第七章数量性状遗传参数估测

遗传力的应用
• 进行多个性状选择时，需制订综合选择指数（Comprehensive selection index）：对所选性状的选择指数进行经济加权后，配合 出一个综合指数。 • 5 .作为引种时的参考： • 当用父系半同胞法估测的遗传力比明显一般均值时，说明公畜间 的差异较小，每代的选择效果不好，需从外引入公畜。 • 6. 确定繁育方法: • 对遗传力高的性状，且品种或品系内个体差异较大，一般采 • 用 纯种繁育(pure breeding)来提高生产性能。遗传力高，但品 • 系或品种内差异较小，一般采用品种或品系间杂交，基因重组 • 后再进行选择。对于遗传力低的性状，主 • 要是通过杂交来获得杂种优势。
遗传力的应用
• 1. 预测选择效果： 通过对亲代的选择，来预测下一代可能获得的 遗传进展 。 R = S h2 • 2. 确定选择方法：对遗传力高的性状，采用个体（表型）选择 （Individual selection）。遗传力低的性状，且家系中个体表型相 关程度低，采用家系选择（Family selection）—根据家系平均值 高低选择。遗传力低的性状，且家系中个体表型相关程度高，采 用家系内选择（Within-family selection）—每个家系中选择最好者。 • 3.估计个体育种值: AX= (PX - P ) h2 + P • 4. 制订选择指数: 单个性状选择时主要根据合并选(Combined • selection index)选择，就是家系均值和家系内偏差分别用各自 • 的遗传力进行加权。 • I’= Af + Aw = h2f Pf + h2w Pw
第三节 重复力
• 重复力的概念 • 遗传参数（Genetic Paramenters）是反映数量 性状遗传规律的参考常数。主要有重复力、 遗传力和遗传相关。 • 重复力（Repeatability）是数量性状多次度 量值之间的重复程度。从统计学来看，是性 状各次度量值间 的组内相关系数（Intraclass correlation coefficient）。其取值在0~1之间。
遗传力的估测
• ②全同胞相关（Full-sib correlation）法 全同胞相关（ ） COV（FS） • σ2 S + σ2 D • r（FS）= = =1/2h2 • σ2S+ σ2D+ σ2W σ2 P
• • • • σ2S =（MSS-MSD）/dn0 σ2D = （MSD-MSW）/n0
VP（n）= re VP + （1-re ）VP/ n = VP〔1+（n-1） re〕/ n n 次度量的方差与一次度量方差之比为： VP（n） / VP = 〔1+（n-1） re〕/ n 增加度量的精确性，就需降低度量的方差，对于高重复力， 需 度量次数少；低重复力，需要度量多次 度量，才能降低度量 方差。
亲缘个体为全同胞关系
h2=rP(HS)/rA(HS) =rP(HS)/0.25= 4rP(HS)
遗传力的估测
• • • • • • • • • • • • • 1 由亲子关系估测遗传力 ----亲子回归法（Offspring-Parent regression） ①上下代方差相同，两性间方差也相同。 子代对一个亲本的回归 bOP = COVOP/σ2P 由于∑AR=0 COVOP=COVG（OP）=∑1/2A（A+R）/ N ∴ COVG（OP）= 1/2∑A2 / N = 1/2VA h2 = 2bOP
遗传力的表达方式
• 1遗传力是育种值对表型值的决定系数。 h2 = dPA = σA2 / σP 2 • 2 表型各组分间无相关时，遗传力是育种值对表型值的回归系数。 • • A = h2 P 即 h2 = bAP ∵ ∑SPAR = 0 h2 = σ2A/ σ2P=SSA/ SSP =（SSA+SPAR）/ SSP = SPAP / SSP = bAP
重复力的用途
• 1 确定性状度量次数 • 每次度量值中VG+VEg不变，只有VES改变，度量次数越多，VES越 小。 VP（n）=VG+VEg+VE s/ n • • • • • • • • ∵ VP=VG+VEg+VE s ∴ VP= re VP +VE s re=（ VG+VEg）/ VP VE s = （1-re ）VP
