家畜育种学第6章育种值估计2019
动物育种学6-BLUP
1家畜育种学－个体遗传评定-BLUP 法Genetic Evaluation-BLUP第六章白春艳本章主要内容BLUP 的基本原理 单性状动物模型BLUP 多性状动物模型BLUP遗传参数估计23设x 1，x 2，…，x n 是n 个随机变量，令 μi = E(x i ) = x i 的数学期望，2e σI = V ar(x i ) = E(x i - μi )2 = x i 的方差，ij σ= Cov(x i ，x j ) = E(x i - μi )(x j - μj ) = x i 和x j 的协方差i = 1，2， ，n ； i n j ≠=,,2,11 基础知识1.1 随机向量，期望向量和方差-协方差矩阵4将这n 个随机变量和它们的期望、方差和协方差用向量和矩阵表示：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n x x x 21x ，E(x ) =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n μμμ 21μ，V ar(x ) =⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=2212221211221n n n n n σσσσσσσσσ V称x 为随机向量（random vector ），μ为x 的期望向量(expectation vector)，可表示为E(x ) = μ，V 为x 的方差-协方差矩阵(variance-covariance matrix)，或简称协方差矩阵，可表示为Var(x ) = V 或V(x ) = V ，V 中的对角线元素为各个x 的方差，非对角线元素为各个x 间的协方差，它是一个对称矩阵。
5 V ar(x ) = E []n n n nx x x x x x μμμμμμ---⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--- 22112211= E(x - μ)(x - μ)’若μ = 0，则上式变为V ar(x ) = E(xx ’)6若对x 作线性变换y =Tx ，则y 的期望向量和协方差矩阵为 E(y ) = E(Tx ) = T E(x ) = T μ V ar(y ) = E[y - E(y )][y - E(y )]’ = E[Tx - T μ][Tx - T μ]’ = E[T (x - μ)][T (x - μ)]’ = T E(x - μ)(x - μ)'T ’ = T V ar(x )T ’ = TVT ’若有随机变量 y = t ’x ，则 V ar(y ) = t ’Vt7 若有p 维随机向量x 和q 维随机向量u ，它们之间的协方差可表示为Cov(x ，u ’) = ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡q p p p q q u x u x u x u x u x ux u x u x u x σσσσσσσσσ212221212111 8对于一个群体，如果我们将所有个体相互间的加性遗传相关用一个矩阵表示出来，设群体中的个体为1，2，…，n ，则这个矩阵为A = ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn n n n n a a a a a a a a a 212221211211 1.2 个体间的加性遗传相关(Additive genetic relationship)9222 ~(,);~(0,);~(0,)p a e P a eP N a N e N μμσσσ=++环境样本1.3 线性模型基础知识10数学模型（mathematical model ）：描述某个现象或者事件的数学关系式。
家畜育种学06种畜的遗传评估(二)：多性状育种值估计—选择指数39页PPT
谢谢！
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
家畜育种学06种畜的遗传评估(二)： 多性状育种值估计—选择指数
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
《育种值的估计》PPT课件
I bi(yii)
I——个体一个性状的选择指数； bi——与该个体有关的第i个信息来源的
偏回归系数； yi——第i个信息来源的表型均值； μi——该性状的总体均数。
25
整理课件
1. 多性状的育种值估计
综合育种值——将各性状的育种值变成 无量纲的相对值，根据各性状的经济重 要性，对各性状育种值加权，综合成一 个以货币为单位的指数。
英国制定的约克夏猪的生长性能指数
M a le : I 1 0 0 0 .3 9 (D G D G ) 1 2 1 .4 (F C F C ) 1 .1 (B F B F ) F e m a le : I 1 0 0 0 .0 4 (D G D G ) 7 5 .0 (F C F C ) 1 .0 (B F B F )
11
整理课件
1. 选择差和选择反应
选择差（S)——中选亲本表型均值与整个亲 本群表型平均值的差。
由于不同性状的量纲不同和标准差不同，它 们之间的选择差不能相互比较，为了统一标 准，可都以各自的标准差做单位，这种标准 化的选择差叫做选择强度（i）。
i S/
12
整理课件
1. 选择差和选择反应
选择强度可以根据留种比例（P）进行推算， 也可以查表得到。
34
整理课件
⑵BLUP法的基本步骤
