Overview of the use of genomic data in animal breeding / Panorama do uso de dados genômicos no melhoramento genético animal

ABSTRACT: The use of molecular information in breeding programs contributed to important advances in the improvement of traits of economic interest in livestock production. The advent of single nucleotide polymorphism (SNP) panels applied to genome-wide selection (GWS) and genome-wide association studies (GWAS), along with computational advances (e.g., use of powerful software and robust analyses) allowed a better understanding of the genetic architecture of farm animals and increased the selection efficiency. In this context, the statistic method single-step GBLUP has been frequently used to perform GWS, and more recently GWAS analyses, providing accurate predictions and QTL detection, respectively. Nevertheless, in developing countries, species such as sheep and goats, whose genomic data are more difficult to be obtained, the use of data simulation has been efficient in the study of the major factors involved in the selection process, such as size of training population, density of SNP chips, and genotyping strategies. The effects of these factors are directly associated with the prediction accuracy of genomic breeding values. In this review we showed important aspects of the use of genomics in the genetic improvement of production traits of animals, the main methods currently used for prediction and estimation of molecular marker effects, the importance of data simulation for validation of those methods, as well as the advantages, challenges and limitations of the use of GWS and GWAS in the current scenario of livestock production.

RESUMO: Em programas de melhoramento genético, o uso de informações moleculares garantiu importantes avanços para a melhoria de características de interesse econômico, no âmbito da produção animal. O advento da tecnologia de painéis de SNPs aplicados à seleção genômica ampla (GWS) e associação genômica ampla (GWAS), aliado ao avanço computacional, com o uso de softwares e análises robustas, permitiram melhor compreensão sobre a arquitetura genética dos animais de produção e, consequentemente, maior eficiência na seleção. Nesse contexto, o método estatístico single-step GBLUP tem sido utilizado, frequentemente, na execução da GWS e, mais recentemente, em GWAS, possibilitando predições acuradas e detecção de QTLs, respectivamente. No entanto, em países em desenvolvimento e, em espécies como os ovinos e caprinos, que existe maior dificuldade para a aquisição de dados genômicos, o uso da simulação de dados tem se mostrado eficiente para estudar os principais fatores envolvidos no processo de seleção, como o tamanho da população de treinamento, densidade de chipde SNPs e estratégias de genotipagem, cujos efeitos estão diretamente associados à acurácia da predição de valores genéticos genômicos. Nesta revisão, serão abordados pontos importantes sobre o uso da genômica no melhoramento genético de características produtivas em animais, principais métodos de predição e estimação de efeitos de marcadores moleculares na atualidade, a importância da simulação de dados para a validação desses métodos, bem como as vantagens, os desafios e as limitações no cenário atual da produção animal com o uso da seleção e associação genômica ampla.

Overview of the use of genomic data in animal breeding / Panorama do uso de dados genômicos no melhoramento genético animal

The use of molecular information in breeding programs contributed to important advances in the improvement of traits of economic interest in livestock production. The advent of single nucleotide polymorphism (SNP) panels applied to genome-wide selection (GWS) and genome-wide association studies (GWAS), along with computational advances (e.g., use of powerful software and robust analyses) allowed a better understanding of the genetic architecture of farm animals and increased the selection efficiency. In this context, the statistic method single-step GBLUP has been frequently used to perform GWS, and more recently GWAS analyses, providing accurate predictions and QTL detection, respectively. Nevertheless, in developing countries, species such as sheep and goats, whose genomic data are more difficult to be obtained, the use of data simulation has been efficient in the study of the major factors involved in the selection process, such as size of training population, density of SNP chips, and genotyping strategies. The effects of these factors are directly associated with the prediction accuracy of genomic breeding values. In this review we showed important aspects of the use of genomics in the genetic improvement of production traits of animals, the main methods currently used for prediction and estimation of molecular marker effects, the importance of data simulation for validation of those methods, as well as the advantages, challenges and limitations of the use of GWS and GWAS in the current scenario of livestock production.

Em programas de melhoramento genético, o uso de informações moleculares garantiu importantes avanços para a melhoria de características de interesse econômico, no âmbito da produção animal. O advento da tecnologia de painéis de SNPs aplicados à seleção genômica ampla (GWS) e associação genômica ampla (GWAS), aliado ao avanço computacional, com o uso de softwares e análises robustas, permitiram melhor compreensão sobre a arquitetura genética dos animais de produção e, consequentemente, maior eficiência na seleção. Nesse contexto, o método estatístico single-step GBLUP tem sido utilizado, frequentemente, na execução da GWS e, mais recentemente, em GWAS, possibilitando predições acuradas e detecção de QTLs, respectivamente. No entanto, em países em desenvolvimento e, em espécies como os ovinos e caprinos, que existe maior dificuldade para a aquisição de dados genômicos, o uso da simulação de dados tem se mostrado eficiente para estudar os principais fatores envolvidos no processo de seleção, como o tamanho da população de treinamento, densidade de chipde SNPs e estratégias de genotipagem, cujos efeitos estão diretamente associados à acurácia da predição de valores genéticos genômicos. Nesta revisão, serão abordados pontos importantes sobre o uso da genômica no melhoramento genético de características produtivas em animais, principais métodos de predição e estimação de efeitos de marcadores moleculares na atualidade, a importância da simulação de dados para a validação desses métodos, bem como as vantagens, os desafios e as limitações no cenário atual da produção animal com o uso da seleção e associação genômica ampla.

Pre-cooling water applied to porous plates of evaporative cooling systems / Efeito do pré-resfriamento da água aplicada em placas porosas de sistemas de resfriamento evaporativo

This study assessed the ways the thermal environment is influenced by pre-cooling the water employed in wetting the porous plates present in the evaporative cooling systems (ECS). The experiment was performed using two physical models constructed on a distorted and reduced scale, which simulated closed agricultural facilities equipped with ECS made up of porous cellulose panels. In one physical model, the plates were made wet using chilled water (ECScw), while in the other they were moistened using natural water, at environment temperature (ECSnw). Both inside the physical models and outside, in the external environment, the air dry-bulb temperature (tdb), black globe temperature (tbg) and air relative humidity (RH) were measured, at 10 sec intervals. Later, the environmental indices, ECSnw cooling effectiveness and ECScw performance factor were assessed. When the porous ECS plates were thoroughly wet using pre-cooled water, lowering of the thermal variables and comfort indices was seen to be greater than when wetting the plates was done using water at room temperature. An empirical equation was proposed to determine the cooling performance factor applied to the ECScw related to water temperature, tdb and air wet-bulb temperature.

Objetivou-se com o presente trabalho avaliar o efeito do pré-resfriamento da água usada no molhamento de placas porosas de sistemas de resfriamento evaporativo (SRE) sobre o ambiente térmico. O experimento foi realizado em dois modelos físicos construídos em escala reduzida e distorcida que simularam instalações agrícolas fechadas, equipadas com SRE composto por painéis porosos de celulose. Em um modelo físico, o molhamento das placas foi realizado por meio de água resfriada (SRAR) e o outro por meio de água natural à temperatura ambiente (SRAN). Mensurou-se a temperatura de bulbo seco do ar (tbs), temperatura de globo negro (tgn) e umidade relativa do ar (UR) no interior dos modelos físicos e no ambiente externo em intervalos de 10s. Posteriormente, foram calculados índices ambientais, a efetividade de resfriamento do SRAN e fator de desempenho do SRAR. O pré-resfriamento da água usada no molhamento de placas porosas de SRE propiciou maior redução nas variáveis térmicas e índices de conforto em relação ao molhamento com água à temperatura ambiente, sendo proposta uma equação empírica para a estimativa do fator de desempenho de resfriamento aplicada ao SRAR em função da temperatura da água, da tbs e da temperatura de bulbo úmido do ar.

