New trends in dairy cattle genetic evaluation

Genetic evaluation systems are in rapid development worldwide. In most countries, “traditional” breeding programs based on phenotypes and relationships between animals are currently being integrated and in the future might be replaced by the introduction of molecular information. This thesis stands in this transition period, therefore it covers research on both types of genetic evaluations: from the assessment of the accuracy of (traditional) international genetic evaluations to the study of statistical methods used to integrate genomic information into breeding (genomic selection). Three chapters investigate and evaluate approaches for the estimation of genetic values from genomic data reducing the number of independent variables. In particular, Bonferroni correction and Permutation test combined with single marker regression (Chapter III), principal component analysis combined with BLUP (Chapter IV) and Fst across breeds combined with BayesA (Chapter VI). In addition, Chapter V analyzes the accuracy of direct genomic values with BLUP, BayesA and Bayesian LASSO including all available variables. The results of this thesis indicate that the genetic gains expected from the analysis of simulated data can be obtained on real data. Still, further research is needed to optimize the use of genome-wide information and obtain the best possible estimates for all traits under selection.

I sistemi di valutazione genetica nel mondo sono in rapido sviluppo. Attualmente, i programmi di selezione “tradizionale” basati su fenotipi e rapporti di parentela tra gli animali vengono integrati, e nel futuro potrebbero essere sostituiti, dalle informazioni molecolari. In questo periodo di transizione, questa tesi riguarda ricerche su entrambi i tipi di valutazioni: dall’accertamento sull’accuratezza degli indici genetici internazionali (tradizionali), allo studio di metodi statistici utilizzati per integrare informazioni genomiche nella selezione (selezione genomica). Tre capitoli valutano gli approcci per stimare i valori genetici dai dati genomici riducendo il numero di variabili indipendenti. In modo particolare, la correzione di Bonferroni e il test di permutazioni con regressione a marcatori singoli (Capitolo III), analisi delle componenti principali con BLUP (Capitolo IV) e indice Fst tra razze con BayesA (Capitolo VI). Inoltre, il Capitolo V analizza l’accuratezza dei valori genomici con BLUP, BayesA e Bayesian LASSO includendo tutte le variabili disponibili. I risultati di questa tesi indicano che il progresso genetico atteso dall’analisi dei dati simulati può effettivamente essere ottenuto, anche se ulteriori ricerche sono necessarie per ottimizzare l’utilizzo delle informazioni molecolari in modo da ottimizzare i risultati per tutti i caratteri sotto selezione.