residuais (VR) entre classes de dias em lactação (cDEL). A estimativa de herdabilidade para as P305 (0,27) foi menor do que àquelas para as PDC obtidas com MR, incluindo ou não a curva AS como sub modelo (0,30 e 0,43, repectivamente). As herdabilidades para as PDC por análises uni-caráter (0,22-0,36) e bi-caráter (0,23-0,33) foram menores no início e fim da lactação. As correlações genéticas entre produções de controles consecutivos foram superiores às estimadas entre controles do ínicio e do fim da lactação. As estimativas de herdabilidade por MRA com as curva AS (0,29-0,42) e W Ú (0,33-0,40) foram semelhantes, mas aquelas estimadas com a curva W (0,25-0,65) foram maiores do que as estimadas com as outras curvas pricipalmente no fim da lactação. Com os MRA as correlações genéticas foram próximas da unidade entre produções de controles consecutivos, mas reduziram com o aumento do intervalo entre controles. As estimativas de VR entre cDEL foram muito semelhantes variando de 4,15 a 5,11 para a curvas AS. Os desvios padrão (DP) para as EVG para produção de leite dos touros foram semelhantes entre os modelos AS, W Ú e MR. Entretando, os DP para as EVG foram maiores nos modelos para PDC do que no modelo a P305. As correlações entre as EVG para touros com o modelo P305 e os demais modelos aumentaram com o aumento no número de filhas e variaram de 0,66 (P305-W) a 0,92 (P305-AS e P305- W Ú ). As estimativas de tendência genética foram maiores para os MRA e menores para o MR se comparadas à estimativa obtida pelo modelo para P305. As estimativas de herdabilidade superiores para as PDC e as altas correlações (0,86-0,99) entre estas e a P305 indicam um potêncial de uso das PDC nas avaliações genéticas. Correlações genéticas heterogêneas (0,64-1,00) entre as PDC, medidas ao longo da lactação, não confimam a suposição de que elas são medidas repetidas do mesmo caráter. O MRA com a curva AS e VR homogênea foi o de melhor ajuste entre os avaliados, mas o modelo W Ú resultou em estimativas de herdabilidade mais estáveis ao longo da lactação. Na comparação dos resultados dos modelos conclui-se que o MRA com a curva AS e homonogeneidade de VR é a melhor alternativa, dentre as estudadas, para avaliação genética para produção de leite de gado Holandês no Brasil. / Covariance components and genetic parameters for milk yield from 263,390 test-day records of 32,448 first lactation Holstein cows were estimated using animal models by REML. Test-day repeatability (RM) and random regression (RR) models were compared to a 305-d lactation model (P305) to estimate breeding values. Random regression involved the five-parameter logarithmic Ali and Schaeffer function (AS) and the three-parameter exponential Wilmink function in standard (W) and modified (W*, to reduce the range of covariates and avoid convergence problems) form to model the shape of the lactation curve. Heterogeneous error variance (EV) for classes of days in milk (cDIM) was considered in adjusting the AS function. Heritability for milk yield by P305 (0.27) was smaller than those estimated for daily milk yield by RM including or not including a logarithmic sub-model (0.30 and 0.43, respectively). Heritability estimates for univariate (0.22-0.36) and bivariate models (0.23-0.33) for test-day milk yields were smallest during early and late lactation. Genetic correlations were higher for daily milk yield between consecutive test-days than between test-days at the beginning and end of lactation. Heritability estimates for AS (0.29-0.42) and W* (0.33-0.40) RR models were similar, but heritability estimates obtained for W (0.25-0.65) were higher than those estimated by other functions, particularly at the end of lactation. Genetic correlations between daily milk yield on consecutive test-days were close to unity, but they decreased with an increase of the interval between test-days. Estimates of EV for cDIM were quite similar, rating from 4.15 to 5.11 for the AS function. Standard deviations (SD) of bulls’s EBVs for milk yield were similar for AS, W* models and RM. However, SD of EBVs for bulls and cows were larger for test-day models than for P305 and for bulls they differed by -33.64 to 321.95 from the P305 depending on progeny number. SD of EBVs for bulls and cows for the W model were the largest ones. Correlation between EBVs among P305 and the other models for bulls increased as progeny number increased and ranged from 0.66 (W-P305) to 0.92 (AS-P305, W*-P305). Genetic trends were larger for RR models and smaller for RM than for P305. Larger heritability estimates for test-day models and large genetic correlations between test-day and lactation milk yields (0.86-0.99) indicated a potential use of test-day records in genetic evaluations. Heterogeneous genetic correlations (0.64-1.00) for test-day milk yields across lactation did not support the assumption that test-day records are repeated measures of the same trait. The AS homogeneous EV model was the most parsimonious and the best fit among those evaluated, but the W* model resulted in more stable heritability estimates for daily milk yield across lactation. RR models provide more information than the RM and describe the shape of the lactation curve from which EBVs for persistency can be derived. These results indicated AS as an alternative model for genetic evaluation for milk yield using test-day records of Holstein cattle in Brazil.

