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.     

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.     

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.     

Estimation of variance components with dominance and inbreeding in dairy cattle

SUMMARY: The five variance components in the genetic (co)variance among inbred relatives for a quantitative trait with additive and dominance genetic variation were estimated by equating variances among and within different types of families of inbred cows to their expectations. The data used were milk and fat yields of 85,433 U.S. Holstein cows with inbreeding coefficients of 6.25% or higher. When all five parameters were estimated, unrealistic results were obtained. If all quantitative trait loci are biallelic, genetic (co)variance depends on only four parameters. More realistic estimates were obtained under this assumption. There was a substantial negative covariance among breeding values and dominance effects under inbreeding, and the dominance variance in inbred cows was larger than the dominance variance in the noninbred base population. ZUSAMMENFASSUNG: Varianzkomponenteneinsch?tzung bei Dominanz und Inzucht von Milchvieh Die fünf Varianzkomponenten in der genetischen (Ko)Varianz zwischen ingezüchteten Verwandten in einem quantitativen Merkmal wurden gesch?tzt durch Gleichsetzen von Varianzen zwischen und innerhalb verschiedener Familien von ingezüchteter Kühen zu ihren Erwartungswerten. Das Datenmaterial bestand aus den Milch- und Fettmengen von 85,433 U.S. Holstein Kühen mit Inzuchtkoeffizienten von 6.25% oder h?her. Die gleichzeitige Sch?tzung aller fünf Parameter führte zu unrealistischen Ergebnissen. Wenn an allen Genorten des quantitativen Merkmals nur zwei Allele vorkommen, gehen nur vier Parameter in die genetische (Ko)Varianz ein. Die Sch?tzwerte, die unter dieser Annahme berechnet wurden, waren plausibler. Eine betr?chtliche negative Kovarianz zwischen den Zuchtwerten und den Dominanzwerten bei Inzucht wurde gefunden, und die Dominanzvarianz war unter Inzucht gró?er als in der Basispopulation.     

A theoretical comparison between direct and indirect conversions of dairy bull evaluations

SUMMARY: Simulated data were used to compare direct and indirect conversions of bull evaluations in the presence of selection. In the case of indirect conversion, when bulls used to calculate conversions from the exporting to the intermediate country were first tested in the exporting country, indirect conversions resulted in unbiased predicted evaluations. When these bulls were first tested in the intermediate country and were selected on their estimated breeding value, indirect conversions overestimated predicted evaluations in the importing country. In all cases the prediction error variance was consistently higher for indirect than for direct conversions. Indirect conversions could be used only if there are no adequate common bulls in two countries; caution should be exercised when choosing the intermediate country. ZUSAMMENFASSUNG: Theoretischer Vergleich zwischen direkten und indirekten Konversionen von Milchtierhewertungen Es wurden simulierte Daten zum Vergleich direkter und indirekter Konversionen von Nachkommenschaftsprüfergebnissen bei Selektion verwendet. Wenn Stiere zur Berechnung der Konversionen von Export zu Mittlerl?ndern zuerst in Exportl?ndern geprüft worden waren, resultierten indirekte Konversionen in unverzerrten Pr?diktionen. Bei Nachkommenschaftsprüfung in Mittlerl?ndern und bei Selektion auf der Basis des gesch?tzten Zuchtwertes übersch?tzten indirekte Konversionen die Werte in Importl?ndern. In allen F?llen war die Varianz der Pr?diktion bei indirekter h?her als bei direkter Konversion. Indirekte Konversionen sollten nur verwendet werden, wenn keine Vergleichsbullen in zwei L?ndern vorhanden sind. Vorsicht sollte bei der Wahl in Mittlerl?ndern am Platz sein.     

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.     

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.     

Utilizing the accuracy of estimated breeding values to improve selection response