①根据畜群生产情况和资料结构建立线性混合模型，模 型应尽可能地描述真实情况，同时又不能过于复杂而使 计算过于困难。估计值的准确性和精确性完全取决于模 型是否合理。
②根据这一模型构造线性方程组，其中的方程个数的那 古语模型中所有因子的所有水平之和。
③对方程组求解，计算出估计育种值（EBV）和环境效 应值。
可以证明个体育种值（A）与其表型值（P）的回归系 数（bAP）就等于遗传力（h2），因而有：
家畜育种学第6章育种值估计
个体育种值估计的基本公式
若A和P均以离均差形式表示，则：
A bAP ( P P) P A bAP P
b AP rAP rAP
σ σ
A
A P
Cov(A,P )
σσ
P
个体育种值估计的基本公式
b AP rAP
σ σ
A P
,
rAP
多种资料育种值的估计
A=0.1A1+0.2A2+0.3A3+0.4A4
当h2<0.2时，A1、A2 、A3、 A4分别为根据亲代、 本身、同胞、后裔资料估计的育种值(低h2)。 当0.2≤h2<0.6时，A1、A2 、A3、 A4分别为根据 亲代、同胞、本身、后裔资料估计的育种值(中等 h2)。
当h2≥0.6时，A1、A2 、A3、 A4分别为根据亲代、 同胞、后裔、本身资料估计的育种值(高h2)。
多种资料育种值的估计
A=0.1A1+0.2A2+0.3A3+0.4A4
可见:
亲代的可靠性总是最低，同胞可靠性总是低于后裔
本身资料的可靠性随h2增大而逐渐增大 复合育种值能充分利用所获得的资料，根据它进行选 种的效果比根据单项资料的育种值好。
A HO P b AP (P P) 14.0 0.4717 (13.2 14) 13.6226
H2=0.5,为中等遗传力性状
A=0.1*AP+0.2*AHS+0.3*A+0.4*AHO
=0.1*14.0+0.2*13.52+0.3*13.5+0.4*13.62=13.602
家畜育种学07种畜的遗传评估(三)：BLUP育种值估计
G 0
0 R
/jcyzx/index.htm
BLUP 的统计特性
可估函数：Kb Mu 预测函数：Ly 预测误差：Kb Mu Ly
BLUP分析的实质是利用观察值的一个线性函数（ Ly ）
对固定效应和随机效应的任意线性可估函数
E( y) Xb
Va
r
a e
A
0
2 a
0
I
2 e
X X Z X
分类 • 真实模型——非常准确地模拟观察值的变异性， 模型中不含有未知成分 • 理想模型——根据研究者所掌握的专业知识建立 的尽可能接近真实模型的模型 • 操作模型——用于实际统计分析的模型，它通常 是理想模型的简化形式
/jcyzx/index.htm
• 如果个体父或母已知 p 为：
要加入的数值
0.5aii 0.25aii
A1 中的位置 ( p,i), (i, p), (q,i), (i,q) ( p, p), ( p,q), (q, p), (q,q)
/jcyzx/index.htm
如果是一个非近交群体，则可直接构建 A1
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
家畜育种学资料（完整版）
家畜育种学资料（完整版）家畜育种学资料一、名词解释1.保种：保护现有家畜品种，使之不遭混杂和灭绝。
实质涵义：将品种视为遗传资源而保存其基因库，尽可能不使基因座上的等位基因丢失，无论它目前是否有用或无用。
2.背膘厚：指背上皮下脂肪的厚度。
3.标准乳：乳脂率为4%的乳。
4.标准乳量：乳脂率为4%的乳量。
5.表型值选择：依据被测个体本身及其亲属的表型值进行选择留种的方法。
6.不完全双列杂交法：即缺乏部分组合或纯繁组的双列杂交。
7.采食量：指在不限食条件下猪的平均日采食饲料量。
8.测定站测定：指将各育种场待测个体集中在一个专门的性能测定站，在相对一致、更严格的条件下，在统一的期限内进行的生产性能测定。
9.测交：被测个体与隐性纯合体的交配。
10.产蛋量：指一定时间内的产蛋个数。
常用开产至40周龄、55周龄、72周龄等时的累积产蛋数表示。
11.产蛋总重：指一只鸡或某群鸡在一定时间范围内产蛋的总重量。
12.产乳量：衡量乳用家畜产乳多少的指标。
13.初生窝仔数：指窝产仔猪的数量，包括产仔总数和产活仔数两个次级指标。
14.初生窝重：同窝初生个体重量之和。
15.纯种：指属于同一品种的个体。
16.纯种繁育：指同一品种个体间进行交配繁殖，同时进行选育提高的方法。
17.大理石状：肌内脂肪的分布情况。
取胸腰椎接合处背最长肌横断面置于4℃下存放24小时后对照标准大理石状图评分。
18.单系：来源于一头优秀系祖并具有与系祖相似的外貌特征和生产性能的畜群。
19.单向性选择：把种群中某一极端变异个体保留，淘汰另一极端变异的个体，使种群的基因频率朝着某一个方向变化。
20.地方品系：由于各地生态条件和社会经济条件的差异，在同一品种内经长期选育而形成的具有不同特点的地方类群。
21.顶交：即用近交系的公畜与无亲缘关系的非近交系母畜交配，杂种后代供经济利用的方法。
22.动物克隆技术：指用胚胎或机体的某一部分的细胞来完成繁衍后代的过程。
23.胴体斜长：从耻骨联合前缘中点至第一肋与胸骨结合处前缘的长度。
家畜育种学-07
Xi 的 偏 回 归 系 数
通过通径分析计算偏回归系数 将用于估计个体育种值的信息归纳为下 列3种类型：1.一个个体单次度量表型 值，统计为Pi；2.多次度量表型均值， 统计为Pi；3.多个个体多次度量均值， 统计为Pi。 这3种类型信息资料是依次决定于前者 的，可以用通径关系图表示。
在这一关系链上， hi为个体育种值到个体单次度量表型值的通径系数，即遗传力平方根 zi为个体单次度量表型均值或多个个体单次度量表型均值的通径系数 qi为个体多次度量表型均值到多个个体多次度量表型均值的通径系数
... r( ij ) ... 1 d i2 ...