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A series of studies are presented on the genetic evaluation of cultivated potato (Solanum tuberosum L.) to improve the accuracy and efficiency of selection at various stages of a breeding programme. The central theme was the use of correlated data, such as relationship information and spatial and across-trial correlations, within a linear mixed modelling framework to enhance the evaluation of candidate genotypes and to improve the genetic response to selection. Analyses focused on several social and economically-important traits for the enhancement of the nutritional value, disease resistance and yield of potato tubers. At the formative stages of a breeding scheme, devising a breeding strategy requires an improved understanding of the genetic control of target traits for selection. To guide a strategy that aims to enhance the micronutrient content of potato tubers (biofortification), univariate and multivariate Bayesian models were developed to estimate genetic parameters for micronutrient tuber content from a breeding population generated from crosses between Andean landrace cultivars. The importance of the additive genetic components and extent of the narrow-sense heritability estimates indicated that genotypic 'individual' recurrent selection based on empirical breeding values rather than family-based selection is likely to be the most effective strategy in this breeding population. The magnitude of genetic correlations also indicated that simultaneous increases in important tuber minerals, iron and zinc, could be achieved. Optimising selection efficiency is an important ambition of plant breeding programmes. Reducing the level of candidate replication in field trials may, under certain circumstances, contribute to this aim. Empirical field data and computer simulations inferred that improved rates of genetic gain with p-rep (partially replicated) testing could be obtained compared with testing in fully replicated trials at the early selection stages, particularly when testing over two locations. P-rep testing was able to increase the intensity of selection and the distribution of candidate entries across locations to account for G×E effects was possible at an earlier stage than is currently practised. On the basis of these results, it was recommended that the full replication of trials (at the first opportunity, when enough planting material is available) at a single location in the early stages of selection should be replaced with the partial replication of selection candidates that are distributed over two locations. Genetic evaluation aims to identify genotypes with high empirical breeding values (EBVs) for selection as parents. Using mixed models, spatial parameters to target greater control of localised field heterogeneity were estimated and variance models to account for across-trial genetic heterogeneity were tested for the evaluation of soil-borne powdery scab disease and tuber yield traits at the early stages of a selection programme. When spatial effects improved model fit, spatial correlations for rows and columns were mostly small for powdery scab, and often small and negative for marketable and total tuber yield suggesting the presence of interplot competition in some years for tuber yield traits. For the evaluation of powdery scab, genetic variance structures were tested using data from 12 years of long-term potato breeding METs (multi-environment trials). A simple homogeneous correlation model for the genetic effects was preferred over a more complex factor analytic (FA) model. Similarly, for the MET evaluation of tuber yield at the early stages, there was little benefit in using more complex FA models, with simple correlation structures generally the most favourable models fitted. The use of less complex models will be more straightforward for routine implementation of potato genetic evaluations in breeding programmes. Evaluations for (marketable) tuber yield were extended to multi-location MET data to characterise both genotypes and environments, allowing a re-evaluation of New Zealand MET selection strategies aimed at broad adaptation. Using a factor analytic mixed model, results indicated that the programme’s two main trial locations in the North and the South Islands optimised differentiation between genotypes in terms of G×E effects. There was reasonable performance stability of genotypes across test locations and evidence was presented for some, but limited, genetic progress of cultivars and advanced clonal selections for tuber marketable yield in New Zealand over recent years. The models and selection strategies investigated and developed in this thesis will allow an improved and more systematic application of genetic evaluations in potato selection schemes. This will provide the basis for well informed decisions to be made on selection candidates for the genetic improvement of potato in breeding programmes.

Nós consideramos decomposições de estatísticas $U$ para obter testes para componentes de variância. As distribuições assintóticas das estatísticas de testes sob a hipótese nula são obtidas supondo apenas a existência do quarto momento do erro condicional e do segundo momento dos efeitos aleatórios. Isso permite sua utilização em uma classe bastante ampla de distribuições. Sob a suposição adicional de existência do quarto momento dos efeitos aleatórios, obtemos também a distribuição assintótica das estatísticas sob uma seqüência de hipóteses alternativas locais. Comparamos a eficiência dos testes propostos com aqueles dos testes clássicos, obtidos sob suposição de normalidade, por meio de estudos de simu-lação. Os testes propostos se mostram mais adequados nas situações em que a amostra é de tamanho moderado ou grande, independentemente da distribuição das fontes de variação, e nas situações em que existe fortes afastamentos da normalidade. / We consider decompositions of U-statistics to obtain tests for null variance components in linear mixed models. Their asymptotic distributions under the null hypothesis are obtained only assuming the existence of the first four moments of the conditional error distribution and the existence of the first two moments of the random effects distribution. Thus, the proposed U-tests may be employed in a large class of models. Under the additional assumption of the existence of the fourth moment of the distribution of the random effects, we also obtain the asymptotic distribution of the U-tests under a sequence of local hypothesis. We compare their efficiency with that of classical tests derived under the assumption of normality, through simulation studies. The proposed tests are more efficient in situations where the sample size is moderate or large, independently of the distribution of the sources of variation; they also perform better in situations where the underlying distributions are far from normal.

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