SUMMARY: Stochastic simulation was used to evaluate the increase in selection response by incorporating accuracies of estimated breeding values (ebvs) in an index to form indexed breeding values (ibvs). Simulations were made using a standard population with a selected proportion of 5%, with 10 000 selection candidates and an average accuracy of breeding value determination, r? = 0.4 with variance, σ(r) (2) = 0.075(2) . In the standard population, candidates selected on ibvs showed an 8.4 % increase in average true breeding values (tbvs) compared to selection using ebvs. Using the same standard population, but changing the proportion selected to 1.0 % and 10 %, the relative increase in the average tbvs from ibv selection was 13.5 % and 5.5 % respectively. Similarly, changing r? to 0.22, 0.32 and 0.55, the relative increase from ibv selection was 48 %, 19 % and 1.3 % respectively. As σ(r) was changed to 0.025 and 0.125, the relative increase from ibv selection was 0.6 % and 24 % respectively. In general, the average accuracy in candidates chosen for selection using ibvs was lower than that from selection using ebvs. In the standard population the accuracy was 0.38 from ibv selection and 0.43 from ebv selection. As a result the increase in inbreeding will be lower with ibv than with ebv selection. ZUSAMMENFASSUNG: Verwendung von Genauigkeiten gesch?tzter Zuchtwerte zur Verbesserung des Selektionserfolges Durch stochastische Simulation wurde Steigerung des Selektionserfolges durch Einschlu? von Genauigkeiten gesch?tzter Zuchtwerte (ebvs) in einen Index indizierter Zuchtwerte (ibvs) untersucht. Simulationen wurden mit einer Standardpopulation 5% selektierter von 10 000 Kandidaten und einer durchschnittlichen Genauigkeit der Zuchtwertsch?tzung r = 0.4; σ(r) (2) = 0.075(2) durchgeführt. In der Standardpopulation hatten Kandidaten, mit ibvs selektiert, eine Steigerung des durchschnittlichen wahren Zuchtwertes (tbvs) von 8.4 % verglichen mit Selektion auf ebvs-Basis. Bei Verwendung derselben Standardpopulation, aber Remontierung von 1 % bzw. 10 %, war der relative Zuwachs im durchschnittlichen tbvs bei ibvs-Selektion 13.5 und 5.5%. Die relative Zunahme von der ibvs-Selektion, mit r von 0.22, 0.32 oder 0.55, war 48 %, 19 % und 1.3 %. Bei Ver?nderungen von σ(r) auf 0.25 und 0.125 betrug die relative Zunahme 0.6 und 24 %. Im allgemeinen waren die durchschnittlichen Genauigkeiten bei Selektionskandidaten auf der Basis von ibvs geringer als bei Verwendung von ebvs. In der Standardpopulation waren diese Genauigkeiten 0.38 bei ibvs und 0.43 bei ebvs. Daher sollte die Zunahme der Inzucht mit ibvs geringer sein als mit ebvs.     

Relationships between breeding values and physiological responses to fasting and refeeding in dairy bulls: update for young animals

SUMMARY: Relationships between plasma concentrations of growth hormone (GH), free fatty acids (FFA), urea (UR), glucose (GL) and insulin (IN) and estimated breeding values (EBV) were examined for 213 Australian Holstein-Friesian diary bulls tested in 1985-1988 at four artificial breeding centres. Measurements were taken before and after 3 days of fasting and, for 124 bulls sampled in 1987 or later, 24 h after resumption of feeding. Results for 150 older bulls at two centres (V and N) are compared with those for 27 bulls averaging 27 months tested at centre N and of 37 yearling bulls tested at two other centres. Both younger and older bulls showed low positive correlations of around 0.25 between mean plasma GH and EBVs. However, earlier results from centre V suggesting relationships between EBVs and the increase in FFA with fasting, the subsequent decrease in FFA and increase in GL following resumption of feeding were not repeated for the younger bulls which exhibited substantially higher concentrations of FFA and lower concentrations of insulin after 3 days of fasting. ZUSAMMENFASSUNG: Zusammenh?nge zwischen Zuchtwerten und physiologischen Reaktionen auf Hungerperioden und Wiederaufnabme der Fütterung bei Milchviehbullen-aktualisierte Untersuchung fur jüngeren Bullen Die Zusammenh?nge zwischen Plasmakonzentrationen von freien Fetts?uren (FFA), Harnstoff (UR), Glukose (GL), Insulin (IN) und Somatrotopin (GH) und Zuchtwerten (ZW) 213 australischer Holstein-Friesian Bullen wurden untersucht. Die physiologischen Messungen wurden im Zeitraum 1985-1988 in vier KB Stationen vor und nach einer 3-t?gigen Hungerperiode durchgeführt. Für 124 Bullen, die nach 1986 geprüft wurden, wurden zus?zliche physiologische Messungen 24 Stunden nach der ersten Futteraufnahme durchgeführt. Die Ergebnisse von 150 ?lteren Bullen von 2 Stationen (V und N) wurden verglichen mit den Ergebnissen von 27 jüngeren Bullen mit einem Durchschnittsalter von 27 Monaten, die in der Station N geprüft wurden und weiterhin mit den Ergebnissen von 37 Bullen, die in zwei weiteren Stationen getestet wurden. Sowohl für die jüngeren als auch für die ?lteren Bullen wurden geringe positive Korrelationen von ungef?hr 0,25 zwischen dem durchschnittlichen Somatropin Gehalt und dem ZW festgestellt. Frühere Ergebnisse der Station V zeigten Beziehungen zwischen dem ZW der Bullen und einem Anstieg der FFA w?hrend der Hungerperiode mit einem anschlie?endem Absinken der FFA und einem gleichzeitigem Ansteigen des Glucosegehaltes nach der erste Futteraufnahme. Diese Beziehungen zwischen den ZW und den Gehalten an FFA und GL wurden für die jüngeren Bullen nicht beobachtet, die h?herere Konzentrationen von FFA und geringere Konzentrationen von IN nach einer 3-t?gigen Hungerperiode zeigten.     

