个体遗传评定选择指数法.ppt

第六章 个体遗传评定选择指数法,第一节 简 介 第二节 育种值的概念及其信息来源途径 第三节 单性状育种值的估计 第四节 多性状的综合评定 第五节 选择指数法应用的注意事项 第六节 约束选择和最宜选择,第一节 简 介,个体遗传评定：即个体种用价值评定 个体遗传评定的目的： 对个体种用能力进行评估，找出遗传潜能好的个体留种，即对家畜遗传型的评估。 种用个体的要求 生产性能高、体质外形好、发育正常、繁殖性能好、合乎品种标准、种用价值高 个体遗传评定的方法： A、对质量性状的评定：多采用系谱调查和测交试验来判定遗传型 B、对数量性状的评定：多采用估计育种值的方法来进行评定,第二节 育种值的概念及其信息来源途径,一、育种值的概念 育种值又称为种用价值，是个体育种值的简称，指的是种用个体的遗传特性。就某一性状而言，则是个体的遗传型（基因型）。 数量性状表型值是由个体的遗传和环境效应共同作用的结果，即 其中，能稳定遗传给下一代的是基因的加性效应（ ），它可通过育种改良得到稳定的改进。 个体加性效应的高低反映了它在育种上贡献的大小，因而称之为育种值。,相关概念,1估计育种值 虽然育种值是可以稳定遗传的，根据它进行种用个体选择可以获得稳定的选择进展。但是，育种值是不能直接度量的，所能测定的是包含育种值在内的各种遗传效应和环境效应共同作用得到的表型值。 因此，只能利用统计学原理和方法，通过表型值和个体间的亲缘关系进行估计，由此得到的估计值称为估计育种值（estimated breeding value，EBV或 ）。,相关概念,2估计传递力 对常染色体上的基因而言，后代的遗传基础由父母双方共同决定，一个亲本只有一半的基因遗传给下一代。 对数量性状来说，个体育种值的一半能够传递给下一代，在遗传评估中将它定义为估计传递力（estimated transmitting ability，ETA）。 即：,相关概念,3相对育种值 个体育种值占所在群体均值的百分比称为相对育种值（relative breeding value，RBV）。 这是为了育种实践中便于比较个体育种值的相对大小而设定的。 有：,相关概念,4综合育种值 对多性状选择时，需要估计个体多个性状的综合育种值（total breeding value），根据它进行选择可获得多个性状的最佳选择效果。 综合育种值是考虑了不同性状在育种上和经济上的重要性差异，用性状的经济加权值表示。 假设需要选择提高的目标性状共有n个，各性状的育种值分别为a1an，相应的经济加权值（economic weight）分别为w1wn，则综合育种值（H）可定义为：,二、育种值的信息来源,种用个体育种值的信息来源可用下图表示：,第三节 单性状育种值的估计,一、估计育种值的原理 二、单项资料估计育种值 三、多项资料估计育种值,一、估计育种值的原理：,PGE ； GADI ；PADIE P=A+R D和I的效应由于基因的分离和重组，不能确实遗传。育种中能固定的只是基因加性效应的部分，即基因的加性值（A），又叫育种值。只有育种值能确实地遗传给后代，故根据育种值进行选择。,育种值不能直接度量，只能从表型值进行间接估计。这种估计要运用回归原理进行（利用两个变量间的回归关系，从一个变量估计另一个变量）。 通用的回归方程为： 其中：x为自变量； y为因变量； bxy为y对x的回归系数。,由表型值估计育种值：,在大群体的均数中，各种偏差正负抵消， 故： 代入得： 方程中，回归系数bAP根据提供信息的个体与估计育种值个体间亲缘关系不同而给予不同加权的遗传力。