Q..>1时,用 第I次度量值估测准确。 Q<1 时，用第j次度量值估测准确
第四节 遗传力
• 遗传力的概念：
• 1 广义遗传力 广义遗传力（heritability in the broad sense）数量性 状基因型方差占表型方差的比率。H2=VG/VP。 • 2 狭义遗传力 heritability in the narrow sense）数量性 狭义遗传力（ • 状育种值方差占表型方差的比率。h2=VA/VP。 • 3 已实现的遗传力 已实现的遗传力（realized heritability）子代选择 • 反应占亲代选择差的比例。
遗传力的估计原理
• 亲缘个体为同卵双胞胎或自交后代
• • • • • • h2=rP(MT)/rA(MT) =rP(MT)/1= rP(MT) h2=rP(OP)/rA(OP) =rP(OP)/0.5= 2rP(OP)
• 亲缘个体为亲子关系 亲缘个体为全同胞关系
h2=rP(FS)/rA(FS) =rP(FS)/0.5= 2rP(FS)
h2 =2 r（FS）
当每头公畜与配母畜数相同，每头母畜子女数相同时： σ2W = MSW 当公畜与配母畜数不同，每头母畜的子女数不同时： σ2W = MSW σ2S =〔MSS - （ σ2W -n’0 σ2D ）〕/ dn0 σ2D = （MSD-MSW）/n0 ∑（∑n2/dn） n0 = D -S
重复力概念
• 某一性状在多个家畜中进行多次度量，同一个 体多次 度量值间 的差异称为个体内（组内） 方差 （inter-individual variance）， • 不同个体间多次度量值的差 异称为个体间（组 间）方差（intra- individual variance）。 •
•
VP= σ2B+ σ2W
重复力的用途
• 5 根据早期的记录估测后期的产量 重复力的大小反映不同度量值间的重复程度，对于重复力高的性 状，早期产量高的个体，其后期的产量也高，早期产量低，后期 产量也低。 • 根据不同次记录与所有记录平均数的相关系数，确定用那一次记 录来估测后期产量最可靠。 • COVPiP σ2Pi σPi Vpi 1-（n-1）ri • rPi P = = = = = • σPi σP σPi σP σP VP（n） n • • • • • rPjP = 1-（n-1）rj n Q= rPi P rPjP = 1-（n-1）ri 1-（n-1）rj
重复力的用途
• 3. 判断遗传力估计是否正确 • re = （VG+VEg）/ VP H2 = VG/ VP h2 = VA/ VP • re > H2 > h2 重复力是遗传力的上限。 • 4. 综合评定畜禽育种值 • 2 VA n VA n h2 h (n) = · = = • VP(n) 1+（n-1）re VP 1+（n-1）re • • • • 根据n 次度量记录,评定个体育种值: 2 AX= ( Pi - P ) h (n) + P n h2 A X = ( Pi - P ) + P 1+（n-1）re
bOP=1/2（VA /σ2P ）=1/2（ VA /VP ）= 1/2 h2 子代对双亲均值的回归 COVOP = COVG（OP）=∑A（A+R）/ N = VA bOP = VA / VP = h2
h2 = 2bOP
②上下代方差相同，子代两性间方差不相同。 需分别求女儿和儿子对亲本的回归，并 经矫正后计算遗传力。
• 3 遗传力是育种值与表型值的相关系数的平方，是用表型值估计 育种值准确性的度量。 • SPAP σP σP 1 • rAP = COVAP/ σAσP = · = bAP · = h2 · =h • SSP σA σA h • •
h2 = r2AP
遗传力的估计原理
• • • • • • • 只有通过亲属关系才能估计遗传力. rA 亲属间没有环境相关, R1 A1 A2 R2 基因型值与剩余值无相关,则 h h P1和 P2个体间的相关系数 rP=hrAh=h2rA h2=rP/rA 根据不同的亲缘关系, 可计算出遗传力. P1 rP P2
遗传力的估测
