動物育種學(xué) 第6章－個體遺傳評定之選擇指數(shù)法

1、1遺傳評定概述單性狀育種值估計多性狀綜合遺傳評定2生產(chǎn)性能測定遺傳評定選種選配1432Generation3生產(chǎn)性能測定表型測定結(jié)果遺 傳 評 定育種值估計育種值估計獲得優(yōu)良后代選擇優(yōu)秀種畜選配畜禽遺傳改良的方法4育種工作的重要任務(wù)之一個體祖先同胞后裔育種值估計育種值估計選 種信息信息5第二節(jié) 單性狀育種值估計6一、單項資料信息估計單性狀育種值二、多項資料信息估計單性狀育種值育種值估計常用的資料信息來源7育種值估計常用的資料信息來源資料信息來源：個體、祖先、同胞、后裔8主要包括四個方面：育種值估計常用的資料信息來源v個體本身記錄v祖先的記錄v同胞的記錄v后裔的記錄個體個體性狀性狀表型表型值值育

2、種值育種值9個體育種值(A)與各種資料來源(P)的關(guān)系A(chǔ)AsAdP10通徑：表示變量間因果關(guān)系的線（單箭頭）v通徑線上的數(shù)值表明關(guān)系的程度eg.1. As與A 之間有0.5的值，說明個體育種值的遺傳基礎(chǔ)有二分之一源自父親個體育種值與各種資料來源的關(guān)系個體育種值與各種資料來源的關(guān)系11eg.2. A與P間通徑線上的h，表明每一個性狀P中有一部分是由于A所致v其大小為該性狀遺傳力的平方根個體育種值與各種資料來源的關(guān)系個體育種值與各種資料來源的關(guān)系12AAoP通過性能測定獲得通過性能測定獲得P通過通過P估計估計APo13一、單項資料估計單性狀育種值)*(PPbAEBVIAP(6-3) 建立育種值對表

3、型值的回歸方程:14一、單項資料估計單性狀育種值)*(PPbAEBVAPAAPb*PP個體的估計育種值（EBV）個體育種值對信息表型值的回歸系數(shù)用于育種值估計的信息表型值與該信息來源處于相同條件的群體均值(6-3)關(guān)鍵15一、單項資料估計單性狀育種值2*),(pAPPACovbbAP的計算公式(6-4)：個體育種值與信息表型值的協(xié)方差信息表型值方差*),(PACov2*p16一、單項資料估計單性狀育種值信息表型值剖分為決定該表型值的育種值和剩余值:*RAP0*),(RACov一般地，假設(shè)育種值與剩余值的協(xié)方差為0，即:2*),(*)*,(*),(AArAACovRAACovPACov因此:*)

4、,(AAAAAACovr17一、單項資料估計單性狀育種值2*),(AArPACovAr2A提供信息的親屬個體與被估個體間的親緣相關(guān)系數(shù)性狀的加性遺傳方差18一、單項資料估計單性狀育種值2*),(pAPPACovbbAP的計算公式(6-4)：個體育種值與信息表型值的協(xié)方差信息表型值方差*),(PACov2*p19一、單項資料估計單性狀育種值2*p1、個體本身單次度量表型值2、個體本身多次度量均值3、多個同類親屬單次度量均值4、多個同類親屬多次度量均值 （作為多項資料來源處理）與信息資料形式有關(guān)。常用的信息資料形式有四種：信息來源度量次數(shù)20一、單項資料估計單性狀育種值22*) 1(1PPPnrn

5、nPr2P個體本身的度量次數(shù)或同類親屬個體數(shù)性狀單次度量的表型方差ePrr 2*hrrAP多個表型值間的相關(guān)。一個個體多次度量時， ；多個同類個體單次度量時，*Ar提供信息的同類個體間的親緣系數(shù)提供信息的同類個體間的親緣系數(shù)（由P39公式2-14 得 ）21一、單項資料估計單性狀育種值PAPPAAAPrnnhrnrnrb) 1(1) 1(1222將上式代入6-4 ，可得：（6-5）)*(PPbAEBVAP（6-3）2*),(pAPPACovb22不同信息估計單性狀育種值的bAP表1234PAAPrnnhrb) 1(12)*(PPbAEBVAP2*hrrAP23舉例舉例：一頭母牛第一胎校正305

