Approximate restricted maximum likelihood and approximate prediction error variance of the Mendelian sampling effect

In an Expectation-Maximization type Restricted Maximum Likelihood (REML) procedure, the estimation of a genetic (co-)variance component involves the trace of the product of the inverse of the coefficient matrix by the inverse of the relationship matrix. Computation of this trace is usually the limiting factor of this procedure. In this paper, a method is presented to approximate this trace in the case of an animal model, by using an equivalent model based on the Mendelian sampling effect and by simplifying its coefficient matrix and its inversion. This approximation appeared very accurate for low heritabilities but was downwards biased when the heritability was high. Implemented in a REML procedure, this approximation reduced dramatically the amount of computation, but provided downwards biased estimates of genetic variances. Several examples are presented to illustrate the method.Dans certaines procédures de Maximum de Vraisemblance Restreint (REML), l’estimation des composantes de (co)variance génétique implique le calcul de la trace du produit de l’inverse de la matrice des coefficients par l’inverse de la matrice de parentés, calcul qui constitue généralement le facteur limitant de ce type de procédure. Nous présentons dans cet article une méthode visant à obtenir une valeur approchée de cette trace dans le cadre d’un modèle animal, en utilisant un modèle équivalent basé sur l’aléa de méiose, en simplifiant sa matrice des coefficients et en en calculant une inverse approchée. Cette approximation est très précise lorsque l’héritabilité du caractère est faible mais elle tend à sous-estimer la trace vraie lorsque l’héritabilité est élevée. Intégrée dans une procédure de REML, cette méthode en réduit considérablement le coût mais fournit en général des valeurs sous-estimées de variance génétique. Divers exemples sont présentés à titre d'illustratio