半同胞群體QTL區(qū)間定位的通用SAS程序

1、半同胞群體QTL區(qū)間定位的通用SAS程序殷宗俊1，張勤2（1.安徽農業(yè)大學動物科技學院，合肥 230036；2.中國農業(yè)大學動物科技學院，北京 100094）在家畜中普遍存在的是分離群體，在數量性狀基因定位方面，由于分離群體在各個家系內標記之間及標記與QTL之間的連鎖狀態(tài)是不同，同一位點可能存在著多個等位基因，且只有部分個體提供信息1，因而在分離群體中進行QTL定位時，其資源群體要以家系為單位，估計的參數也是以QTL方差組分為主。半同胞設計是家畜QTL分析的常用方法，設計中以父系半同胞為資源群體，利用父系及其半同胞后代的標記信息和表型信息進行QTL分析。目前，用于分離群體QTL區(qū)間定位的統(tǒng)計方

2、法主要有最大似然法和貝葉斯方法，不同的方法也都形成了很多相應的分析軟件，但從現有軟件的使用情況來看，多數分析軟件或程序的專用性太強，對分子與表型數據的錄入要求十分嚴格，輸出的結果不易被完全理解，使用起來有一定的難度。SAS統(tǒng)計分析軟件具有強大的計算分析功能4，并具有易編程和直觀易懂等優(yōu)點，目前在動物遺傳育種的多個方面達到了應用，而在統(tǒng)計基因組及QTL定位方面的應用則不是太多，為此筆者在SAS統(tǒng)計軟件應用于家畜QTL定位方面做了一些嘗試性的探索，分析的方法采用最大似然法。1 QTL區(qū)間定位方法用于半同胞群體QTL定位的分析模型如下：其中為第頭公畜第個標記基因型內第個后代的表型值；為公畜的多基因效

3、應；為QTL兩個等位基因的加性效應（）；表示在標記基因型內后代繼承雜合子公畜第個等位基因的概條件率（表1），主要取決于重組率。上述模型可以再參數化為，這里，為公畜組效應；，為加性QTL效應；為群體均值，為了分析上的簡便設定。對上述模型可采用最大似然法進行求解。表1 半同胞女兒的基因型及相對概率公畜單倍型后代基因型基因型值相對頻率標記基因型2 通用SAS程序編制通用的SAS程序見附錄，程序中考慮了雙側翼標記單個區(qū)間的情況，但對于多標記的情況程序也是適用的，只要在原程序的基礎上進行適當的擴展即可。QTL區(qū)間定位的分析方法采用常規(guī)的最大似然法。3 實例分析用于分析的數據由Monte carlo方法模

4、擬產生，具體產生過程參見文獻2和3。左側標記與QTL之間的模擬重組率為0.08。以下是程序運行后所獲得的結果： Obs L0 interval L1 LA LRT1 24062.46 1 0.0001 24028.12 34.33482 24062.46 1 0.0101 24024.96 37.49663 24062.46 1 0.0201 24021.91 40.55004 24062.46 1 0.0301 24019.07 43.38765 24062.46 1 0.0401 24016.56 45.89916 24062.46 1 0.0501 24014.48 47.98167 2

5、4062.46 1 0.0601 24012.91 49.55038 24062.46 1 0.0701 24011.91 50.5477 9 24062.46 1 0.0801 24011.51 50.949810 24062.46 1 0.0901 24011.69 50.767411 24062.46 1 0.1001 24012.42 50.043012 24062.46 1 0.1101 24013.62 48.8440 運行結果給出了在不同重組率位置的似然檢驗統(tǒng)計量（LRT），可以看出LRT在重組率（L1）為0.0801處達到最大值，與QTL假定的位置相符。圖1為似然檢驗統(tǒng)計量的剖

6、面圖。圖1 檢驗統(tǒng)計量（LRT）隨重組率變化的剖面圖 從上面的實例中可以看出，利用SAS程序進行分離群體QTL連鎖分析在編程上簡單易懂，分子與表型數據的錄入直觀易調整，計算速度快，輸出的結果在內容和格式可以人為控制，并可以根據情況進行程序調整，以增加輸出結果內容的可知性。另外，這一通用SAS程序可以在多種情況下進行擴展，對于多區(qū)間或其它資源群體的情況，只需要在程序中作適當的調整或增加循環(huán)就可以適用。參考文獻1 Darvasi A. Experimental strategies for the genetic dissection of complex traits in animal mod

7、els. Nat. Genet., 1998,18:19-242 殷宗俊, 張勤等. 離散性狀QTL區(qū)間定位的最大似然方法. 遺傳學報, 2005, 32(9): 923-929.3 殷宗俊, 張勤. 隨機效應模型下標記-QTL連鎖分析方法. 中國農業(yè)大學學報, 2005,10(4): 93-964 高惠璇編. 實用統(tǒng)計方法與SAS系統(tǒng). 北京: 北京大學出版社, 2001附錄：半同胞群體QTL區(qū)間定位的SAS程序data sire;infile "sire.dat"input sire prog M N y;data sirel; set sire;l=.12;r=.5*

8、(1-exp(-2*l);do l1=0.0001 to l by .01;l2=l-l1;r1=.5*(1-exp(-2*l1);r2=.5*(1-exp(-2*l2);if m=0 and n=0 then z1=1-r1*r2/(1-R);if m=0 and n=1 then z1=(1-r1)*r2/R;if m=1 and n=0 then z1=r1*(1-r2)/R;if m=1 and n=1 then z1=r1*r2/(1-R);output;end;proc sort data=sirel ;by l1;ods listing close;proc mixed data

9、=sire method=ml;class sire;model y=sire;ods output FitStatistics=F0; ods output CovParms=C0;run;Data F01;set F0;if Descr = "-2 Log Likelihood" then delete;L0=value;interval=1;keep interval L0;proc mixed data=sirel method=ml;by l1;class sire;model y=sire;random z1*sire;ods output FitStatistics=F; ods output CovParms=C;run;ods listing;data F1;interval=1;set F;if D