不同QTL效应和QTL增效等位基因初始频率下基因辅助BLUP的选择效率.doc

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1、不同QTL效应和QTL增效等位基因初始频率下基因辅助BLUP的选择效率基金项目：国家863计划重点项目（2008AA101001）。作者简介：王孝义（1986—），男，河南固始人，硕士，主要从事分子数量遗传与动物育种研究。E-mail:wangxiaoyi0101@126.com*通讯作者：鲁绍雄（1972—），男，云南镇雄人，教授，博士，主要从事动物遗传育种研究。E-mail:shxlu@263.net王孝义，李明丽，兰国湘，鲁绍雄*（云南农业大学动物科技学院，昆明650201）摘要：本文在假定目标性状同时受1个QTL和多基因共同控制的基础上，模拟了在一个闭锁群体内分别采

2、用常规动物模型BLUP（BLUP）和基因辅助BLUP（GBLUP）方法对目标性状实施10世代连续选择的过程，并比较了不同QTL方差和QTL增效等位基因初始频率下两种方法的育种值和QTL增效等位基因频率的变化情况。结果显示，GBLUP对QTL的选择效率始终高于BLUP；当目标性状的QTL方差较大、QTL增效等位基因频率适中以及处于早期世代时，GBLUP的选择效果明显优于BLUP；随着世代的递增，QTL逐渐趋于固定，GBLUP的优势会逐渐降低甚至消失。关键词：QTL方差；QTL增效等位基因初始频率；基因辅助BLUP；动物模型BLUP；选择效率基因辅助选择（gene-assist

3、edselection,GAS）是在可以准确测定QTL基因型的基础上，利用QTL基因型信息开展畜禽遗传改良的一种方法，是实施标记辅助选择（marker-assistedselection,MAS）最为理想的情形。在GAS的具体实施中，基因辅助最佳线性无偏预测（gene-assistedbestlinearunbiasedprediction,GBLUP）[1]不仅考虑到了控制目标性状的QTL，还兼顾了微效多基因效应，是实施基因辅助选择的重要方法之一。在畜禽育种实践中，QTL方差对GAS的选择效率有着重要影响，是确定适宜选种方法的重要依据之一；QTL增效等位基因的初始频率决定

4、了群体中QTL基因型值改良所能达到的最大程度，也影响着GAS的选择效率[2]。基于此，本文借助计算机模拟方法，以常规动物模型BLUP（BLUP）为参照，探讨不同QTL方差和QTL增效等位基因初始频率下GBLUP选择所获得的育种值和QTL增效等位基因频率的变化情况，揭示QTL方差和QTL增效等位基因初始频率对GBLUP选择效果和效率影响的一般性规律，为畜禽育种实际中制定科学的GAS方案提供一定的理论基础和依据。1材料与方法1.1系统假设与参数设置考虑单个性状，其遗传由一个位于常染色体上的QTL和多基因共同控制，其中，QTL包含Q和q两个等位基因（Q为增效基因、q为减效基因），

5、且等位基因间没有显性效应（d=0）。影响性状表型值的非遗传因素考虑选择世代和个体性别两个固定效应。本文所研究的参数QTL方差设置0.10、0.25、0.50、0.75和0.90共5个水平，其中，为性状的遗传方差（假定性状的表型方差为1，，其中和分别为多基因方差和QTL方差）；QTL增效等位基因初始频率设置0.1、0.5和0.9共3个水平。当分析某一因素不同水平对GBLUP选择效率的影响时，假定目标性状遗传力（h2）为0.3，QTL方差为0.25，QTL增效等位基因初始频率为0.5。在选择过程中，群体规模和公母比例分别固定为200头和1:19，育种群完全闭锁，世代不重叠；公、

6、母畜间实行随机交配，每头母畜产生的后代数由均匀分布U(6,15)随机产生，且后代性别比例为由均匀分布u-U(0,1)来确定。不同参数组合共重复模拟50次。1.2试验数据的模拟1.2.1基础群（0世代）个体数据的模拟基础群个体均为非近交个体，且彼此之间没有亲缘关系。个体的QTL等位基因借助(0-1)均匀分布随机数发生器产生随机数序列来确定，进一步确定个体的QTL基因型。个体的性状表型值(pi)根据模型pi=ngi+si+qi+ui+ei来产生，其中ngi为世代效应，si为性别效应，qi为QTL的基因型值，ui为随机多基因效应，ei为随机环境效应。QTL增效纯合子(QQ)、杂合

7、子(Qq)和减效纯合子(qq)的基因型值（qi）分别为、0和[3]（p为QTL增效等位基因Q的频率）。多基因效应和随机环境效应分别服从正态分布N(0,)和N(0,)。1.2.2非基础群个体数据的模拟个体QTL等位基因以典型的孟德尔遗传方式由双亲传递给后代，假定个体QTL的第一个等位基因随机来自父亲，第二个等位基因随机来自母亲，进而可确定个体的QTL基因型。个体的性状表型值(pi)根据模型pi=ngi+si+qi+0.5(us+ud)+mi+ei来产生，其中us和ud分别为个体父亲和母亲的多基因育种值，mi为个体的孟