Impact of dominance and epistasis on the genetic make-up of simulated populations under selection: a model development

SUMMARY: A two-locus genetic model was used to simulate different levels of additive, dominance, and additive-by-additive genetic effects. The character under phenotypic selection was controlled by 30 pairs of diallelic loci, located on different chromosomes. Initial gene frequencies were set to 0.5 for all loci and the recombination probability was 0.20 between adjacent loci. The broad-sense heritability was varied at levels of 0.03, 0.30, and 0.60. After building up a random mating population with 200 males and 400 females, the phenotypic best individuals per year were selected over 200 years (approx. 35 overlapping generations), keeping the population size constant. The results of the simulations showed extreme differences between eight models with the same initial heritability, but different amounts of additive, dominance, and additive-by-additive variance components. A model with additive, dominance, and additive-by-additive variance at the same initial magnitude, and negative dominance and positive additive-by-additive effect, led to the highest genetic response in the long term for all heritabilities simulated. The additive model showed the best selection advance in the short term. Some of the initial dominance and additive-by-additive variance was converted to additive genetic variance during the selection period, which in turn contributed to the selection response. ZUSAMMENFASSUNG: Auswirkungen von Dominanz and Epistasie auf den genetischen Aufbau von simulierten Populationen unter Selektion: Eine Modellentwicklung Ein 2-Locus-Genmodell wurde zur Simulation verschiedener Auspr?gungen von additiven, Dominanz und additiv mal additiv genetischen Effekten verwendet. Das Merkmal under ph?notypischer Selektion wurde von 30 diallelen Locuspaaren auf verschiedenen Chromosomen kontrolliert. Die Anfangsgenfrequenz wurde für alle Loci mit 0.5 angenommen und die Rekombinationsrate betrug 0.20 zwischen benachbarten Loci. Die Heritabilit?t im weiteren Sinn wurde zwischen 0.03, 0.30 und 0.60 variiert. Nach dem Aufbau einer Population durch Zufallspaarung von 200 m?nnlichen und 400 weiblichen Individuen wurden die ph?notypisch besten Individuen pro Jahr unter Konstanthaltung der Populationsgr??e über einen Zeitraum von 200 Jahren (ca. 35 überlappende Generationen) selektiert. Die Ergebnisse der Simulationen zeigten extreme Unterschiede zwischen den acht Modellen mit der gleichen Anfangsheritabilit?t aber verschiedenen Anteilen von additiven, Dominanz und additiv mal additiven Varianzkomponenten. Ein Modell mit zu Beginn gleich hoher additiver, Dominanz und additiv mal additiver Varianz und negativem Dominanz- und positivem additiv mal additiven Effekt führte bei allen simulierten Heritabilit?ten langfristig zum h?chsten Selektionserfolg. Kurzfristig zeigte das additive Modell den h?chsten Selektionsfortschritt. Ein Teil der Anfangs-Dominanz- und -Additiv mal additiv-Varianz wurde w?hrend der Selektionsperiode in additive Varianz umgewandelt, die wiederum zum Selektionserfolg beitrug.     

The effect of number of sows and service time of boars on selection response and inbreeding using an animal model in a closed nucleus herd(1)

SUMMARY: A simulation study was conducted to examine the influence of population size and number of boars in service per year on overall economic response which was predicted under an BLUP-animal model. The simulated populations should resemble a closed nucleus herd of a pig breeding company. With extension of the sow populations from 60 to 180 sows the overall economic response increased by 32% and the discounted net economic response increased by 53%. The main reason for the higher response in larger populations was the higher realized selection intensity which increased by 17% (24 boars/60 sows versus 24 boars/180 sows). For the same populations, the accuracy of predicted breeding values increased by 8.1% due to more information available from relatives. The reduction in additive genetic variance showed only a small difference between the populations with different sizes, but when selection response was calculated per 1% reduction in additive genetic variance the efficiency to exploit genetic variance in larger populations was up to 50% higher. When sequential culling of boars in the breeding stock was practised, also a reduction in generation interval was found with increased population size. Under an equal size of sow population, a higher number of boars per year led to an increase in selection response due to a low generation interval (e. g. 6% when 24 versus 12 boars per year were used in service in a population of 180 sows) and a lower reduction in additive genetic variance (1% higher genetic standard deviation when 24 boars were used) which more than offset the lower realized selection intensity (-1.5%) and accuracy of selection (-1.0). The expected one generation responses predicted by the conventional approach overestimated the overall genetic merit by 24% to 46%. Causes were 8%-19% overestimation of accuracy of selection, 13%-15% lower genetic standard deviation and 4%-13% overestimation of selection intensity under fixed service time of boars. The rate of inbreeding was very high with 1.36% to 2.04% and depends mainly on the number of boars and the selection strategy of boars. Sequential culling of boars resulted in a high rate of inbreeding due to an increase in variance of family size. In comparison to selection on selection index, under an animal model the use of more boars per year with short fixed service time in a large sow population was recommended. ZUSAMMENFASSUNG: Wirkung der Sauenzahl und Verwendungsdauer von Ebern auf Selektionserfolg und Inzucht bei Verwendung eines Tiermodells in einem geschlossenen Nukleus Eine Simulationsstudie wurde durchgeführt, um den Einflu? der Populationsgr??e und der Anzahl eingesetzter Eber je Jahr auf den Gesamtzuchtfortschritt, der mit einem BLUP-Tiermodell gesch?tzt wurde, zu untersuchen. Die simulierten Populationen sollten die geschlossene Nukleusherde eines Zuchtunternehmens wiedergeben. Durch die Erh?hung der Populationsgr??e von 60 auf 180 Sauen stieg der Gesamtzuchtfortschritt um 32% und der diskontierte Netto-Gesamtzuchtfortschritt um 53%. Der bedeutendste Grund für die Steigerung des Zuchtfortschritts bei Ausdehnung der Populationsgr??e war eine h?here realisierte Selektionsintensit?t (17% bei 24 Eber/60 Sauen im Vergleich zu 24 Eber/180 Sauen). Für die gleichen Populationen stieg die Genauigkeit der Zuchtwertsch?tzung um 8,1% durch einen Zuwachs an Verwandteninformationen. Die Verminderung der additiv genetischen Varianz zeigte nur geringe Unterschiede zwischen Populationen verschiedener Gr??e; wurde jedoch der Selektionserfolg je 1% Reduktion der additiv genetischen Varianz berechnet, war die Effizienz der Aussch?pfung der genetischen Varianz in gr??eren Populationen um bis zu 50% h?her. Bei Anwendung von sequentieller Merzung von Ebern in der Zuchtherde zeigte sich ebenfalls eine Reduktion des Generationsintervalls mit ansteigender Populationsgr??e. Bei gleicher Populationsgr??e von Sauen führte ein h?herer Einsatz von Ebern je Jahr zu einer Erh?hung des Zuchtfortschritts durch ein geringeres Generationsintervall (z. B. 6% wenn 24 anstatt 12 Ebern je Jahr in einer Population von 180 Sauen eingesetzt wurden) und durch eine geringere Reduktion der additiv genetischen Varianz (1% h?here genetische Standardabweichung, wenn 24 Eber eingesetzt wurden), die die geringere realisierte Selektionsintensit?t (-1,5%) und Genauigkeit der Zuchtwertsch?tzung (-1,0%) mehr als ausglichen. Der durch konventionelle Sch?tzmethoden ermittelte erwartete Einjahres-Zuchtfortschritt übersch?tzte den Gesamtzuchtfortschritt um 24% bis 46%. Die Gründe lagen in 8%-19% übersch?tzung der Genauigkeit der Zuchtwertsch?tzung, 13% bis 15% geringeren genetischen Standardabweichung und 4% bis 13% übersch?tzung der Selektionsintensit?t bei konstanter Einsatzdauer der Eber. Die festgestellten Inzuchtraten von 1,36% bis 2,04% sind sehr hoch und waren vorwiegend abh?ngig von der Anzahl der Eber und der Selektionsstrategie der Eber. Sequentielle Merzung der Eber bewirkte eine hohe Inzuchtrate aufgrund des Anstiegs der Varianz in der Familiengr??e. Bei Anwendung des Tiermodells wurde im Vergleich zum Selektionsindex eine h?here Einsatzzahl von Ebern über einen kurzen Zeitraum in einer gro?en Population empfohlen.     