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.     

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.     

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.     

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.     

The value of accuracy in making selection decisions

SUMMARY: A stochastic simulation was carried out to investigate the impact of using an index of ehvs and accuracy on genetic response and utility. Two population types were considered based on the range of accuracy used (Type A: 0-1.0 and B: 0.5-1.0). Five hundred replications were carried out leading to the evaluation of the sample mean response and its variance. The index weightings defining plateaux within 1% and 5% of the maximum response were identified, these suggesting that for population Types A and B, minimal loss in response will occur if weightings on accuracy of up to ± 0.5 σ and ± 1.5σ are selected. These weightings result in relatively minor changes in the ranking of animals, particularly where only a small number of animals are selected. Utility was defined as a function of the mean and variance of the sample response. The index weightings leading to the maximal utility were identified for seven utility functions (three risk averse, three risk preferring and a risk neutral function). Placing some weighting on accuracy when making selection decisions can be done with little compromise in expected mean response. This gives opportunity to reflect risk preferring or risk averse attitudes through the use of negative or positive weightings on accuracy. However, it seems that somewhat extreme utility functions are required before this opportunity can result in significant benefit. ZUSAMMENFASSUNG: Der Wert von Genauigkeit bei Selektionsentscheidungen Zur Untersuchung des Einflusses eines Index aus gesch?tzten Zuchtwerten und Genauigkeit auf genetischen Fortschritt und Nützlichkeit wurde durch stochastische Simulation durchgeführt. Es wurden zwei Populationstypen untersucht, die einen Bereich von 0-1 (A) in der Genauigkeit oder 0.5-1 (B) haben. Fünfhundert Wiederholungen wurden zur Bewertung des Stichprobendurchschnitts hinsichtlich Erfolg und Varianz durchgeführt. Die Indexgewichtung, die zu einem Plateau innerhalb 1% bzw. 5% des Maximalfortschrittes führte, wurde identifiziert und lie? darauf schlie?en, da? für Populationen des Typus A und B minimaler Erfolgsverlust vorhanden ist, wenn Gewichtungen der Genauigkeit von bis zu ± 0,5 und ± 1,5 σ ausgew?hlt wurden. Diese Gewichtungen resultierten in relativ geringfügigen ?nderungen in der Rangierung von Tieren, besonders bei geringer Zahl von Kandidaten. Nützlichkeit wurde als eine Funktion von Mittelwert und Varianz des Stichprobenerfolges betrachtet. Indexgewichtungen für maximale Nützlichkeit wurden für sieben Nützlichkeitsfunktionen (drei Risikoabwendungen, drei Risikoerw?hlungen und eine risikoneutrale Funktion) identifiziert. Eine gewisse Gewichtung der Genauigkeit bei Selektionsentscheidungen kann mit wenig Verminderung des erwarteten mittleren Erfolges vorgenommen werden, so da? Risikobevorzugungen oder Risikoabwendungen durch Ver?nderung negativer oder positiver Gewichtungen der Genauigkeit m?glich und überlegenswert sind. Allerdings scheint es, da? eher extreme Nützlichkeitsfunktionen vorhanden sein müssen, bevor diese ?nderungen in signifikanten Vorteilen resultieren.     

