动态性状遗传参数的估计方法

本文在建立个体动态性状数学模型同时，计算了模型参数估计误差方差，依此标准化模型参数，完善了动态性状遗传参数的估计方法。以滨白鸡８系的生长资料为例，估计了Ｇｏｍｐｅｒｔｚ模型中Ｋ、ｂ、ｒ３个参数的遣传力，分别为０．４０９７、０．３８６２、０．４４６７，而未经标准化模型参数估计方法所对应结果则是１．９９１４、１．６３６８、１．０５９９；且前者的估计精度亦高于后者。

远交群体动态性状基因定位的似然分析 Ⅰ.理论方法

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。利用远交设计群体 ,阐述了动态性状基因定位的似然分析原理 ,推导了定位参数似然估计的EM法两步求解过程。结合动态性状遗传分析的特点和普通数量性状基因定位研究进展 。

F_2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。

检测控制动态性状的QTL随机回归模型——基于B样条函数

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,如产蛋、泌乳和生长等性状皆属此类。该研究基于随机回归模型思想,提出了检测控制动态性状的多个数量性状位点(QTL)的贝叶斯定位分析方法,在这里视B样条(B-spline)函数作为子模型。计算机模拟试验验证所建议分析方法的统计强度和QTL参数估计精度。相比于Legendre多项式,由低阶多项式构成的样条函数更广泛的应用于非参数的数据分析,并且能很好的回避龙格现象。实际数据集分析了包含有420头中国荷斯坦奶牛的胸围数据,并且得出了具有生物学意义的结论。

远交群体动态性状基因定位的似然分析 Ⅱ.模拟研究

以远交设计群体为例 ,在推导出动态性状基因定位的似然法分析过程的基础上 ,选择 3阶Legendre多项式为子模型 ,采用Monte Carlo方法模拟研究了不同个体数、测定日频数、标记密度和QTL遗传贡献率对两种分析方法检测QTL效率的影响。每个因素都取高、中和低 3个水平 ,利用正交设计安排模拟因素试验组合。模拟试验结果表明 :高QTL遗传贡献率要比低QTL遗传贡献率的QTL在检测时需要较少个体数和测定日抽样 ;但不论QTL遗传贡献率多大 ,30 0以上的群体大小和 5 %以上的测定日频数都可以保证足够高的检测效率。个体数和测定日频数对动态性状QTL的分析和检测具有几乎相同的作用 ,而且相同样本含量条件下两者呈现互补的关系。就某个动态点的QTL检测而言 ,模拟试验也同时证明

动态性状育种值的估计(预测)方法探讨

为探讨更具一般性的动态性状育种值估计方法,在二步估计法的基础上建立了用于动态性状育种值估计(预测)的数学模型,采用该模型可实现对动态性状育种值的一步估计(预测),并保证估计结果的最优性。按线性与非线性模型两种情况分别论述了动态性状育种值的估计(预测)方法。结果表明:与随机回归模型相比,所提出的数学模型不仅具有明显的优越性,更具一般性;还证明了当每个个体动态性状的观测点一一对应且个体之间不存在亲缘关系时,一步分析法与二步分析法的估计结果相同。

检测控制奶牛动态性状的QTL方法研究——基于B样条插值函数

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,如身高、体重、胸围、产奶量等等。由于动态性状在育种和生产中特殊的经济地位,揭示这类性状遗传及其改良提高的研究工作尤显重要。体型性状的选择有利于奶牛整体健康和产奶性状的提高。本文基于B样条插值函数,建立检测调控动态性状基因位点的随机回归模型,实际数据分析表明模型的合理性和适应性。

动态性状主基因的分离分析新方法

根据Legendre多项式的正交、可加和普适的特性,将关于时间的Legendre多项式镶嵌在遗传模型的每个遗传效应中,建立了动态性状主基因分离分析的数学模型,采用极大似然法求解模型参数。同建立在混合Logistic模型基础上的动态性状主基因分离分析法相比,新的方法在理论和实践上具有明显的优势:1)适合任何动态性状;2)能够同时分析主基因遗传效应和各种系统环境因素对动态性状变化过程的影响;3)便于计算;4)很容易推广到其他资源群体和复杂交配群体,充分利用多世代的资料实现对主基因的联合分离分析。以大豆1个F2群体为例采用新方法探索影响豆荚生长发育过程的主基因,结果表明:用2阶Legendre多项式能最佳的拟合主基因的作用和豆荚生长发育的变化规律;豆荚的生长发育过程受1对呈完全显性的主基因控制。