Effects of selection on food intake in the adult mouse

SUMMARY: Replicated lines of mice were selected High and Low for adjusted food intake and contemporaneous control lines were maintained. The selection criterion was food intake between 8 and 10 weeks, adjusted by phenotypic regression on mean body weight at 8 and 10 weeks of age to reduce correlated changes in body weight. Responses are given for the first 23 generations of selection, after which adjusted food intake had diverged by a factor of 1.7-1.95. A small correlated response in body weight occurred and mice from the High line were slightly heavier: at 10 weeks of age body weight had diverged by a factor of 1.09-1.11. The realized within-family heritability varied between the replicates from 0.16-0.27 from which a mean estimated mass selection heritability (h(2) = 0.35±0.05) was derived. Mice from the Low line were fatter, however not significantly, because of a High between replicate variance (p > 0.05). Differences in growth over the selection period may account for around 5% of the divergence and increased maintenance costs associated with the larger lean mass of the high lines may explain a further 5%. Mice from the High lines spilled significantly (p < 0.05) more food which accounted for 23% of the divergence in apparent food intake. The heat increment of feeding, brown adipose tissue activity and locomotor activity all appear to be unchanged. ZUSAMMENFASSUNG: Auswirkungen der Selektion auf Futteraufnahme in der adulten Maus In einem Experiment mit Wiederholungen wurden M?uselinien auf hohe und niedrige korrigierte Futteraufnahme selektiert und korrespondierende Konttrollen gehalten. Das Selektionskriterium war die Futteraufnahme im Alter von 8 bis 10 Wochen, die mittels ph?notypischer Regression korrigiert wurde, um die K?rpermasse m?glichst konstant zu halten. Der direkte Selektionserfolg über die ersten 23 Generationen ist beschrieben. Die Linien divergierten zu diesem Zeitpunkt bezüglich des Selektionsmerkmals um 70 bis 95%. In der K?rpermasse trat ein geringfügiger korrelierter Selektionserfolg auf. Die Tiere der 'high'-Linie waren im Alter von 8 bis Wochen ca. um 6 bis 11% schwerer. Die realisierte Intra-Familien-Heritabilit?t variierte zwischen den Wiederholungen zwischen 0.16 und 0.27, woraus sich eine mittlerer Heritabilit?tskoeffizient von h(2) = 0.35±0.05 für die Massenselektion ergab. M?use der 'low'-Linie hatten mit 10 Wochen 2.4% (P > 0.05) und mit 17 Wochen ca. 7% (P < 0.05%) mehr Fett. Mit Unterschieden im Wachstum lassen sich weniger als 5% der Linienunterschiede in der Futteraufnahme erkl?ren. Der h?here Erhaltungsbedarf, der aus einer h?heren fett-freien K?rpermasse in der 'high'-Linie resultiert, k?nnte weitere 5% erkl?ren. Tiere der 'high'-Linie verstreuten deutlich (P < 0.05) mehr Futter, worauf sich 23% der Divergenz in der scheinbaren Futteraufnahme zurückführen lie?en. Die Aktiv?t des braunen Fettgewebes, die lokomotorische Aktivit?t und die fütterungsbedingte Wàrmeproduktion sind scheinbar unver?ndert.     

A simulation study on variation in response to selection and population size required for selection programmes

SUMMARY: To obtain a simple formula for predicting variation in selection response, the drift variance of selection response has been approximated by that under random selection. Using computer simulation, the validity of this approximation was examined under various combinations of population size, heritability, and proportion selected. It was shown that the approximation gives a good prediction when the heritability of the selected trait is low, but produces a serious error when applied to a trait with high heritability. However, when the approximation was used for the prediction of coefficient of variation of selection response, a satisfactory prediction was obtained in all cases studied. Although this predictor includes a coincidental factor, it may be used as a criterion for determining the population size required for selection programmes. ZUSAMMENFASSUNG: Simulationsuntersuchung über Selektionserfolg und notwendige Populationsgr??en für Selektions-programme Zur Sch?tzung der Variabilit?t von Selektionserfolgen wurde die Driftvarianz durch die bei Zufallspaarung erwartete approximiert. Die Gültigkeit dieser Approximation wurde an verschiedenen Kombinationen von Populationsgr??e, Heritabilit?t und Remontierungsprozentsat überprüft. Die Approximation ergibt gute Sch?tzwerte bei geringer Heritabilit?t, aber erhebliche Fehler bei hoher. Allerdings konnte der Variationskoeffizient des Selektionserfolges in allen F?llen zufriedenstellend gesch?tzt werden. Obwohl dies auf über-bzw. Untersch?tzung von Z?hler wie Nenner zurückzuführen ist, kann es als Kriterium zur Bestimmung der bei Selektionsprogrammen notwendigen Populationsgr??e verwendet werden.     

Realized heritability estimates in boars divergently selected for testosterone levels(1,) (2)

SUMMARY: Data were collected from 1982 through 1992 from 100 sires and 891 Duroc boars. Testosterone production was measured from peripheral blood samples before (PRE) and after (POST) GnRH challenge. Additionally, data were collected on testes volume at 168 d (TVOL), days to 104 kg (DAYS104), number born alive (NBA) and backfat adjusted to 104 kg body weight (FAT). Realized heritabilities were estimated from the regression of response on cumulative selection differentials. Heritabilities for POST were .15 ± .18 and .24 ± .08 in the low and high lines, respectively. This compares with the estimate of .26 ± .21 from son-sire regressions. The regression of other traits on cumulative selection differentials can be viewed as realized correlated responses to selection. After 10 generations, the high line was approximately three times greater than the low line for both PRE and POST levels of testosterone. Although not significant, high line pigs required fewer days to reach 104 kg, had more backfat and larger testes than low line pigs. Litter size was significantly larger for high line than for low line. ZUSAMMENFASSUNG: Realisierte Heritabilit?tssch?tzungen von Divergenz für Testosteronspiegel selektierten Ebern Die Daten stammen aus dem Zeitraum 1982-1992 von 891 Duroc Ebern aus 100 Vatertieren. Testosteronproduktion wurde von peripheren Blutproben vor (PRE) und nach (POST) GnRH-Gaben gemessen. Zus?tzlich wurden Angaben über Hodenvolumen am Tag 168 (TVOL), Zeitraum bis 104 kg Lebendgewicht (DAYS104), Zahl lebend geborener (NBA) und auf 104 kg K?rpergewicht korrigierte Rückenspeckdicke (FAT) erhoben. Realisierte Heritabilit?tswerte wurden aus der Regression von Selektionserfolg auf kumulative Selektionsdifferenzen gesch?tzt. Heritabilit?t für POST waren 0,15 ± 0,18 und 0,24 ± 0,08 in der Minus- und in der Pluslinie. Aus Sohn-Vater-Regressionen ergab sich 0,26 ± 0,21. Die Regression anderer Eigenschaften auf kumulative Selektionsdifferenzen k?nnen als realisierte korrelierte Selektionserfolge betrachtet werden. Nach 10 Generationen hatte die Pluslinie etwa dreimal h?here PRE- und POST-Spiegel von Testosteron als die Minuslinie. Obwohl nicht signifikant, brauchten Schweine der Pluslinie weniger Tage bis 104 kg, waren fetter und hatten gr??ere Hoden als Schweine der Minuslinie. Die Wurfgr??e der Pluslinie war h?her als in der niedrigen Linie.     

