數(shù)量遺傳學(xué)基礎(chǔ)略講課件

1、2022/7/171第七章 數(shù)量遺傳學(xué)基礎(chǔ)2022/7/172第一節(jié) 數(shù)量性狀的遺傳特征質(zhì)量性狀：一類性狀可明確區(qū)分為若干種相對(duì)形狀，并可用形容詞進(jìn)行描述。如毛色、角的有無(wú)等。數(shù)量性狀：一類性狀的變異是連續(xù)的，無(wú)法用形容詞描述，只能通過(guò)度量測(cè)定，并用數(shù)量來(lái)表示。如產(chǎn)奶量、生長(zhǎng)速度、體重、羊毛的粗細(xì)等。2022/7/1732022/7/174一、數(shù)量性狀的多基因假說(shuō)2022/7/175多基因假說(shuō)(multiple factor hypothesis)數(shù)量性狀是許多對(duì)基因共同作用的結(jié)果每一對(duì)基因?qū)π誀畋硇偷谋憩F(xiàn)所產(chǎn)生的效應(yīng)是微效的微效基因的效應(yīng)是相等，而且相互累加微效基因顯性不完全微效基因?qū)Νh(huán)境敏

2、感最早由Yule(1906)提出，然后由Nilsson-Ehle and Johannsen完善2022/7/176性狀區(qū)分的不同方法質(zhì)量性狀 紅：白63：1數(shù)量性狀 紅顏色的深度2022/7/1772022/7/178典型數(shù)量性狀分布圖（正態(tài)分布）2022/7/179二、數(shù)量性狀表型值的剖分表型值(P)是由基因型值(G)和環(huán)境值(E)共同作用的結(jié)果，即P=G+E在一般情況下，個(gè)體環(huán)境效應(yīng)有正負(fù)之分，在樣本含量足夠大的群體中，總和為零，即E=0基因型值存在3種不同的效應(yīng)，即基因加性效應(yīng)(A)、等位基因間的顯性效應(yīng)(D)和非等位基因間上位效應(yīng)(I)，即G=A+D+I2022/7/1710由于D和

3、I帶有一定的隨機(jī)性，一般均將它們與環(huán)境偏差合并，統(tǒng)稱為剩余值(R)，即R=D+I+E因而公式簡(jiǎn)化為：P=A+R例：假定仔豬初生重由2對(duì)等位基因(A1a1, A2a2)控制，不同位點(diǎn)基因具有相同的加性效應(yīng)，其中A為200g，a為100g，等位基因A對(duì)a完全顯性，位點(diǎn)2對(duì)位點(diǎn)1有上位效應(yīng)，當(dāng)位點(diǎn)2為雜合狀態(tài)時(shí)可增加位點(diǎn)1基因型10%的加性效應(yīng)?；蛐虶ADIA1A1A2A280080000A1A1A2a284070010040A1A1a2a260060000A1a1A2A28007001000A1a1A2a283060020030A1a1a2a26005001000a1a1A2A260060000

4、a1a1A2a262050010020a1a1a2a2400400002022/7/1711第二節(jié) 通徑分析Path Analysis Wright(1921)提出來(lái)2022/7/1712一、通徑系數(shù)的概念豬的屠宰體重(Y)，由生長(zhǎng)速度(X1)和4月齡體重(X2)決定，而它們又是由飼養(yǎng)條件(X3)決定。右圖省略 X31、兩個(gè)變量間的關(guān)系:因果關(guān)系: 單箭頭線，方向由因到果，稱為通徑線平行關(guān)系:雙箭頭線，稱為相關(guān)線2、每條線的相對(duì)重要性稱為系數(shù)通徑線的系數(shù)稱為通徑系數(shù)相關(guān)線的系數(shù)稱為相關(guān)系數(shù)2022/7/1713通徑系數(shù)下標(biāo)中，因變量在前，自變量在后，二者用點(diǎn)分開(kāi)。注意通徑系數(shù)沒(méi)有單位。只有兩個(gè)