基于Legendre多项式的动态性状功能定位

利用Legendre多项式的正交、可加和普适的特性,将关于时间的Legendre多项式镶嵌在遗传模型的每个遗传效应中,根据功能定位策略建立了动态性状基因定位分析的线性遗传模型。以回交群体为例,推导了采用极大似然法求解模型参数的EM算法。基于Legendre多项式的动态性状功能定位方法大大拓广了功能定位策略的适用范围,简化了参数求解过程。采用新方法定位分析一个近似回交群体林木直径增长性状资料,结果表明:用4阶Legendre多项式能最佳地拟合林木直径增长的一般变化规律和QTL对增长过程的遗传作用;新方法检测到一个与Logistic回归分析相同的QTL,但统计可靠性高于Logistic回归分析。

动态性状候选基因检测效率分析

把组 织 器官 的生 长 发育 和随 生 命时 期 或某 些定 量因 素 变化 的 生产 性能 统 称为 动 态性 状。 本 研究 的目 的 是将 动 态性状基 因定 位分 析 的普 适 性方 法应 用 到动 态性 状 候选 基因 分 析中 。采 用 M onte C arlo 法 模拟 分析 抽 样个 体数 、测 定 日频 率、候选基因 频率 和遗 传 贡献 率 等因 素对 动 态性 状候 选 基因 检测 统 计效 率的 影 响。模 拟 试验 结 果表 明:4因素 对候 选 基因 检测 效 率的影响 存在 着差 异 ,它 们 的作 用大 小顺 序 为:累计 遗 传贡 献率 > 个体 数> 测 定日 频数 > 基因 频率 ;个体 数和 测定 日 频数 2因素对候 选基 因检 测 效率 表 现出 一定 的 交互 作用 。

动态复杂性状遗传结构研究的统计模型(英文)

许多重要的农艺性状、生物学和生物医学性状都是数量性状,这些性状在不同的发育阶段发生变化,并表现出复杂的动态特征。针对这些动态性状,传统的遗传作图方法是通过在不同的年龄或发育阶段利用遗传标记与表型性状进行关联分析,并比较这些性状在不同发育阶段的差异,或者通过进行不同阶段的多位点作图进行分析。然而,这些方法并不能确切地反映整个发育过程和动态特点,这使得对性状遗传结构的推测受到限制。要克服这一困难,函数作图将为动态性状的遗传学研究提供一条有效的途径。函数作图综合了生物学机制的数学特性和性状遗传作图的统计学特点,结合统计模型、遗传学和发育生物学的函数作图策略,力求解决诸如发育的遗传控制模式、QTL的持续效应以及引起发育过程中启动和终止的遗传机制等问题。笔者提出的函数作图策略将提供一个研究基因作用及互作与发育模式之间有效的量化检测平台。

动态性状基因座的复合区间定位

动态性状因其广泛性和重要性而备受动植物遗传育种研究者关注.用分子遗传学方法探索该类性状的遗传机制已成为一个极富挑战性的研究课题.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和协同因子对动态性状变化过程的作用,从而建立动态性状基因复合区间定位分析的数学模型.利用复合区间定位策略的优势,提高对控制动态性状多个QTL的检测效力.以F2设计群体为例,阐述了动态性状基因复合区间定位的似然分析原理,推导了参数似然估计的EM法两步求解过程.模拟实验证明,相同设计条件下,复合区间定位对分布在同一连锁群上多个影响动态性状QTL的检测效果明显好于区间定位;随着协同因子数目的增加,复合区间定位不但能检测出更多的甚至所有的QTL,而且对每个QTL分辨得更加清楚.在实际应用过程中,应针对动态性状的变化规律,并考虑计算成本恰当地选择协同因子数目.

作物动态QTL研究进展

多种作物多种性状的QTL被定位、克隆,但基于发育最终时期表型数据的传统QTL分析并不能充分反映不同发育时期基因/QTL的表达情况、作用模式及效应。本文简单概述了动态QTL的遗传模型、分析方法以及最新成果,并对其研究趋势进行了展望。

复杂数量性状的遗传分析及功能作图

大多数重要的生物学、生化和农学性状是数量性状,受1个基因网络控制,且易受环境因素影响。近20年来,随着统计学和分子生物学的迅猛发展,对数量性状的研究也逐渐深入,提出了很多研究方法。文中综述了QTLs的检测方法进展,评价了各种方法的优劣,着重介绍了目前国际上最新提出的多维数量性状的研究方法———功能作图的思想。