Industrial barley residue for the production of agglomerated panels / Resíduo de cevada industrial para a produção de painéis aglomerados

This work aimed to evaluate the physical and mechanical properties based panels made of barley industrial waste and particles Pinus spp. The company Bonet Woods and Papers Ltda. in the municipality of Santa Cecilia - Santa Catarina, provided the particles Pinus spp. The barley residue was provided by AMBEV in Lages, SC. For the production of panels used were five treatments, being composed of different barley residue content and particle Pinus spp.: 100:0 (T1), 75:25 (T2), 50:50 (T3), 25:75 (T4) and 0:100 (T5), to the residue and timber respectively. Three panels were produced per treatment, totaling 15 panels. The nominal density of 650 Kg.m-3, 12% of urea formaldehyde resin, 1% paraffin, eight minutes press cycle were used in the production of panels, with a temperature of 160 °C and a maximum pressure of 40 Kgf.cm-2. For the physical properties, moisture content, density, compression ratio, thickness swelling and water absorption (2h and 24h) were determined. The mechanical properties determined were static bending, internal connection, top and surface screw pulling. With the results found it can be concluded that increasing the percentage of barley residue decreases the resistance of the panels to the physical and mechanical properties.(AU)

Neste trabalho objetivou-se avaliar as propriedades físicas e mecânicas de painéis aglomerados constituídos por resíduos de cevada industrial e partículas de Pinus spp. As partículas de Pinus spp. foram fornecidas pela empresa Bonet Madeiras e Papéis Ltda. localizada em Santa Cecília, Santa Catarina. O resíduo de cevada foi fornecido pela AMBEV, Lages, SC. Para a produção dos painéis foram utilizados cinco tratamentos, sendo compostos por diferentes teores de resíduo de cevada e de partículas de Pinus spp., respectivamente: 100:0 (T1), 75:25 (T2), 50:50 (T3), 25:75 (T4) e 0:100 (T5). Foram produzidos três painéis por tratamento, totalizando 15 painéis. Na produção dos painéis, utilizou-se a densidade nominal de 650 Kg.m-3, 12% de resina ureia formaldeído, 1% de parafina e ciclo de prensagem de oito minutos, com 160 ºC de temperatura e pressão máxima de 40 Kgf.cm-2. Para as propriedades físicas determinou-se o teor de umidade, densidade, razão de compactação, inchamento em espessura e absorção de água (2h e 24h). As propriedades mecânicas determinadas foram resistência a flexão estática, ligação interna, arrancamento de parafuso de topo e superfície. Com os resultados encontrados pode-se concluir que o aumento da porcentagem de resíduo de cevada diminui a resistência dos painéis para as propriedades físicas e mecânicas.(AU)

Industrial barley residue for the production of agglomerated panels / Resíduo de cevada industrial para a produção de painéis aglomerados

This work aimed to evaluate the physical and mechanical properties based panels made of barley industrial waste and particles Pinus spp. The company Bonet Woods and Papers Ltda. in the municipality of Santa Cecilia - Santa Catarina, provided the particles Pinus spp. The barley residue was provided by AMBEV in Lages, SC. For the production of panels used were five treatments, being composed of different barley residue content and particle Pinus spp.: 100:0 (T1), 75:25 (T2), 50:50 (T3), 25:75 (T4) and 0:100 (T5), to the residue and timber respectively. Three panels were produced per treatment, totaling 15 panels. The nominal density of 650 Kg.m-3, 12% of urea formaldehyde resin, 1% paraffin, eight minutes press cycle were used in the production of panels, with a temperature of 160 °C and a maximum pressure of 40 Kgf.cm-2. For the physical properties, moisture content, density, compression ratio, thickness swelling and water absorption (2h and 24h) were determined. The mechanical properties determined were static bending, internal connection, top and surface screw pulling. With the results found it can be concluded that increasing the percentage of barley residue decreases the resistance of the panels to the physical and mechanical properties.

Neste trabalho objetivou-se avaliar as propriedades físicas e mecânicas de painéis aglomerados constituídos por resíduos de cevada industrial e partículas de Pinus spp. As partículas de Pinus spp. foram fornecidas pela empresa Bonet Madeiras e Papéis Ltda. localizada em Santa Cecília, Santa Catarina. O resíduo de cevada foi fornecido pela AMBEV, Lages, SC. Para a produção dos painéis foram utilizados cinco tratamentos, sendo compostos por diferentes teores de resíduo de cevada e de partículas de Pinus spp., respectivamente: 100:0 (T1), 75:25 (T2), 50:50 (T3), 25:75 (T4) e 0:100 (T5). Foram produzidos três painéis por tratamento, totalizando 15 painéis. Na produção dos painéis, utilizou-se a densidade nominal de 650 Kg.m-3, 12% de resina ureia formaldeído, 1% de parafina e ciclo de prensagem de oito minutos, com 160 ºC de temperatura e pressão máxima de 40 Kgf.cm-2. Para as propriedades físicas determinou-se o teor de umidade, densidade, razão de compactação, inchamento em espessura e absorção de água (2h e 24h). As propriedades mecânicas determinadas foram resistência a flexão estática, ligação interna, arrancamento de parafuso de topo e superfície. Com os resultados encontrados pode-se concluir que o aumento da porcentagem de resíduo de cevada diminui a resistência dos painéis para as propriedades físicas e mecânicas.

Assessment of corn silage in dairy farms in the municipality of Patos de Minas, Brazil / Avaliação da silagem de milho em fazendas leiteiras de Patos de Minas, MG

This study aimed to assess the corn silage used in 31 dairy farms in themunicipality of Patos de Minas, State of Minas Gerais, Brazil. Aquestionnaire was applied with questions related to the property, the silageprocess, and the use of roughage. A cluster analysis was then performed togroup the properties using the centroid method. Data were submitted toanalysis of variance in a completely randomized design. The continuousvariables and the discrete variables had their means compared using theTukey test and the chi-square test, respectively, with 5% probability of typeI error. Properties with low milk production were those with no technicalassistance; they tended to have nonuniform silo faces and manual removalof silage, resulting in higher silage loss.

O objetivo com este estudo foi avaliar as silagens de milho utilizadas em propriedades leiteiras do município de Patos de Minas, MG. Foram visitadas 31 propriedades do município, onde foi aplicado um questionário com questões relacionadas à propriedade, ao processo de ensilagem e à utilização do volumoso. Foi realizada análise de cluster para fazer o agrupamento das propriedades avaliadas, utilizando o método do centróide. Os dados foram submetidos à análise de variância em delineamento inteiramente casualizado e as médias das variáveis contínuas foram comparadas pelo teste de Tukey, enquanto que as médias das variáveis discretas, pelo teste de qui-quadrado, com probabilidade de 5% para ocorrência do erro tipo I. As propriedades com baixa produção de leite são caracterizadas por ausência de consultoria técnica e tendem a apresentar painéis de silos desuniformes, com retirada manual, resultando em maior descarte (perda) de silagem.

Assessment of corn silage in dairy farms in the municipality of Patos de Minas, Brazil / Avaliação da silagem de milho em fazendas leiteiras de Patos de Minas, MG

This study aimed to assess the corn silage used in 31 dairy farms in themunicipality of Patos de Minas, State of Minas Gerais, Brazil. Aquestionnaire was applied with questions related to the property, the silageprocess, and the use of roughage. A cluster analysis was then performed togroup the properties using the centroid method. Data were submitted toanalysis of variance in a completely randomized design. The continuousvariables and the discrete variables had their means compared using theTukey test and the chi-square test, respectively, with 5% probability of typeI error. Properties with low milk production were those with no technicalassistance; they tended to have nonuniform silo faces and manual removalof silage, resulting in higher silage loss.(AU)

O objetivo com este estudo foi avaliar as silagens de milho utilizadas em propriedades leiteiras do município de Patos de Minas, MG. Foram visitadas 31 propriedades do município, onde foi aplicado um questionário com questões relacionadas à propriedade, ao processo de ensilagem e à utilização do volumoso. Foi realizada análise de cluster para fazer o agrupamento das propriedades avaliadas, utilizando o método do centróide. Os dados foram submetidos à análise de variância em delineamento inteiramente casualizado e as médias das variáveis contínuas foram comparadas pelo teste de Tukey, enquanto que as médias das variáveis discretas, pelo teste de qui-quadrado, com probabilidade de 5% para ocorrência do erro tipo I. As propriedades com baixa produção de leite são caracterizadas por ausência de consultoria técnica e tendem a apresentar painéis de silos desuniformes, com retirada manual, resultando em maior descarte (perda) de silagem.(AU)

Technological properties of particleboards produced using mixture of pines and bamboo / Propriedades tecnológicas de painéis de partículas produzidos com pinus e bambu