Genetic study of fertility traits and production in different parities in Italian Friesian cattle

ZUSAMMENFASSUNG: Genetische Analyse von Fruchtbarkeits- und Produktionsmerkmalen bei italienischen Schwarzbunten in verschiedenen Laktationen Produktions- und Reproduktionsdaten von italienischen Schwarzbunten sind für die Analyse von Wechselbeziehungen zwischen den Merkmalen Zwischentragzeit, Rastzeit, Tr?chtigkeitsrate bei Erstbesamung, Anzahl von Besamungen je Tr?chtigkeit einerseits und der 305 Tage Milchleistung andererseits verwendet worden. Die Milchleistung der Kühe wurde für Laktationsnummer, Kalbealter und Zwischentragezeit korrigiert. Die Analyse wurde für die ersten drei Abkalbungen getrennt durchgeführt. Die Sch?tzwerte für die Heritabilit?t liegen für die Fruchtbarkeitsmerkmale zwischen .01 und .03 und für die Milchleistungsmerkmale zwischen .16 und .22. Für die Wiederholbarkeiten wurden Werte zwischen .02 und .08 (Fruchtbarkeit) bzw. .49 und .59 (Milchleistung) gesch?tzt. Die genetische Korrelation zwischen Milchmenge und Zwischentragezeit, zwischen Milchmenge und Rastzeit sowie zwischen Tr?chtigkeitsrate bei Erstbesamung und Anzahl Besamungen je Tr?chtigkeit betr?gt .70, .92 und -.98, resp. Zwischen Fruchtbarkeits- und Milchleistungsmerkmalen wurden generell negative Korrelationen gesch?tzt, was als Antagonismus zwischen Fruchtbarkeit und Milchleistung interpretiert werden mu?. Dies bedeutet, da? bei ausschlie?licher Selektion nach Milchleistung negative Auswirkungen bezüglich der Fruchtbarkeit der Kühe zu erwarten sind. Als m?gliche Selektionsmerkmale für die Zuchtwertsch?tzung auf Fruchtbarkeit werden Tr?chtigkeitsrate bei Erstbesamung und Rastzeit (oder alternativ Anzahl Besamungen je Tr?chtigkeit) vorgeschlagen. SUMMARY: A data set of production records with breeding information was used to analyse the relationship between open period, days to first breeding, conception rate at first service, number of services per conception and 305 day milk yield adjusted for age/month of calving and open period in the Italian Friesian Cattle Breed. Separate analyses were performed for the first three parities. Heritability estimates for reproductive traits varied from .01 to .03 and for productive traits from .16 to .22 depending on parities. Repeatabilities for fertility traits were .02 to .08 while for milk yield they were between .49 and .59. Open period and days to first service were found to be highly correlated (genetic correlation: +.70 / +.92) as were conception rate at first service and number of services per conception (-.98). An antagonistic genetic relationship was found between all reproductive traits considered and production. The magnitude of the antagonistic genetic association between production and fertility indicate that genetic deterioration of fertility is to be expected if selection pressure continues to be applied to milk production only. For multiple trait selection, the reproductive measures which complement each other are days to first service and first service conception rate (or number of services per conception).     

Additive genetic and maternal effects on postweaning growth and carcass traits in rabbits

