【摘要】：準(zhǔn)確的遺傳評(píng)估是開展有效選種選配的前提,所以發(fā)展和完善遺傳評(píng)估方法一直是家畜育種領(lǐng)域的重要研究課題。分層是一種常見的統(tǒng)計(jì)抽樣和數(shù)據(jù)輔助挖掘策略,適當(dāng)?shù)姆謱犹幚砜商岣邤?shù)據(jù)挖掘的準(zhǔn)確性和效率。遺傳分層是針對(duì)遺傳組分的分層。本研究將遺傳分層思想作為一種發(fā)展遺傳評(píng)估方法的新策略,以分層混合線性模型為建模工具,建立分層遺傳評(píng)估模型,針對(duì)不同遺傳分層情形下的遺傳評(píng)估問(wèn)題開展了系列研究。以16th QTLMAS Workshop數(shù)據(jù)集作為驗(yàn)證數(shù)據(jù),根據(jù)豬育種實(shí)踐可能面臨的遺傳分層情形,設(shè)置了按照遺傳信息來(lái)源、遺傳性質(zhì)、SNPs效應(yīng)大小3種單向遺傳分層方式,以及遺傳性質(zhì)與遺傳信息來(lái)源、遺傳性質(zhì)與SNPs效應(yīng)組合下的2種雙向遺傳分層。針對(duì)不同遺傳分層方式,利用分層混合線性模型構(gòu)建多種分層遺傳評(píng)估模型,深入探討了分層遺傳評(píng)估的相關(guān)問(wèn)題,取得主要研究結(jié)果如下:1.提出和定義了一組與遺傳分層緊密相關(guān)的新概念,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步給出了幾種常見遺傳分層方式下的分層遺傳評(píng)估模型及注釋,同時(shí)將遺傳分層與一步法結(jié)合,提出了新的分層一步法。本研究從新概念和分層遺傳評(píng)估模型等角度為分層遺傳評(píng)估方法的初步提出作了探索性嘗試;2.對(duì)16th QTLMAS Workshop數(shù)據(jù)集3個(gè)模擬性狀開展了基于單標(biāo)記的GWAS分析,獲得用于后續(xù)驗(yàn)證分析的SNPs列表,分別在P值0.05和0.01水平經(jīng)Bonferroni校正作為截取閾值,Trait1共有193和267個(gè)SNPs超過(guò)相應(yīng)截取閾值,Trait2有151和213個(gè)SNPs分別超過(guò)閾值,Trait3則有481個(gè)和650個(gè)SNPs超過(guò)截取閾值;3.在基于多分子標(biāo)記與系譜信息的分層遺傳評(píng)估中,用P=0.01/n、P=0.001/n、和P=0.0001/n三個(gè)閾值截取的SNPs列表作為前景多分子標(biāo)記進(jìn)行驗(yàn)證分析,發(fā)現(xiàn)納入了前景SNPs多分子標(biāo)記之后,三個(gè)模擬性狀的分層估計(jì)育種值的準(zhǔn)確性均比傳統(tǒng)BLUP提高了大約10%,但基于隨機(jī)SNPs的分層遺傳評(píng)估不能提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性;4.在加性遺傳與顯性遺傳組分的分層遺傳評(píng)估中,發(fā)現(xiàn)加性和顯性遺傳組分的分層遺傳評(píng)估的準(zhǔn)確性大致與GBLUP持平;5.基于SNPs效應(yīng)分層的遺傳評(píng)估效果較為理想,在P=0.05/n、P=0.01/n和P=0.001/n三個(gè)閾值截取的前景SNPs的分析中均表現(xiàn)出明顯的準(zhǔn)確性提升,與同樣條件下的GBLUP相比,準(zhǔn)確性約提高3個(gè)百分點(diǎn)。進(jìn)一步探討了分層深度對(duì)模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的影響,發(fā)現(xiàn)隨著分層深度的加深,預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性也表現(xiàn)出提高的趨勢(shì),但二者呈二次函數(shù)關(guān)系;6.在兩種雙向遺傳分層方式下的分層遺傳評(píng)估驗(yàn)證結(jié)果表明,加性遺傳和顯性遺傳分層信息的加入,并不能在SNPs效應(yīng)單向分層和多分標(biāo)記-系譜單向分層的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提升模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,表明多重分層因子的組合建模需要優(yōu)化篩選才能發(fā)揮多因子分層的疊加作用;7.分層一步法(sssGBLUP)的驗(yàn)證結(jié)果表明,分層一步法的準(zhǔn)確性高于傳統(tǒng)一步法、GBLUP、和BLUP法。在基于模擬表型的分析中,與傳統(tǒng)一步法相比,分層一步法的準(zhǔn)確性大約提升3-4個(gè)百分點(diǎn),加大分層深度,最高可提升近6個(gè)百分點(diǎn),提升效果明顯。進(jìn)一步發(fā)展的ssssGBLUP準(zhǔn)確性又可在sssGBLUP基礎(chǔ)上再提升2個(gè)百分點(diǎn)左右。本研究提出新的分層一步法是對(duì)傳統(tǒng)一步法的有效發(fā)展;8.最后對(duì)一個(gè)大白豬群的Sequenom基因分型數(shù)據(jù)展開實(shí)例分析,以背膘厚性狀作為目標(biāo)性狀,發(fā)現(xiàn)多分子標(biāo)記信息加入分層遺傳評(píng)估模型后,分層估計(jì)育種值與傳統(tǒng)BLUP估計(jì)育種值具有一定的差異,在兩種估計(jì)育種值的排序中,前5名和前10名列表中的個(gè)體號(hào)和排序均有一定的變化,但在總體分布趨勢(shì)上,分層估計(jì)育種值與傳統(tǒng)BLUP估計(jì)育種值仍較為接近。本研究首次明確地提出了遺傳分層思想,并將其用于遺傳評(píng)估方法發(fā)展。以分層混合線性模型為基礎(chǔ),建立了針對(duì)不同遺傳分層情形下的分層遺傳評(píng)估模型,驗(yàn)證分析結(jié)果揭示了分層遺傳評(píng)估策略在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景中都可以不同程度地提高遺傳評(píng)估的準(zhǔn)確性,表明科學(xué)、合理的遺傳分層可提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。本研究成果是對(duì)遺傳評(píng)估方法的發(fā)展,在一定程度上豐富了豬遺傳評(píng)估方法的內(nèi)容,對(duì)豬和其他家畜遺傳評(píng)估方法的進(jìn)一步發(fā)展也有一定的借鑒作用,所以本研究具有重要的理論與實(shí)踐意義。
【圖文】：