This paper aimed to evaluate the technological properties of particleboards produced with particles of unconventional species, bamboo of the species Phyllostachys edulis, and of the genus traditionally used by the sector for the production of the particulate panels in Brazil, Pinus spp.The bamboo splints of 3 years old were collected in Frei Rogério, Santa Catarina, being transformed into particles in a mill hammer, while the particles of Pinus spp. were collected from the industrial process of MDP production in Bonet Madeiras e Papéis Ltda Company in Santa Cecília, Santa Catarina. The company used eight-year-old logs of P. taeda and P. elliottii from the thinning process, without distinction of the species. The experiment was composed of five compositions with mixing the bamboo and wood particles in different proportions ((T1)100:0%; (T2)75:25%; (T3)50:50%; (T4)25:75%; (T5)0:100%). The panels were produced nominal density of 700 kg / m³ and pressing cycle of 160ºC and 40 kgf/cm² for 8 minutes. Results reporting physical and mechanical properties of panels were evaluated through Analysis of Variance and Tukey´s Test at 95% probability. The results evidenced that bamboo particles presented potential for the production of particleboard. The most promising results were presented with the addition of 50% of bamboo in the panel composition (T3), mainly by means observed for dimensional stability, as for strength and stiffness. Values of internal bond presented significantly lower averages with the addition of more than 25% of bamboo.(AU)

Este estudo tem por objetivo avaliar as propriedades tecnológicas de painéis de madeira produzidos com partículas de bambu da espécie Phyllostachysedulis, e do gênero tradicionalmente utilizado pelo setor para a produção dos painéis particulados no Brasil, o Pinus spp. As varas de bambu com três anos de idade foram coletadas em Frei Rogério, no estado de Santa Catarina, Brasil, sendo transformadas em partículas em um moinho. As partículas de Pinus spp. foram coletadas no processo produtivo da Empresa Bonet Madeiras e Papéis Ltda em Santa Cecília, Santa Catarina. A empresa utiliza toras provenientes do desbaste de reflorestamentos de Pinus taeda e Pinus elliottii com oito anos de idade, sem distinção de espécies. O experimento foi composto por cinco tratamentos com mistura das partículas de bambu e de madeira em diferentes proporções ((T1)100:0%; (T2)75:25%; (T3)50:50%; (T4)25:75%; (T5)0:100%). Os painéis foram produzidos com densidade nominal de 700 kg / m³ e ciclo de prensagem de 160 ºC e 40 kgf/cm2 por oito minutos. Os resultados para as propriedades físicas e mecânicas dos painéis foram avaliados por meio da Análise da Variância e do Teste de Tukey a 95% de probabilidade. Os resultados evidenciaram que o bambu apresenta potencial para a produção de painéis de partículas. O resultado mais promissor foi encontrado com a adição de 50% de bambu na composição do painel (T3), principalmente quanto a estabilidade dimensional e aos valores de resistência e rigidez. Os valores para ligação interna apresentaram-se significativamente menores com adição de mais de 25% de partículas de bambu.(AU)

Granulometria das partículas e da adição de cal nas propriedades de compósitos madeira-cimento produzidos pelo método de adensamento por vibro compactação / Particle size and lime addiction on properties of wood-cement composites produced by the method of densification by vibro compaction

This paper aimed to evaluate the effects of particle size and the use of lime as a pretreatment of Pinus spp wood particles on the production of wood-cement composites by vibro-compaction densification. Specimens for internal bond and static bending were produced with two different particle sizes: G1, particles that pass through a 4mm screen and were retained at 2mm screen, and G2, particles that pass through a 2mm screen and were retained at 0.84mm screen. The use of lime was also tested in two different methods as pretreatment of wood particles: carbonatation of wood particles before being used in the composite mixture; and addition of hydrated lime directly to the composite mixture. Use of larger particles (G1) presented higher values of internal bond and MOR than composites produced with smaller particles (G2). About the pretreatments, the use of hydrated lime resulted in composites with higher density and better internal bond.

O presente trabalho visou avaliar o efeito da granulometria e do pré-tratamento com cal das partículas de madeira de Pinus spp na confecção de compósitos madeira-cimento moldados pelo método de adensamento por vibro compactação. Foram produzidos corpos-de-prova para teste de ligação interna e flexão estática com duas diferentes granulometrias de partículas: G1, partículas passantes em uma peneira de 4mm e retidas em uma de 2mm, e G2, partículas passantes em peneira de 2mm e retidas em 0,84mm. Também foram testados o uso da cal por dois diferentes métodos como pré tratamento das partículas de madeira: a carbonatação prévia das partículas antes da confecção dos compósitos e o uso da solução de cal hidratada durante o processo de mistura dos ingredientes. O uso de partículas maiores (G1) apresentou maiores valores de ligação interna e modulo de ruptura quando comparados com compósitos produzidos com partículas menores (G2). Quanto ao pré-tratamento, o uso da cal hidratada resultou em compósitos mais densos e com melhores resultados de ligação interna em relação aos demais tratamentos.

Granulometria das partículas e da adição de cal nas propriedades de compósitos madeira-cimento produzidos pelo método de adensamento por vibro compactação / Particle size and lime addiction on properties of wood-cement composites produced by the method of densification by vibro compaction

This paper aimed to evaluate the effects of particle size and the use of lime as a pretreatment of Pinus spp wood particles on the production of wood-cement composites by vibro-compaction densification. Specimens for internal bond and static bending were produced with two different particle sizes: G1, particles that pass through a 4mm screen and were retained at 2mm screen, and G2, particles that pass through a 2mm screen and were retained at 0.84mm screen. The use of lime was also tested in two different methods as pretreatment of wood particles: carbonatation of wood particles before being used in the composite mixture; and addition of hydrated lime directly to the composite mixture. Use of larger particles (G1) presented higher values of internal bond and MOR than composites produced with smaller particles (G2). About the pretreatments, the use of hydrated lime resulted in composites with higher density and better internal bond.(AU)

O presente trabalho visou avaliar o efeito da granulometria e do pré-tratamento com cal das partículas de madeira de Pinus spp na confecção de compósitos madeira-cimento moldados pelo método de adensamento por vibro compactação. Foram produzidos corpos-de-prova para teste de ligação interna e flexão estática com duas diferentes granulometrias de partículas: G1, partículas passantes em uma peneira de 4mm e retidas em uma de 2mm, e G2, partículas passantes em peneira de 2mm e retidas em 0,84mm. Também foram testados o uso da cal por dois diferentes métodos como pré tratamento das partículas de madeira: a carbonatação prévia das partículas antes da confecção dos compósitos e o uso da solução de cal hidratada durante o processo de mistura dos ingredientes. O uso de partículas maiores (G1) apresentou maiores valores de ligação interna e modulo de ruptura quando comparados com compósitos produzidos com partículas menores (G2). Quanto ao pré-tratamento, o uso da cal hidratada resultou em compósitos mais densos e com melhores resultados de ligação interna em relação aos demais tratamentos.(AU)

PREDICTION ABILITY OF CUSTOMIZED SNP ARRAYS WITH DIFFERENT DENSITIES USING THE SINGLE-STEP GENOMIC BLUP METHOD IN A BEEF CATTLE POPULATION