SUMMARY: Additive genetic and maternal effects were estimated for postweaning growth traits and carcass traits using a derivate-free REML procedure under animal model. The traits studied were weight at 84 days of age, age at slaughter, postweaning ADG, dressing percentage, weight of kidney and pelvic fat, and muscle pH value and electrical conductivity in the semimembranosus muscle. Heritability estimates from a total of 728 rabbits in a reciprocal crossbreeding experiment ranged from 0.15 to 0.26 for postweaning growth traits, 0.21 for dressing percentage, 0.38 for weight of kidney and pelvic fat, 0.02 for pH value, and 0.51 for electrical conductivity. Considerable maternal effects were present in postweaning growth traits and in weight of kidney and pelvic fat. Genetic correlation estimates indicated that genetic selection for postweaning daily gain would lead to lower dressing percentages (- 0.51) and leaner carcasses (- 0.34). The genetic relationships between ADG after weaning and pH value (- 0.90), and between ADG and electrical conductivity (0.58) illustrated a shifting towards a glycolytic energy metabolism of the muscle due to increased growth. Litter size at birth was found to be a significant source of variation for all postweaning growth traits (p < 0.001) and for electrical conductivity (p < 0.05). Genetic selection for litter size at birth would result in decreased growth rates, lower dressing percentage and enhanced adiposis. ZUSAMMENFASSUNG: Die Sch?tzung additiv-genetischer und maternaler Effekte auf Mastleistungs- und Schlachtk?rpermerkmale beim Kaninchen Additiv-genetische und maternale Effekte wurden für Mastleistungsmerkmale nach dem Absetzen und für Schlachtk?rpermerkmale anhand eines Tiermodells (DFREML-Methode) gesch?tzt. Bei den untersuchten Merkmalen handelt es sich um das 84-Tage-Gewicht, das Schlachtalter, Zunahmen nach dem Absetzen, Ausschlachtungsprozente, Nieren- und Beckenfettgewicht und um den pH-Wert und die elektrische Leitf?higkeit im M. semimembranosus. Die Heritabilit?tssch?tzungen an insgesamt 728 Tieren, die aus einem reziproken Kreuzungsversuch stammten, lagen bei den Wachstumsmerkmalen zwischen h(2) = 0,15 und h(2) = 0,26. Sie betrugen h(2) = 0,21 für die Ausschlachtungsprozente, h(2) = 0,38 für das Nieren- und Beckenfettgewicht, h(2) = 0,02 für den pH-Wert und h(2) = 0,51 für die Leitf?higkeitsmessung. Die Sch?tzung genetischer Korrelationen deutet an, da? eine genetische Selektion auf t?gliche Zunahmen nach dem Absetzen zu einer verringerten Ausschlachtung (- 0,51) und zu magereren Schlachtk?rpern führen würde. Die genetischen Beziehungen zwischen den Zunahmen und dem pH-Wert (- 0,90) und zwischen den Zunahmen und der elektrischen Leitf?higkeit (0,58) lassen eine Verschiebung in Richtung eines glykolytischen Muskelenergiestoffwechsels bei verst?rktem Wachstum erwarten. Die Wurfgr??e bei der Geburt stellt eine signifikante Variationsursache für die Mastleistungsmerkmale nach dem Absetzen (p < 0,001) una für die elektrische Leitf?higkeit (p < 0,05) dar. Bei einer Erh?hung der Wurfgr??e durch Selektion sind verminderte Wachstumsraten, geringere Ausschlachtungsprozente und verst?rkte Verfettung zu befürchten.     

The effects of genotype by environment interactions in dairy cattle open nucleus breeding schemes

SUMMARY: The evaluation of open nucleus breeding systems using progeny testing or adult or juvenile embryo transfer in the nucleus is extended to include genotype by environment interactions. Knowledge of the extent of such interactions can be used to design breeding schemes and to predict realistic rates of genetic gain in the commercial environment. Interactions between the nucleus and base (commercial) herds are assumed to be more important than those interactions within tiers (e. g., among base herds). The genetic selection differentials of animals born in the nucleus and evaluated for their performance under the base conditions are reduced by a factor equivalent to the genetic correlation for economic merit between the nucleus and base test environment. This leads to a lower asymptotic genetic gain per year and longer asymptotic genetic lag with regard to the genetic improvement in the base herds. The mean genetic merit in the commercial population at a given planning horizon (20 years) is also increased as the genetic correlation for economic merit between the nucleus and base environment decreases. The applies to all the breeding systems and so the genetic correlation is a critical parameter in evaluating open nucleus breeding schemes. ZUSAMMENFASSUNG: Wirkungen von Genotyp-Umweltinteraktionen in offenen Nukleuszuchtsystemen von Milchrindern Die Bewertung offener Nukleuszuchtsysteme mit Nachkommenschaftsprüfung oder adultem oder juvenilem Embryotransfer im Nukleus wird mit Berücksichtigung von Genotyp-Umweltinteraktionen erweitert. Kenntnis solcher Interaktionen sollen bei der Zuchtplanung und zur Voraussch?tzung realistischer genetischer Fortschrittsraten in praxisnahen Situationen Anwendung finden. Interaktionen zwischen Nukleus und Basis (kommerziell) Herden werden als wichtiger angenommen als Interaktionen innerhalb der Schichten (z.B. zwischen Basisherden). Genetische Selektionsdifferentiale von nukleusgeborenen Tieren, die ihre Leistung unter Bedingung der Praxis erbringen, werden proportional der genetischen Korrelation für Wirtschaftswert zwischen Nukleus und Basismilieu vermindert. Dies führt zum geringeren asymptotischen genetischen Fortschritt pro Jahr und einem l?ngeren asymptotischen, mit genetischer Verz?gerung in bezug auf genetische Verbesserung der Basisherden. Der mittlere Zuchtwert der kommerziellen Population bei gegebenem Planungshorizont (20 Jahre) wird ebenfalls proportional der genetischen Korrelation kleiner. Das bezieht sich auf alle Zuchtsysteme, so da? die genetische Korrelation ein kritischer Parameter zur Bewertung offener Nukleuszuchtsysteme ist.     