发育性状QTL的遗传分析方法

复杂动态性状受基因网路控制,并易受环境影响。传统的统计分析方法仅分析单一时间点的性状表型值,难以揭示动态性状的发育过程。本文综述了国际上新近提出的发育复杂性状的遗传分析方法,功能作图。功能作图的方法可以完全刻画一个动态复杂性状的QTL或QTN。功能作图通过估计动态QTL的数学参数,去描述其动态过程。

水稻叶绿素含量的动态QTL剖析

为剖析水稻叶绿素不同时期的发育动态规律及其遗传机制,以沈农265和丽江新团黑谷的粳-粳交重组自交系为材料,对水稻分蘖期、抽穗期和成熟期的叶绿素含量进行动态QTL分析。共检测22个条件QTL和14个非条件QTL,分布在第5条染色体以外的11条染色体上。控制分蘖期、抽穗期和成熟期叶绿素含量的条件QTL分别有5个、7个和10个;控制分蘖期-抽穗期和抽穗期-成熟期叶绿素含量的非条件QTL各有7个。进一步分析表明,在叶绿素含量动态发育的不同阶段,控制叶绿素含量QTLs的数目、效应及作用方式不同,反映出叶绿素生物合成过程的复杂性。与其他研究比较发现,定位在第1染色体RM428-RM580区段、第3染色体RM426-RM514区段、第4染色体RM470-RM559区段、第8染色体RM408-RM25区段和第9染色体RM566-RM242区段的位点可以在不同群体和不同环境下稳定表达。其中,第3染色体上qCT3a、qCH3、qCM3以及第9染色体qCT9、qCH9b和qCH9等区域是提高叶绿素含量的重要功能区。对这些区域开发稳定并易于检测的分子标记,可用于培育高产新品种。

作物性状序列数据模型的分析方法

通过引进的数学和数理统计概念及方法,对常异花授粉作物油菜和自花授粉作物水稻品种和杂交稻的品质产量有关性状的序列数据进行分析,揭示各性状潜在的规律。研究油菜种子物质积累过程表明除油份积累过程以外,其他物质的积累明显由自变量的3次函数决定,是一个非线性的过程。可溶性糖含量(SC),油份含量(OIL)和干物质(DW)序列的简单指数平滑模型都达到极显著水平,蛋白质(PRO)和纤维素(fible)线性模型都达到了极显著水平。但三磷酸腺苷(ATP)未达到显著水平,可见ATP作为许多物质代谢的基本能量供应者,参与的过程极为复杂,目前难以找到合适的数量模型。对水稻叶面积生长数据时间序列分析软件进行分析,结果与油菜种子数据具有明显的不同,油菜全是指数平滑和线性趋势模型,而水稻则在15个序列中,只有6个序列表现为指数平滑或线性趋势模型,其他全部为跳减趋势的指数平滑模型。除不育系模型比较特殊外,恢复系、杂种1代、多穗型品种、大穗型品种材料的单叶重都符合跳减趋势指数平滑模型。这个结果表明了水稻单叶重的基本变化规律。而且恢复系与杂交F1的模型在3个性状上都一致,用恢复系和不育系序列对杂交稻的序列进行模拟,都是以相应变量恢复系的作用为主,不育系的作用较小。说明在水稻叶片生长特性上,恢复系对杂交稻发挥决定的作用。

动态指标的非线性最小二乘分析

传统的二步分析法由于估计对象不同而无法保证最终的分析结果能满足动态指标(性状)的估计误差平方和最小即估计值的最优性。为提高对动态指标(性状)分析的准确度,重新建立了一类非线性方差分析模型,采用非线性最小二乘分析法不仅实现了对动态指标(性状)的一步分析,而且可以获得模型参数效应的近似最优估计值。非线性最小二乘分析法作为次级样本含量不等资料最小二乘分析法的一般形式,具有广泛的应用价值。

Simulation of Start-Up Process of Turbofan Engine Based on Full-State Characteristics of Fan

Difficulties in obtaining component characteristics in the sub-idle state of rotor constrain the simulation capabilities of ground and windmill start-up processes for turbofan engines.This paper proposes a backbone feature method based on conventional characteristics parameters to derive the full-state characteristics of fan.The application of the fan’s full-state characteristics in component-level model of turbofan engine enables zero-speed iterative simulation for ground start-up process and windmill simulation for windmill start-up process,thereby improving the simulation capability of sub-idle state during turbofan engine start-up.

SHRP沥青胶结料DSR试验温度影响分析

采用动态剪切流变仪(DSR)在不同温度下测定各沥青试样的动态流变性状参数,通过试验比较,分析了温度对各参数的影响。