运用动物模型BLUP法估计荷斯坦牛育种值及制定总性能指数

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2016年肉用种公牛选择方法说明

附件42016年肉用种公牛选择方法说明根据国内肉用种公牛育种数据的实际情况，选取断奶至周岁日增重、周岁至18月龄日增重和18月龄至24月龄日增重和体型外貌评分等4个性状进行遗传评估，各性状估计育种值经标准化后，按30:30:20:20的比例加权，得到中国肉牛选择指数CBI 。

一、遗传评估方法应用动物模型BLUP 法，借助于MTDFREML 软件包进行评估。

二、遗传评估模型采用单性状动物模型最佳线性无偏估计法估计个体育种值，4个性状育种值估计模型如下：y ijklm =μ+Station i +Source j +Year k +Breed l +a ijklm +e ijklm其中：y ijklm ：个体生长性能的观察值；μ：总平均数；Station i ：现所属场站固定效应；Source j :出生地固定效应；Year k ：出生年固定效应；Breed l ：品种固定效应；a ijklm ：个体的随机遗传效应，服从（0,A σa2）分布，A 指个体间亲缘关系矩阵；e ijklm ：随机剩余效应，服从（0，I σe 2）分布。

三、中国肉牛指数（CBI ，China Beef Index ）24DG18241818DG12181212DG6126Score S DG20S DG 30S DG 30S Score 20100CBI ------⨯+⨯+⨯+⨯+=四、遗传参数（一）除水牛以外的肉牛品种各性状遗传参数遗传方差环境方差表型方差遗传力(h2)断奶至周岁日增重0.0230.0300.0530.43周岁至18月龄日增重0.0250.0350.0600.41 18月龄至24月龄日增重0.0260.0400.0660.39体型外貌评分0.776 1.625 2.4020.32（二）水牛各性状遗传参数遗传方差环境方差表型方差遗传力(h2)断奶至周岁日增重0.0090.0180.0270.32周岁至18月龄日增重0.0160.0150.0310.52 18月龄至24月龄日增重0.0110.0150.0260.42体型外貌评分 1.10 1.90 3.000.37。

家畜育种学07种畜的遗传评估(三)：BLUP育种值估计

第一节线性模型基础知识第二节 BLUP的基本原理第三节 BLUP的计算技术第四节育种值估计模型第五节多性状BLUP 法的基本原理第六节 BLUP育种值估计举例第七节 BLUP育种值估计软件

随着数理统计学与线性模型理论、计算机科学与互联网络技术的迅速发展，家畜育种值估计的方
l tt 1 l ti
2 i 1 p
p t 1
0 . 75 0 . 25 f p
个体的父母已知为 p 或 q ，假设 p q
0 . 5 ( l pi l qi ) l ti 0 . 5 l qi 0 i 1、
，这时：
2、 p q t 1
y 是所有观察值构成的向量
，，，
b 是所有固定效应（包括）构成的向量
X 是固定效应的关联矩阵 u 是所有随机效应构成的向量 Z 是随机效应的关联矩阵 e 是随机残差向量随机变量的数学期望： E ( b ) b E ( u ) 0 E ( e ) 0 E ( y ) Xb
方差-协方差矩阵结构：
/jcyzx/index.htm
因子

离散型
• • 通常表现为若干个有限的等级或水平固定因子 ——有意识地抽取若干个特定的水平，目的是对这些水平的效应进行估计或进行比较，如年效应随机因子——因子的若干水平可看作是来自该因子的所有水平所构成的总体的随机样本，目的是要通过该样本去推断总体，如个体的遗传效应。
的父母未知时：
a ti a it 0
a ti a it 0 .5 a ip
i 1、 2、 t 1
个体 t 的父或母为 p 时：
i 1、 2、 t 1

实习五动物模型BLUP育种值的估计

实习五动物模型BLUP 育种值的估计一、实习目的1．掌握模型的书写方式，各效应的期望和方差—协方差矩阵的定义方式，以及各种假设、限定和约束。

2．掌握固定效应和随机效应关联矩阵及混合模型方程组的构建方法。

3．掌握BLUP 育种值的性质、估计原理和方法。

二、原理和方法BLUP 法的重要特征是，在同一个估计方程中，既能估计固定的环境效应和固定的遗传效应，又能预测随机的遗传效应。

同时，由于混合模型的灵活性，BLUP 法可用于各种动物育种数据的育种值估计。

1．定义模型： ①模型方程式e Za Xb y ++=式中，y 为n 维观察值向量；b 为所有固定效应向量；a 为个体的加性遗传效应（育种值）向量；e 为随机残差向量；X 为b 的关联矩阵；Z 为a 的关联矩阵。