A implementação da seleção genômica (SG) nos programas de melhoramento de bovinos de corte no Brasil tem sido suportado por o incremento do progresso genético das populações de bovinos Nelore. No entanto, um desafio de custo-benefício surge com base na quantidade e qualidade dos marcadores SNPs usados para predições acuradas dos valores genômicos (GEBVs). Portanto, o objetivo deste estudo é avaliar a habilidade de predição de marcadores SNPs em dados simulados e reais sobre características de alta e baixa herdabilidade por meio do método de passo único GBLUP, empregando painéis customizados de baixa e moderada densidade. No capítulo 2, oito réplicas de 18.000 animais genotipados foram simulados com painéis de 335k SNPs, dos quais 6.000 foram a população de validação para predizer os GEBVs. Critérios de alta (H-I) e baixa (LI) informatividade além da localização equidistante (E-D) dos marcadores foram usados para customizar quatro densidades (35k, 16k, 4k e 2k) de painéis. Assim, em conjunto com o painel de 335k SNPs, treze cenários foram avaliados. Adicionalmente, os painéis customizados foram imputados a 335k SNPs e a acurácia da imputação foi estimada. Em geral, pelo menos 5% dos marcadores H-I ou E-D do painel de 335k SNPs alcançaram predições genômicas confiáveis e imputações acuradas. No capítulo 3, registros de 945 animais genotipados com alta densidade (HD) nascidos entre 1974 e 2018 para peso aos 210 (W210) e 450 (W450) dias de idade e o efeito materno para W210 (MW210) foram usados, dos quais 247 animais nascido despois do 2008 foram a população de validação. Cinco painéis de diferentes densidades (40k, 20k, 10k, 5k e 2k) foram customizados pelos critérios H-I e E-D e o painel HD foi usado como o cenário desejável. As predições dos GEBVs e a acurácia BIF (Beef Improvement Federation) foram obtidas com os programas da família BLUPF90. O método de regressão linear foi usado para avaliar a habilidade de predição, inflação e viés dos GEBVs para cada painel customizado. Uma superestimação da acurácia BIF foi observada quando diminuiu a densidade dos painéis. Para todas as características, a habilidade de predição apresentou aumento com altas densidades e foi similar para painéis customizados com densidades superiores a 10k SNPs, mesmo assim, a inflação foi baixa com altas densidades e o MW210 presentou as maiores inflações. O viés foi susceptível a superestimação dos GEBVs quando a densidade dos painéis customizados diminuiu. Em geral, a acurácia BIF e o nível do viés foram sensíveis aos painéis customizados de baixa densidade enquanto a habilidade de predição com pelo menos 5.000 H-I ou E-D iv marcadores a partir do painel HD, apresentou predições acuradas e com menos viés. Esses resultados indicaram que o desenvolvimento de painéis customizados de baixa densidade poderia ser uma abordagem viável para SG utilizando o método ssGBLUP e com melhor custo-benefício nos programas de melhoramento de bovinos de corte.

The implementation of genomic selection (GS) in Brazilian beef cattle breeding programs has been supported by the increase in genetic progress of Nellore cattle populations. However, from the fundamental principles of GS, a cost-benefit challenge arises based on the quantity and quality of SNP markers used for the prediction of reliable genomic values (GEBVs). Therefore, the objective of this study is to evaluate the prediction ability of SNP markers in simulated and real data on high and low heritability traits through of single-step GBLUP method, employing lower and moderate density customized arrays. In chapter 2, eight replicates of 18,000 genotyped animals were simulated with 335k SNPs array, of which 6,000 were the validation population to predict GEBVs. Four densities of customized SNPs arrays (35k, 16k, 4k and 2k) created from high (H-I) and low (L-I) informativeness and evenly distanced SNP markers (E-D) of SNPs, were the criteria to marker select. Thus, in conjunction with the 335k SNPs array, thirteen scenarios were evaluated. In addition, the customized arrays were imputed to 335k SNPs and the accuracy of imputation was estimated. Overall, at least 5% H-I or E-D markers from 335k array achieved reliable genomic predictions and accurate imputations. In chapter 3, records of 945 genotyped animal with highdensity (HD) born between 1974 and 2018 for weight to 210 (W210) and 450 (W450) days of age and maternal effect of W210 (MW210) were used, of which 247 animals born after 2008 were the validation population. Five density arrays were customized (40k, 20k, 10k, 5k and 2k) by H-I and E-D criteria and the HD array was used as desirable scenario. The GEBV predictions and accuracy BIF (beef improvement federation) were obtained with BLUPF90 family programs. The linear regression method was used to evaluate the prediction ability, inflation, and bias of GEBV of each customized array. An overestimation of BIF accuracy was observed when the density arrays decreased. For all traits, the prediction ability increased with higher densities and was similar for customized arrays above 10k, as well, the inflation was low with higher densities and the MW210 effect displayed the higher inflations. The bias was susceptible to overestimation of GEBVs when the density customized arrays decrease. Overall, the BIF accuracy and the level of bias were sensible to of low-density customized arrays while the prediction ability at least 5,000 H-I or E-D markers from HD array, displayed accurate and less biased predictions. These results indicated that the development of low-density customized arrays might be an approach feasible to GS under ssGBLUP method and cost-effective in beef cattle breeding programs.

PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS COMO TECNOLOGIA PARA PROMOVER O BEM-ESTAR E A SUSTENTABILIDADE NA PRODUÇÃO DE OVINOS

O objetivo deste estudo foi Propor uma estrutura de sombreamento alternativa para ovinos criados em sistema de pastejo utilizando painéis solares fotovoltaicos como anteparo à radiação solar e determinar o impacto nas respostas fisiológicas e comportamentais de ovinos Corriedale. Foram utilizadas 9 ovelhas Corriedale, em pastejo em ambiente intertropical. As temperaturas corporais (vaginal, temperatura da superfície da pele e do velo, °C) e frequência respiratória (respirações minutos-1) na sombra ou expostas à radiação solar foram avaliadas como medidas fisiológicas. Observações comportamentais foram realizadas entre as 08:00h e as 17:00h, em intervalos regulares de 10 minutos. As variáveis meteorológicas (temperatura e umidade do ar, irradiância solar e velocidade do vento) foram medidas em intervalos regulares de 1 minuto. A estrutura de sombra é composta por 10 painéis fotovoltaicos, projetando 19,3 m² de sombreamento, gerando uma média mensal de 429,51 kWh. Em até 150 Wm-2 de irradiancia solar os animais tem como comportamento predominante o pastejo ao sol. Os mesmos procuram sombra para realizar comportamentos de descanso como ruminação e ócio. A temperatura de superfície do velo apresenta redução no decorrer do uso da sombra independente do nível de radiação. Ja a temperatura da epiderme, apresenta este comportamento apenas a partir de 350Wm-2. A frequência respiratória dos animais é maior quando estão à sombra do que quando expostos à irradiancia solar, no entanto à mesma apresenta queda significativa no decorrer do uso do recurso de sombreamento. A carga térmica radiante foi cerca de 27% menor sob a estrutura de sombra, o que mostra que os animais usam sombra porque oferecem uma melhor condição de conforto térmico, controlando as temperaturas internas e de superfície e a taxa respiratória. Portanto, painéis solares fotovoltaicos promovem o bem-estar e a sustentabilidade do sistema de produção de ovinos.

The aim of this study was to propose an alternative shading structure for sheep reared in a grazing system using photovoltaic solar panels as a shield to solar radiation and to determine the impact on the physiological and behavioral responses of Corriedale sheep. Nine Corriedale sheep were used, grazing in an intertropical environment. Body temperatures (vaginal, skin and fleece surface temperature, ° C) and respiratory rate (breaths min-1) in the shade or exposed to solar radiation were assessed as physiological measures. Behavioral observations were made between 8 am and 5 pm, at regular 10-minute intervals. The meteorological variables (air temperature and humidity, solar irradiance and wind speed) were measured at regular intervals of 1 minute. The shadow structure consists of 10 photovoltaic panels, projecting 19.3 m² of shading, generating a monthly average of 429.51 kWh. At up to 150 Wm-2 of solar irradiance, the animals have the predominant behavior of grazing in the sun. They seek shade to perform restful behaviors such as rumination and leisure. The surface temperature of the fleece is reduced during the use of the shade regardless of the radiation level. The temperature of the epidermis, however, shows this behavior only from 350Wm-2. The respiratory frequency of the animals is higher when they are in the shade than when exposed to solar irradiance, however the same shows a significant decrease during the use of the shading feature. The radiant thermal load was about 27% lower under the shade structure, which shows that animals use shade because they offer a better condition of thermal comfort, controlling indoor and surface temperatures and the respiratory rate. Therefore, photovoltaic solar panels promote the well-being and sustainability of the sheep production system.

