Best linear unbiased prediction (BLUP) has been used to estimate the fixed effects and random effects of complex traits. Traditionally, genomic relationship matrix-based (GRM) and random marker-based BLUP analyses are prevalent to estimate the genetic values of complex traits. We used three methods: GRM-based prediction (G-BLUP), random marker-based prediction using an identity matrix (so-called single-nucleotide polymorphism [SNP]-BLUP), and SNP-SNP variance-covariance matrix (so-called SNP-GBLUP). We used 35,675 SNPs and R package "rrBLUP" for the BLUP analysis. The SNP-SNP relationship matrix was calculated using the GRM and Sherman-Morrison-Woodbury lemma. The SNP-GBLUP result was very similar to G-BLUP in the prediction of genetic values. However, there were many discrepancies between SNP-BLUP and the other two BLUPs. SNP-GBLUP has the merit to be able to predict genetic values through SNP effects.
The missing heritability has been a major problem in the analysis of best linear unbiased prediction (BLUP). We introduced the traditional genome-wide association study (GWAS) into the BLUP to improve the heritability estimation. We analyzed eight pork quality traits of the Berkshire breeds using GWAS and BLUP. GWAS detects the putative quantitative trait loci regions given traits. The single nucleotide polymorphisms (SNPs) were obtained using GWAS results with p value <0.01. BLUP analyzed with significant SNPs was much more accurate than that with total genotyped SNPs in terms of narrow-sense heritability. It implies that genomic estimated breeding values (GEBVs) of pork quality traits can be calculated by BLUP via GWAS. The GWAS model was the linear regression using PLINK and BLUP model was the G-BLUP and SNP-GBLUP. The SNP-GBLUP uses SNP-SNP relationship matrix. The BLUP analysis using preprocessing of GWAS can be one of the possible alternatives of solving the missing heritability problem and it can provide alternative BLUP method which can find more accurate GEBVs.
The estimated breeding value (EBV) and accuracy of Hanwoo steer (Korean cattle) is an indicator that can predict the slaughter time in the future and carcass performance outcomes. Recently, studies using pedigrees and genotypes are being actively conducted to improve the accuracy of the EBV. In this study, the pedigree and genotype of 46 steers obtained from livestock farm A in Gyeongnam were used for a pedigree best linear unbiased prediction (PBLUP) and a genomic best linear unbiased prediction (GBLUP) to estimate and analyze the breeding value and accuracy of the carcass weight (CWT), eye muscle area (EMA), back-fat thickness (BFT), and marbling score (MS). PBLUP estimated the EBV and accuracy by constructing a numeric relationship matrix (NRM) from the 46 steers and reference population I (545,483 heads) with the pedigree and phenotype. GBLUP estimated genomic EBV (GEBV) and accuracy by constructing a genomic relationship matrix (GRM) from the 46 steers and reference population II (16,972 heads) with the genotype and phenotype. As a result, in the order of CWT, EMA, BFT, and MS, the accuracy levels of PBLUP were 0.531, 0.519, 0.524 and 0.530, while the accuracy outcomes of GBLUP were 0.799, 0.779, 0.768, and 0.810. The accuracy estimated by GBLUP was 50.1 - 53.1% higher than that estimated by PBLUP. GEBV estimated with the genotype is expected to show higher accuracy than the EBV calculated using only the pedigree and is thus expected to be used as basic data for genomic selection in the future.
본 연구는 일반농가에서 적용 가능한 유전평가시스템을 구축을 위해 경기 지역에서 사육중인 암소 619두를 BLUP (Best Linear Unbiased Prediction)과 GBLUP (Genomic Best Linear Unbiased Prediction)을 사용하여 각 형질(도체중, 등심단면적, 등지방두께, 근내지방도) 별 추정 육종가의 정확도를 비교분석 하였다. GBLUP의 경우 참조집단의 크기를 다르게 그룹을 나누어 분석하였다. 분석결과 GBLUP 참조집단의 크기가 커질수록 각 형질의 육종가의 정확도도 상승하는 것을 확인 하였다. BLUP과 GBLUP 방법을 사용하여 추정한 육종가의 정확도를 비교하면, GBLUP 방법을 사용하여 육종가를 추정하였을 때 도체중, 등심단면적, 등지방두께 근내지방도순으로 각각 0.10, 0.09, 0.09, 0.11 이상 상승한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, GBLUP 방법을 암소 평가 및 선발에 적용한다면, 정밀하고 정확한 개체 선발이 가능하고 참조집단의 크기를 더욱 키운다면 보다 정확한 개체 선발을 할 수 있기 때문에 선발의 효율성이 증가할 것으로 사료된다.
Objective: This study was to determine the relationship between estimated breeding value and phenotype information after farrowing when juvenile selection was made in candidate pigs without phenotype information. Methods: After collecting phenotypic and genomic information for the total number of piglets born by Landrace pigs, selection accuracy between genomic breeding value estimates using genomic information and breeding value estimates of best linear unbiased prediction (BLUP) using conventional pedigree information were compared. Results: Genetic standard deviation (${\sigma}_a$) for the total number of piglets born was 0.91. Since the total number of piglets born for candidate pigs was unknown, the accuracy of the breeding value estimated from pedigree information was 0.080. When genomic information was used, the accuracy of the breeding value was 0.216. Assuming that the replacement rate of sows per year is 100% and generation interval is 1 year, genetic gain per year is 0.346 head when genomic information is used. It is 0.128 when BLUP is used. Conclusion: Genetic gain estimated from single step best linear unbiased prediction (ssBLUP) method is by 2.7 times higher than that the one estimated from BLUP method, i.e., 270% more improvement in efficiency.
