第7章BLUP估计育种值

E(X) xk pk
k1 第7章BLUP估计育种值
• 例如某城市有10万个家庭， • 没有孩子的家庭有1000个， • 有一个孩子的家庭有9万个， • 有两个孩子的家庭有6000个， • 有3个孩子的家庭有3000个， • 则此城市中任一个家庭中孩子的数目是一个随机
变量，记为X，它可取值0，1，2，3，其中取0的 概率为0.01，取1的概率为0.9，取2的概率为 0.06，取3的概率为0.03，
BLUP产生和发展的背景
➢ 选择指数法在应用中获得较好的效果
➢ 选择指数法理论上的缺陷
➢ 1949年C.R. Henderson理论上提出BLUP
Henderson
➢ 由于计算技术的滞后，限制了应用
➢ 20世纪70年代中期计算机技术的发展，为BLUP在育种中 应用提供了可能
➢ 首先在奶牛育种中。而后在猪育种中应用
第五节 BLUP法估计育种值
第7章BLUP估计育种值
数量性状的基本特征
➢受遗传和环境的共同影响 ➢受多个基因的作用 ➢一般不能对单个基因进行分析
绝大多数重要经济性状都是数量性状
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育种值的概念
个体作为亲本的种用价值（对后代的 遗传贡献）
决定性状所有基因的平均效应总和
衡量个体遗传素质的最主要指标 不能被观测，只能根据表观信息（表
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个体间的加性遗传相关
例： X
Y
A
C
E
B
D
解： a xy 12n 1 n 2(1 fA )
X A C B Y X A C E D B Y
axy (1/2)22(1/2)33
第7章BLUP估计育种值
个体间的加性遗传相关
例：
aSD ?
半同胞： 个体间基因1/4相同
a23 0.25
个体间的加性遗传相关
个体x和y间拥有多个共同祖先
A1
A2
a xy 12n 1 n 2(1 fA )
个体X
个体Y
n1和n2：分别为由个体x和y到它们的共同祖先A的世
代数；
fA：为A的近交系数；
∑：表示当x和y有多个共同祖先时要对所有连接x和
y的通径求和
解：
a S D 12n 1 n 2(1 fA )
S G A 2 M D S G D A 1 a C 2 C D a S M M ' A 1 C 2 C D a SM A 2 第7D 章BLUP估计育种值
个体间的加性遗传相关
对于一个群体，如果我们将所有个体相互间的加性 遗传相关用一个矩阵表示出来，设群体中的个体为1，
性能测定站
–用统计学方法对环境差异进行校正
场内测定 估计育种值
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育种值的估计
育种值估计方法：
➢利用个体间的相似性，评定个体的遗传水平 ➢育种值估计方法的效率，直接关系到是否更真
实地预测个体的遗传素质 ➢育种值估计方法的效率，也关系到群体的遗传
进展和育种效益问题
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➢ 我国先后在奶牛和猪育种中得到应用
➢ BLUP计算机程序的研制
第7章BLUP估计育种值
吴仲贤
BLUP的概念
❖BLUP是一种统计方法，畜禽育种中适合应 用这一方法预测个体育种值，即遗传评定 （genetic evaluation)
❖ 应用BLUP法进行种畜遗传评定，可以提高 选种的准确性，进而加快群体的遗传进展
在同一个估计方程组中既完成固定效
应的估计，又能实现随机遗传效应的预
测，
第7章BLUP估计育种值
关于BLUP的基础知识
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数学期望的定义
设 X 为离散变量. 其分布为
P ( X x k ) p k , k 1 ,2 ,
若无穷级数 x k p k 则称
k 1
其和为 X 的数学期望 记作 E( X ), 即
2n
2 n
个体间的加性遗传相关
个体x和y间的加性遗传相关是指在它们的基因组中具 有同源相同基因的比例，或者说从个体x的基因组中随 机抽取的一个基因在个体y的基因组中也存在的概率
个体1 个体2
个体2
个体1
个体3
同卵双生： 个体间基因完全相同
a12 1
亲子： 个体间基因一半相同
a 0.5 12 第7章BLUP估计育种值
型值）估计 第7章BLUP估计育种值
遗传评估的概念
评定个体单个或多个性状的遗传价值 测定个体在特定环境下的表现 科学、准确地选择种畜方法
❖选种、选配的主要依据 ❖育种工作的中心任务
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遗传评估的方法
❖使要评估的个体在相同的环境下进行比较 –将要评估的个体或其亲属（同胞和后裔） 集中在相对标准化的环境下进行性能测 定
• X的数学期望为0×0.01＋1×0.9＋2×0.06＋ 3×0.03等于1.11，即此城市一个家庭平均有小孩 1.11个
• E(X)=1.11。
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定义 设连续 随机变量 X 的 概率函数 为
若广义积分
f (x)
பைடு நூலகம்
xf(x)dx
则称此积分为 X 的数学期望
记作 E( X ), 即
❖ 应用BLUP的效果除了取决于方法本身因素 外，还受综合育种措施，诸如性能测定、 种群结构、选配计划等多项因素的影响。
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BLUP法的基础
❖ 统计学意义：将观察值表示成固定效应、随机效应 和随机残差的线性组合
❖ 遗传学意义：将表型值表示成遗传效应、系统环境 效应（如畜群、年度、季节、性别等）、随机环境 效应（如窝效应、永久环境效应）和剩余效应（包 括部分遗传效应和环境效应）的线性组合
选择指数法的基本要点
❖当满足三个前提时，使用选择指数法， 可得到育种值的最佳线性预测（BLP）
—不存在系统环境效应 —个体随机来自同一总体 —各遗传参数事先已估计出来
在家畜育种实践中使用选择指数的
重要原则是第满7章B足LUP估第计育二种值 个前提
关于BLUP育种值估计方法
第7章BLUP估计育种值
E(X)x(fx)dx
数学期望的本质 —— 加权平均
第7章BLUP估计育种值
随机向量，期望向量 和方差-协方差矩阵
第7章BLUP估计育种值
随机向量，期望向量 和方差-协方差矩阵
x1
1
x
x
2
E(x) =μ
2
x
n
n
Var(x) =
V
1122
12
2 2
1n 2n
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