Genetics of racing performance in the Japanese Thoroughbred horse:: II. Environmental variation of racing time on turf and dirt tracks and the influence of sex, age, and weight carried on racing time

SUMMARY: Data collected by the Japan Racing Association (JRA) were individual horse racing times at eight racecourses (Hakodate, Fukushima, Niigata, Tokyo, Nakayama, Chukyo, Kyoto and Hanshin) and at five distances (1000 m, 1200 m, 1400 m, 1600 m, and 1800 m) from 1982 to 1990. Important sources of variation in racing time were examined using a nested model and expressing the variance components as percentages of the total on both turf and dirt. At all racecourses and at all distances where races were on both turf and dirt, racing times were less on turf than dirt. Differences were from 2.09s to 3.91s that increased as distance increased except for 1000 m and 1200 m on dirt where the starting gate are at different locations. The total variance increased with distance on both turf and dirt and at each distance the total variance was larger on dirt than turf, except for 1000 m, as was the residual variance. Racecourse accounted for a small fraction of the variance. Years within racecourses were unimportant. Months within years and courses were important. Months accounted for an average of 12.7% of the total variance on turf and 8.8% on dirt indicating an effect of season that influences racing speed more on turf than dirt. Days within months, years, and courses were important and larger on turf (average was 8.6%) than dirt (average 2.4%). Races within days, months, years, and racecourses accounted for an average of 33.2% on turf and 40.2% on dirt. Clearly races accounted for the largest percentage of the total variance. Racecourse and years within course accounted for less variance than that found in American Quarter horse data, but months, days and races accounted for similar variances. Results suggest that racing speed on turf was more influenced by month and day than speed on dirt in data on Japanese Thoroughbreds. Clearly individual race is the logical contemporary group within which to make genetic predictions among horses. Five distance on turf and dirt were studied to ascertain the importance of sex, age, and sex by age effects and the influence of weight carried on racing times. Individual races having at least to sexes and two ages within each sex were used as incomplete blocks to study the effects. Races were important at all distances on both turf and dirt. The interaction between sex and age was unimportant. The effect of sex and/or age was significant except at 1800 m and 2000 m on turf. Mares were faster than stallions on turf at all distances, but on dirt stallions were faster than mares except at 1200 m. In general, 5 year olds were faster than 3 and 4 year olds except at 1600 m on turf. The partial regression of racing times on weight carried were significant at all distances on turf and dirt. The effects of sex and age were significant statistically and weight carried appears to be important at the distances run in Thoroughbred races. ZUSAMMENFASSUNG: Genetik der Rennleistung beim Japanischen Vollblut: II. Umweltbedingte Variation der Rennzeit auf Rasen- und Sandbahnen und Einflu? von Geschlecht, Alter und getragenem Gezvicht auf die Rennzeit Von 1982 bis 1990 wurden von der "Japan Racing Association" (JRA) auf acht Pferderennbahnen (Hakodate, Fukushima, Niigata, Tokyo, Nakayama, Chukyo, Kyoto und Hanshin) Daten über fünf Renndistanzen (1000, 1200, 1400, 1600 und 1800 m) gesammelt. Die wichtigen Ursachen für die Variation der Rennzeit wurden mit Hilfe eines "Verschachtelungsmodells" untersucht, wobei die Varianzkomponenten als Prozents?tze des Gesamtwerts sowohl auf Rasen- als auch auf Sandbahnen ausgedrückt wurden. Auf alien Pferderennbahnen und über alle Distanzen sowohl auf Rasen- als auch Sandkursen zeigte sich, da? die Rennzeiten auf Rasen kürzer als auf Sand waren. Die Untcrschiede betrugen zwiscnen 2,09 bis 3,91 Sekunden und wuchsen mit der Distanz au?er bei 1000 und 1200 m auf Sand, wo sich die Starttore an verschiedenen Stellen befinden. Die Gesamtvarianz stieg mit der Distanz, und bei alien Distanzen au?er 1000 m waren die Gesamt- und die Restvarianz jeweils gr??er auf Sand als auf Rasen. Ein geringer Bruchteil der Varianz war auf die Pferderennbahnen zurückzuführen. Jahre bezogen auf die Pferderennbahnen spielten kcine Rolle. Dagegen waren die Monate bezogen auf Jahre und Pferderennbahnen von Bedeutung. Den Monaten sind auf Rasen ein Durchschnitt von 12,7% der Varianz zuzuschreiben und auf Sand 8,8%, was auf einen jahreszeitlichen Effekt hinweist, der die Renngeschwindigkeit auf Rasen in st?rkerem Ma?e beeinflu?t als auf Sand. Tagesbedingte Varianz bezogen auf Monate, Jahre und Pferderennbahnen war signifikant und gr??er auf Rasen (durch-schnittlich 8,6%) als auf Sand (durchschnittlich 2,4%). Rennen bezogen auf Tage, Monate, Jahre und Pferderennbahnen verursachten 33,2% der Varianz auf Rasen und 40,2% auf Sand. Den Rennen konnte deutlich der gr??te Prozentsatz an der Gesamtvarianz zugeschrieben werden. Pferderennbahn und Jahre/Pferderennbahn führten zu geringerer Varianz als bei "American Quarter Horse", wobei jedoch Monate, Tage und Rennen ?hnliche Varianzen verursachten. Diese Ergebnisse legen die Vermutung nahe, da? Renngeschwindigkeit auf Rasen bei japanischen Vollblütern st?rker durch Monat und Tag beeinflu?t wurde als auf Sand. Also ist für genetische Voraussagen das Einzelrennen die logische Kategorie. Durch die Untersuchung von fünf Distanzen auf Rasen und Sand wurde die Bedeutung von Geschlecht und Alter sowie Geschlecht nach Alter und der Einflu? des zu tragenden Gewichts auf die Rennzeiten festgestellt. Einzelne Rennen mit wenigstens zwei Geschlechtern und zwei Altersgruppen für jedes Geschlecht wurden als unvollst?ndige Bl?ckc zur Untersuchung herangezogen. Rennen waren über alle Distanzen sowohl auf Rasen als auch auf Sand signifikant. Die Wechselbeziehung zwischen Geschlecht und Alter war signifikant au?er bei 1800 m und 2000 m auf Rasen. Stuten waren schneller als Hengste auf Rasen über alle Distanzen, dagegen auf Sand Hengste schneller au?er über 1200 m. Im allgemeinen waren die Fünfj?hrigen schneller als die Drei- und Vierj?hrigen au?er über 1600 auf Rasen. Die partielle Regression der Rennzeiten auf das getragene Gewicht war signifikant bei alien Distanzen. Die Effekte von Geschlecht und Alter waren statistisch signifikant und das getragene Gewicht für Distanzen, über die Vollblüterrennen ausgetragen werden.     

Additive genetic and maternal effects on litter traits in rabbits*

SUMMARY: Additive genetic and maternal effects were estimated for several litter traits in rabbits. A total of 457 litters of 3267 animals from a reciprocal crossbreeding experiment were analysed by an animal model using a derivate-free REML procedure. Heritability estimates for litter size at birth, weaning and slaughter ranged from 0.09 to 0.25, for litter-weight traits from 0.00 to 0.13 and for preweaning and postweaning mortality rates from 0.00 to 0.19. Additive genetic contribution to the variation in a litter trait was found to be higher at birth and during the postweaning period than during the suckling period. Maternal effects accounted for approximately 10 % of the variation in most of the preweaning litter traits. Live litter size at birth was found to be the main source of variation in preweaning traits, explaining between 2.3 % and 43.2 % of the total variation. Heritability estimates and genetic correlations indicated live litter size at birth to be a useful selection criterion for the improvement of litter traits in rabbits. Our results indicated that a litter size of approximately 11 would be optimal before litter size at weaning and litter weight at weaning began to decline. Genetic selection for live litter size at birth would result in significant improvement in litter size and litter weight at later ages. ZUSAMMENFASSUNG: Sch?tzung additiv-genetischer und maternaler Effekte auf Wurfmerkmale beim Kaninchen An insgesamt 457 Würfen mit 3267 Einzeltieren, die aus einem reziproken Kreuzungsversuch stammten, wurden additiv-genetische und maternale Effekte für zahlreiche Wurfmerkmale anhand eines Tiermodells (DFREML-Methode) gesch?tzt. Heritabilit?tssch?tzungen wurden für Wurfgr??e und Wurfgewicht zu unterschiedlichen Zeitpunkten (Geburt, Absetzen und Erreichen des Schlachtgewichts) aurchgeführt. Der additiv-genetische Variationsanteil an der Gesamtvariation war dabei bei der Geburt und nach dem Absetzen h?her als w?hrend der S?ugezeit. Die Sch?tzungen schwankten bei der Wurfgr??e zwischen h(2) = 0,09 und h(2) = 0,19 und beim Wurfgewicht zwischen h(2) = 0,00 und h(2) = 0,13. Für die Verlustrate bis zum Absetzen betrug die Heritabilit?t h(2) = 0,00 und für die Verlustrate vom Absetzen bis zum Erreichen des Schlachtgewichts h(2) = 0,19. Durch maternale Effekte wurde bis zum Absetzen ungef?hr 10% der Variation in den untersuchten Merkmalen erkl?rt. Bei Einbeziehung des Merkmals Lebendwurfgr??e bei der Geburt in das Tiermodell lie?en sich 2,3-42,3 % der Gesamtvariation in den Wurfmerkmalen in der S?ugezeit beschreiben. Die Heritabilit?tssch?tzungen und die Sch?tzung genetischer Korrelationen deuten daraufhin, da? die Lebendwurfgr??e bei der Geburt ein erfolgsversprechendes Selektionskriterium für die Verbesserung von Wurfmerkmalen beim Kaninchen darstellt. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen an, da? eine Lebendwurfgr??e von 11 Jungtieren anzustreben ist. Bei gr??eren Würfen nimmt die Wurfgr??e und das Wurfgewicht beim Absetzen wieder ab. Genetische Selektion auf Lebendwurfgr??e bei der Geburt verspricht eine signifikante Verbesserung der Wurfgr??e und des Wurfgewichts in sp?teren Lebensabschnitten.     