6、天產(chǎn)奶量為6800kg，其所在牛群當(dāng)年第一胎母牛平均校正305天產(chǎn)奶量為6400kg。已知產(chǎn)奶量的遺傳力h20.25，求該母牛的估計育種值。 )(100)64006800(25. 0)*(2kgPPhA解：將各數(shù)據(jù)代入公式6-3：24一、單項資料估計單性狀育種值即：將bAP及信息表型值代入公式6-3，得到Aeg. 個體本身一次記錄估計育種值)*(PPbAEBVAP)*(2PPhAEBV（6-3）25育種值估準(zhǔn)確度育種值估準(zhǔn)確度的衡量指標(biāo)衡量指標(biāo)：估計育種值 與真實育種值 A 間的相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)PAApAPAPAArnnhrbrr) 1(12*AAr（6-6）估計育種值的準(zhǔn)確度取決于：被估個體

7、與提供信息個體間的親緣關(guān)系（rA）、性狀的遺傳力(h2)、可利用的信息數(shù)量(n)等一、單項資料估計單性狀育種值A(chǔ)26不同信息來源估計育種值的特點不同信息來源估計育種值的特點一、個體本身信息也稱個體測定，利用個體本身信息估計育種值包括單次度量值、多次度量值兩種情況單次度量值：加權(quán)系數(shù)即性狀遺傳力一個群體內(nèi)，個體育種值大小順序與個體表型值大小一致)*()*(2PPhPPbAAP27一、個體本身信息多次度量值：提高了育種值估計的準(zhǔn)確度。消除部分特殊環(huán)境效應(yīng)對個體的影響bAP取決于度量次數(shù)k和性狀重復(fù)力re： k越多，bAP相對越大； re越高，單次度量值的代表性越強，多次度量提高的效率變低)*()

8、1(1)*(2PPrkkhPPbAeAP不同信息來源估計育種值的特點最最宜宜度度量量次次數(shù)數(shù)28一、個體本身信息估計育種值特點v育種值估計準(zhǔn)確度直接取決于性狀遺傳力大小v高遺傳力性狀通常采用個體測定v非限性性狀應(yīng)充分利用這一信息：eg.體重等不同信息來源估計育種值的特點29二、系譜信息也稱系譜測定，包括父母及祖先的表型信息主要利用父母的信息，然后是祖父母更遠(yuǎn)的祖先提供信息價值有限，一般少用單親信息的bAP只有個體本身信息的一半，rA=0.5)*(50)*(2PPhPPbAAP不同信息來源估計育種值的特點30二、系譜信息利用雙親一次度量均值估計育種值時， bAP等于遺傳力不同信息來源估計育種值的

9、特點31二、系譜信息估計育種值特點v 早期選擇：個體性狀未表現(xiàn)之前個體出生前，根據(jù)系譜記錄的親本成績預(yù)測后代育種值個體出生后，親本信息作為個體選擇的輔助信息，提高育種值估計的準(zhǔn)確度不同信息來源估計育種值的特點32三、同胞信息v亦稱同胞測定，包括全同胞信息和半同胞信息v全同胞：同父同母的子女間，無近交情況時親緣系數(shù)rA*為0.5。v半同胞：同父異母或同母異父的子女間，無近交情況時rA*為0.25。不同信息來源估計育種值的特點豬、雞豬、雞牛、羊牛、羊33三、同胞信息bAP中分子和分母的親緣系數(shù)含義不同v分子： rA 表示提供信息的個體與被估個體間的親緣系數(shù)。全同胞為0.5，半同胞為0.25v分母：

10、 rA* 表示提供信息的個體間的親緣系數(shù)。全同胞為0.5，半同胞為0.25不同信息來源估計育種值的特點341234不同信息估計單性狀育種值的bAP表35三、同胞信息估計育種值特點v同胞數(shù)目較多，可由此提高育種值估計的準(zhǔn)確度v性狀度量需屠宰后才能得到（如眼肌面積）v限性性狀選擇（產(chǎn)奶量）、閾性狀選擇（產(chǎn)犢數(shù)）不同信息來源估計育種值的特點36四、后裔信息亦稱后裔測定，包括半同胞子女和全同胞子女育種值估計的目的：使后代獲得最大的遺傳進(jìn)展個體的后代性能是評價該個體種用價值高低的最可靠標(biāo)準(zhǔn)不同信息來源估計育種值的特點37四、后裔信息v全同胞子女：同父同母的子女間，無近交情況時親緣系數(shù)rA*為0.5v半同

11、胞子女：同父異母的子女間，無近交情況時親緣系數(shù)rA*為0.25v半同胞子女：bAP中分子、分母的親緣系數(shù)不同不同信息來源估計育種值的特點381234不同信息估計單性狀育種值的bAP表39四、后裔信息估計育種值特點：育種值估計準(zhǔn)確度高延長了世代間隔主要針對影響較大且不能進(jìn)行個體測定的種畜奶牛種公牛的選擇不同信息來源估計育種值的特點40四、后裔信息后裔測定注意事項：F保證一定的測定數(shù)量F消除與配母畜效應(yīng)的影響：隨機交配、統(tǒng)計學(xué)方法F控制后裔所處的環(huán)境：不同種公畜的比較，應(yīng)在相同或盡可能相似的環(huán)境條件下飼養(yǎng)它們的女兒不同信息來源估計育種值的特點41小 結(jié)個體祖先同胞后裔育種值估計育種值估計選 種信息

12、信息利用各種可利用的表型信息和特定的統(tǒng)計學(xué)方統(tǒng)計學(xué)方法法，將加性遺傳效應(yīng)從表型值中剖分出來P = A R42一、單項資料估計單性狀育種值舉 例43表6-2 2頭種公羊及其親屬的剪毛量（kg）記錄（P151） 公羊號本身 父親 母親 祖父 祖母外祖父外祖母半同胞兄妹半同胞子女n均值n均值9-781 8.213.65.610.47.610.74.31165.73156.089-752 7.414.57.36.06.88.74.6755.61155.54（道良佐，1989）假設(shè)它們來自同一群體，該群體剪毛量均值為5.0kg，剪毛量的遺傳力h20.2。根據(jù)不同信息估計2頭種公羊剪毛量性狀的育種值 計算

13、回歸系數(shù)計算回歸系數(shù)bAP441、根據(jù)個體本身記錄 9-781號公羊的估計育種值和估計準(zhǔn)確度分別是：一、單項資料估計單性狀育種值舉例)(64. 0)0 . 52 . 8(2 . 0)*(2kgPPhA447. 02 . 0) 1(12hhrrnnhrrrAPAAPAA9-752號公羊：)(48. 0)0 . 54 . 7(2 . 0)*(2kgPPhA447. 02 . 0hrrAPAA45一、單項資料估計單性狀育種值舉例2、根據(jù)半同胞兄妹記錄 9-781號公羊：8593. 02 . 025. 0) 1116(12 . 011625. 0) 1(1) 1(12)(22hrnnhrrnnhrbH

14、SAPAAP)(6273. 0)0 . 573. 5(8593. 0)*(kgPPbAAP464. 02 . 025. 0) 1116(12 . 011625. 0) 1(1) 1(12)(22hrnnhrrnnhrrHSAPAAA46一、單項資料估計單性狀育種值舉例2、根據(jù)半同胞兄妹記錄 9- 752號公羊：7979. 02 . 025. 0) 175(12 . 07525. 0) 1(1) 1(12)(22hrnnhrrnnhrbHSAPAAP)(4867. 0)0 . 561. 5(7979. 0)*(kgPPbAAP447. 02 . 025. 0) 175(12 . 07525. 0

15、) 1(1) 1(12)(22hrnnhrrnnhrrHSAPAAA半同胞數(shù)目少，估計準(zhǔn)確度降低47一、單項資料估計單性狀育種值舉例3、根據(jù)半同胞子女記錄 9-781號公羊：8824. 02 . 025. 0) 115(12 . 0155 . 0) 1(1) 1(12)(22hrnnhrrnnhrbHSAPAAP)(9530. 0)0 . 508. 6(8824. 0)*(kgPPbAAP664. 02 . 025. 0) 115(12 . 0155 . 0) 1(12)(2hrnnhrrHSAAA多個半同胞子女信息估計育種值時，分子與分母的親緣相關(guān)系數(shù)取值不同48一、單項資料估計單性狀育種值

16、舉例3、根據(jù)半同胞子女記錄 9-752號公羊：8824. 02 . 025. 0) 115(12 . 0155 . 0) 1(1) 1(12)(22hrnnhrrnnhrbHSAPAAP)(4765. 0)0 . 554. 5(8824. 0)*(kgPPbAAP664. 02 . 025. 0) 115(12 . 0155 . 0) 1(12)(2hrnnhrrHSAAA49例6-1表明：不同信息估計育種值的準(zhǔn)確度不同： 子女（0.664） 同胞（0.464） 個體（0.447）雙親均值（0.316） 父親或母親（0.226）單項信息估計育種值的準(zhǔn)確度有限提高選種準(zhǔn)確度的措施：充分利用所有有

17、關(guān)的信息進(jìn)行育種值估計一、單項資料估計單性狀育種值舉例50作 業(yè)：1、有如下信息資料，分別計算個體育種值估計的回歸系數(shù)和準(zhǔn)確度1）個體本身5次表型記錄，h20.25，r0.62）500個半同胞的單次記錄， h20.253）500個半同胞后裔的單次記錄， h20.2551一、單項資料估計單性狀育種值二、二、多項資料多項資料估計估計單性狀單性狀育種值育種值復(fù)合育種值復(fù)合育種值52二、多項資料估計單性狀育種值利用單項信息估計育種值的準(zhǔn)確度有限利用多項信息合并估計育種值的準(zhǔn)確度較高本本 身身女女 兒兒雙雙 親親半同胞半同胞（盛志廉，陳耀生，（盛志廉，陳耀生，1999）53主要包括四個方面：主要包括四個

18、方面：育種值估計常用的資料信息來源v個體個體本身記錄本身記錄v祖先祖先的記錄的記錄v同胞同胞的記錄的記錄v后裔后裔的記錄的記錄個體個體多項信息多項信息資料資料育種值育種值多元回歸多元回歸矩矩 陣陣541、純量（scalars）：）：單個數(shù)值，通常用單個數(shù)值，通常用小寫斜體小寫斜體字母表示。如字母表示。如 p0.3、n15 等等2、矩陣（matrix）：）：由一組元素按一定順序（行由一組元素按一定順序（行或列）構(gòu)成?；蛄校?gòu)成。元素元素可以是純量、數(shù)學(xué)表達(dá)式或矩可以是純量、數(shù)學(xué)表達(dá)式或矩陣。通常用陣。通常用大寫粗體大寫粗體字母表示。如字母表示。如 A2 3行 列線性代數(shù)相關(guān)知識：23222113

19、1211aaaaaa32A回回 憶憶553、向量（vector）：）：矩陣的一種，指包括一行矩陣的一種，指包括一行（行向量）或一列（列向量）元素的矩陣（行向量）或一列（列向量）元素的矩陣線性代數(shù)相關(guān)知識：v一般地，向量指列向量，用一般地，向量指列向量，用小寫粗體小寫粗體字母表示字母表示v a為列向量為列向量、 a為行向量為行向量va a 純量純量a是是a的的轉(zhuǎn)置矩陣轉(zhuǎn)置矩陣56線性代數(shù)相關(guān)知識：4、矩陣的乘法計算、矩陣的乘法計算50202101201021舉 例：2112111121111211axaxaaxxax則：，、設(shè) 21111211aaxxax兩矩陣兩矩陣A、B可乘的條件可乘的條件：

20、A的列數(shù)B的行數(shù)572122112121121111211122211211axaxaxaxaaxxxxXab則：，、設(shè), 211122211211XabaXaaxxxx21221121211211112111axaxaxaxbbb21221121212112111111axaxbaxaxb即：?, 2010 4321 2111bXabaX求，、若計算：bb211111050204103202101bbb58線性代數(shù)相關(guān)知識：4、逆矩陣CABCAB1矩陣A的逆矩陣59二、多項資料估計單性狀育種值60復(fù)合育種值：同時利用同時利用多項親屬信息多項親屬信息進(jìn)行的進(jìn)行的育種值估計育種值估計二、多項資料

21、估計單性狀育種值P1P2Pn多元線性回歸多元線性回歸b1 、 b2 bn A61)(.)()(222111nnnPPbPPbPPbA多項信息合并估計育種值的多項信息合并估計育種值的多元回歸方程多元回歸方程)()(222111PPbPPbA2種信息合并估計育種值種信息合并估計育種值221121PPPPbbA矩陣形式矩陣形式回歸系數(shù)是回歸系數(shù)是計算關(guān)鍵計算關(guān)鍵62cVb cVb1計算回歸系數(shù)的正規(guī)方程組：復(fù)合育種值的計算步驟計算步驟cVb1cVV1、)(221121PPPPbbA63cVb V：信息表型值間的信息表型值間的方差協(xié)方差矩陣方差協(xié)方差矩陣b：偏回歸系數(shù)向量偏回歸系數(shù)向量c： 被估個體被

22、估個體育種值育種值與與信息表型值信息表型值間的協(xié)方差向量間的協(xié)方差向量r：被估個體與信息來源的親緣系數(shù)向量被估個體與信息來源的親緣系數(shù)向量)(2Arc (6-9)64各信息表型值的各信息表型值的方差方差、21P22P信息表型值間的信息表型值間的協(xié)方差協(xié)方差),(21PPCov被估個體被估個體育種值育種值與與信息表型值間信息表型值間的的協(xié)方差，稱右手項協(xié)方差，稱右手項、),(1PACov),(2PACov),(),(),(),(212122121221PACovPACovbbPPCovPPCovPP正規(guī)方程組 對應(yīng)于 ：cVb 65復(fù)合育種值的計算步驟計算步驟cVb1cVV1、)(221121P

23、PPPbbA66二、多項資料估計單性狀育種值舉例例1：擬估計擬估計1號青年公牛的復(fù)合育種值號青年公牛的復(fù)合育種值 可供使用的信息資料記錄： 母親母親的產(chǎn)奶記錄的產(chǎn)奶記錄P1 =7020kg，對應(yīng)的均值為對應(yīng)的均值為6500kg 祖母祖母的產(chǎn)奶記錄的產(chǎn)奶記錄P2 =8050kg，對應(yīng)的均值為對應(yīng)的均值為6450kg 有關(guān)的遺傳參數(shù)已知：有關(guān)的遺傳參數(shù)已知：假設(shè)母親和祖母來自同一群體，且無親緣關(guān)系假設(shè)母親和祖母來自同一群體，且無親緣關(guān)系性狀性狀Ph產(chǎn)奶量產(chǎn)奶量600kg0.2567據(jù)已知條件，有：據(jù)已知條件，有：),(),(21PACovPACovc二、多項資料估計單性狀育種值舉例解：先求矩陣解：

24、先求矩陣V、c, ,以計算偏回歸系數(shù)以計算偏回歸系數(shù) : :22121221),(),(PPPPCovPPCovVkgPPP2222600210),(221*AArPPCov2213005 . 0),(AArPACov22230025. 0),(AArPACovkghPA222230060025. 02b信息個體間的親緣系數(shù)被估個體與信息來源間的親緣系數(shù)68根據(jù)根據(jù) ，可得：，可得：0625.0125.030025.03005 .060000600),(),(.),(),(22122211221212PACovPACovPPCovPPCovPPcVb1cVb1kgPPPPbbA16516005

25、200625. 0125. 064508050650070200625. 0125. 0221121169例例2 2：設(shè)同群牛中設(shè)同群牛中2號青年公牛也參加遺傳評定，號青年公牛也參加遺傳評定，此公?？衫玫馁Y料是此公牛可利用的資料是母親母親及及外祖母外祖母的記錄的記錄個體個體母親母親外祖母外祖母0.50.5P1P2二者有親緣關(guān)系V中的協(xié)方差不再為0221212),(),(PPPPCovPPCovV22*212121),(),(AAArAACovPPCov母親與外祖母的親緣系數(shù)母親與外祖母的親緣系數(shù)70二、多項資料估計單性狀育種值舉例221222225. 05 . 02121AAPAAPcVb1則回歸系數(shù)向量為：0476. 01190. 030025. 03005 . 060023002300600221222221bbb71二、多項資料估計單性狀育種值假設(shè)2號青年公牛母親和外祖母的產(chǎn)奶量表型值分別與1號公牛的母親和祖母的成績一致，則其復(fù)合育種值估計為：kgPPPPbbA13816005200476. 01190. 02211212kgAkgA13816521比較第一頭公牛和第二頭公牛的育種值：72二、多項資料估計單性狀育種值2號公牛將1號公牛的祖母信息換成外祖母的信息（其它條件不變），結(jié)果使偏回歸系數(shù)值變小，估計的育種值降低2母親母親外祖母外祖母0.50.5P1P21母