Joon-Ki Hong;Yong-Min Kim;Eun-Seok Cho;Jae-Bong Lee;Young-Sin Kim;Hee-Bok Park
Animal Bioscience
/
제37권4호
/
pp.622-630
/
2024
Objective: Pig breeders cannot obtain phenotypic information at the time of selection for sow lifetime productivity (SLP). They would benefit from obtaining genetic information of candidate sows. Genomic data interpreted using deep learning (DL) techniques could contribute to the genetic improvement of SLP to maximize farm profitability because DL models capture nonlinear genetic effects such as dominance and epistasis more efficiently than conventional genomic prediction methods based on linear models. This study aimed to investigate the usefulness of DL for the genomic prediction of two SLP-related traits; lifetime number of litters (LNL) and lifetime pig production (LPP). Methods: Two bivariate DL models, convolutional neural network (CNN) and local convolutional neural network (LCNN), were compared with conventional bivariate linear models (i.e., genomic best linear unbiased prediction, Bayesian ridge regression, Bayes A, and Bayes B). Phenotype and pedigree data were collected from 40,011 sows that had husbandry records. Among these, 3,652 pigs were genotyped using the PorcineSNP60K BeadChip. Results: The best predictive correlation for LNL was obtained with CNN (0.28), followed by LCNN (0.26) and conventional linear models (approximately 0.21). For LPP, the best predictive correlation was also obtained with CNN (0.29), followed by LCNN (0.27) and conventional linear models (approximately 0.25). A similar trend was observed with the mean squared error of prediction for the SLP traits. Conclusion: This study provides an example of a CNN that can outperform against the linear model-based genomic prediction approaches when the nonlinear interaction components are important because LNL and LPP exhibited strong epistatic interaction components. Additionally, our results suggest that applying bivariate DL models could also contribute to the prediction accuracy by utilizing the genetic correlation between LNL and LPP.
The paper shows that certain hierachical Bayes (HB) predictors for small domain data in repeated surveys "universally" or "stochastically" dominate all linear unbiased predictors. Also, the HB predictors are "best" within the class of all equivariant predictors under a certain group of transformations.tain group of transformations.
A statistical method is described for estimation of the unknown constants in a theory using both of the computer simulation data and the real experimental data, The best linear unbiased predictor based on a spatial linear model is fitted from the computer simulation data alone. Then nonlinear least squares estimation method is applied to the real experimental data using the fitted prediction model as if it were the true simulation model. An application to the computational nuclear fusion devices is presented, where the nonlinear least squares estimates of four transport coefficients of the theoretical nuclear fusion model are obtained.
Milk-related traits (milk yield, fat and protein) have been crucial to selection of Holstein. It is essential to find the current selection trends of Holstein. Despite this, uncovering the current trends of selection have been ignored in previous studies. We suggest a new formula to detect the current selection trends based on single nucleotide polymorphisms (SNP). This suggestion is based on the best linear unbiased prediction (BLUP) and the Fisher's fundamental theorem of natural selection both of which are trait-dependent. Fisher's theorem links the additive genetic variance to the selection coefficient. For Holstein milk production traits, we estimated the additive genetic variance using SNP effect from BLUP and selection coefficients based on genetic variance to search highly selective SNPs. Through these processes, we identified significantly selective SNPs. The number of genes containing highly selective SNPs with p-value <0.01 (nearly top 1% SNPs) in all traits and p-value <0.001 (nearly top 0.1%) in any traits was 14. They are phosphodiesterase 4B (PDE4B), serine/threonine kinase 40 (STK40), collagen, type XI, alpha 1 (COL11A1), ephrin-A1 (EFNA1), netrin 4 (NTN4), neuron specific gene family member 1 (NSG1), estrogen receptor 1 (ESR1), neurexin 3 (NRXN3), spectrin, beta, non-erythrocytic 1 (SPTBN1), ADP-ribosylation factor interacting protein 1 (ARFIP1), mutL homolog 1 (MLH1), transmembrane channel-like 7 (TMC7), carboxypeptidase X, member 2 (CPXM2) and ADAM metallopeptidase domain 12 (ADAM12). These genes may be important for future artificial selection trends. Also, we found that the SNP effect predicted from BLUP was the key factor to determine the expected current selection coefficient of SNP. Under Hardy-Weinberg equilibrium of SNP markers in current generation, the selection coefficient is equivalent to $2^*SNP$ effect.
Objective: Intramuscular fat is one of the meat quality traits that is considered in the selection strategies for Hanwoo (Korean cattle). Different methods are used to estimate the breeding value of selection candidates. In the present work we focused on accuracy of different genotype relationship matrices as described by forni and pedigree based relationship matrix. Methods: The data set included a total of 778 animals that were genotyped for BovineSNP50 BeadChip. Among these 778 animals, 72 animals were sires for 706 reference animals and were used as a validation dataset. Single trait animal model (best linear unbiased prediction and genomic best linear unbiased prediction) was used to estimate the breeding values from genomic and pedigree information. Results: The diagonal elements for the pedigree based coefficients were slightly higher for the genomic relationship matrices (GRM) based coefficients while off diagonal elements were considerably low for GRM based coefficients. The accuracy of breeding value for the pedigree based relationship matrix (A) was 13% while for GRM (GOF, G05, and Yang) it was 0.37, 0.45, and 0.38, respectively. Conclusion: Accuracy of GRM was 1.5 times higher than A in this study. Therefore, genomic information will be more beneficial than pedigree information in the Hanwoo breeding program.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.