Desenvolvimento e validação de kit multiplex para identificação genética e teste de parentesco por análise de microssatélites em equinos

O desenvolvimento da indústria equina tem aumentado a demanda por testes de verificação de parentesco para fins de registro na raça, os quais são realizados pela análise de regiões microssatélites de repetições curtas (STR). O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento exige, atualmente, a análise de 12 marcadores para o painel principal (sendo 9 obrigatórios e 3 a escolher entre outros 8) e 12 marcadores para um painel adicional (a escolher entre possíveis 15). No Brasil há apenas um kit comercial disponível para um painel principal, o qual possui elevado custo, e nenhum kit comercial disponível para o painel adicional. Desta forma, muitos laboratórios são levados a desenvolver seus próprios testes, os quais são realizados utilizando-se várias reações de PCR. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema de reações múltiplas (multiplex) para cada um dos painéis com custo baixo e alta eficiência. Foi realizada análise in silico dos primers recomendados pela International Society for Animal Genetics (ISAG), organização responsável pela padronização desses testes, para 17 marcadores do painel principal (AHT4, AHT5, ASB2, ASB17, ASB23, CA425, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, HTG10, LEX3 e VHL20) e para 15 marcadores do painel adicional (TKY279, TKY287, TKY294, TKY297, TKY301, TKY312, TKY321, TKY325, TKY333, TKY337, TKY341, TKY343, TKY344, TKY374 e TKY394), os quais foram testados, quanto a sua eficiência, em formato monoplex e depois em formato multiplex. Foram redesenhados primers para 11 marcadores STR visando a melhor eficiência do sistema multiplex para cada painel. As concentrações de cada primer foram ajustadas para obtenção de uma amplificação equilibrada para todos os loci. As amostras foram sequenciadas no equipamento ABI 3130XL® (Applied Biosystems) e posteriormente analisadas no software Genemapper® v 5.0 (Applied Biosystems). Foi desenvolvido parcialmente um sistema multiplex com 14 marcadores para o painel principal de genotipagem de equinos (AHT4, AHT5, ASB2, ASB17, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, LEX3 e VHL20), uma vez que o marcador obrigatório HTG10 obteve resultado satisfatório apenas no formato monoplex, precisando ser testado em uma reação de PCR a parte. Os resultados das 50 amostras analisadas pelo sistema desenvolvido neste estudo, para o painel principal, foram consistentes quando comparados aos do kit comercial Equine Genotypes® (Thermo Fisher Scientific). Para o painel adicional (série TKY) foi possível o desenvolvimento composto de dois sistemas multiplex, um contemplando 8 marcadores (TKY 279, TKY297, TKY301, TKY312, TKY325, TKY337, TKY374 and TKY394) e outro contemplando 5 marcadores (TKY287, TKY321, TKY333, TKY343 and TKY344). Ambos os sistemas reproduziram os resultados das amostras referências provenientes da ISAG e testadas neste estudo. Pode ser concluído que ambos os painéis apresentaram bons resultados para análises, sendo possível desenvolver dois sistemas multiplex, atendendo o objetivo de desenvolver um método de baixo custo a alta eficiência, embora em duas etapas. Mais estudos deverão ser desenvolvidos com a finalidade de reunir em um único sistema multiplex todos os marcadores necessários.

The development of the modern horse industry has increased the demand for equine parentage tests for pedigree verification, which are based in short tandem repeats (STR) analysis. These tests use 12 STR markers (of which 9 are compulsory and 3 chosen from another 8) for a main panel and other 12 STR (chosen from possible 15) for an additional panel and are regulated by the Ministry of Agriculture, Cattle and Supply (MAPA). There is only one imported commercial kit available in Brazil for the main panel, which it is costly and there are not any commercial kits available for the secondary panel. Thus, many laboratories must customize their own tests, which are performed by several PCR reactions. This work aimed to develop a novel multiplex STR typing system for each panel with low cost and high efficiency. Seventeen primers recommended by ISAG for the main panel (AHT4, AHT5, ASB2, ASB17, ASB23, CA425, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, HTG10, LEX3 and VHL20) and fifteen recommended for the additional panel (TKY279, TKY287, TKY294, TKY297, TKY301, TKY312, TKY321, TKY325, TKY333, TKY337, TKY341, TKY343, TKY344, TKY374 and TKY394) were submitted to in silico analysis. Then primers were validated individually and then jointly to test the efficiency of the multiplex system. Eleven primers were redesigned to establish a novel multiplex PCR system for each panel. Primer concentrations were adjusted in order to achieve a well-balanced set of amplicons for all markers. Samples were loaded into ABI 3130XL® Analyzer (Applied Biosystems) and then analyzed in Genemapper® v5.0 software (Applied Biosystems). A single multiplex STR genotyping system was partially developed for the main equine panel containing 14 loci (AHT4, AHT5, ASB2, ASB17, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, LEX3 and VHL20) because HTG10 which is compulsory - only amplified well in a separately PCR reaction. Results from 50 tested samples were concordant between Equine Genotypes® kit (Thermo Fisher Scientific) and the system developed in this study for the main panel. Two multiplex PCR systems were developed for the additional panel, one containing 8 markers (TKY279, TKY297, TKY301, TKY312, TKY325, TKY337, TKY374 and TKY394) and other containing 5 markers (TKY287, TKY321, TKY333, TKY343 and TKY344). The developed multiplex systems were able to detect all alleles from ISAG reference samples tested in this work. Results indicate that multiplex systems worked well and are cost-effective while performed in 2 PCR reactions for each panel. Further studies are needed to include all markers in a single multiplex PCR reaction.

IDENTIFICAÇÃO DE VARIAÇÕES ESTRUTURAIS DO GENOMA DE BOVINOS GIR LEITEIRO

O Gir Leiteiro resulta da seleção fenotípica de animais da raça zebuína Gir com maior aptidão para produção de leite. Esses animais possuem tolerância ao calor, às doenças e aos parasitas tropicais. Essas características adaptativas tornam o Gir Leiteiro um recurso genético importante para a produção de leite nos trópicos. O estudo e caracterização de variantes estruturais (SV) do DNA desses indivíduos relacionadas a características adaptativas, de sanidade e produtivas são de interesse para o melhoramento genético da raça. Um exemplo de variações estruturais estudadas é a variação no número de cópias (CNV), que compreende deleção ou duplicação de um segmento de DNA em relação ao genoma referência. Esse tipo de SV envolve muitos pares de bases, sendo capaz de alterar a expressão gênica e de ocasionar alterações fenotípicas. Os objetivos deste trabalho foram: (1) detectar CNV no genoma de bovinos Gir Leiteiro; (2) identificar regiões de CNV (CNVR) de alta confiabilidade; (3) determinar as regiões genômicas em que ocorrem as CNV que coincidem com regiões de interesse, tais como genes e Quantitative trait loci (QTL) previamente relacionados às características de sanidade, reprodução e produção de leite; (4) categorizar funcionalmente os genes sobrepostos às CNV e identificar as vias biológicas enriquecidas. Após o controle de qualidade, dados de intensidade de sinal de genotipagem de SNP (polimorfismo de nucleotídeo único) provenientes do ensaio Bovine HD SNPChip de 545 indivíduos e dados oriundos de sequenciamento de genoma completo de 38 touros foram utilizados para a detecção de CNV. Ao total, 547 animais foram utilizados, dos quais 36 possuíam informação de painel de SNP e sequenciamento. Para a identificação das CNV nos dados de genotipagem foi utilizado o modelo oculto de Markov por meio do programa PennCNV e, nos dados de sequenciamento, foram utilizadas as metodologias de Read Depth, por meio do programa CNVnator e, Split-Read e Read Pair, pelo programa DELLY. O genoma referência ARS_UCD1.2 foi utilizado para o alinhamento das amostras de sequenciamento e para o mapa de SNP. Dois conjuntos de regiões de CNV (CNVR) de alta confiança foram definidos, contendo variantes encontradas nos dados de painéis de SNP e de sequenciamento. Esses conjuntos foram relativos às CNVR presentes em, no mínimo, 5% da população estudada (CNVR_POP) e aos indivíduos representativos da população Gir Leiteiro (CNVR_ANI). No conjunto CNVR_POP, foram encontradas dez CNVR, que representam 1,04 Mb do genoma bovino. No conjunto CNVR_ANI, foram encontradas 45 CNVR, que somadas representam mais de 4,4 Mb do genoma bovino. Os dois conjuntos de CNVR de alta confiança foram unidos para análise funcional resultando em 48 CNVR únicas e de alta confiança. Essas se sobrepuseram a 69 genes, incluindo FILIP1, SENP6, CA5A, BANP, HERC2, RHOU, GBP2, GBP4, GBP6, BLA-DQB, ENSBTAG00000037605 e genes de receptores olfativos. Na análise de enriquecimento, dois termos de Gene Ontology (GO) (FDR<0,05) e 17 termos da plataforma Medical Subject Headings (MeSH) (pajustado< 0,05) foram enriquecidos significativamente. Nas CNVR únicas e de alta confiança foram encontrados 44 Quantitative trait loci (QTL) significativamente associados (p<0,05) a produção (29,54%), reprodução (22,73%), conformação (18,18%), sanidade (13,64%), leite (13,63%), e carne e carcaça (2,27%). As CNVR iv presentes no conjunto CNVR_POP podem ser consideradas como regiões de polimorfismos no número de cópia, pois estão presentes em mais de 1% da população estudada. Em adição, esse conjunto pode ser utilizado como critério de escolha de CNV a serem validadas, como por exemplo, por PCR. Este estudo poderá auxiliar na escolha de SNP que estejam sobrepostos às CNV para o desenvolvimento de painéis de genotipagem para o Gir leiteiro. Ainda, a inclusão de CNVR na avaliação genômica poderá trazer benefícios para o processo de seleção e deve ser verificada. Nossos resultados abrangem a identificação e caracterização de 48 CNVR de alta confiança no genoma de bovinos Gir Leiteiro, o que contribui para a elaboração de um mapa de SV na raça Gir e para o melhor entendimento do genoma dos zebuínos. As CNVR identificadas neste estudo podem afetar potencialmente genes que estão envolvidos no processo evolutivo e no controle fenotípico de característica de interesse para a cadeia produtiva leiteira, como imunidade, lactação, reprodução, reconhecimento de estímulos e sanidade.