Genetic parameters of lifetime performance traits in Holstein cows

SUMMARY: Heritabilities, genetic and phenotypic correlations among lifetime yields of milk, fat and protein, herdlife, productive life and number of lactations initiated in the herd were estimated from records of 44,933 progeny of 427 young and 119 proven Holstein sires in 1949 herds using a multivariate Reml technique to fit a sire model with relationships among young sires. Proven sires were fitted as fixed effects. Heritabilities of lifetime traits ranged from 0.005 to 0.030, suggesting little scope for direct selection for lifetime performance traits. Productive life had highest genetic correlation with lifetime fat yield (0.934), but correlations with lifetime milk and protein yields were smaller and similar (0.773 and 0.772). The number of lactations also had highest genetic correlation with lifetime fat yield. ZUSAMMENFASSUNG: Genetische Parameter von Lebensleistungsmerkmalen bei Holsteinkühen Heritabilit?tswerte, genetische und ph?notypische Korrelationen zwischen Lebensleistungsmerkmalen für Milch, Fett und Protein, Lebensdauer, produktive Zeit und Zahl Laktationen wurden won 44933 Nachkommen von 427 jungen und 119 nachkommenschaftsgeprüften Holsteinstieren in 1949 Herden mittels einer multivariablen REML-Technik gesch?tzt, die auf einem Vatertiermodell mit Verwandtschaft zwischen den jungen Stieren beruhte. Geprüfte Stiere wurden als fixe Effekte im Modell berücksichtigt. Heritabilit?tswerte dieser Merkmale rangieren von 0.005 bis 0.03, so da? wenig Aussichten für Erfolg direkter Selektion auf Lebensleistungsmerkmale besteht. Die L?nge des produktiven Lebens hatte die h?chste genetische Korrelation mit Lebensfettmenge (0.934), aber die Korrelationen mit Milch- und Protein-Lebensleistung waren kleiner und ?hnlich (0.773 und 0.772). Die Zahl der Laktationen hatte die h?chste genetische Korrelation mit der Lebensfettmenge.     

Animal model estimation of non-additive genetic parameters in dairy cattle, and their effect on heritability estimation and breeding value prediction

SUMMARY: First lactation production records of pedigree Holstein-Friesian cows in the UK were analysed by an animal model, in order to estimate effects of heterosis and recombination loss between North American Holstein and European Friesian cattle and the influence of these effects on breeding value prediction. Coefficients of heterosis and recombination loss were fitted in the animal model as covariables and unknown parents were assigned to a varying number of genetic groups. The estimates of heterosis effects were 104 kg, 4.3 kg and 2.9 kg for milk, fat and protein yield, respectively, while the corresponding coefficients for recombination loss were -135 kg, -2.6 kg and -3.7 kg respectively. Neither the sire component of variance nor the heritability estimates were appreciably affected by the inclusion of heterosis and recombination loss in the model. Including both these effects in the breeding value estimation increased the predicted sire proof for fat plus protein of a typical F1 Holstein × Friesian sire by 3 kg. ZUSAMMENFASSUNG: Tiermodellsch?tzungen nicht-additiv genetischer Parameter bei Milchrindern und ihre Auswirkung auf Heritabilit?tssch?tzung und Zuchtwertvoraussage Laktationsleistungen von Herdbuch Holstein-Friesen Kühen im UK wurden mittels eines Tiermodells analysiert zur Sch?tzung der Wirkungen von Heterosis und Rekombinationsverlust zwischen nordamerikanischen Holstein und europ?ischen Schwarzbunten und Einflu? dieser Wirkungen auf Zuchtwahlvorhersagen. Koeffizienten für Heterosis und für Rekombinationsverlust wurden im Tiermodell als Co-Variable berücksichtigt und unbekannte Eltern einer unterschiedlichen Zahl genetischer Gruppen zugeordnet. Sch?tzungen der Heterosiswirkungen waren 104 kg, 4,3 kg und 2,1 kg für Milch-, Fett- Proteinmengen, w?hrend die diesbezüglichen Koeffizienten für Rekombinationsverlust -135, -2,6 und -3,7 kg waren. Weder die Vatervarianzkomponente noch Heritabilit?tswerte wurden durch Berücksichtigung von Heterosis und Rekombinationsverluste im Modell tangiert. Berücksichtigung beider Wirkungen in der Zuchtwertsch?tzung erh?hte den gesch?tzten Vaterzuchtwert für Fett + Protein eines typischen F1 Holstein-Friesen-Stieres um 3kg.     

Selection on the basis of progeny test with low-heritability traits

SUMMARY: Methods of selection based on progeny evaluation with that based on own performance were compared. Twelve generations of mice were selected by these methods for a low-heritable trait, i.e. body weight at weaning (21st day of life). No significant differences were found in response to selection and cumulative selection differentials between these two methods. The realized heritabilities were 0.24 for the progeny test line but above 1 for the mass selected line. Significant differences were found between correlated responses to selection in the group of males at 42 days of age and in weight gains. Realized genetic correlations estimated for the growth traits were high in the performance test group (0.83 with 6-week weight and 0.78 with body gains) and overestimated in the progeny test group. Results demonstrated a larger correlated response for the progeny test group relative to the performance test group. ZUSAMMENFASSUNG: Selektion mittels Nachkommenschaftsprüfung für Merkmale geringer Heritabilit?t Verglichen wurden Selektionsmethoden, die auf Eigenleistungsprüfung bzw. Nachkommenschafts prüfung beruhen. Mit diesen Prüfmethoden wurden 12 Maüsegenerationen nach dem K?rpergewicht beim Absetzen (21. Lebenstag) als Merkmal geringer Heritabilit?t selektiert. Es wurden signifikanten Unterschiede im Selektionserfolg und bei der kumulativen Selektionsdifferenz zwischen den beiden Prüfmethoden gefunden. Die realisierten h(2) -Werte lagen bei 0,24 in der Selektionslinie mit Nachkommenschaftsprüfung und über 1 in der Linie mit Eigenleistungsprüfung. Signikante Differenzen im korrelierten Selektionserfolg wurden in der Gruppe der m?nnlichen Tiere beim 42-Tage-Gewicht und bei der K?rperzunahme gefunden. Die für die Merkmale des K?rperwachstums realisierten genetischen Korrelationen waren hoch in der Gruppe mit Eigenleistungsprüfung (0,83: 6-Wochen-Gewicht; 0,78: K?rperzunahme) und waren übersch?tzt in der Gruppe mit Eigenleistungsprüfung. Die Ergebnisse zeigen einen h?heren korrelierten Erfolg für die Gruppe mit Nachkommenschaftsprüfung.     

