利用广义线性方法进行多基因离散性状遗传分析

论文题目: 利用广义线性方法进行多基因离散性状遗传分析

论文类型: 博士论文

论文专业: 动物遗传育种与繁殖

作者: 殷宗俊

导师: 张勤

关键词: 广义线性模型,线性模型,离散性状,遗传分析,定位

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在动物遗传育种领域中,迄今为止主要的研究对象多为正态连续分布的生产性状,并获得了显著的遗传进展。对于这类性状,在观察值服从正态分布的假设前提下,用线性方法进行遗传分析是较为合理的选择,并可以获得合理的结果。而对于多基因离散性状或阈性状的遗传分析,由于这类性状的分布为非正态的,线性模型的功效就显得不足,甚至会导致错误的结果。动物育种中的离散性状,在多基因控制的理论前提下,其观察值的分布是离散不连续的,观察值不能表达为遗传效应与环境效应的线性组合。近年来,随着统计基因组学的飞速发展,使人们从分子水平上了解离散性状的遗传机理成为可能。但目前用于QTL检测与定位的统计方法大多都是基于对连续数量性状的标记-QTL连锁分析。而对于不服从正态分布的离散性状来说,由于这类性状的表型特殊性,表型值与遗传信息的相关程度低,因此,采用常规的线性方法对离散性状进行标记-QTL连锁分析的功效不高。相对于常规的数量性状,多基因控制下离散性状或阈性状的QTL定位就显得更具有挑战性。 广义线性模型(GLM)是一般正态线性模型(LM)的直接推广,它适用于连续性状和离散性状的遗传分析。GLM无需常规线性模型对随机误差分布的正态性假设,并可通过连接函数将观察值与遗传效应相联系,从而使转化后的响应变量期望值线性化,以实现参数的无偏估计。另外,广义线性模型的参数估计量具有大样本正态分布,因而具有良好的统计性质。正因如此,广义线性模型成为了当前统计学领域中的主流方法,其应用范围涉及众多研究领域。 本研究在广义线性模型的框架内,对多基因离散性状的遗传参数估计和QTL定位进行了模拟研究,并与常规的线性方法进行了效率比较,参数的估计方法采用最大似然法,分析群体设计为同胞家系,群体大小为500头,并就影响遗传参数估计和QTL定位的各种因素进行了研究。研究结果表明:(1)在遗传力和个体育种值的估计准确度方面,GLM方法具有一定的优势;(2)性状的遗传力和表型发生率对遗传力估计及个体育种值预测的效果均有直接影响;(3)GLM方法具有良好的统计性质,其应用可扩展到多阈值性状和更为一般的家系群体;(4)GLM框架内的阈模型方法能有效地估计出离散性状QTL参数,在检验功效方面,不同参数组合下的QTL检验功效也较常规线性方法高;(5)类似于常规的数量性状,性状的遗传力、QTL效应等对离散性状的QTL定位有明显的影响;(6)双侧翼标记间距对QTL定位的准确性和功效也有较大程度的影响,较高密度的标记图谱对离散性状QTL连锁分析是非常必要的;(7)潜在的阈值和阈值数对似然统计量LR值和QTL定位的效率有直接的影响。潜在阈值的大小则决定着性状各表型的发生率,因此,性状表型发生率的高低影响着离散性状QTL定位的功效。潜在的阈值数决定着性状的表型分类数。(8)广义线性模型框架内的离散性状QTL定位方法(GLM)同样适用于一般群体、多标记和其它表型分布性状的情况。 总的来看,GLM方法在离散性状的遗传分析方面具有一定的优势,可作为家畜离散性状遗传分析的主要方法之一。

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表目录

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摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 基因组学对数量性状遗传模型的影响

1.2 遗传评估模型与标记辅助选择

1.3 多基因离散性状的遗传分析

1.3.1 家畜主要离散性状及其分布

1.3.2 离散性状的遗传分析思想

1.3.3 广义线性模型(GLM)及其在遗传分析中的应用

1.4 高密度分子标记与遗传连锁图谱构建

1.5 QTL定位的试验设计与统计效率

1.5.1 基于近交系、远交系杂交的试验设计

1.5.2 基于家系的试验设计

1.5.3 选择性基因型测定和选择性混合DNA池设计

1.6 QTL检测与定位方法

1.6.1 候选基因分析

1.6.2 标记-QTL连锁分析

1.6.3 显著性阈值与置信区间

1.6.4 QTL定位方法的改进与精细定位

1.7 研究的主要内容

第二章 家畜离散性状遗传分析的广义线性方法

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 研究设计与数据模拟

2.2.2 分析方法

2.2.3 估计与预测效果的度量

2.3 结果与分析

2.3.1 遗传力估计

2.3.2 遗传力估计的准确度

2.3.3 育种值排序间的秩相关

2.4 讨论与结论

2.4.1 GLMM方法的优势和影响因素

2.4.2 GLMM方法的扩展

2.4.3 GLMM方法的应用前景

2.4.4 可获得的初步结论

第三章 家畜离散性状QTL定位方法研究

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 研究设计与数据模拟

3.2.2 连锁分析方法

3.2.3 显著性阈值的确定与检验功效

3.3 结果与分析

3.1.1 QTL参数的估计

3.1.2 检验功效

3.1.3 显著性阈值

3.4 讨论与结论

3.4.1 离散性状的QTL定位方法

3.4.2 影响QTL定位的因素

3.4.3 GLM方法的扩展

3.4.4 可获得的初步结论

第四章 研究总结

4.1 多基因离散性状的遗传分析

4.2 多基因离散性状的QTL连锁分析

参考文献

致谢

发布时间: 2005-07-18

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