动物遗传设计群体混合模型连锁分析方法

研究提出了一个同时含有主效基因和微效多基因的混合模型连锁分析方法。首先应用LASSO方法快速估计线性混合模型(LMM)非零的主效位点,并将这些位点效应视为固定效应;而后把基于约束极大似然法(REML)估计得到的微效多基因效应再放入LMM中作为随机效应;从而最终实现QTL遗传参数估计和基因定位连锁分析。针对系谱群体的定位分析,该模型,即LASSO-LMM法,不仅很好地继承了单独LASSO法的计算速度,而且还具有比单独LMM法更好的遗传参数估计稳健性。为了具体比较这3种定位方法,采用计算机模拟数据验证。结果表明,相比于单独LASSO法和单独LMM法,LASSO-LMM法在QTL遗传参数估计和统计效力上总体表现出更高的估计精确度和检测效率。     

动物试验多指标差异的统计比较方法

面对动物试验指标的综合性特征，过去人们习惯按每个试验指标分别独立地采用一元协方差分析法比较不同水平或处理效果间的差异，其结果一方面由于每个指标在不同水平或处理的表现可能不完全一致而很难下一个综合的结论；另一方面因为没有考虑各指标间可能存在的相关而最终得不到正确的统计结论。鉴于此，此次根据试验目的，结合多元方差分析、T检验与一元协方差分析方法系统地探讨了动物试验多指标差异的统计比较问题。     

F2群体动态性状基因定位的极大似然分析

把表型值随着时间(生命时期、年龄、胎次等)或其他可以量化的因素(生理状态、生产水平、代谢率和环境条件等)变化的性状称为动态性状。受动物遗传育种中用来估计动态性状育种值的随机回归测定日模型思想的启发,将关于时间(测定日期)的Legendre多项式镶嵌在遗传模型的每个遗传效应中,以刻画QTL对动态性状变化过程的作用,从而建立起动态性状基因定位的数学模型。以F2遗传设计群体为例,论述了动态性状基因定位分析的基本原理,推导了QTL效应大小和位置的极大似然法估计过程。选择3次Legendre多项式为子模型,采用MonteCarlo方法模拟F2设计群体,研究抽样群体大小和测定日密度对不同遗传力QTL检测效力的影响。利用正交设计安排因素试验组合,分析模拟试验结果表明:高遗传力的要比低遗传力的QTL在检测时需要较少个体数和测定日抽样;但不论QTL的遗传力多大,300以上的群体大小和5%以上的测定日密度都可以保证足够高的检测效力。     

民猪产仔数性状四个候选基因效应分析

为了更全面地探讨民猪高繁殖力的遗传基础,以期为民猪的分子标记保种提供依据,选择ESR、FSHβ、PRLR和EGF等四个基因作为民猪产仔数的候选基因,采用PCR-SSCP法进行了各基因多态性检测,利用系谱、标记信息与表型值记录,建立线性混合模型,对各基因位点对民猪产仔数的影响进行了BLUP分析。结果表明:①四个基因位点在民猪保种群体中均存在多态性,但与Hardy-Weinberg平衡状态下的基因型频率相比较发现,只有ESR基因的基因型分布差异不显著(P>0.05),说明四个基因的基因型频率在民猪保种群中大多处于不稳定状态。②在忽略基因位点间互作的条件下,各基因位点均与民猪产仔数无显著相关(P>0.05),即各基因位点的效应均不显著。     

动物保种群有效含量的估计方法

针对动物保种群的特点，指出了现行群体有效含量估计方法之不足；提出在估计保种群有效含量时应同时考虑来自群体数量结构与亲缘关系两个方面因素的影响；在改变了理想群体一个条件的前提下，推导出亲缘群有效含量的估计公式：1/Nc=2/3N(1 1/N∑i=1^2N∑j=i 1^2N Fij)或Nc=1.5N/1 1/Ni∑i=1^2N∑j=i 1^2NFij还给出保种群在两性数目不等情况下有效含量的估计方法，并通过举例演示了运用新公式的具体计算过程。     