Selection for increased adult body weight in mouse lines with and without the rat growth hormone transgene

SUMMARY: Four lines of mice with and without the rat growth hormone (rGH) transgene were developed to measure responses to selection for increased 42-day body weight and evaluate fitness of mice with and without the rGH transgene. Each line contained selected and unselected (control) sublines. At the last three generations of selection (Generations 12-14), selected sublines differed from unselected controls by 3.8 to 4.7 g (14.8 to 19.8%) in 42-day weight, -0.5 to -8.3% in fertility, and 0.5 to 1.6 in litter size at birth. The origin of the lines (W: previously selected for 42-day weight and C: unselected) affected 42-day weight, i. e. 42-day weight of mice originating from W was significantly (P < 0.01) heavier than that of mice originating from C. Responses to selection, as measured by the deviation of the selected subline from the control, continued to be positive over 14 generations. Realized heritability of 42-day weight ranged from 0.30 to 0.42. The rGH transgene that increased 63-day weight by 54% was not found at Generation 12. The unexpected loss of rGH transgene was due to poor fitness of mice with the rGH transgene. Mice with the transgene had lower fertility rate than those without the transgene (50.0 to 73.7% vs. 95.0%), smaller litter size (6.8 to 7.8 vs. 8.6) and poorer survival of the progeny (69.2 to 74.5% vs. 88.3%). Based on these data, selective advantage/disadvantage of the rGH transgene in the fitness traits was estimated quantitatively. The results from the study on growth and reproductive traits suggest that desirable effects of gene transfer on a specific trait (42- and 63-day weight in the present study) might be offset by undesirable effects on other traits (e. g., reproduction and survival) in some cases of transgenic animals. ZUSAMMENFASSUNG: Selektion auf hohes adultes Gewicht in M?uselinien mit und ohne Rattenwachstumshormon-Transgenen Vier M?uselinien mit und ohne das Rattenwachstumshormon (rGH) Transgen wurden zur Messung des Selektionserfolges auf gesteigertes 42-Tage-K?rpergewicht entwickelt, um auch Fitne? zu prüfen. Jede Linie bestand aus einer selektierten und aus einer unselektierten (Kontroll-)Unterlinie. In den drei letzten Selektionsgenerationen (Generationen 12-14) unterschieden sich die selektierten Unterlinien um 3,8 bis 4,7 g (14,8 bis 19,8%) im 42-Tage-Gewicht, -0,5 bis -8,3% in Fruchtbarkeit und 0,5 bis 1,6 in Wurfgr??e bei Geburt. Der Ursprung der Linien (W: früher auf 42-Tage-Gewicht selektiert, C: unselektiert) beeinflu?te das 42-Tage-Gewicht. M?use aus der ersten waren signifikant (p < 0,01) schwerer als jede aus C. Selektionserfolg gemessen als Abweichung von der Kontrolle war über 14 Generationen positiv, realisierte Heritabilit?t variierte von 0,3 bis 0,42. Das rGH-Transgen steigerte das 63-Tage-Gewicht um 54%, aber war in der Generation 12 nicht mehr vorhanden. Der unerwartete Verlust des RGH-Transgens war auf schlechte Fitne? der besitzenden M?use zurückzuführen. Transgene M?use hatten geringere Fruchtbarkeit als jene ohne das Transgen (50 bis 73,7% im Vergleich zu 95%), kleinere Wurfgr??e (6,8 bis 7,8 gegenüber 8,6) und schlechtere überlebensrate der Nachkommen (69,2 bis 74,5% im Vergleich zu 88,3%). Die Ergebnisse erlauben die quantitative Sch?tzung der selektiven Vorteile/Nachteile des rGH-Transgens im Bezug auf Fitne?. Erwünschte Wirkungen von Gentransfer auf spezifische Merkmale (41- und 63-Tage-Gewicht in dieser Untersuchung) k?nnen durch unerwünschte Wirkungen von Transgenen auf andere Merkmale (Reproduktion und überleben) neutralisiert werden.     

Environmental limitation on fitness: Reproduction of laboratory mice in benign and stressful ("tropical") conditions

SUMMARY: In general, the environment limits the fitness of individual animals, and environmental limitation leads to selection for "optimal", intermediate values for all traits that matter, whether imposed by natural or artificial selection. We compared the reproduction of laboratory mice in a normal and a hot, humid environment to test this claim. Thirty males and 150 females from a non-inbred line adapted to normal conditions were mated twice (the second time after rerandomisation) to produce the experimental animals. Individual experimental mice from each litter were allocated from weaning (3 weeks) either to the normal or hot environment. At 9 to 12 weeks of age these mice were paired, 1 male with 1 female, until the female had a chance to have 2 litters. 354 pairs in the normal and 362 pairs in the hot environment were mated. All living progeny were weaned at 3 weeks. Average values of reproductive traits, phenotypic correlations between traits, and heritability estimates for many traits were found in each environment. Negative correlations (trade-offs) between litter number and weight of individual progeny in both environments demonstrated clearly that fitness was limited even in the normal laboratory situation. All quantitative measures of reproduction were lower in the hot room showing that it was more stressful. Yet size of individual young and their survival was not reduced. This may be an adaptive mechanism restricted to housemice. Lower heritability estimates in first than in second parities for quantitative measures of litter size show that while the mouse is still growing she has fewer resources available for reproduction, making her more susceptible to environmental stress. This challenges accepted wisdom that animal breeders should select their animals when they are young. They are least likely to respond then. We believe that natural selection causes animals always to push their fitness (reproduction and survival of the progeny) against a limit set by their particular environment. Each environment selects animals that optimally allocate environmental resources there. Problems arise when inappropriate genetic settings cause phenotypes to misallocate metabolic resources. In relatively difficult environments productive animals, including successful transgenics, allocate insufficient resources to fitness. ZUSAMMENFASSUNG: Begrenzung der Fitne? durch die Umwelt: Reproduktion von Laborm?usen in günstigen und schwierigen ("tropischen") Bedingungen Im Normalfall soll die Umwelt der Fitne? eine obere Grenze setzen. Diese Begrenzung führt zu Selektion auf mittlere "Optimalwerte" bei alien wichtigen Merkmalen. Wir untersuchten die Fortpflanzung von Laborm?usen in entweder normaler oder hei?er Umwelt. Aus einer an erstere angepa?ten, nichtingezüchteten Linie wurden 30 M?nnchen mit 150 Weibchen zweimal verpaart (beim zweiten Mal neu randomisiert) um die Versuchstiere zu erzeugen. Individuen aus jedem Wurf wurden zufallsm??ig an die zwei Umwelten verteilt, worin sie ab 3 Wochen aufgezogen wurden. Im Alter zwischen 9 und 12 Wochen wurden sie zufallsm??ig 1:1 verpaart bis die Paare Zeit für zwei Würfe gehabt hatten. An 354 und 362 Paaren im normalen und hei?en Zimmer wurden Daten ihrer Reproduktion erhoben. Alle lebendgeborenen Jungen wurden bis 3 Wochen alt verfolgt. In beiden Umwelten wurden Durchschnittswerte der einzelnen Merkmale, ph?notypische Korrelationen wichtiger Merkmale, und Heritabilit?tswerte der Merkmale errechnet. Starke negative Korrelationen zwischen Anzahl der Jungen im Wurf und Gewicht der einzelnen Jungen im Wurf, in beiden Umwelten, zeigen da? Fitne? auch in normalen Laborverh?ltnissen begrenzt war. Alle quantitativen Ma?e der Würfe waren betr?chtlich niedriger im hei?en Raum, was zeigt, da? diese Umwelt mehr Stre? bot. Jedoch die Gr??e und überlebensrate der einzelnen Jungen im hei?en Raum wurden nicht beeintr?chtigt. Diese adaptive Anpassung an schwierige Bedingungen k?nnte einmalig bei Mus musculus sein. Niedere Heritabilit?ten von quantitativen Ma?en der Wurfgr??e im ersten gegenüber dem zweiten Wurf zeigen, da? noch selbst wachsende Weibchen nur wenig Ressourcen für Fortpflanzung einsetzen k?nnen und deshalb mehr von Umweltdruck abh?ngen. Paradoxerweise versuchen Tierzüchter meistens so Jung wie m?glich Tiere zu selektieren, die solcher Selektion auf Reproduktion am wenigsten folgen k?nnen. Diese Situation sollte erneut durchdacht werden. Uns scheint, da? Tiere, weil natürliche Selektion andauernd fortwirkt, jederzeit ihre Fitne? bis an eine obere Grenze, von der Umwelt gesetzt, schieben. Jede Umwelt selektiert Tiere, die ihre metabolischen Ressourcen darin optimal einsetzen. Probleme entstehen, wenn genetische Information Ph?notype erzeugt, die Ressourcen fehl einsetzen. In relativ schwieriger Umwelt haben Leistungstiere, und auch erfolgreiche transgenische Tiere, ungenügend Ressourcen übrig für Fortpflanzung.     