The Dairy Gir cattle results from the selection of animals from the Zebu Gir breed with greater aptitude for milk production. These animals are tolerant of heat, disease, and tropical parasites. These adaptive traits make the Dairy Gir an important genetic resource for milk production in the tropics. The study and characterization of structural variants (SV) of the DNA of these animals related to adaptive, healthy, and productive traits are interesting to the animal breeding of the breed. An example of structural variants is copy number variation (CNV), which comprises deletion or duplication of a DNA segment compared to the reference genome. The CNV can alter the gene expression and consequently change phenotypes because it encompasses many base pairs. The objectives of the work were: (1) detect CNV in the genome of Dairy Gir cattle; (2) identify high-confidence CNVR; (3) determine the genomic regions overlapping CNVR that coincide with the interest regions, such as genes and Quantitative Trait Loci (QTL) previously related to health, reproduction, and milk production traits; (4) functionally categorize genes overlapped with CNVR and identify the enriched biological pathways. After the quality control, luminosity data from 545 individuals genotyped with Illumina BovineHD BeadChip and whole-genome sequencing data from 38 bulls were used to detect CNV. In total, 547 Dairy Gir animals were used, and 36 animals had both types of information. To identify the CNV in the SNP (single nucleotide polymorphism) array data, the hidden Markov model methodology was used by the PennCNV software and, in the sequencing data, the Read Depth methodology was used by the CNVnator software, and Split-Read and Read Pair methodologies by the DELLY software. The reference genome ARS_UCD1.2 was used for the alignment and the SNP map. Two sets of high confidence CNV regions (CNVR) were defined, containing variants found in the SNP array and sequencing data. These sets are related to the CNVR present in at least 5% of the studied population (CNVR_POP) and the representative animals of the Dairy Gir population (CNVR_ANI). In the CNVR_POP set, ten CNVR were found, covering 1.04 Mb of the bovine genome. In the CNVR_ANI set, 45 CNVR were found, which together cover more than 4.4 Mb of the bovine genome. The two high confidence CNVR sets were merged for functional analysis, resulting in 48 unique and high-confidence CNVR. These overlapped 69 genes, including FILIP1, SENP6, CA5A, BANP, HERC2, RHOU, GBP2, GBP4, GBP6, BLA-DQB, ENSBTAG00000037605, and odorant receptors genes. In the enrichment analysis, two Gene Ontology (GO) terms (FDR<0.05), and 17 terms (padjusted< 0.05) from the Medical Subject Headings (MeSH) platform were significant. In the unique and high confidence CNVR, 44 Quantitative trait loci (QTL) were significantly associated (p<0,05) with production (29.54%), reproduction (22.73%), conformation (18.18%), health (13.64%), milk (13, 63%), and meat and carcass (2.27%). The CNVR in the CNVR_POP set may be considered regions of copy number polymorphism since they are present in more than 1% of the studied population. In addition, this set can be used to choose the CNV to be validated, such as by PCR. This study may support the selection of markers that flanks CNV to the development of SNP arrays for the Dairy Gir. Also, the inclusion of CNVR in the genomic evaluation could benefit the selection process and must be verified. Our results include the identification and characterization of 48 high-confidence CNVR in the genome of Dairy Gir cattle. These data contribute to elaborate an SV map in the vi Gir breed and a better understanding of the genome of the zebu cattle. The CNVR identified in this study may potentially affect genes involved in the evolutionary process and the phenotypic control of traits of interest to the dairy products market, such as immunity, lactation, reproduction, stimulus recognition, and health.

Low density genomic data for animal breeding: critical analysis and perspectives of the GoldenGate Beadxpress technology / Utilização de dados genômicos de baixa densidade no melhoramento animal: análise crítica e perspectivas da Tecnologia GoldenGate BeadXpress

The increasing development of DNA sequencing and genotyping technologies has made possible to analyze the genomes of several species. Genomic studies of production animals have greatly increased the understanding of mechanisms that control the interactions of genetic and environmental factors involved in the expression of traits of economic importance. Several technologies have been presented by different companies for the genotyping of low-density SNP panels, which may be used in different applications with different goals, such as paternity testing, diagnosis of genetic diseases, and identification of genetically superior animals based on polymorphisms characterized in candidate genes. The present review critically analyzes the GoldenGate Beadxpress technology and puts its use in these applications into perspective.(AU)

A crescente evolução das tecnologias de sequenciamento e genotipagem de DNA tornaram possível analisar o genoma de várias espécies, compreender suas funções dentro dos sistemas biológicos e, sobretudo, começar a entender os mecanismos que controlam as interações entre os genótipos e os efeitos ambientais que estão envolvidos com a expressão de características de interesse econômico. Várias tecnologias foram apresentadas por diferentes empresas para a genotipagem de painéis de SNP de baixa densidade, os quais podem ser utilizados em diferentes aplicações com objetivos variados, desde testes de paternidade e diagnósticos de doenças genéticas até a identificação de animais geneticamente superiores, com base em polimorfismos caracterizados em genes candidatos. Essa revisão analisa a tecnologia Goldengate Beadxpress e coloca em perspectiva seu uso nessas aplicações.(AU)

STRATEGIES TO IMPLEMENT GENOMIC SELECTION IN MONTANA COMPOSITE BEEF CATTLE

A busca por novas características e métodos capazes de incrementar o ganho genético em programas de melhoramento é constante. Com o advento da seleção genômica um grande progresso genético tem sido observado. Entretanto, a seleção genômica em animais cruzados, compostos ou populações multirraciais ainda é pouco difundida. Desta forma, os objetivos do presente estudo foram: i) Investigar o impacto do uso de diferentes matrizes de parentesco na avaliação genética de bovinos Montana; ii) Investigar o efeito do uso de metafundadores (MFs) e grupos de pais desconhecidos (UPG) na avaliação genética de bovinos Montana. Foram utilizados registros de 680.551 animais no pedigree, dos quais, 1899 foram genotipados com painéis de diferentes densidades e posteriormente imputados para o painel da Neogen GeneSeek® Genomic Profiler (GGP) com aproximadamente 30.000 SNPs. Informações fenotípicas de circunferência escrotal aos 12 meses de idade (SC12), ganho de peso pós desmame (PWG), peso à desmama (WW) e peso ao nascimento (BW) foram utilizadas. Quatro matrizes de parentesco distintas, e um modelo unicaracterística, foram utilizadas: 1) Matriz de parentesco aditivo baseada no pedigree ($); 2) Matriz de parentesco genômico, construída como no ssGBLUP default (%!); 3) Matriz de parentesco genômico, centrada com base nas frequências alélicas dos grupos de tipo biológico ou de componentes principais (%"); 4) Matriz de parentesco genômico, centrada e escalada com base nas frequências alélicas dos grupos de tipo biológico ou de componentes principais (%#). Além disso, metafundadores e grupos de pais desconhecidos foram utilizados, os quais foram empregados em modelos multicaracterística BLUP e ssGBLUP. Foram testados modelos com quatro ou dez MFs e UPGs. UPGs foram adicionados na matriz & no ssGBLUP (ssGBLUP_UPG) $! (ssGBLUP_UPGA). Para a validação dos ou apenas nas matrizes $$! e $"" resultados, o método baseado em estatísticas de regressão linear (LR), e 436 animais com fenótipos omitidos, foram utilizados. Ajustes nas matrizes de parentesco genômico não foram capazes de captar maior proporção de variância genética aditiva em relação a variância fenotípica, ou seja, produzir maior herdabilidade. A adição da informação genômica, no modelo, em ambos os estudos, foi capaz de incrementar a estabilidade dos GEBVs. Contudo, a estabilidade dos GEBVs foi superior quando o modelo unicaracterística foi utilizado. Todos os parâmetros de comparação utilizados (estabilidade dos (G)EBVs, acurácia dos modelos, acurácia BIF, dispersão, viés, média dos (G)EBVs e correlação de Spearman) não indicaram nenhuma diferença significativa nas predições quando as matrizes de relacionamento genômico foram ajustadas com base em tipos biológicos ou grupos de componentes principais. As correlações de Spearman dos valores genéticos, entre os modelos baseados em pedigree e genômicos foram baixas, indicando mudanças no ranking dos animais quando a seleção é praticada com estes modelos. Entretanto, quando comparados os modelos genômicos, com % ajustada ou não, a correlação entre os GEBV foi alta, indicando pouca ou nenhuma mudança na classificação dos candidatos a seleção quando a seleção é realizada com base em qualquer um dos modelos genômicos. No geral a inclusão de UPGs nos modelos produziu estabilidade e dispersão similar aos demais modelos genômicos, entretanto, tendências genéticas viesadas foram observadas quando estes foram incluídos somente nas matrizes de parentesco baseado no pedigree. A inclusão de metafundadores no modelo não foi capaz de provocar mudanças consideráveis na estabilidade dos (G)EBVs em avaliações subsequentes, exceto para PWG, e dispersão dos modelos. Entretanto, os modelos com metafundadores, quatro ou dez, produziram um viés menor do que os demais modelos genômicos, e semelhante ao BLUP baseado no pedigree. Estes resultados indicam que o uso de metafundadores pode reduzir o viés das avaliações genômicas em bovinos Montana ao mesmo nível dos modelos baseados em pedigree, com acurácia levemente menor e correlação ou estabilidade dos (G)EBV similar ao ssGBLUP default.

The search for new traits and methods able to increase the genetic gain in breeding programs is constant. With the advent of genomic selection, a great genetic progress has been observed, however the genomic selection in crossed animals, composite or multiracial populations is still not widespread. Thus, the aim of this study were: i) Investigate the impact of the use of different relationship matrices in the genetic evaluation of Montana cattle; ii) Investigate the effect of using metafounders (MFs) and unknown parents groups (UPG) on the genetic evaluation of Montana cattle. Records of 680,551 animals in the pedigree were available, of which 1,899 were genotyped with panels of different densities and subsequently imputed to the Neogen GeneSeek® Genomic Profiler (GGP) panel with around 30,000 SNPs. Phenotypic records of scrotal circumference at 12 months of age (SC12), postweaning weight gain (PWG), weaning weight (WW) and birth weight (BW) were available. Four distinct relationship matrices, and a single-trait model, were used: 1) Additive relationship matrix based on the pedigree ($); 2) Genomic relationship matrix, built as in the default ssGBLUP (%1); 3) Genomic relationship matrix, centered based on the specific-allele frequencies of the groups biological type groups or principal components (%2); 4) Genomic relationship matrix, centered and scaled based on the specific-allele frequencies of the groups of biological type or principal components (%3). In addition, metafounders and unknown parent groups were implemented in a multi-trait model at BLUP and ssGBLUP. Models with four or ten MFs and UPGs were tested. UPGs were $! added in the & matrix in ssGBLUP (ssGBLUP_UPG) or only in $$! and $"" (ssGBLUP_UPGA) matrices. For the validation, the method based on linear regression statistics (LR), and 436 animals with omitted phenotypes, were used. Adjustments in the genomic relationship matrices were not able to capture a greater proportion of additive genetic variance in relation to phenotypic variance, that is, to produce greater heritability. The addition of genomic information, in the model, in both studies, was able to increase the stability of the (G)EBVs. However, the stability of the (G)EBVs was higher when the single-trait model was used. All the comparison parameters used (stability of (G)EBVs, accuracy of models, BIF accuracy, dispersion, bias, mean of (G)EBVs and Spearman correlation) did not indicate any significant difference in predictions when the genomic relationship matrices were adjusted based on biological types or groups of principal components. Spearman's correlations of genetic values between pedigree-based and genomic models were low, indicating changes in the ranking of animals when selection is practiced with these models. However, when comparing the genomic models, with G adjusted or not, the correlation between the GEBVs was high, indicating little or no change in the classification of candidates for selection when the selection is made based on any of the genomic models. Overall, the inclusion of UPGs in the models produced a stability and dispersion similar to the other genomic models, however, biased genetic tendencies were observed when UPGs were considered only in the pedigree-based matrices. The inclusion of metafounders in the model was not able to produce considerable changes in the stability of (G)EBVs in two subsequent evaluations, except for PWG and dispersion of the models. However, the models with metafounders, either four or ten, produced a lower bias than the other genomic models, and similar to the BLUP based on the pedigree. These results indicate that the use of metafounders can reduce the bias of genomic predictions in Montana cattle to the same level as the pedigree-based models, with slightly less accuracy and correlation or stability of (G)EBV similar to the ssGBLUP default.

Technological properties of cement-wood panels produced with eucalypt particles / Propriedades tecnológicas de painéis cimento-madeira produzidos com partículas de eucalipto

The study aimed to determine the technological properties of cement-wood panels produced with the particle Eucalyptus benthamii Maiden et Cambage. The experiment plan consisted of four compositions with different treatments of the particles (cold water, hot water, sodium hidroxyde (NaOH) and calcium hidroxyde (Ca(OH)2), and a control composition. The panels were produced with nominal specific gravity of 1.20 g cm-³, with the ratios wood:concrete 1:2.75 and water:cement 0.40. The panels were evaluated for their physical and mechanical properties through the European standard EN. Analyses were performed to verify the occurrence of outliers, data normality and homogeneity of variances, and subsequently submitted to analysis of variance and Tukey test. The results of physical and mechanical properties of the panels indicated that the best method of treating particles is through the use of Ca(OH)2. With the exception of the modulus of rupture, the thickness swelling, modulus of elasticity and tensile perpendicular, they met the specifications of commercial panels produced by the BISON process. Therefore, the feasibility of use of Eucalyptus benthamii for wood-cement panels production was discovered.

O estudo teve como objetivo determinar as propriedades tecnológicas de painéis cimento-madeira produzidos com partículas de Eucalyptus benthamii Maiden et Cambage. O plano experimental foi formado por quatro composições com diferentes tratamentos das partículas (água fria, água quente, hidróxido de sódio (NaOH) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), e uma composição testemunha. Os painéis foram produzidos com massa específica nominal de 1,20 g/cm³, com relação madeira:cimento de 1:2,75 e água:cimento de 0,40. Os painéis foram avaliados quanto as suas propriedades físicas e mecânicas por meio da norma europeia EN. Foram realizadas análises para verificar a ocorrência de outliers, normalidade dos dados e homogeneidade das variâncias, sendo posteriormente submetidas à análise da variância e teste de Tukey. Os resultados das propriedades físicas e mecânicas dos painéis indicaram que o melhor método de tratamento de partículas foi com o uso de Ca(OH)2. Com exceção do módulo de ruptura, o inchamento em espessura, módulo de elasticidade e tração perpendicular, atenderam às especificações de painéis comerciais produzidos pelo processo BISON. Dessa forma, verificou-se a viabilidade de uso da madeira de Eucalyptus benthamii para produção de painéis cimento-madeira.

