计算机模拟技术在动物遗传育种研究中应用.ppt

计算机模拟技术在动物遗传育种研究中的应用 鲁绍雄 云南农业大学动物科学学院 E-mail: shxlu@263.net 一、常规育种方案的模拟 1. 系统假设 考虑单个性状 其遗传受多基因控制，且在选择过程中不发生基因突变 2. 参数设置 群体规模 50、100、200 公母比例 1:4、1:9、1:24 性状遗传力 0.1、0.3、0.6 选择世代 15代 3. 个体育种值估计方法 动物模型BLUP模型 不同群体规模下的遗传进展 群体规模越大，选择所能获得的遗传进展也越大 不同公母比例下的遗传进展 短期选择时，适当降低公畜比例，可获得理想的遗传进展，而长期选择时，则应保证足够的公畜数 不同遗传力水平下的遗传进展 选择性状的遗传力越高，遗传进展也越大 不同群体规模下的遗传方差变化情况 不同公母比例下的遗传方差变化情况 不同遗传力水平下的遗传方差变化情况 不同群体规模下的近交系数变化情况 不同公母比例下的近交系数变化情况 不同遗传力水平下的近交系数变化情况 二、动物QTL定位模拟 1. 参数设置 系统假定 2. 实验设计与定位方法 资源群体 ?F2设计 ?BC1设计 3. 因素水平设置 结果I：不同群体规模下的QTL定位效果 QTL检测效率与位置估计 结果I：不同群体规模下的QTL定位效果 QTL效应估计 结果Ⅱ：不同遗传力水平下的QTL定位效果 QTL检测效率与位置估计 结果Ⅱ：不同遗传力水平下的QTL定位效果 QTL效应估计 结果Ⅲ：不同标记密度下的QTL定位效果 QTL检测效率与位置估计 结果Ⅲ：不同标记密度下的QTL定位效果 QTL效应估计 三、标记辅助选择方案的模拟 2. 个体育种值估计方法 ? 动物模型MBLUP 3. 参数设置 ?群体规模 60、120、180 ?公母比例 1:5、1:9、1:19 ?性状遗传力 0.10、0.25、0.50、0.80 ?QTL方差 0.25?G2 ?QTL增效基因初始频率 0.1、0.5、0.9 ?相邻标记间距 5cM ?选择世代 10代 4. 选择方案的模拟 结果I：群体规模对MAS选择效果的影响——总育种值 结果I：群体规模对MAS选择效果的影响——多基因育种值 结果I：群体规模对MAS选择效果的影响——QTL育种值 结果Ⅱ：性别比例对MAS选择效果的影响——总育种值 结果Ⅱ：性别比例对MAS选择效果的影响——多基因育种值 结果Ⅱ：性别比例对MAS选择效果的影响——QTL育种值 结果Ⅲ：遗传力对MAS选择效果的影响——总育种值 结果Ⅲ：遗传力对MAS选择效果的影响——多基因育种值 结果Ⅲ：遗传力对MAS选择效果的影响——QTL育种值 结果Ⅳ：QTL增效基因初始频率对MAS选择效果的影响——总育种值 结果Ⅳ：QTL增效基因初始频率对MAS选择效果的影响——多基因育种值 结果Ⅳ：QTL增效基因初始频率对MAS选择效果的影响——QTL育种值 谢谢大家！ 产生0世代个体标记、QTL基因型和性状表型值 估计个体育种值，选留种畜 避免全同胞交配、产生下一代个体 总育种值、多基因育种值、QTL基因型值和近交系数 改变参数重新模拟上述过程 随机交配产生1世代个体 重复n次 * 表型方差=10 加性遗传方差 随机残差方差 遗传力 性状表型值向量 固定效应向量 个体育种值向量 随机残差向量 关联矩阵 产生零世代基础群 随机交配产生一世代群体 根据BLUP-EBV选留种畜组成下一代育种群 按既定选配方法确定交配组合产生一代群体 计算遗传进展、近交系数… 改变参数 重复n次 4. 选择方案的模拟 结果I：不同参数组合下的遗传进展 结果I：不同参数组合下的遗传进展 结果I：不同参数组合下的遗传进展 结果Ⅱ：不同参数组合下的遗传方差 结果Ⅱ：不同参数组合下的遗传方差 结果Ⅱ：不同参数组合下的遗传方差 1- 50 2- 100 3- 200 结果Ⅲ：不同参数组合下的近交增量 1- 1:4 2- 1:9 3- 1:24 结果Ⅲ：不同参数组合下的近交增量 1- 0.1 2- 0.3 3- 0.6 结果Ⅲ：不同参数组合下的近交增量 一条总长度为100cM的染色体上存在1个影响目标数量性状的QTL QTL有2个等位基因 染色体上的标记均匀分布，且标记间的重组相互独立 …… M1 M2 M3 M4 …… Mn-3 Mn-2 Mn-1 Mn QTL QTL定位方法 ?最大似然区间定位 …… M1 M2 M3 M4 …… Mn-3 Mn-2