Optimum bias in selection index parameters estimated with uncertainty

SUMMARY: In the derivation of selection index weights it is typically assumed that population and economic parameters are known with certainty. In practice, however, estimates of selection index parameters must be used instead of the true parameters. It is shown that when errors in parameter estimates have asymmetrical effects on the efficiency of a selection index, the expected response from selection can be increased by biasing parameter estimates. In this way, the probability of making errors which result in large reductions in efficiency is reduced. A method of deriving optimum (biased) selection index weights when there is uncertainty in parameters is described. The method incorporates the error probability distributions of parameters estimated with uncertainty. In some examples, moderate (2-5%) increases in the expected response from selection occurred with uncertain heritability and economic weight estimates. Overall however, increases in selection response vary depending on the true index and are usually small (0 to .5 %) unless parameter estimates are extremely uncertain. Failure to account for uncertainty in unbiased parameters leads to over estimation of the value of selection. Applications of the method for both practical and theoretical purposes are discussed with specific reference to animal improvement programs. ZUSAMMENFASSUNG: Optimale Verzerrung von ungenau gesch?tzten Selektionsindex-Parametern Bei der Ableitung von Selektionsindex-Gewichten wird üblicherweise angenommen, da? die Populationsparameter und wirtschaftlichen Gewichte genau bekannt sind. In der praktischen Anwendung müssen jedoch Sch?tzwerte anstelle der wahren Parameter verwendet werden. über- und Untersch?tzungen der Parameter zeigen asymmetrische Effekte auf die Effizienz von Selektionsindices. Es wird gezeigt, da? der erwartete Selektionserfolg gesteigert werden kann, wenn verzerrte Parametersch?tzwerte verwendet werden. Dabei wird die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, welche zu gro?en Effizienzverlusten führen, verringert. Es wird eine Methode zur Ableitung der optimalen (verzerrten) Selektionsindex-Parameter beschrieben. Die Methode berücksichtigt die Verteilung der Sch?tzfehler. In einigen Beispielen von ungenau gesch?tzten Heritabilit?ten und wirtschaftlichen Gewichten wurden bescheidene (2 bis 5%) Steigerungen des erwarteten Selektionserfolges gefunden. Im allgemeinen waren die erwarteten Effizienzsteigerungen jedoch klein (0 bis 0,5%), au?er bei Parametern mit extrem gro?en Sch?tzfehlern. Werden die Sch?tzfehler der im Selektionsindex verwendeten Parameter nicht berücksichtigt, wird der erwartete Selektionsfortschritt übersch?tzt. Praktische und theoretische Anwendungsm?glichkeiten werden diskutiert.     

Effects of strains, strain crosses and environments on additive genetic and phenotypic variances in Drosophila melanogaster

SUMMARY: The stability of phenotypic, additive genetic and environmental variances of thorax length of Drosophila melanogaster in pure and synthetic strains was examined in two different environments. Two pure strains from different geographic locations (Melbourne and Townsville) were used, together with three synthetic populations formed from them. The existence of differences in thorax length between the Melbourne and Townsville populations, genotype by environment interaction, and heterosis in crosses between these populations indicate that they are genetically different. Thus geographic separation can cause differences in mean thorax length of flies from different populations. Both the difference in selection histories between the two localities and drift could lead to these differences. Up to the thirty fifth generation there was no evidence of any reduction in the difference between the Melbourne and Townsville populations, in either laboratory environment. The genetic differentiation of strains therefore may be maintained over many generations under new environmental conditions. The fluctuation over generations of heterosis of thorax length is possibly caused by the fluctuation of the rate of loss of favourable epistatic interaction in crossbred genotypes in combination with natural selection effects. V(p) was significantly higher in poor than in the good environment. This higher V(p) in the poor environment is most likly due to higher non additive genetic variance. V(p) was also significantly influenced by strain. In general, V(p) values of synthetic strains were higher than those of pure strains in both environments. Finally, the additive and environmental variances of thorax length were relatively stable across strains, generations and environments. ZUSAMMENFASSUNG: Wirkung von Herkünften, Kreuzungen und Umwelten auf additiv-genetische und ph?notypische Varianzen in Drosophila melanogaster Die Stabilit?t ph?notypischer, additiv-genetischer und umweltbedingter Varianzen der Thoraxl?nge von Drosophila melanogaster in reinen und synthetischen Herkünften wurde in zwei verschiedenen Umwelten überprüft. Zwei reine Herkünfte von verschiedenen Gegenden (Melboune und Townsville) wurden zusammen mit drei zwischen ihnen gebildeten synthetischen Populationen untersucht. Unterschiede in Thoraxl?nge zwischen Melbourne- und Townsvilleherkünften, Genotypumweltinteraktionen und Heterosis in Kreuzungen zwischen diesen Populationen zeigen, da? sie sich genetisch unterscheiden. Die geographische Trennung kann also Unterschiede in der mittleren Thoraxl?nge zur Folge haben, wobei unterschiedliche Selektionsgeschichte in beiden Gegenden und Drift dies verursachen k?nnen. Bis zur 35. Generation gab es in keinem Labormilieu einen Hinweis auf eine Reduktion der Unterschiede zwischen den beiden Populationen. Die genetische Differenz der Herkünfte erh?lt sich daher auch unter neuen Umweltverh?ltnissen über viele Generationen. Die Schwankung in Heterosis für Thoraxl?nge ist m?glicherweise durch Schwankungen in der Verlustrate günstiger epistatischer Interaktionswirkungen in Kreuzungsgenotypen zusammen mit natürlichen Selektionswirkungen verursacht. V(p) war durch Umweltbedingungen signifikant beeinflu?t und h?her in schlechtem als in gutem Milieu. Der hohe Wert in schlechtem Milieu ist wahrscheinlich auf nicht-additiv-genetische Varianz zurückzuführen. V(p) wurde auch signifikant durch Herkunft beeinflu?t und Werte in synthetischen Linien waren h?her Linien in beiden Milieus. Additive und umweltbedingte Varianzen waren über Linie, Generationen und Umwelt relativ stabil.     

Stochastic simulation of dairy cattle nucleus breeding schemes: Influence of breeding strategy and biased breeding values in the population