5、變量時(shí)，通徑系數(shù)等于相關(guān)系數(shù)。通徑系數(shù)：就是標(biāo)準(zhǔn)化的回歸系數(shù)，在多變量情況下，為標(biāo)準(zhǔn)化的偏回歸系數(shù)。2022/7/1714二、通徑系數(shù)的定理(略)定理一（獨(dú)立原因）dy.x1+dy.x2=1Py.x1=ry.x1，Py.x2=ry.x2如果原因不完全，則決定系數(shù)之和小于2022/7/1715定理二（間接原因）Py.X3 = Py.x1 Px1.x3,Py.x4 = Py.x1 Px1.x4dy.x1 = dy.x3 + dy.x4設(shè)X1與X2為Y的兩個(gè)直接原因，X3與X4又為X1的原因，因而X3與X4也就是Y的兩個(gè)間接原因，通過(guò)X1來(lái)對(duì)Y起作用。2022/7/1716定理三(共同原因)ry1y

6、2 = P2 P2（左） ry1y2 = rx2x3 P2 P3（中）ry1y2 = P2 P 2 + P3 P 3（右）2022/7/1717定理四ryx1 = P1 + r12 P2 + r13 P3dy.x1 + dy.x2 + dy.x3 = 12022/7/1718三、通徑鏈的追溯規(guī)則(略)通徑方向，只能“先退后進(jìn)”一條通徑鏈最多只能改變一次方向通過(guò)一條相關(guān)線等于一次方向改變鄰近通徑必須以尾端與相關(guān)線相接一條通徑鏈內(nèi)至多只能有一條相關(guān)線不同的通徑鏈可以重復(fù)通過(guò)同一條相關(guān)線在追溯兩個(gè)結(jié)果的通徑鏈時(shí)要避免重復(fù)和遺漏。2022/7/1719第三節(jié) 重復(fù)力一、概念重復(fù)力：指家畜個(gè)體由同一性狀

7、多次度量值之間相關(guān)程度的度量。時(shí)間上：豬產(chǎn)仔數(shù)，奶牛的產(chǎn)奶量，綿羊的產(chǎn)毛量，蛋雞的產(chǎn)蛋數(shù)?？臻g上：果蠅翅長(zhǎng)，作物種子的蛋白質(zhì)含量。2022/7/1720重復(fù)力個(gè)體間方差個(gè)體內(nèi)度量間方差一般環(huán)境方差特殊環(huán)境方差遺傳方差環(huán)境方差表型方差2022/7/1721二、重復(fù)力的估計(jì)方法(略)以個(gè)體分組，以個(gè)體的各次度量值為組內(nèi)觀察值，采用單因素方差分析法，所得的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)即是重復(fù)力。2022/7/1722例題：小梅山母豬產(chǎn)仔數(shù)記錄母豬號(hào)胎次Kxx21234567891011621211211618857412062252101517132021231716201017230984584111431111

8、915774874372066212722412617123192123192091402570241081112131314181881071511240241618191917196199137236543649521815365266851981319201481313710015282408715161416111720239139232124415181517241715211786111732983358151420151216218961013620682226121919182411151581332337合計(jì)1011449236012022/7/1723總方差、組間方差、組內(nèi)

9、方差2022/7/1724小梅山母豬產(chǎn)仔數(shù)方差分析表變異來(lái)源自由度平方和均方期望均方母豬間12621.663351.8053母豬內(nèi)882191.208024.9001總和1012812.78132022/7/1725三、重復(fù)力的主要用途1、判斷遺傳力估計(jì)是否正確重復(fù)力為遺傳力的上限2、確定需要重復(fù)度量的次數(shù)度量n次所能達(dá)到的準(zhǔn)確度2022/7/17264、計(jì)算多次度量均值的遺傳力3、估計(jì)畜禽終身可能的平均生產(chǎn)力(MPPA)2022/7/1727第四節(jié)遺傳力廣義遺傳力：H2 = VG/VP(數(shù)量性狀基因型方差占表型方差的比例)狹義遺傳力：h2 = VA/VP (數(shù)量性狀育種值方差占表型方差的比例

10、)子代平均值種畜平均值全群平均值實(shí)現(xiàn)遺傳力：子代選擇反應(yīng)占親代選擇差的比例。2022/7/1728遺傳力的幾種表述(略)遺傳力是育種值對(duì)表型值的決定系數(shù)(dP.A)遺傳力是育種值對(duì)表型值的回歸系數(shù)(bAP)遺傳力是育種值和表型值的相關(guān)系數(shù)( )2022/7/1729二、遺傳力估計(jì)的原理和方法(略)(一)遺傳力估計(jì)的原理2022/7/1730(二) 公畜內(nèi)女母回歸或相關(guān)法(2)分別計(jì)算各公畜組的SSX, SSY, SPXY；(3)將各公畜組的平方和及乘積和分別相加，得到公畜內(nèi)平方和及乘積和：SSX(S)=SSX, SSY(S)= SSY, SPXY(S)= SPXY (4)計(jì)算公畜內(nèi)女母回歸和遺