②期望值和方差—协方差矩阵()Xb y E =，()0a E =，()0e E =；()2a σA G a V ==，()2e σI R e V ==；()22e a σσI ZAZ y V /+=其中，G 为遗传方差—协方差矩阵；R 为残差方差—协方差矩阵；A 为个体间的加性遗传相关矩阵，即分子血缘相关矩阵；I 为单位矩阵；a σ为加性遗传（育种值）方差；e σ为残差方差。

③假设、限定和约束——每个个体只能有一个记录；——随机的遗传效应和残差效应彼此独立，即()0,=e a Cov ； ——忽略非加性遗传变异；2．构建混合模型方程组（MME ）⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-y Z y X a b A Z Z X Z Z X XX //^^1////k 其中，221hh k -= 先构建各（分快）矩阵（向量），然后建立MME 。

下面加以举例说明。

例1．有如下资料个体父亲母亲性别周岁重 1 — — M 207 2 — — F 202 3 1 2 M 208 4 3 2 F 192 5 3 — M 198 6 5 4 M 218 766F185已知周岁重的遗传力为0.4，表型标准差y σ=28㎏，群体平均值μ=201.5㎏。

BLUP育种值估计

– 一般标准
max
x(t) i

x(t1) i

n
(x x ) – 改进标准
/jc
(t)
(t1) 2
i
i
yn
(xi(t) )2
i1
• 列表法计算分子亲缘矩阵
1.构造所有个体的系谱列表，父母亲号先于个体号
( p,i), (i, p) ( p, p)
. cn/jcyzx/index.htm
第四节育种值估计模型
• 动物模型（animal model ）
– 数学方程式：y Xb Za e
– 期望和方差： E(a) 0 E(e) 0
E( y) Xb
初产年龄（等级） 2
143
109 163 117
3 145
103
• 数学方程式：yijk ai bj eijk
• 期望和方差：E( yijk ) ai b j E(eijk ) 0
• 假设和约束条件： –所有母牛都来自同一品种
V
(
yijk
)

V
(eijk
)

• 因子
– 离散型
• 通常表现为若干个有限的等级或水平 • 固定因子 ——有意识地抽取若干个特定的水平，
目的是对这些水平的效应进行估计或进行比较，如年效应 • 随机因子——因子的若干水平可看作是来自该因子的所有水平所构成的总体的随机样本，目的是要通过该样本去推断总体，如个体的遗传效应。
– 连续型
Var

u e

G 0
0 R

• BLUP 的统计特性
– 可估函数：Kb Mu

荷斯坦公牛泌乳量育种值的BLUP评价及分析

中仍存在一些问题，奶牛单产不高，秀个体的头如优
数较少，牛利用年限短，种工作缺乏连续性和长奶育
但后者的计算模型、论和方法等复杂而又灵活，理其
推广和应用受到一定条件的限制。奶牛业中，公在用畜模型ＢＬＵＰ法进行种公牛的遗传评定，混合模其型方程组（ＭＭＥ）大小主要由种公牛的个数所决的
２２０３００）
２０３；３０６
３安徽淮南乳品公司奶牛三场，徽淮南．安
摘要：公牛女儿数大于１以ｏ头为限制因子，立线性模型Ｙ建 Ⅲ一＋，５ｍ，安徽荷斯坦＋＋对
公牛泌乳量的育种值进行ＢＵＰ评定。分析结果表明：计育种值排序在前的公牛女儿数并不Ｌ估是最多的，泌乳量这一生产性状的选择育种上表现优秀的种公牛并没有得到充分利用；部在对
１９９２年间出生的荷斯坦牛，建立了一套荷斯坦牛的
动物模型评定系统，总结过去、策未来提供科学为决
依据。
安徽省是农业大省，牧业生产值占农业总产畜值的３左右，中奶牛业发展更是令人瞩目，ｏ其尤
皇试验研究
勺皂‘
文章编号：０１９１（０２０ —０１０１０ —１１２０）６００ — ４

估计育种值的方法概述

国际瞭望GLOBAL NEWS海外文摘对公猪肉质异味质量控制的研究最近，德国哥廷根大学的Johanna Trautmann博士对公猪肉质异味的感官质量控制进行了深入研究，其研究结果总结如下。