,回归系数bAP计算通式,式中: 表示提供信息的个体与估计育种值个体间的亲缘系数 为各测量的表型值间的表型相关 当信息来源是一个个体多次度量均值时， 等于多次度量的重复率 ； 当信息来源是n个同类个体单次度量均值时， 等于同类个体间的亲缘系数与性状遗传力的乘积( )。 表示提供信息的个体之间的亲缘系数。,混合家系的平均亲源相关系数： d为配种并产仔的母畜数,个体育种值估计准确度的度量,表示的是利用选择指数估计育种值的准确度，实际上是选择指数与育种值之间的相关系数 利用表型值估计育种值的时候，估计准确度就是表型值与育种值之间的相关系数 根据生统理论有： 可知，个体育种值估计的准确度取决于提供信息个体与被估个体间的亲缘关系、性状的遗传力、重复力及可利用的信息量。,二、单项资料估计育种值,估计结果： 估计育种值(estimated breeding value , EBV) 资料来源： 本身记录、祖先记录、同胞记录（全同胞或半同胞）、后裔记录 可根据单个记录进行估计育种值，也可根据多种资料进行复合评定。,1、根据个体记录,其中： 表示个体x某性状的估计育种值（EBV）； Px 表示个体x该性状的表型值； 表示该性状的群体表型平均值； h2 表示该性状的遗传力 公式含义：选择差遗传力,（1）根据个体本身一次记录,（2）根据个体的多次记录,其中： 是个体x的n次记录的平均表型值； h(n)2 是n次记录平均值的遗传力 h(n)2 n 表示记录次数； re 表示各次记录间的相关系数（即重复率）,2、根据祖先记录,根据系谱记录对种畜的育种值进行估计，最重要的是父母记录。 （1）只有一个亲本记录时： 其中： 为一个亲本n次记录的平均值 hp(n)2为亲本n次记录平均值的遗传力,（2）同时有父母的记录： 其中： 、 为父亲和母亲n次记录平均值 hS(n)2、hD(n)2为父母n次记录平均值遗传力,（3）利用双亲的一次记录： 注意：用祖先记录估计的育种值不如根据个体本身记录准确，但可作为早期选种的依据。,3、根据同胞记录,（1）全同胞记录： 其中： 为全同胞的平均表型值； h(FS)2为全同胞均值的遗传力 h(FS)2=,（2）半同胞记录：,其中： 为半同胞的平均表型值； h(HS)2 为半同胞均值的遗传力： h(HS)2 注意：同胞数越多，同胞均值遗传力越大。故对于低遗传力性状，用同胞资料选种的可靠性大。,利用同胞信息估计育种值的优点： 可进行早期选种 可进行限性性状的选择 可进行本身难以度量的性状的选择 对低遗传率性状，同胞资料选种的可靠性大 缺点: 只能区别家系间优劣，不能鉴别家系内好坏,4、根据后裔记录主要用于公畜选择,（1）公畜与随机母畜群体交配的后代： 其中： 是子女的平均表型值； h(0)2是子女均值的遗传力：h(0)22h(HS)2 即有： 由后裔资料估计育种值的可靠性高于用半同胞资料估计育种值。,（2）与配母畜为挑选出的群体,上式中考虑并消除了母畜群体高于全群均值的偏差部分。 （方法：从子女高出群体平均值的部分中减去由于母亲的作用使子女高出群体的部分）。,三、多项资料估计育种值,即：利用多种亲属信息育种值估计 有多种资料来源时，由于亲属间亲缘相关系数的差异，要利用不同的偏回归系数对各项资料进行加权，以求得复合育种值。 不同资料来源的比较： 祖先资料估计育种值的可靠性较差； 对于遗传力低的性状，同胞选择优于个体选择，遗传力高时，相反； 对于遗传力高而本身又能直接度量的性状，个体选择的效果优于后裔测定。,简化的复合育种值估计,由于计算偏回归系数的过程复杂，故简化： 简化处理的方法： 在单项育种值基础上，根据性状高低给予不同的加权值，并使各项加权值之和为1。即： 式中的A1A4分别代表哪种信息估计的育种值由性状的h2来确定，如有缺项，该项以零计。