• 제목/요약/키워드: EM-REML

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한우의 도체형질 유전모수 추정을 위한 REML과 Bayesian via Gibbs Sampling 방법의 비교 연구 (Comparison between REML and Bayesian via Gibbs Sampling Algorithm with a Mixed Animal Model to Estimate Genetic Parameters for Carcass Traits in Hanwoo(Korean Native Cattle))

  • 노승희;김병우;김효선;민희식;윤호백;이득환;전진태;이정규
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권5호
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    • pp.719-728
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    • 2004
  • 본 연구는 한우의 도체형질들에 대한 유전적 변이를 분석방법에 따라 어떠한 차이가 있는지를 알아보고자 한우 후대검정자료를 이용하여 분석하였다. 분석에 이용된 도체성적 관련 자료는 가축개량사업소와 한우개량단지에서 1996 년부터 2001 년까지 태어난 후대검정우 1526두로부터 조사었다. 한우에 있어서 주요 개량형질인 육량과 육질에 영향하는 도체중, 도체율,배최장근단면적, 등지방두께, 근내지방도를 대상으로 유전력과 유전상관을 추정하였다. 유전모수 추정에 있어서 REML 분석법과 Bayesian추론방법으로써 Gibbs Sampling 분석법을 사용하였는데 각각의 모수들에 대한 Gibbs Sampler는 100,000회 실시하였고 초기 1,000회는 모수의 사후분포에 대한 부정확성으로 간주하여 모수의 사후분포특성 규명에서 제외하였다. 각각의 형질들에 대한 유전변이는 이러한 두 가지 분석방법을 상호 비교 함으로써 최적의 통계분석 방법을 모색하였다. 도체형질에 대한 유전력 추정은 REML 방법을 통한 추정에서는 근내지방도가 0.51로 고도의 유전력을 보였고, 도체율이 0.25로 중도의 유전력이 추정되었다. Gibbs Sampling 방법을통한 추정에서도 근내지방도가 0.54로 고도의 유전력을 도체율에서 0.25로 중도의 유전력을 보였다. REML 분석방법과 Gibbs Sampling 분석방법에서의 유전력은 다소 큰 차이는 보이지 않았으나, 대체로 Gibbs Sampling 방법으로 분석한 유전력 추정치가 높게 추정되었다. 그리고, 유전상관분석에서는 REML 방법을 통한 분석에서 도체중과 배최장근단면적에서 0.651 로 높은 정의 유전상관을 나타내었고, 배최장근단면적과 등지방두께에서 -0.139로 부의 유천상관을 나타내었다. Gibbs Sampling 방법에서는 도체중과 도체율, 배최장근단면적에서 각각 0.814, 0.695으로 높은 정의 상관을 나타내었고, 배최장근단면적과 등지방두께에서 -0.126으로 부의상관을 나타내었다. Gibbs Sampling방법을 통한 분석에서 특정 형질간 유전상관이 높게 나타났으며, 다소 큰 차이를 보이지 않았다. REML 분석방법과 Bayesian Inference를 바탕으로 한 Gibbs Sampling 분석에서 모수 추정은 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 방대한 현장정보를 활용하여 보다 정확한 모수 추정을 수행하기 위해서는 분석모형에 대한 계수행렬의 역행렬 계산을 통한 REML 방법의 한계성을 극복할 수 있는 방법으로써 Gibbs Sampling 분석 방법이 가능할 것으로 사료된다.

젖소집단의 산차에 따른 체세포점수의 환경효과 및 분산성분 추정 (Estimation of Variance Component and Environment Effects on Somatic Cell Scores by Parity in Dairy Cattle)