需要谨慎选择公猪异味评估者选择程序的第一部分是进行气味测试，主要目的是客观地描述公猪肉质异味评估员的遴选过程。

该测试主要是分析雄烯酮和粪臭素的检测阈值以及评估员通过易于使用的纸质气味条区分和鉴定各种浓度水平的物质的能力。

随后，对25个脂肪样品进行异味检测，以评估嗅觉性能对肉质感官质量控制的影响。

评估员对雄烯酮和粪臭素的嗅觉敏锐度显示出相当大的个体间变异性。

由此可知，评估员的嗅觉性能显著影响脂肪样品评级为公猪肉质异味的概率。

热铁是公猪异味检测的最佳选择第二部分的主要目的是填补先前研究中用于公猪肉质异味评价的样品制备差异。

在本次研究中，通过3个常用的工具加热脂肪样品以检测公猪肉质异味，即微波、热铁和热水法。

审核小组由10个评估员组成，对72个脂肪样品进行比较。

加热方法显著影响偏差评级的概率。

与假定的“金标准”（化学分析）相比，当考虑灵敏度和特异性时，通过热铁处理的肉品质量更好一些。

此外，结果显示，与单个评估者的评估结果相比，审核组的评估结果更准确。

恒定噪声不影响人们嗅觉第三部分的主要目的是质疑广泛的建议，即感官测试应该在没有外来噪声的环境中进行。

然而，当在屠宰环境中进行评估时，大家对评估结果有所质疑。

在本研究中，选择了两组成员：通常在无声条件下工作的大学小组和通常在屠宰场工作的屠宰场小组。

我们针对40个公猪肉质样品研究了气味辨别、气味识别和气味检测阈值。

结果表明，噪声不影响评估员对肉品有无异味的结果判断。

雄甾烯酮和粪臭素相互作用影响肉品的感官判断第四部分的主要目的是深入分析雄烯酮和粪臭素的气味及气味相互作用。

因此，采用气相色谱质谱法对1 043只公猪的脂肪样品进行感官评价和公猪肉质异味化合物的定量测定。

每个样品由10个训练有素的评估者评价，得到11 000个以上的个体评分，对其进行统计分析。

植物育种中的BLUP育种值分析应用探讨

植物育种中的BLUP育种值分析应用探讨作者：***来源：《种子科技》2023年第18期摘要：文章分析了植物育种数据分析现状，指出了植物育种应用BLUP育种值理论和分析方法遇到的问题，并给出了相应的解决对策。

关键词：BLUP；育种值；数量遗传学；近交系数文章编号：1005-2690（2023）18-0039-03 中国图书分类号：S33 文献标志码：B在我国植物育种领域，还未形成主流的育种数据分析方法。

基于均值的育种选择（差值选择法）还比较普遍，基于一般配合力（计算公式：gi=yi-y..）的分析方法在玉米育种中应用较广泛，其余作物也有借鉴采用。

植物育种层面的数据分析无论是均值选择还是配合力分析，基本处于加减的计算水平。

反观动物育种，基于BLUP的育种数据分析，融合传统表型数据和海量的分子测序数据，可以进行百万数据量的育种数据分析，其数据分析任务甚至需要超级计算机来完成。

在国内当下，植物育种和动物育种在育种数据分析层面存在巨大差距。

Henderson于1948年提出了BLUP分析方法，随着BLUP MME及后续的A矩阵和A-1（A矩阵逆矩阵）构建方法的给出，在全球动物育种领域，BLUP成为了权威的遗传育种分析方法。

20世纪70年代，BLUP改变了动物育种；20世纪90年代，有公开文献报道，美国开始在植物育种上采用BLUP。

但直到今天，国内的植物育种领域很少有育种者采用这一先进成熟的遗传育种分析方法[1]。

1 估计育种值（EBV）BLUP分析的是估计育种值。

基因型值的加性效应就是育种值，因为其可以稳定遗传给子代，在育种中具有重要的选择意义。

数量遗传学中育种值存在理论定义和实际定义，估计育种值（estimated breeding value，EBV）是其实际定义：如果一个个体与来自群体内的许多个体随机交配，则该个体的育种值为其子代均值与群体平均离差的2倍。

实际育种中，通常不清楚控制性状的基因型，群体内的基因频率、基因型频率也是未知，因此理论育种值是不能够直接度量的，能够知道的只是包含育种值在内的各种遗传效应和环境效应共同作用得到的表型值，因此只能利用统计分析方法，通过表型值和个体间的親缘关系来对育种值进行估计，这就是估计育种值EBV.2 BLUP分析方法BLUP（Best Liner Unbiased Prediction）是最佳线性无偏预测，用最小二乘法进行数据的回归分析。

blup法

BLUP法即最优线性无偏估计法，是1973年由美国提出的一种评定种公牛育种值的方法。

它的基本出发点是从女儿的表型值（产奶量）中将公牛育种值剖分出来；也可将牛群效因或来源效因剖分出来，这样所得的公牛育种值（公牛效因）消除了牛群差异的影响，其估测精确度高，误差最小，可用线性函数表示。

BLUP法的动物模型公式为：Y=Xb+Za+e。

其中，Y——某动物的表型观察值；X——与固定效应有关的个体数矩阵；b——固定效应的估计值（包括场、年、季、胎次等）；Z——与加性遗传效应有关的个体数矩阵；a——需估计的某动物的育种值（加性遗传效应）；e——随机误差。