,第四节 多性状综合遗传评定,一、多性状的选择方法： 实际育种过程中，必须同时考虑对多个性状进行选择多性状综合遗传评定。 顺序选择法 独立淘汰法 综合选择（选择指数）法 多性状BLUP法,制订选择计划的步骤： 1、各性状表型参数和遗传参数的估计； 2、各性状经济加权值的确定； 3、选择强度的估计； 4、选择指数的制订和选择效果的估计； 5、计算个体指数值，确定选择策略,二、综合选择指数的制订,简化选择指数的制订 通用选择指数的制订,（一）简化选择指数的制订,常用的简化选择指数公式： 为第个性状的经济加权值； 为第个性状的遗传加权值（遗传率）； 为第个性状的个体表型值； 为第个性状的群体均值； 为简化选择指数。,为了便于比较和相加，将各性状的离差标准化，即： 因为 的变化趋势与 的变化一致，由此衍生出第二种表达式：,上式中，不同性状在指数中占的比重受 大小的影响很大， 小的性状占比重较大，而一些受环境影响大的重要经济性状的 值大，在指数中占的比重就小，这显然是不合理的。 为了克服这一缺点，改用性状的群体均值来标准化性状的表型值，就获得了第三种表达式 ：,（二）通用选择指数的制订,出发点：经济上获得最大遗传进展 思路：结合考虑经济上的遗传进展（综合育种值H）和综合选择指数值（I），使两者相关达最大。 HW1A1W2A2WnAn I b1P1 + b2P2 + + bnPn 其中：Wi为各性状的经济加权值； Ai为各性状育种值； Pi为各性状表型值； bi为H和I相关达到最大时的待定系数,目标：使H与I相关达到最大（LS法）,当以下关系成立时，H与I的相关性达到最大： b1P11+b2P12+bnP1nW1A11W2A12WnA1n b1P21+b2P22+bnP2nW1A21W2A22WnA2n b1Pn1+b2Pn2+bnPnnW1An1W2An2WnAnn,例如：对两个性状的选择,有：b1P11+b2P12W1A11W2A12 b1P21+b2P22W1A21W2A22 其中：P11、P22为性状1和2的表型方差； A11和A22为性状1和2的遗传方差； P12P21为性状1和2的表型协方差； A12A21为性状1和2的遗传协方差,将上式用矩阵表示,Pb=AW 解得： b=P-1AW 其中：P表示方差、协方差矩阵； A表示遗传方差、协方差矩阵； W表示经济加权值矩阵； b表示待定系数矩阵； P1为P的逆矩阵,注意：,同时对n个性状选择时，每个性状的选择反应是单个性状选择时的 。 此结论成立的条件为： 1、所选性状间无相关； 2、各性状有相同的遗传力和标准差； 3、选择强度和经济加权值相同。,第五节 选择指数法应用的注意事项,一、应用选择指数的前提 所有观测值间没有系统环境效应（场、年度、季节等），或者在使用前对系统环境效应进行了校正； 侯选个体间不存在固定遗传差异，即要求个体源于同一遗传基础的群体（导致了选择指数法不能用于对不同群体和不同世代个体间进行比较）； 各种群体参数已知。如误差方差协方差、育种值方差协方差等都已知。,实际情况下，上述三个条件往往是不成立的。 鉴于选择指数法有这些缺陷，所以提出多性状BLUP（Best Linear Unbiased Prediction,最优线性无偏预测）育种值预测法，这种方法的思想就是在消除各种系统环境误差的基础上，充分利用各方面的信息，对个体的育种值进行一种最优化的准确估计。 BLUP方法应用起来比较复杂，所以在实际生产中，特别是一般猪场、家禽场，选择指数方法应用的仍然比较多。,二、选择效果偏差产生的原因,参数估计误差的存在； 经济加权值确定的依据不充分； 侯选群体太小，导致选择强度估计偏高； 信息性状和目标性状的不一致。 假定的所有候选个体信息来源相同，在实际情况