Technological properties of cement-wood panels produced with eucalypt particles / Propriedades tecnológicas de painéis cimento-madeira produzidos com partículas de eucalipto

The study aimed to determine the technological properties of cement-wood panels produced with the particle Eucalyptus benthamii Maiden et Cambage. The experiment plan consisted of four compositions with different treatments of the particles (cold water, hot water, sodium hidroxyde (NaOH) and calcium hidroxyde (Ca(OH)2), and a control composition. The panels were produced with nominal specific gravity of 1.20 g cm-³, with the ratios wood:concrete 1:2.75 and water:cement 0.40. The panels were evaluated for their physical and mechanical properties through the European standard EN. Analyses were performed to verify the occurrence of outliers, data normality and homogeneity of variances, and subsequently submitted to analysis of variance and Tukey test. The results of physical and mechanical properties of the panels indicated that the best method of treating particles is through the use of Ca(OH)2. With the exception of the modulus of rupture, the thickness swelling, modulus of elasticity and tensile perpendicular, they met the specifications of commercial panels produced by the BISON process. Therefore, the feasibility of use of Eucalyptus benthamii for wood-cement panels production was discovered.(AU)

O estudo teve como objetivo determinar as propriedades tecnológicas de painéis cimento-madeira produzidos com partículas de Eucalyptus benthamii Maiden et Cambage. O plano experimental foi formado por quatro composições com diferentes tratamentos das partículas (água fria, água quente, hidróxido de sódio (NaOH) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), e uma composição testemunha. Os painéis foram produzidos com massa específica nominal de 1,20 g/cm³, com relação madeira:cimento de 1:2,75 e água:cimento de 0,40. Os painéis foram avaliados quanto as suas propriedades físicas e mecânicas por meio da norma europeia EN. Foram realizadas análises para verificar a ocorrência de outliers, normalidade dos dados e homogeneidade das variâncias, sendo posteriormente submetidas à análise da variância e teste de Tukey. Os resultados das propriedades físicas e mecânicas dos painéis indicaram que o melhor método de tratamento de partículas foi com o uso de Ca(OH)2. Com exceção do módulo de ruptura, o inchamento em espessura, módulo de elasticidade e tração perpendicular, atenderam às especificações de painéis comerciais produzidos pelo processo BISON. Dessa forma, verificou-se a viabilidade de uso da madeira de Eucalyptus benthamii para produção de painéis cimento-madeira.(AU)

Propriedades físico-mecânicas de painéis aglomerados madeira-bambu / Physical mechanical properties of wood-bamboo particleboard

Foram avaliadas as propriedades físico-mecânicas de painéis aglomerados produzidos com diferentes proporções de madeira (Eucalyptus grandis) e bambu (Bambusa vulgaris). Os painéis foram produzidos utilizando o adesivo ureia-formaldeído com a adição de 0, 25, 50, 75 e 100% de bambu. Para cada tratamento, determinaram-se as propriedades físicas (massa específica; teor de umidade; absorção de água e inchamento em espessura após 2 e 24 horas de imersão em água) e mecânicas (flexão estática; ligação interna; e arrancamento de parafusos). Os resultados obtidos indicaram que o acréscimo das partículas de bambu proporcionou uma redução significativa na qualidade dos painéis para os parâmetros avaliados, apresentando uma maior absorção de água e uma menor resistência à flexão estática e ao arrancamento de parafuso.(AU)

It was evaluated the physical and mechanical properties of particleboard produced with different proportions of wood (Eucalyptus grandis) and bamboo (Bambusa vulgaris). The boards were produced using urea-formaldehyde adhesive with the addition of 0, 25, 50, 75 and 100% of bamboo. For each treatment were determined physical properties (specific gravity, moisture content, water absorption and thickness swelling after 2 and 24 hours water immersion) and mechanical properties (static bending, internal bond and screw withdrawal). The results indicated that the addition of particles of bamboo provided a significant reduction in the quality of panels for most parameters, showing higher water absorption and a lower resistance to static bending and screw withdrawal.(AU)

PAINÉIS FOTOVOLTAICOS: ALTERNATIVA DE SOMBREAMENTO PARA NOVILHAS LEITEIRAS

O objetivo deste estudo foi avaliar a carga térmica radiante na sombra projetada por painéis fotovoltaicos e determinar o impacto nas respostas fisiológicas e comportamentais de novilhas leiteiras no uso ou não de sombra. Para tanto, foram utilizadas sete novilhas mestiças 7/8 da raça Holandesa, com idade média de 10 meses, manejadas em piquete com estrutura de sombreamento artificial provido por um conjunto de painéis fotovoltaicos. As temperaturas corporais (vaginal, temperatura da superfície da pele e do pelame, °C) e frequência respiratória (respirações minutos-1) na sombra ou expostas à radiação solar foram avaliadas durante 24 horas a cada 5 minutos. Observações comportamentais foram realizadas das 08:00 as 17:00h, em intervalos regulares de 5 minutos. As variáveis meteorológicas (temperatura e umidade do ar, irradiância solar e velocidade do vento) foram medidas em intervalos regulares de 1 minuto durante 24 horas. A estrutura de sombra foi composta por 10 painéis fotovoltaicos, projetando 19,3 m² de sombreamento, gerando uma média mensal de 405,78 kWh. Na primeira hora do dia, as novilhas despenderam 90% do tempo expostas à radiação solar, permanecendo em atividade de pastejo. Com o aumento da temperatura do ar e radiação solar, o tempo gasto na sombra nas atividades de ruminação e ócio, em pé ou deitado aumentou até 13:00h, totalizando cerca de 80% do tempo nessas atividades. Aparentemente, a variação diária da temperatura vaginal dos animais não foi afetada pelo uso da sombra projetada pelos painéis. As temperaturas da superfície da pele e do pelame atingem os valores mais altos quando os animais são expostos à radiação solar. A frequência respiratória exibe o mesmo comportamento das temperaturas da superfície, e por volta de 14:00h atingindo uma média de 92 respirações minutos-1. A carga térmica radiante foi cerca de 27% menor sob a estrutura de sombra, o que mostra que os animais usam sombra porque oferece uma melhor condição de conforto térmico, controlando as temperaturas internas e de superfície e a taxa respiratória. Portanto, fornecer sombra dos painéis fotovoltaicos ajuda na termorregulação dos animais, melhorando seu bem-estar e gerando energia limpa e renovável.

The aim of this study was to evaluate the radiant heat load in the shadow projected by photovoltaic panels and to determine the impact on the physiological and behavioral responses of dairy heifers in the use or not of shade. For this purpose, seven 7/8 Holstein heifers, with an average age of 10 months, were used in paddocks with artificial shading structure provided by a set of photovoltaic panels. Body temperatures (vaginal, skin and hair coat surface temperature, ° C) and respiratory rate (breaths min-1) in the shade or exposed to solar radiation were assessed for 24 hours every 5 minutes. Behavioral observations were made from 08:00 to 17:00, at regular intervals of 5 minutes. The meteorological variables (air temperature and humidity, solar irradiance and wind speed) were measured at regular intervals of 1 minute for 24 hours. The shade structure was composed of 10 photovoltaic panels, projecting 19.3 m² of shading, generating a monthly average of 405.78 kWh. In the first hour of the day, heifers spent 90% of their time exposed to solar radiation, remaining in grazing activity. With the increase in air temperature and solar radiation, the time spent in the shade in the activities of rumination and idlying, standing or lying increased until 13:00, totaling about 80% of the time in these activities. Apparently, the daily variation of the animals' vaginal temperature was not affected by the use of the shade projected by the panels. The surface temperatures of the skin and hair coat surface reach the highest values when animals are exposed to solar radiation. The respiratory rate exhibits the same behavior as the surface temperatures, and at about 14:00 reaching an average of 92 breaths minutes-1. The radiant heat load was about 27% lower under the shade structure, which shows that animals use shade because they offer a better condition of thermal comfort, controlling internal and surface temperatures and the respiratory rate. Therefore, providing shade from the photovoltaic panels helps in the thermoregulation of animals, improving their welfare and generating clean and renewable energy.