11、傳力：bDM(S)=bYX(S)=SPXY(S)/SSX(S)，h2=2 bDM(S)(1)回歸整理資料，以女兒的表型值為y，母親的表型值為x；2022/7/1731(三) 半同胞相關(guān)當(dāng)各組半同胞數(shù)量不同時(shí)：以同父子女分組，經(jīng)方差分析計(jì)算所得的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)：在實(shí)際應(yīng)用中可以省略估計(jì)方差組分的步驟，用均方直接計(jì)算半同胞相關(guān)：2022/7/1732(四) 全同胞相關(guān)法理論上相等，實(shí)際上不相等。當(dāng)這三個(gè)估計(jì)值相差太大時(shí)，應(yīng)該補(bǔ)充資料，重新估計(jì)2022/7/17332022/7/1734三、遺傳力的顯著性檢驗(yàn)1、當(dāng)采用公畜內(nèi)女母回歸2、當(dāng)采用半同胞相關(guān)2022/7/17353、當(dāng)采用全同胞相關(guān)2022

12、/7/1736四、畜禽部分性狀的遺傳力(略)1、遺傳力是數(shù)量遺傳學(xué)中的重要參數(shù)。2、具體用途：預(yù)測(cè)遺傳進(jìn)展估計(jì)個(gè)體育種值指定綜合選擇指數(shù)此外，在家畜選育過(guò)程中，根據(jù)遺傳力的大小，針對(duì)要改進(jìn)的性狀確定其繁育方法、選擇方法及建系方法。2022/7/1737五、提高遺傳力估計(jì)精確度的方法1、女母回歸法:2、半同胞相關(guān)法:n最宜家經(jīng)含量，公畜數(shù)，dfS=最小公畜自由度例如，表7-62022/7/1738第五節(jié)遺傳相關(guān)(略)表型相關(guān)：表型值間的相關(guān)環(huán)境相關(guān)：家畜在發(fā)育過(guò)程中受共同環(huán)境影響而產(chǎn)生的相關(guān)遺傳相關(guān)：性狀育種值間的相關(guān)基因的多效基因座位之間的連鎖選擇造成的基因座位之間的連鎖不平衡2022/7/1

13、739一、性狀間的相關(guān)及其剖分表7-7給出了一些性狀間表型相關(guān)、遺傳相關(guān)和環(huán)境相關(guān)。2022/7/1740二、遺傳相關(guān)估計(jì)方法1、親子協(xié)方差法2022/7/17412、同胞協(xié)方差法同胞間的平均協(xié)方差等于組間方差(COVxx, COVyy)同胞間的平均交叉協(xié)方差等于組間協(xié)方差(C-COVxy)2022/7/1742三、遺傳相關(guān)的顯著性檢驗(yàn)Reeve(1955)提出了由親子關(guān)系估計(jì)遺傳相關(guān)時(shí)的取樣誤差公式：由于取樣誤差公式比較復(fù)雜的，Robertson(1959)提出了一個(gè)近似公式：2022/7/1743第六節(jié)線性模型與非線性模型(一) 線性模型一、基本概念(二) 非線性模型2022/7/1744二、模型分析(一) 模型的建立1、推理模型Verhaulst(1937)提出了種群大小隨時(shí)間變化的模型(logistic方程)：生物生長(zhǎng)過(guò)程也基本符合2、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?022/7/1745(二) 參數(shù)估計(jì)1、線性模型采用最小二乘法得到正規(guī)方程后，求解。如回歸系數(shù)、偏回歸系數(shù)及常數(shù)等。1、非線性模型線性化后的最小二乘法。直接法，也稱非線性回歸技術(shù)。2022/7/1746三、常用非線性模型(一) 泌乳曲線Wood(1967)提出了Yn在時(shí)間n時(shí)的產(chǎn)奶量的函數(shù)模型：Cobby(1978)對(duì)Wood模型進(jìn)行改造，使模型成為以下兩種形式：Goodall(1984)