BLUP法的优点包括：
亲属资料的最佳利用，将父母、本身、旁系及后代资料有机地结合。

可校正选配造成的配偶误差。

当使用多泌乳期记录时，可将由淘汰造成的偏差校正到最小。

可校正牛群、年份、季节、性别、胎次、地区等固定环境效应并进行育种值最佳无偏估计。

然而，BLUP法的计算过程比较复杂，必须用电脑才能完成繁琐的计算。

因此，虽然它具有上述优点，但目前在我国仍未真正用于奶牛育种工作。

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运用动物模型ＢＬＵＰ法估计荷斯坦牛育种值及制定总性能指数
刘丽元，周靖航，叶东东。，黄锡霞，马光辉。，葛建军。，热西提・阿不都克依木，帕尔哈提・木铁力甫，焦阳
（１．新疆农业大学，鸟鲁木齐８３００５２；２．自治区奶业办公室，鸟鲁木齐８３００１７；３．新疆呼图壁种牛场，新疆呼图壁８３１２０３）
新疆农业科学
２０１５，２（４）：７４７— ７５３
ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｈｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ
ｄｏｉ：１０．６０４８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ４３３０．２０１５．０４．０２５
中图分类号：￥８２３文献标识码：Ａ文章编号：１００１— ４３３０（２０１５）０４— ０７４７— ７０
ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆＢｒｅｅｄｉｎｇＶａｌｕｅｓｉｎＨ０Ｉｓｔｅｉｎ
ｓｃｈｅｍｅ．【Ｍｅｔｈｏｄ】ＴｈｅｌａｃｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｒｅｃｏｒｄｏｆＨｕｔｕｂｉＣａｔｔｌｅＦａｒｍｏｖｅｒｔｈｅｐａｓｔ１５ｙｅａｒｓ
ＣａｔｔｌｅＵｓｉｎｇＡｎｉｍａｌＢＬＵＰＭｏｄｅｌ
ＬＩＵＬｉ —ｙｕａｎｌ，ＺＨＯＵＪｉｎｇ—ｈａｎｇ，ＹＥＤｏｎｇ—ｄｏｎｇ２，ＨＵＡＮＧＸｉ —ｘｉａ，
ｉｎｇｖａｌｕｅｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＨｏｌｓｔｅｉｎｃａｔｔｌｅｉｎａｃｔｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｃａｔｔｌｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ
８３００１７，Ｃｈｉｎａ；３．Ｘｉ￣ｉａｎｇＨｕｔｕｂｉＣａｔｔｌｅＦａｒｍ，ＨｕｔｕｂｉＸｉｎｉｆａｎｇ８３１２０３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｉｆｖｅ】ＴｈｅｓｔｕｄｙａｉｍｓｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌＢＬＵＰｍｅｔｈｏｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｂｒｅｅｄ－
摘
要：【目的】探讨动物模型ＢＬＵＰ法在估计新疆地区荷斯坦牛育种值中的应用，为荷斯坦牛的选种选配计
划提供理论依据。【方法】利用新疆呼图壁种牛场牧一场、牧二场及牧三场１９９６ — ２０１０年共１５ａ荷斯坦牛生
产性能记录资料，运用动物模型ＢＬＵＰ法，对荷斯坦牛进行单性状育种值估计。【结果】估计得到公牛产奶量育种值、乳脂率育种值、乳蛋白率育种值排名第一的分别为９４１６６、８４６６、１１１００１２０号；母牛产奶量育种值、乳脂率育种值、乳蛋白率育种值排名第一的分别为１２００３０１０３、１２００４０００７、３２００３０１５９号；并根据产奶量、乳脂率、乳蛋白率育种值制定了荷斯坦牛总性能指数公式（ＴＰＩ）。【结论】为使种牛评定更准确，需综合考虑产奶量和乳成分等性状，制定荷斯坦奶牛总性能指数公式。关键词：荷斯坦牛；育种值；动物模型ＢＬＵＰ法；总性能指数
ＭＡＧｕａｎｇ— ｈｕｉ，ＧＥＪｉａｎ— ｊｕｎ，ＲｅｘｉｔｉＡｂｕｄｕｋｅｙｉｍｕ，ＰａｅｒｈａｔｉＭｕｔｉｅｌｉｆｕ，ＪＩＡＯＹａｎｇ
（１．ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００５２，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｒｕｍｑｉＤａｉｒｙＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｕｒｕｍｑｉ
（１９９６— ２０１０）ｗａｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄ．ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｂｒｅｅｄｉｎｇｖａｌｕｅｆｏｒｔｈｅＨｏｌｓｔｅｉｎＣＯＷＳｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｕｓｉｎｇａｎｉｍａｌ