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孟德爾抽樣與基因組選擇

 育種數(shù)據(jù)分析 2021-11-18

孟德爾抽樣與基因組選擇 #2021.10.26

先說一個現(xiàn)象:一龍生九子,九子各不同。是什么原因造成的?

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龍生九子,漢語成語,讀音是lóng shēng jiǔ zǐ,意思是多用來比喻同胞兄弟的各有所長,出自《玉芝堂談薈·龍生九子》。----百度百科

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  • 傳統(tǒng)遺傳學(xué)的理由:基因重組

  • 數(shù)量遺傳學(xué)的理由:孟德爾抽樣

所以,什么是孟德爾抽樣?[1]

1. 基本模型

個體的每個表型值是由環(huán)境因素和遺傳因素共同決定的,可以用下面公式:

或者寫為:

上面公式中 是個體i的第j個記錄; 是固定環(huán)境效應(yīng)值,比如牧場、群、出生年份、性別等; 是個體的加性效應(yīng)值、顯性效應(yīng)值、上位性效應(yīng)值的和; 是影響個體i的所有隨機(jī)環(huán)境效應(yīng)的和。

加性效應(yīng)值 代表個體基因源自親本的平均加性效應(yīng),稱為育種值(breeding value)。

顯性效應(yīng) 代表座位內(nèi)的互作

互作效應(yīng) 代表座位間的互作

2. 個體育種值組合

比如 為個體i的育種值, 為父本的育種值, 為母本的育種值,因為父母本各傳遞一般的效應(yīng)給子代,所以:

「孟德爾抽樣:」 為個體育種值與父母平均育種值的離差,即孟德爾抽樣(Mendelian sampling)。因為全同胞后代的基因不完全相同,存在遺傳變異。孟德爾抽樣可以看作是個體源自親本的平均加性效應(yīng)與該親本傳遞給所有后代共同平均基因效應(yīng)的離差。

3. 為何基因組選擇估算的育種值準(zhǔn)確?

比如系譜:

構(gòu)建A矩陣,將4,5,6提取出來:

如果個體編號A,3,4,5都有基因型,那么可以構(gòu)建G矩陣,比如是這樣的:

可以看出來,系譜構(gòu)建的矩陣,親子的都是0.5,全同胞內(nèi)部都是0.5625(因為這里父母間有親緣關(guān)系系數(shù),如果沒有應(yīng)該是0.5),系譜沒有估計出孟德爾抽樣。

而基因型數(shù)據(jù)構(gòu)建的G矩陣,親子分別是:0.515,0.481,0.586,這里的孟德爾抽樣就是減去0.5,分別是0.015,-0.0290.086,這些值真實反應(yīng)出了個體間的關(guān)系,比系譜更準(zhǔn)確。

「混合線性方程組是這樣的:」

因為G比A更能反應(yīng)出個體間的關(guān)系,所以評估出的GEBV比EBV更準(zhǔn)確。

4, 所以九子各不同是什么原因?

因為孟德爾抽樣不一樣。[2]

5,什么情況下孟德爾抽樣為0?

商品代!??!

比如玉米雜交種F1[3],父母都是高度純合的自交系,F(xiàn)1的基因型完全一致。即使將個體的基因型檢測出來,也是完全一致的,構(gòu)建矩陣也是完全一致的,這時候和系譜構(gòu)建的親緣關(guān)系是一致的,就沒有孟德爾抽樣了。

6,實際應(yīng)用情況

并不是幾個個體檢測基因型,構(gòu)建G矩陣,就可以計算GS,需要一定的量,群體太小也沒用,計算得不準(zhǔn)確。

Reference

[1]

參考書籍: 《線性模型在動物育種值預(yù)測中的應(yīng)用》第三版

[2]

同義反復(fù): 重復(fù)出現(xiàn),表示強調(diào)。

[3]

每年種地時購買的品種,比如鄭單958: 如果F1的種子種地時發(fā)現(xiàn)高低不一,一定是買了假種子?。?!

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