  • 조광현;나승환;서강석;김시동;박병호;이영창;박종대;손삼규;최재관
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권1호
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    • pp.39-48
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    • 2006
  • 본 연구는 1999년 1월부터 2004년 12월까지의 체세포점수의 검정일 자료를 이용하여 124,635개의 초산자료와 134,308개의 2산자료, 37,412개의 3산자료, 41787개의 4산자료, 37412개의 5산 자료를 이용하였다. 분석에 사용된 방법은 체세포 점수에 영향을 미치는 분만연도, 연령, 비유단계, 산차, 계절의 효과를 추정하기 위하여 GLM을 이용하여 최소자승법으로 분석하였으며, 검정일 모형을 이용한 분산성분 추정은 EM-REML 분석방법을 전산 프로그램한 REMLF90을 이용하였다. 각 산차별로 연령에 대한 효과는 연령이 낮은 군에서 체세포 점수가 낮게 나타났으며, 연령이 높은 군에서는 다소 높게 나타났다. 비유단계별 효과는 1산과 2산에서는 비유초기에서 체세포 점수가 낮게 나타났으며 비유말기에 3.151, 3.696로 높은 체세포 점수를 나타났으나, 3산, 4산, 5산에서는 비유중기에 높은 체세포 점수를 나타내었으며, 대체로 피크기에 체세포 점수가 높게 나타나는데 4산과 5산에서는 비유말기에 체세포 점수가 낮게 나타났다. 분만계절별 환경효과는 1산~5산 모두 대체로 9~11월에 체세포 점수가 낮게 나타났으며, 대체로 유량이 낮게 추정되는 6~8월 사이에는 체세포 점수가 대체로 높게 나타났다. 각 산차별 유전력은 1산에서 5산까지 각각 0.05, 0.09, 0.10, 0.05, 0.05를 나타냈으며, 유전분산값은 비유초기의 경우 2, 3, 5산에서 높게 나타났으며, 1산과 4산의 경우는 대체로 낮게 추정되었다.

Genetic Parameter Estimates for Ultrasonic Meat Qualities in Hanwoo Cows

  • Lee, D.H.;Choudhary, V.;Lee, G.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제19권4호
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    • pp.468-474
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    • 2006
  • Real time ultrasound data was generated on 10,596 live Hanwoo cows to study genetic variation on ultrasonic beef quality traits and to assess the best model to estimate genetic parameters on these traits. Pedigree stacking and data validation was done using the SAS statistical software and the genetic parameter estimates were obtained by EM-REML algorithm. Out of the five different multi-trait mixed animal models constructed, the optimal model included fixed effects of herd, year-season-appraisal, body condition score, linear and quadratic covariates for chest girth, the linear covariate effect of age and the random animal and residual effect of the five models studied. The heritability of longissimus muscle area (LMA), $12^{th}$ rib measurement of back fat thickness (BF) and marbling score (MS) was 0.11, 0.17 and 0.15, respectively. Genetic correlation of LMA vs. BF, LMA vs. MS and BF vs. MS was -0.15, 0.06 and 0.61, respectively. The results showed presence of genetic variation in these ultrasonic beef quality traits in Hanwoo cows and suggest that the selection of Hanwoo cows may be possible by performing ultrasonic scans on live animals, which will ultimately be helpful in reducing the generation interval and the cost of selection procedure.

Genetic Relationship between Ultrasonic and Carcass Measurements for Meat Qualities in Korean Steers

  • Lee, D.H.;Kim, H.C.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제17권1호
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    • pp.7-12
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    • 2004
  • Real time ultrasonic measurements for 13th rib fat thickness (LBF), longissimus muscle area (LEMA) and marbling score (LMS) of live animal at pre-harvest and subsequent carcass measurements for fat thickness (BF), longissimus muscle area (EMA), marbling score (MS) as well as body weight of live animal, carcass weight (CW), dressing percentage (DP), and total merit index (TMI) on 755 Korean beef steers were analyzed to estimate genetic parameters. Data were analyzed using multivariate animal models with an EM-REML algorithm. Models included fixed effects for year-season of birth, location of birth, test station, age of dam, linear and quadratic covariates for age or body weight at slaughter and random animal and residual effects. The heritability estimates for LEMA, LBF and LMS on RTU scans were 0.17, 0.41 and 0.55 in the age-adjusted model (Model 1) and 0.20, 0.52 and 0.55 in the weight-adjusted model (Model 2), respectively. The Heritability estimates for subsequent traits on carcass measures were 0.20, 0.38 and 0.54 in Model 1 and 0.23, 0.46 and 0.55 in Model 2, respectively. Genetic correlation estimate between LEMA and EMA was 0.81 and 0.79 in Model 1 and Model 2, respectively. Genetic correlation estimate between LBF and BF were high as 0.97 in Model 1 and 0.98 in Model 2. Real time ultrasonic marbling score were highly genetically correlated to carcass MS of 0.89 in Model 1 and 0.92 in Model 2. These results indicate that RTU scans would be alterative to carcass measurement for genetic evaluation of meat quality in a designed progeny-testing program in Korean beef cattle.