圖 2-1. 本研究技術(shù)路線圖Figure 2-1. Schematic outline of this study層遺傳評(píng)估方法的提出 理論部分：一組新概念的提出傳分層（genetic stratification）：若將一個(gè)性狀的遺傳系統(tǒng)按某種標(biāo)準(zhǔn)類別、層或亞組分，就稱作遺傳分層；層因子（stratification factor, SF）：用作遺傳分層的因素或標(biāo)準(zhǔn)稱為分層深度（stratification depth, SD）：指分層的層數(shù)，度量值為層數(shù)減 1， 1 時(shí)，退化為不分層的常規(guī)遺傳評(píng)估模型，表示沒(méi)有分層；層遺傳評(píng)估模型（stratified genetic evaluation model, SGEM）：將遺傳分平行模型項(xiàng)，同時(shí)納入遺傳評(píng)估模型進(jìn)行建模，所建模型稱為分層遺

基于遺傳分層思想的遺傳評(píng)估方法及驗(yàn)證3 結(jié)果與分析3.1 豬群數(shù)據(jù)與 16th QTLMAS Workshop 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估分析結(jié)果首先，對(duì)大白豬群背膘厚性狀、基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行了質(zhì)控分析。圖 3-1 為豬背膘厚表型的分布圖，性狀分布大致滿足正態(tài)分布形狀，，性狀分布沒(méi)有出現(xiàn)偏歧，可以滿足本研究需要。背膘厚數(shù)據(jù)的最小值、平均數(shù)和最大值分別為 3.300、9.739 和20.070，計(jì)算的方差和變異系數(shù)分別為 7.206916 和 0.2756549。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S813

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 白俊艷;張勤;賈小平;;標(biāo)記輔助導(dǎo)入的原理與應(yīng)用[J];遺傳;2007年03期

本文編號(hào)：2709813