计算机模拟技术在动物遗传育种研究中的应用——鲁绍雄

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,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,4.选择方案的模拟,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,1-502-1003-200,不同公母比例下的近交系数变化情况,1-1:42-1:93-1:24,不同遗传力水平下的近交系数变化情况,1-0.12-0.33-0.6,二、动物QTL定位模拟,1.参数设置,系统假定,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QTLQTL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,2.实验设计与定位方法,资源群体F2设计BC1设计,QTL定位方法最大似然区间定位,3.因素水平设置,4计算机模拟方案,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,扩大资源群体规模，可提高QTL的检测效率及定位的精确性和准确性当群体规模增加到一定数量(300)后，继续扩大群体对提高QTL定位精确性的效益将逐渐降低,结果I：不同群体规模下的QTL定位效果,QTL效应估计,资源群体规模过小(低于100)，QTL效应估计的偏差增大，精确性降低适当扩大资源群体规模对提高QTL效应估计的准确性和精确性有益,结果：不同遗传力水平下的QTL定位效果,QTL检测效率与位置估计,性状遗传力过低，QTL的检测效率降低(h2=0.1,P=5/100)随着目标性状遗传力的升高，QTL位置估计的准确性和精确性也提高,结果：不同遗传力水平下的QTL定位效果,QTL效应估计,对不同遗传力的性状实施QTL定位，QTL效应估计的偏差及MSE有所波动，但未呈现出随遗传力变化的明显规律,结果：不同标记密度下的QTL定位效果,QTL检测效率与位置估计,未发现标记密度对QTL检测效率有明显影响在一定范围内(20-5cM)提高标记密度，可提高QTL定位的准确性和精确性，但当标记密度超过这一范围后，继续增加标记密度，则无助于QTL定位效果的改善,结果：不同标记密度下的QTL定位效果,QTL效应估计,在一定范围(20-5cM)内,提高标记密度，QTL效应估计的精确性提高，但当相邻标记间的图距进一步缩小时，则QTL效应估计的精确性则反而会降低,三、标记辅助选择方案的模拟,1.系统假设,一个闭锁群体对单个性状连续选择10代世代不重叠性状的遗传受多基因和一个位于常染色体上的QTL的共同控制,1.系统假设,QTL座位有两个等位基因：Q1、Q2每个标记座位共有5个等位基因,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、0.80QTL方差0.25G2QTL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,产生0世代个体标记、QTL基因型和性状表型值,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：性别比例对MAS选择效果的影响总育种值,结果：性别比例对MAS选择效果的影响多基因育种值,结果：性别比例对MAS选择效果的影响QTL育种值,结果：遗传力对MAS选择效果的影响总育种值,结果：遗传力对MAS选择效果的影响多基因育种值,结果：遗传力对MAS选择效果的影响QTL育种值,结果：QTL增效基因初始频率对MAS选择效果的影响总育种值