SUMMARY: A stochastic simulation model of an open nucleus scheme was used to study the consequences of the breeding strategy and biased lactation records for population cows. Selection was for a single sex-limited trait with a heritability of 0.25 and based on animal model breeding value estimates. Selection of dams was across age classes while sires were required to have a progeny test before they could be selected as proven bull or bull sire. Dams to breed nucleus replacements and young bulls could be selected from the nucleus and the top population which contained 240 and 1600 replacement heifers annually. The first 15 years of the simulated period was used to reach a population with an equilibrium genetic progress for a progeny testing scheme. Comparisons were based on the 25 year period after an alternative breeding scheme was adopted. The annual genetic gain was calculated from the last 10 years of that period. The annual genetic gain in an open nucleus breeding scheme was .247 σ(a) . The annual genetic gain increased 5.4% when MOET was also used on cows selected to breed replacements for the top population. When, in addition the number of sires used on top population cows was reduced from 8 to 4, that being the number used in the nucleus, the annual genetic gain increased by another 2.8%. The reduction in annual genetic gain due to biased lactation records of top population cows ranged from 4.6 to 15.4%. The average bias in estimated breeding values of the top population dams selected to breed nucleus replacements ranged from 0.53 to 2,52 σ(a) . The regression coefficient of the EBV of the bull after progeny testing on the EBV of the dam at the time of selection was 0.55 without biased lactations and ranged from 0.10 to 0.27 with biased lactations. The reduction in genetic gain was especially related to the regression coefficient and to a lesser extent to the average bias. In practice, the expected reduction in annual genetic gain from biased lactation records of population cows is expected to be between 5 and 10 %. ZUSAMMENFASSUNG: Stochastische Simulation von Milchvieh-Nukleussystemen: Einflu? der Zuchtstrategie und verzerrter Zuchtwerte in der Population Eine stochastische Simulation eines offenen Nukleussystems wurde zur Untersuchung der Konsequenzen der Zuchtstrategie und verzerrter Laktationsabschlüsse für Populationskühe untersucht. Selektion bezog sich auf ein einzelnes weibliches Merkmal mit Heritabilit?t von 1/4 und gründete auf Tiermodell Zuchtwertsch?tzungen, Selektion von Muttertieren über Altersklassen, w?hrend Stiere vor der Selektion einen Nachkommenschaftstest haben mu?ten. Muttertiere für Nukleus- und Jungstiere kommen vom Nukleus und Spitzen der Population, die 240 und 1600 nachgestellte Kalbinnen umfa?ten. Die ersten 15 Jahre der simulierten Periode wurden zum Erreichen einer Population mit Gleichgewichtsfortschritt für ein Nachkommenschaftsprüfsystem verwendet. Vergleiche beruhten auf einer 25-Jahre-Periode nach Einrichtung des alternativen Zuchtsystems, und der j?hrliche Zuchtfortschritt wurde für die letzten 10 Jahre berechnet. Der j?hrliche Zuchtfortschritt im offenen Nukleussystem war 0,247 σ(a) und nahm um 5,4% zu, wenn MOETauch für Kühe zum Ersatz der Spitzenpopulation verwendet wurde. Wenn darüber hinaus die Zahl der Vatertiere in der Spitzenpopulation von 8 auf 4 reduziert wurde, die Zahl der im Nukleus verwendeten, konnte der j?hrliche genetische Fortschritt um weitere 2, 8% gesteigert werden. Die Verminderung des Zuchtfortschrittes auf Grund von verzerrten Laktationsabschlüssen der Spitzenkühe der Population variierte von 4,6 bis 15,4%. Die durchschnittliche Verzerrung der gesch?tzten Zuchtwerte der Populationsspitzenkühe für die Nukleusremonte bewegte sich von 0,53 bis 2,52 σ(a) . Der Regressionskoeffizient von EBV der Stiere auf Grund von Nachkommenschaftsprüfung auf EBV der Muttertiere beim Zeitpunkt der Selektion war 0,55 ohne verzerrte Laktationen und schwankte zwischen 0,10 und 0,27 bei verzerrten Laktationen. Die Verminderung des genetischen Fortschritts hing deutlich mit dem Regressionskoeffizient zusammen und weniger mit der durchschnittlichen Verzerrung. In der Praxis ist zu erwarten, da? die Reduktion des Zuchtfortschrittes durch verzerrte Laktationsabschlüsse der Population zwischen 5 und 10% liegt.     

Implications of using an average relationship matrix in genetic evaluation for a population using multiple-sire matings

SUMMARY: Ambiguous paternity can be incorporated into the mixed model equations (MME) by including the average numerator relatinship matrix (average A), which averages the true sire-offspring relationship over the putative sires. A previous study has shown that some overestimation of genetic trend results from this substitution. A population of 40 breeding females and 2 breeding males was simulated 1,000 times with either random mating or sequential selection continuing for 8 breeding cycles. In the selection case candidates were ranked on estimated breeding values (EBVs) calculated from the MME with an animal model and the average A. Variances of the EBVs and prediction errors were computed. The results showed the average A incorrectly perceives both the variance of family sizes among males and the variance loss due to selection to be smaller. This will lead to an overestimation of genetic trend. ZUSAMMENFASSUNG: Folgerungen aus der Anwendung einer durchschnittlichen Verwandtschaftsmatrix bei der Zuchtwertsch?tzung für eine Population mit mehreren V?tern in einer Paarungsgruppe In den Mischmodellgleichungen kann eine unklare v?terliche Abstammung durch die Verwendung einer durchschnittlichen Verwandtschaftsmatrix, die die Abstammung zu gleichen Teilen über die m?glichen V?ter aufteilt, berücksichtigt werden. Eine frühere Arbeit hat gezeigt, da? diese Ma?nahme zu einer gewissen übersch?tzung des genetischen Fortschritts führt. Eine Population mit 40 weiblichen und 2 m?nnlichen Tieren wurde 1000mal über 8 Paarungsperioden simuliert und zwar mit und ohne gerichteter Selektion. Im Falle der Selektion wurden die Tiere aufgrund der mit einem Tiermodell und der durchschnittlichen Verwandtschaftsmatrix gesch?tzten Zuchtwerte geordnet. Die Varianzen der Zuchtwerte und der Sch?tzfehler wurden berechnet. Die Ergebnisse zeigen, da? durch eine durch-schnittliche Verwandtschaftsmatrix die Varianz der Gr??e der Nachkommensgruppen der V?ter und der Verlust an genetischer Varianz aufgrund der Selektion untersch?tzt wird. Dies führt zu einer übersch?tzung des genetischen Fortschritts.     

Multitrait restricted and desired gains selection indices designed to change growth and body composition in mice(1)

SUMMARY: Effectiveness of restricted and desired gains index selection to change growth and body composition was tested in mice. Replicate lines were selected within full-sib families as follows: RI, restricted index to increase 12-week body weight (BW) and hind carcass weight (HC) with no change in right epididymal fat pad weight (EF); DG, desired gains index to increase BW and HC and decrease EF and right subcutaneous fat pad weight (SF) in designated proportions; RS, random selection. Realized heritabilities of index units, converted to an individual basis, were 0.65 ± 0.17 in RI and 0.50 ± 0.23 in DG, which exceeded the respective base population estimates of 0.32 ± 0.11 and 0.37 ±0.11, calculated as twice the regression of son on sire. Realized genetic correlation between the two selection index units of 0.87 ± 0.12 was not significantly different from the base population estimate of 0.91 ± 0.21. Realized correlated responses in component traits of the indices did not agree closely with expectation. Possible explanations for these discrepancies include genetic drift, weak selection intensity, discrepancies between estimated and true genetic parameters and changes in genetic parameters due to selection. Antagonistic selection for multiple traits may magnify the importance of these factors. ZUSAMMENFASSUNG: Restringierte und erwünschte genetische Fortschritte zur Ver?nderung von Wachstum und K?rperzusammensetzung von M?usen Die Wirksamkeit restraingierter und erwünschter Fortschritt-Indexselektionsver?nderung von Wachstum und K?rpergewicht wurde bei M?usen geprüft. Wiederholungslinien wurden innerhalb Vollgeschwisterfamilien folgenderma?en selektiert: RI, restringierter Index zur Steigerung des 12-Wochengewichtes (BW), Schlachtk?rperh?lfte (HC) ohne ?nderung des rechten Nebenhodenfettgewichts (EF); TG, erwünschter Zuchtfortschrittindex zur Steigerung von BW und HC und Verminderung von EF des rechten subkutanen Fettanteils (SF) in erwünschten Verh?ltnissen; RS Zufallsselektion. Realisierte Heritabilit?tswerte im Index, auf individuelle Basis umgerechnet, waren 0,65 ±0,17 bei RI und 0,50 ± 0,23 bei DG, die die diesbezüglichen Basispopulationssch?tzungen von 0,23 ±0,11 und 0,37 ±0,11 übertrafen. Diese wurden als die doppelte Regression von Sohn auf Vatertier berechnet. Realisierte genetische Korrelationen zwischen den zwei Selektionsindexeinheiten von 0,87 unterschieden sich nicht signifikant vom Basispopulationswert 0,91 ± 0,21. Realisierte korrelierte Selektion-sreaktionen in den Teilmerkmalen der Indices haben mit den Erwartungswerten nicht gut übereingestimmt. M?gliche Erkl?rung für diese Abweichung beinhalten genetische Drift, schwache Selektionsintensit?t, Nichtübereinstimmung zwischen gesch?tzten und wahren genetischen Parametern und Ver?nderungen in diesen durch Selektion. Antagonistische Selektion für mehrere Merkmale k?nnte die Bedeutung dieser Faktoren steigern.     