Deterministic genetic analysis of open nucleus breeding schemes for dairy cattle in developing countries

SUMMARY: A deterministic model is used to analyze the genetic properties of a two tier dairy cattle open nucleus breeding system proposed in developing countries. Theoretical selection response rates are adjusted to account for the effects of population size and structure, selection disequilibrium, sampling losses, inbreeding, and planning horizon. Optimized nucleus progeny testing, adult or juvenile multiple ovulation and embryo transfer in sib or pedigree testing schemes are used in the nucleus. All sires come from the nucleus. Females in the base herds may be recorded and selected as bull dams or donor cows in the nucleus. The predicted genetic means in the base after a given planning horizon (20 years) for a range of situations studied, is generally highest for adult sib testing, but is higher for nucleus progeny testing than for juvenile pedigree testing schemes. The genetic means are higher with more females in the nucleus and with higher reproductive and embryo transfer success rates. The genetic level of the base is higher with higher fractions of nucleus dams born in the base, but is little affected by the proportion of the total population included in the nucleus. The genetic responses are also reduced when heritability in the base is lower than in the nucleus. Policies on the formation and running of an efficient open nucleus breeding system are discussed. Key words: nucleus breeding schemes, nucleus progeny testing, multiple ovulation and embryo transfer, genetic improvement. ZUSAMMENFASSUNG: Deterministische genetische Analyse eines offenen Nukleussystems für Milchrinder in Entwicklungsl?ndern Ein deterministisches Modell wurde zur Analyse der genetischen Eigenheiten eines "Zwei-Stufen offenen Nukleuszuchtsystem" für Milchrinder für Entwicklungsl?nder verwendet. Theoretische Selektionserfolgsraten unter Berücksichtigung der Wirkungen von Populationsgr??e und Struktur, Selektionsungleichgewicht, Zufallsschwankungen, Inzucht und Planungszeitraum für optimierte Nukleusnachkommenschaftsprüfung, adulte oder juvenile multiple Ovulation und Embryotransfer mit Geschwister- oder Pedigreeprüfungspl?nen werden berechnet. Alle Vatertiere kommen von Nukleus, Muttertiere in den Basisherden z. T. leistungsgeprüft werden als Bullenmütter oder Spenderkühe im Nukleus verwendet. Das für die Basis gesch?tzte genetische Leistungsniveau eines gegebenen Planungshorizonts (20 Jahre) wird für eine Reihe von Situationen untersucht und ist im allgemeinen am h?chsten für adulte Geschwisterprüfungssysteme, aber h?her für Nukleusnachkommenschaftsprüfung als für juvenile Pedigreeprüfungspl?ne. Genetische Fortschritte sind h?her, wenn mehr weibliche Tiere im Nukleus und h?here Reproduktions- und Transfererfolgsraten existieren. Das genetische Niveau der Basis ist h?her, wenn ein h?herer Anteil von Nukleusmuttertieren aus der Basis stammt, aber es wird wenig vom Nukleusanteil der gesamten Population tangiert. Der genetische Fortschritt wird reduziert, wenn Rentabilit?t in den Basisherden niedriger als im Nukleus ist. Die Strategien zur Bildung und Management eines wirksamen offenen Nukleuszuchtsystems werden diskutiert.     