한우 도체형질의 환경효과 및 유전모수 추정 (The Estimation of Environmental Effect and Genetic Parameters on Carcass Traits in Hanwoo)

  • 선두원;김병우;문원곤;박재찬;박철현;구양모;정용호;이재윤;장현기;전진태;이정규
    • 농업생명과학연구
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    • 제44권6호
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    • pp.83-89
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    • 2010
  • 본 연구는 환경요인과 유전적 효과가 한우의 도체형질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 경남지역에서 2005년부터 2009년에 도축된 한우 22,954두의 자료를 이용하였고 혈통이 존재하는 개체를 포함하여 36,868두를 이용하여 유전모수를 추정하였으며, 유전모수 추정에는 EM-REML 분석법을 사용하였다. 본 연구의 결과를 정리해보면 각 형질의 유전력은 도체중, 배최장근단면적, 등지방두께 및 근내지방도가 각각 0.39, 0.30, 0.33 및 0.62로 나타났다. 또한 도체중과 배최장근단면적의 유전상관은 0.86, 표현형상관은 0.72로 고도의 정의상관을 나타내었으며 나머지 형질들 간에는 대부분 중도의 정의상관을 나타내었다. 근내지방도의 유전력이 높게 나타났는데 이는 개량방향 설정시 육질 향상에 중점을 둔 결과인 것으로 사료되어진다. 본 연구를 통하여 경남지역의 한우는 점진적으로 개량되어지고 있는 것으로 판단되어지며 이는 농가 소득증대에 크게 기여할 것으로 사료되어진다. 앞으로 경제형질에 대한 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료되어지며 연구를 통하여 보다 명확한 결과를 얻어야 할 것이고 이를 통해 한우는 더욱더 개량되어 질 것이다.

한우 암소의 선형 및 외모심사형질에 대한 유전모수 추정 (Estimation of Genetic Parameters for Linear Type and Conformation Traits in Hanwoo Cows)

  • 이기환;구양모;김정일;송치은;정용호;노재광;하유나;차대협;손지현;박병호;이재구;이정규;이지홍;도창희;최태정
    • 농업생명과학연구
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    • 제51권6호
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    • pp.89-105
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    • 2017
  • 본 연구는 부모의 혈통정보를 모두 아는 혈통 및 고등등록우로 등록된 한우 암소 25,516두의 선형 및 외모심사형질에 대해 유전모수를 추정하였다. 각 심사형질에 영향을 주는 것으로 판단되는 주요인을 선정하여 다형질 개체모형에 적용하여 EM-REML 알고리즘 분석방법을 통해 각 형질에 대한 유전력과 유전상관과 표현형상관을 추정하였다. 한우 암소의 17개 선형심사형질 및 10개 외모심사형질(종합점수 포함)의 유전력 추정치의 범위는 0.03(유두배열)에서 0.42(체장)까지로 추정되었다. 체고, 체장, 강건성, 체심, 윤곽성, 정강이두께, 피모의 색, 엉덩이기울기, 고장, 좌골폭, 넓적다리의 두께, 유방용적, 유두길이, 유두배열, 발굽기울기, 뒷다리 비절기울기, 뒤에서 본 뒷다리자세, 체적 균형, 자질 품위, 머리 목, 전구, 중구, 엉덩이, 넓적다리, 유기, 지제보양 및 종합점수의 유전력은 각각 0.4, 0.42, 0.27, 0.25, 0.06, 0.14, 0.22, 0.31, 0.19, 0.17, 0.29, 0.04, 0.07, 0.02, 0.11, 0.03, 0.16, 0.27, 0.08, 0.15, 0.14, 0.14, 0.19, 0.16, 0.05, 0.08 및 0.3으로 추정되었다. 한편, 다형질개체모형에 의해 추정된 17개 선형심사형질과 종합점수에 대한 유전상관추정 결과는 다음과 같다. 고장과 좌골폭간에 0.96의 가장 강한 양(+)의 유전적 관계를 나타내었다. 반면 발굽기울기와 뒷다리 비절기울기간에는 -0.57의 가장 큰 음(-)의 유전상관을 보였다. 전체외모 형질인 체고, 체장, 간겅성 및 체심은 각 형질간에, 그리고 기타 형질들과 강한 양(+)의 유전상관관계를 나타내었다. 특히 체고 및 체심과 고장 및 좌골폭간에 높은 양(+)의 상관관계를 나타내었으며, 체고와 엉덩이기울기간에는 0.32의 양(+)의 상관을 나타내었다.