• 2 由同胞关系估测遗传力 • ①半同胞相关（Half-sib correlation）法（组内相关系数） • σ2 S MSS – MSW MSS—公畜间均方 • r（HS）= = • σ2S+ σ2W MSS+（n0-1）MSW MSW —公畜内女儿间均方 • n0 是公畜的女儿头数。 2 • 当公畜的女儿数不等时 ： 1 ∑n i n0 = ∑ ni S-1 ∑ ni 半同胞间的相关就是半同胞的组内相关。 • • • • ∴ r（HS）=COV（HS）/ σ2P COV（HS） =V1/2A=1/4VA h2 = 4 r（HS） ∴ r（HS）= 1/4VA / σ2P =1/4h2
s
d
2 2 n ’0 = ∑（∑n /dn）- ∑（dn） /n S–1
•
• • •
s
d
s
N - ∑（ dn）2/ N dn0 = S–1 S是公畜数，D是母畜数 ， n是母畜的子女数， dn是每头公畜的子女数 。
s
•
影响遗传力值的因素
• 遗传力取值范围：从理论上讲遗传力值一般在 0～1之间。h2=1时，说明该性状完全不受环境影 响， h2=0时，说明该性状不受遗传影响。如果 h2>1或h2<0,就需要考虑数据的来源和样本的大 小,是否存在场、年、季效应（不同场、不同年 度，季节的环境条件差异较大引起环境方差较 大）和样本过小抽样误差增大。必要时剔除个 别极端数据。
重复力的用途
• 2 估计个体的可能生产力： • PX = re（n）（P(n) - P ） + P
• re（n） = （VG+VEg ）/ VP（n）= (VG+VEg )/ VP〔1+（n-1） re〕/ n
•re • • • ∴ • • • • • • = n re / 〔1+（n-1） re〕 n re PX = （ P(n)- P ） + P 1+（n-1）re 当n =0 时 n re / 〔1+（n-1） re〕= 0 佳估值。 PX = P 个体没有测定记录, 群体的平均表型值就是个体生产性能的最 当n 很大时， n re / 〔1+（n-1） re〕≈ 1 PX = P(n) 多次记录的平均数就是个体的 可能生产力 。
kn
SSW =∑ ∑ （Xji-Xj）2 dfP = nK-1
k
n
SSP=SSB+SSW dfP=dfB+dfW i = n j= k K是个体数 n 是度量次数
dfW = K（n-1）
SSP =∑（Xji-X）2
当个体间度量次数不等时，用加权平均数 度量n0 1 n0 = （ ∑njk-1 ∑n2j ∑nj ）
环境方差的剖分
• 一般环境方差（General environmental variance）: • 在时间上持久 或空间上非局部的条件所造成的环境方 差，是个体间方差的 一部分。 • VE = VEg+ VEs σ2B = VG+ Veg • 特殊环境方差（Special environmental variance） • 是暂时的或局部的条件造成的环境方差， • 是个体内方差。 σ2W = VEs
• 影响因素：遗传力是遗传方差占总方差的比。遗传力 的大小取决于遗传因素和环境因素在总方差中的比例。 遗传力高，说明性状的变异主要是有遗传因素造成， 遗传力低，说明变异主要是由环 境造成的。由于不同 • 环境条件下测定的遗传力不同，所以，在特定的环境 条件下测定的遗传力，只能在特定的畜群中使用。采 用全同胞或同母异父估测遗传力，由于共同环境效应 （母体效应），往往使遗传力偏高。近交群体的上下 • 代方差不同，且环境方差较大，采用同胞相关估测 • 的遗传力有偏差，需矫正。杂交群体的由于遗传 • 基 础 世代发生变化， 一般不进行遗传力估测。 • 吴中贤教授进行杂种优势的遗传力估计。
重复力估测
• VG+VEg VG+VEg σ2 B re = = = • VP VG+VEg+Ves σ2B+ σ2W • MSB-MSW （ MSB估计的是 σ2W+nσ2B） = • MSB+（n-1）MSW （ MSW估计的是 σ2W） • MSB=SSB/dfB
k
MSW =SSBBaidu NhomakorabeadfW
• SSB =n∑（Xj-X）2 • • • • • dfB = K-1