Estimation of individual cross-breeding effects on milk-production traits of the German Black Pied dairy cattle using different genetic models*

SUMMARY: Milk performance data of cross-breds in the synthetic breed German Black Pied Dairy Cattle (SMR), that had calved for the first time between 1970 and 1984, were used to estimate individual cross-breeding effects on milk production traits. Three million pure-bred and cross-bred cows that were in their first lactation and had originated from conventional housing systems were involved. For 1111331 cows genetic groups according to their respective ancestry could be formed. The additive breed differences and heterosis effects estimated by the Dickerson model correspond to those effects determined by the majority of other authors. For milk yield, highly significant negative effects were obtained for the Holstein-Friesian × Black Pied Cattle and Jersey, respectively. The estimates ranged between 4.8 % and 5.0 % of the mean of all cross-breeding groups. In cross-breds with Jersey the recombination loss for fat percentage was between 5.3 % and 6.0 %. These results support the theory that recombination loss occurs predominantly when breeds, which have been selected for a long period for certain traits, are crossed. The recombination loss for fat yield attains values between 1.9 % and 6.8 %. Different genetic models for the estimation of cross-breeding effects were compared. In contrast to the Dickerson model, the modified genetic models of Jakubec et al. (1991) and Mather and Jinks (1971) (models A, B, C and D) and those of Kinghorn (1980, 1982, 1987) enabled estimation of the genetic components underlying heterosis. Model A accounts for additive, dominant and additive × additive effects and this model can be transformed by linear functions into the Dickerson model. As model A shows an exact separation of the heterosis and epistatic effects, this model is preferred to that of Dickerson (1969, 1973). The estimated additive × dominance effects, obtained using model B, are significant and half as large as the additive × additive effects. The extent of dominance × dominance effects (models C and D) could not be determined with the restrictions used. If these epistatic interactions are taken into consideration, the standard errors of the estimates increase and the accuracy of the estimates decreases. ZUSAMMENFASSUNG: Sch?tzung individueller Kreuzungseffekte für Milchleistungsmerkmale beim Schwarzbunten Milchrind unter Verwendung verschiedener genetischer Modelle Die Untersuchung individueller Kreuzungseffekte für Milchleistungsmerkmale basiert auf den Milch-leistungsdaten von Rein- und Kreuzungszuchttieren der synthetischen Rasse Schwarzbuntes Milchrind (SMR), die zwischen den Jahren 1970 und 1984 zum ersten Mal abgekalbt haben. Insgesamt standen 3 Millionen Erstlaktierende aus herk?mmlichen Haltungssystemen zur Verfügung. 1 111 311 Kühe konnten entsprechend ihrer Abstammung eindeutig definierten Kreuzungsgruppen zugeordnet werden. Die Sch?tzwerte für die additiven Rassenunterschiede und Heterosis im Dickerson-Modell (1969) korrespondieren weitgehend mit den von anderen Autoren publizierten Ergebnissen. Hoch signifikante, negative Effekte wurden für die Kreuzungen von Holstein-Friesian mit dem Schwarzbunten Rind und Jersey gesch?tzt. Die Sch?tzwerte lagen zwischen 4,8 und 5 % des Mittels aller Generationsmittelwerte. Kreuzungen mit Jersey wiesen für den Fettgehalt einen Rekombinationsverlust zwischen 5,3 und 6 % auf. Diese Ergebnisse unterstützen die Theorie, da? Rekombinationsverluste vornehmlich dann auftreten, wenn Rassen, die für lange Zeit auf bestimmte Merkmale selektiert wurden, gekreuzt werden. Der relative Rekombinationsverlust für den Fettgehalt erreichte Werte zwischen 1,9 und 6,8 %. Die Untersuchung hatte auch zum Ziel, die Sch?tzwerte verschiedener genetischer Modelle zu vergleichen. Im Gegensatz zum Dickerson-Modell (1969) erm?glichten das modifizierte Modell von Jakubec et al. (1991), die Modelle von Mather und Jinks (1971) (Modelle A, B, C, D) sowie von Kinghorn (1980, 1982, 1987) die Sch?tzung von der Heterosis zugrundliegenden genetischen Komponenten. Das Modell A beinhaltete von den Zweiwege-Interaktionen nur die additiv × additive Komponente, es kann aber anhand von linearen Funktionen in das Dickerson-Modell (1969) überführt werden. Da Model A die Trennung der Heterosis von epistatischen Effekten erm?glicht, ist dieses Modell dem Dickerson-Modell (1969, 1973) vorzuziehen. Die gesch?tzten additiv × dominanten Effekte in Modell B waren signifikant und in etwa halb so gro? wie die additiv × additiven Sch?tzwerte. Es war schwierig, die dominant × dominanten Effekte in den Modellen C und D zu bestimmen, da sich die Standardfehler für die Sch?tzwerte erh?hten und damit die Genauigkeit der Sch?tzer abnahm.