한우 도체형질의 환경효과 및 유전모수의 추정 (Estimation of Environmental Effect and Genetic Parameters for The Carcass Traits in Hanwoo (Korean Cattle))

  • 문원곤;김병우;노승희;김효선;정대진;선두원;김경남;윤영탁;정진형;전진태;이정규
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권6호
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    • pp.689-698
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    • 2007
  • 2007년 한․미 FTA 협상 체결로 미국산 쇠고기 수입이 재개된 현재 육질과 가격면에서 우수한 수입육이 늘어나고 있는 상황에서 한우의 경쟁력강화를 위해 많은 노력이 이루어지고 있다. 한우개량농가는 송아지 생산량의 빠른 증가와 송아지 폐사율의 감소로 사육기술이 향상되어지고 있으며, 1993년 이후부터 한우 경쟁력강화를 위해 육질개량에 중점을 두고 거세를 통한 장기 비육으로 1등급이상의 출현율이 점차 증가하는 추세를 보이고 있다. 소비자의 식육패턴도 양적인 측면에서 질적인 측면으로 변화하고 있다. 고급육의 생산은 품종(Course 등, 1989), 성별, 연령(Hunsley 등, 1971) 등에 의하여 결정될 수가 있다. 한우 도체형질에 관한 연구는 국내에서도 최근 박과 박(2002)과 노 등(2004)이 연구 보고하였으나 이는 후대검정우와 후대축들의 도체형질에 관한 연구였으며, 일반 한우 사육농가의 도체형질에 관한 연구는 이루어 지지 않고 있다. 환경효과의 경우 대부분의 연구가 출생년도-계절, 출생지역의 효과를 추정하였으며, 도축년도, 도축계절, 도축지역에 관한 연구는 이루어 지지 않고 있다. 본 연구에서는 일반 한우사육농가에서 출하하여 도축한 축산물등급판정소의 등급판정결과를 이용하여 도축년도, 도축계절, 성, 도축지역이 도체형질에 어떠한 영향을 미치는지 추정하고, 도체형질에 대해 REML(Restricted Maximum Likelihood) 방법으로 유전력 및 유전모수를 추정하여 일반 한우사육농가에서 출하한 개체의 도체형질에 관해 알아봄으로써 후대검정우나 후대축이 아닌 우리나라 전체 도축우에 대한 기초자료를 제공하고자 한다.

180일령 넙치 Paralichthys oilvaceus의 성장형질에 대한 유전모수 추정 및 유전능력평가 재현성 검정 (Estimation of Genetic Parameters and Reproductivity Test of Genetic Evaluation for Growth-related Traits of olive Flounder Paralichthys olivaceus at 180 Days of Age)