动态性状功能定位模型的优化

功能定位的实质是将动态性状变化过程的基本规律镶嵌在QTL定位框架内。拟合与时间相关的QTL基因型的期望均值向量和剩余误差的协方差矩阵是动态性状功能定位的核心内容。根据QTL的统计检测效率,通过比较关于QTL基因型的期望均值向量和剩余误差的协方差矩阵的子模型的不同组合,来筛选优化的功能定位模型。以水稻一个DH群体的叶龄性状为例,我们分别用3个具有生物学意义的子模型和2阶Legendre多项式去拟合QTL基因型的均方向量,用13个平稳和非平稳模型去描述剩余协方差的变化。其结果GM2和“衰减”指数模型组合被确定为用来检测水稻第3个连锁群控制叶龄动态变化QTL的优化模型。     

二次正交旋转组合设计优化人工诱导翘嘴鲌雌核发育

采用紫外线照射鲤鱼(Cyprinus carpio)精子使其遗传物质失活,并用冷休克方法抑制翘嘴鲌(Culter alburnus)卵第二极体的排出,诱导出翘嘴鲌雌核发育二倍体。运用3因素5水平二次正交旋转组合设计方法,分别建立冷休克起始时间(x_1)、处理时间(x_2)和处理温度(x_3)3个因素与翘嘴鲌雌核发育率(y_1)和孵化率(y_2)两个指标之间的二次回归模型,探究翘嘴鲌减数分裂雌核发育的最优诱导条件组合。并采用响应面分析法(RSM),讨论各因素水平的单因素效应、互作效应对响应值的影响。结果表明,受精后6 min进行冷休克,处理时间为18 min,休克温度为7℃时,雌核发育率达最大(18.60%);受精后6 min进行冷休克,处理时间为23 min,休克温度为5℃时,孵化率达最大(33.00%)。各因素对响应值的影响均是呈开口向下的抛物面关系。根据因素贡献率得到,起始时间对翘嘴鲌雌核发育影响极显著,冷休克处理温度次之,而冷休克处理时间的影响最小。     

利用贝叶斯法进行水稻籽粒植酸含量性状的QTL定位及互作分析

 利用水稻植酸含量差异较大的品种中花11(粳型)和LPA（籼型）为亲本杂交获得F2群体的172个单株,构建了含126个SSR和4个STS标记的遗传连锁图谱,利用贝叶斯（Bayesian）法对水稻籽粒植酸含量性状进行了主效应QTL定位和上位性互作分析。共检测到 3 个与水稻籽粒植酸含量性状有关的主效QTL,分布在第3、5和6 染色体的相应区间内,表型贡献率分别为538%、802%和462%,降低籽粒植酸含量的等位基因均来自亲本LPA。检测到10对上位性互作影响籽粒植酸含量, 分布于水稻第1、3、5、6、11染色体上,互作效应值为169～518,其表型变异的解释率为867%～2473%。     

虹鳟完全双列杂交试验生长性状遗传分析

通过来自渤海、丹麦、道氏、挪威和美国加州的5个虹鳟(Onchorynchus mykiss)养殖群体的完全双列杂交试验,分别在第249天、397天、552天和771天4个时间点观测了体重和体长变化。多重比较分析发现,20个杂交组合与对应5个自繁系之间在体重或体长性状上存在显著差异(P0.05)。采用最小二乘分析法估算了不同时间点体重和体长的一般配合力、特殊配合力、反交效应、母体效应及自繁效应值。结果显示,只有少数的遗传效应是显著存在的,而且这些遗传效应在不同性状和不同时间点的表现不尽相同。整个观测过程中,渤海群体和道氏杂交组合的体重和体长生长速度都是最快的,并且在体长上与对应的自繁系比较差异显著(P0.05)。体重性状上,道氏群体的一般配合力在249日龄和397日龄时最大,且均显著存在(P0.05);母体效应在249日龄时显著存在(P0.05),其效应值仅次于丹麦群体。体长性状上,道氏群体的母体效应在249日龄和397日龄时最大,且均显著存在(P0.05)。在所有杂交组合中,渤海和道氏杂交组合最为高效,体重性状上,整个观测过程中其特殊配合力为最大;体长性状上,其特殊配合力均为正值(0.30,0.03,0.17,2.55),在771日龄时为最大,并显著存在(P0.05)。研究表明,以道氏群体作为亲本之一可有效提高虹鳟后代生长性能,渤海和道氏群体的杂交组合效果最好,可以作为选育的基础群体。