Calcium-release-channel genotypes in several pig populations-associations with halothane and CK reactions

SUMMARY: DNA of 2985 pigs from different sources were tested for variants of the calcium-release-channel (CRC) gene. Frequencies of the C allele, associated with stress resistance, were 0.0 for Belgian Landrace, 0.01 for Pietrain, 0.54 for German Landrace, 0.86 for German-Landrace sowline, 0.91 for Schw?bisch-H?llisches swine, 0.95 for European Wildboar, and 0.99 for Large White. All 50 Meishan individuals tested were C/C. In the two German Landrace populations more individuals with heterozygous genotypes were observed than had been expected. These results may indicate balanced allele frequencies caused by overdominance-type selection associated with meat quantity. 6.0 % of the halothane-positive pigs were C/C or C/T, and 3.6 % of the halothane-negative animals were T/T. As some of the pig groups were crossbreeds from extremely divergent sources (e.g. European Wildboar, Meishan, Pietrain), special gene effects may have influenced the phenotypic reaction to halothane. The average CK values vary between pigs of different CRC genotypes, e.g., the CK(80) values 2.64 ± 0.023, 2.83 ± 0.027, and 3.19 ± 0.036 were measured for individuals of C/C, C/T and T/T, respectively. For the German Landrace, culling according to a threshold of CK(80) ≥ 2.70 would eliminate 29.1 % of C/C, 63.0 % of C/T, and 90.4 % of T/T individuals. Whether CK-based selection may be used for further selection in populations with a fixed CRC C allele is discussed. ZUSAMMENFASSUNG: Genotypen des Kalziumfreisetzungskanals in verschiedenen Schweinepopulationen-Zusammenh?nge mit Halothan- und CK-Reaktionen Auf die Genvariante des Calciumfreisetzungskanales (CRC), die als Ursache für das Maligne Hyperthermic Syndrom beim Schwein angesehen wird, wurden 2985 Schweine verschiedener Herkünfte untersucht. Dabei ergaben sich folgende Allelfrequenzen für das C-Allel, welches in Zusammenhang mit der Stre?resistenz steht: 0,0 bei der Belgischen Landrasse, 0,01 bei der Rasse Pietrain, 0,54 bei der Deutschen Landrasse, 0,86 bei der Deutschen Landrasse Sauenlinie, 0,91 beim Schw?bisch-H?llischen Schwein, 0,95 beim europ?ischen Wildschweine und 0,99 bei der Rasse Large White. Alle 50 untersuchten Meishan-Tiere zeigten den Genotyp C/C. Für die beiden untersuchten Populationen der Deutschen Landrasse wurden mehr heterozygote Genotypen beobachtet als erwartet waren. Dieses Ergebnis mag auf balancierte Allelfrequenzen hinweisen, die auf überdominanzeffekten beruhen k?nnen. Insgesamt 6 % der im Halothan-Test als positiv eingestuften Schweine zeigten die Genotypen C/C bzw. C/T, w?hrend 3,6 % der Nicht-Reagenten den Genotyp T/T aufwiesen. Da manche der untersuchten Schweine Kreuzungsprodukte genetisch extrem unterschiedlicher Herkünfte sind (europ?isches Wildschein, Meishan und Pietrain), wird vermutet, da? bestimmte Geneffekte die ph?notypische Reaktion auf Halothan ausgel?st haben. Der CK(80) Wert unterschied sich bei den Schweinen unterschiedlicher CRC-Genotypen: 2,64 ± 0,023, 2,83 ± 0,027 und 3,19 ± 0,036 für die Tiere mit den Genotypen C/C, C/T bzw. T/T. Bei einer Selektionsschranke für den CK(80) von ≥ 2,70 mü?ten 29,1 % der C/C-, 63,0 % der C/T- aber lediglich 90,4 % der T/T-Tiere ausgeschlossen werden. Es wird diskutiert, wie eine Selektion nach dem CK-Wert in Populationen, in denen das C-Allel fixiert ist, wirkt.     

Genetics of racing performance in the Japanese Thoroughbred horse:: I. Description of the data

SUMMARY: The Japan Racing Association (JRA) operates 10 national racecourses with both turf and dirt tracks. JRA formulates the rules for horseracing; registers owners, colors, and horses using foal registration; and licenses all JRA trainers and jockeys. In 1990, at the 10 racecourses there were 288 racing days, 3,353 races, and some 38,397 horses. Horse breeding is concentrated in 7 locations with 93% of the Thoroughbreds foaled each year coming from Hokkaido. Thoroughbred flat racing comprise 92% of all races held. Two year olds race together and nearly 40% of their races are run at 1200 m. Some 39% of the three year olds races are at 1800 m. For 3 (and 4) year olds, the range in distances is from 1000 m to 3600 m. The average, over years, of the number of race records per race for 2 year olds is 10.0 and for 3 year olds and up is 11.3. The average for race records per horse for 2 year olds is 3.5 and for 3 year olds and up is 6.7. This average for horses raced per year for 2 year olds is 1,164 and 4,240 for 3 year olds and up. Horses raced per sire averaged over years was 4.6 for 2 year olds and 10.5 for the older ages. The linear regression of seconds per 100 m fit the average seconds reported for the several distances run almost perfectly with R(2) values greater than .99 for all horse ages on either turf or dirt. There is selection practiced as indicated by horse numbers registered and their numbers over ages for stallions and mares. Less than .2% of the horses raced are geldings. A high degree of control exists by JRA in horse stabling and distribution of racing by horses over racecourses. Jockeys are trained by JRA, ride at several race courses, and ride for many trainers. ZUSAMMENFASSUNG: Genetik der Rennleistung beim Japanischen Vollblut: I. Beschreibung der Daten Die "Japan Racing Association" (JRA) betreibt in ganz Japan zehn Pferderennbahnen sowohl mit Rasen- als auch mit Sandkursen. JRA legt die Regeln für Pferderennen fest, registriert die Eigentümer, Farben und Pferde mittels Fohlenregistrierung und vergibt die Lizenzen für alle JRA-Trainer und -Jockeys. Im Jahre 1990 verzeichneten die zehn Pferderennbahnen 288 Renntage, 3353 Rennen mit 38 397 Pferden; Pferdezucht ist an sieben Orten konzentriert, wobei 93% der Vollblutfohlen aus Hokkaido stammen. Bei 92% der veranstalteten Rennen handelt es sich um Nichthindernisrennen von Vollblutpferden. Dabei stehen die Zweij?hrigen im Wettbewerb, und fast 40% der Rennen gehen über 1200 m. Etwa 39% der Dreij?hrigen nehmen an Rennen über 1800 m teil. Bei den Dreij?hrigen (und Vierj?hrigen) liegen die Distanzen zwischen 1000 bis 3600 m. Der Durchschnitt der Zahl der Rennmeldungen über mehrere Jahre für die Zweij?hrigen betr?gt 10,0 und für die dreij?hrigen und ?lteren Pferde 11,3. Der Durchschnitt der Rennmeldungen pro Pferd bei den Zweij?hrigen betr?gt 3,5 und den dreij?hrigen und ?lteren Pferden 6,7. Durchschnittlich nehmen j?hrlich an Rennen 1164 zweij?hrige und 4240 dreij?hrige und ?ltere Pferde teil. Die durchschnittliche Zahl der Pferde über mehrere Jahre war 4,6 pro Vatertier für die Zweij?hrigen und 10,5 für ?ltere Pferde. Die lineare Regression von Sekunden pro 100 m pa?te sich mit R(2) -Werten über 0,99 fast genau den Durchschnittssekunden an, die für die verschiedenen Renndistanzen angegeben wurden, für die Pferde aller Altersgruppen sowohl auf Rasen- als auch Sandbahn. Selektion bei Hengsten und Stuten ergibt sich aus Zahl der registrierten Pferde mit verschiedenem Lebensalter. Unter den an Rennen beteiligten Pferden sind weniger als 0,2% Wallache. Bei JRA herrscht ein hoher Grad an Kontrolle in bezug auf St?lle und die Verteilung über die Pferderennbahnen. Die von JRA ausgebildeten Jockeys reiten auf verschiedenen Pferderennbahnen und für mehrere Trainer.