  • 김현철;노재구;이정호;김종현;박철지;강정하;김경길;이정규;명정인
    • 한국양식학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.317-324
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    • 2008
  • 본 연구는 2005년에 생산한 넙치 선발 1세대의 초기 성장에 대한 유전모수 및 유전능력평가 결과의 재현성을 검정하기 위해 부화 후 180일령 넙치의 성장형질 측정치를 EM-REML 알고리즘(Misztal, 2001)을 이용하여 유전모수와 육종가를 추정하였으며, 추정된 육종가를 기준으로 선발된 우량 친어와 열등한 친어간의 교배에 의해 2006년에 생산된 가계를 이용하여 유전 능력평가의 재현성을 검정하였다. 넙치 선발 1세대의 부화 후 180일령 체중, 전장, 체고, 체형 지수 및 비만도의 유전력은 각각 0.564, 0.590, 0.588, 0.306, 0.332로 추정되었다. 체중 및 전장의 각 교매그룹별 최소자승평균치에 있어서 우량친어간의 교배에 의해 생산된 가계($S{\times}S$)가 각각 $145.6{\pm}1.8\;g$, $22.4{\pm}0.1\;cm$로 나타났고, 우량친어와 열등친어간의 교배에 의해 생산된 가계($S{\times}I$)가 각각 $133.2{\pm}2.5\;g$, $22.1{\pm}0.1\;cm$로 나타났으며, 열등친어간의 교배에 의해 생산된 가계($I{\times}I$)가 각각 $114.0{\pm}2.1\;g$, $21.1{\pm}0.1\;cm$로 나타났다. 체형 관련 형질인 체형지수와 비만도의 각 교배그룹별 최소자승평균치에 있어서, $S{\times}S$ 가계가 각각 $2.756{\pm}0.005$, $12.74{\pm}0.04$로 나타났고, $S{\times}I$가계가 각각 $2.817{\pm}0.008$, $12.20{\pm}0.06$으로 나타났며, $I{\times}I$가계가 각각 $2.863{\pm}0.007$, $11.90{\pm}0.05$로 나타났다. 이상의 결과에서 넙치의 성장초기인 부화 후 180일령의 유전력은 대체적으로 높게 추정되어 선발육종 대상어종으로 적합한 것으로 판단되며, 유전능력평가의 재현성도 높은 것으로 나타났다.

선발 3세대 북방전복의 성장형질에 대한 가계변이 및 유전모수 추정 (Estimation of Family Variation and Genetic Parameter for Growth Traits of Pacific Abalone, Haliotis discus hannai on the 3th Generation of Selection)

  • 박종원;박철지;이정호;노재구;김현철;황인준;김성연
    • 한국패류학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.325-334
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    • 2013
  • 본 연구에서는 전복의 성장형질에 대한 가계변이를 비교분석하기 위한 목적으로 2011년에 생산된 선발 3세대 북방전복 5,334마리에 대한 18개월령 성장형질인 각장, 각폭 및 중량의 전체 계측자료를 이용하여 유전모수와 육종가를 추정하였으며, 그 중 개체수가 많은 상위 10가계의 865마리 대한 가계변이를 조사하였다. 가계효과를 추정하기 위해 개체모형에 근거한 선형모형을 이용하였고, 유전모수 및 육종가는 생산시기를 고정 효과로 처리하고, EM-REML algorithm을 전산 프로그램화한 REMLF90을 이용하여 최적선형불편예측법에 의해 추정하였다. 본 연구에서 조사된 18개월령 북방전복의 표현형에 있어 각장, 각폭 및 중량의 전체평균은 각각 54.5 mm, 36.8 mm 및 21.3 g로 나타났고, 중량의 변이계수가 51.0%로 나타나 각장의 21.1% 및 각폭의 20.7% 보다 자료의 변동성이 크게 나타났다. 개체수가 많은 상위 10가계를 대상으로 각장과 중량의 관계를 산점도로 표시한 결과 상관관계식이 TW = $0.0002SL^{2.8796}$ ($R^2$ = 0.9864) 과 같이 지수곡선식으로 추정되었다. 가계효과에 있어서는 각 가계별로 유의적인 차이를 보였으며 (p < 0.05), 각장, 각폭 및 중량의 유전력은 각각 0.370, 0.382 및 0.367로 중도의 유전력을 보여 개체선발 보다는 가계선발이 유리할 것으로 사료된다. 또한 각 형질 간 상관계수는 매우 높은 정의 상관관계를 보여 한 형질만의 개량으로 다른 형질의 개량효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 추정된 각장 및 중량의 육종가를 토대로 개체수가 많은 상위 10가계에 대한 각 개체별 분포와 순위를 조사하기 위해 표준화육종가로 변환하여 이용하였으며, 각장을 기준으로 상위 5.4%의 개체 수는 152마리, 하위 5.4%의 개체 수는 8마리로 조사되었고, 중량의 경우 상위 5.4%의 개체 수는 164마리, 하위 5.4%의 개체 수는 1마리로 조사되었다. 이와 같이 가계간의 표현형 및 유전적인 다양한 변이를 확인 할 수 있었고, 다음 세대 생산을 위한 모집단의 유전모수와 육종가를 추정하여 선발과 교배에 적절히 이용한다면 보다 나은 육종효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.