... b iX b ... b jX ...
第三节 利用多种亲属信息估计个体育种 值 一．估计原理 二．利用多种亲属信息估计个体育种值示 例
本身单次记录(PI)+父亲单次记录(PS) d1=h d2=h r(12)=0.5 r(1X)=1 r(2X)=0.5
依据通径分析原理，当偏回归系数为1时， 通径系数等于原因变量标准差与结果变量标 准差之比，因此得到：
i
A A hi h P P
i
P k zi P 1 (k 1)rP
i i i
rP为多个表型值间的相关 如果是一个个体多次度量，rP=re 如果多个个体单次度量，rP=rAh2 rA为多个个体间的亲缘相关系数
2 2 2ຫໍສະໝຸດ h (4 h ) 2h (1 h ) ˆ AX b1 ( PI ) b2 ( PS ) PI PS 4 4 4h 4h
2
育种值估计的准确度 ：
rAI b' r
b1
2
r1 X b2 r 2X
家畜育种学 教学大纲
家畜育种学课程编码：3023009115 课程名称：家畜育种学总学分：3总学时：48课程英文名称：Animal Breeding先修课程：普通遗传学、动物数量遗传学、生物统计与试验设计适用专业：动物科学一、课程性质、地位和任务家畜育种学是动物科学专业一门重要的专业基础课，在动物科学专业课程体系中起承上启下作用。
一方面它与前期所学生物统计与试验设计、普通遗传学、数量遗传学密切相关，另一方面又是后期动物生产各论课的铺垫。
本课程的主要任务是阐述家畜育种的基本原理和方法，育种措施的设计和优化，育种技术的新发展及其运用于育种实践，家畜遗传资源的保护与利用等。
通过本课程的学习，使学生获知家畜品种、品系的概念和标准、生产性能测定、质量性状和数量性状的选择、育种值与遗传评定、选配、品种与品系的培育、杂种优势等方面的基础理论知识，掌握一些选种、选配和杂交的基本实践技能，培养学生灵活运用育种理论和措施解决生产中实际问题的能力，为今后动物生产各论课的学习与毕业后的工作奠定基础。
为学好《家畜育种学》学生必须具备相应的生物统计与实验设计、普通遗传学、数量遗传学等课程的基础知识。
二、教学目标要求1．正确理解性能测定、遗传评定、选种、选配等育种基本环节和常用育种基本技术；2．深刻理解品种标准、性能测定、选择反应及其影响因素，个体育种值估计，品质选配与亲缘选配，品种与品系的培育，杂种优势利用，遗传资源保护等基本理论和方法；3．熟悉各种常见家畜品种的特征和生产力类型，熟练掌握系谱编制、综合选择指数计算、近交系数与亲缘系数计算、个体育种值估计等基本技能；4．能根据实际生产需求设计育种方案并确定相关的育种措施，并能利用新近发展起来的计算机或分子生物学技术来解决家畜育种中的一些实际问题。
三、理论教学内容及安排绪论（2学时）教学目标：通过学习家畜育种学的概念、主要研究内容、发展历史，使学生初步了解家畜育种学的主要研究内容及应用前景，理解本课程与其它课程的关系以及本课程在畜牧业生产中所起的作用，培养学生对本门课程学习兴趣，并为后续课程学习打下基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
个体育种值估计的基本公式
若A和P均以离均差形式表示，则：
A b AP ( P P ) P
A b AP P
σ b AP rAP A σP
σ σ rAP Cov(A, P) AP
个体育种值估计的基本公式
σ bAPrAP A , rAPCovP(A ) ,
当h2≥0.6时，A1、A2 、A3、 A4分别为根据亲代、 同胞、后裔、本身资料估计的育种值(高h2)。
多种资料育种值的估计
A=0.1A1+0.2A2+0.3A3+0.4A4
可见: 亲代的可靠性总是最低，同胞可靠性总是低于后裔 本身资料的可靠性随h2增大而逐渐增大
复合育种值能充分利用所获得的资料，根据它进行选 种的效果比根据单项资料的育种值好。
AHO PbA(PPP)1.4 00.47 1(17.3 21)41.3 6226
H2=0.5,为中等遗传力性状 A=0.1*AP+0.2*AHS+0.3*A+0.4*AHO =0.1*14.0+0.2*13.52+0.3*13.5+0.4*13.62=13.602
（参见P.86 13.6672）
相对育种值（RBV）
以畜群平均值为标准，将个体育种值化为没 有单位的相对值的形式。
RBV=A/P * 100%
即 A=0.1A1+0.2A2+0.3A3+0.4A4
多种资料育种值的估计
A=0.1A1+0.2A2+0.3A3+0.4A4
当h2<0.2时，A1、A2 、A3、 A4分别为根据亲代、 本身、同胞、后裔资料估计的育种值(低h2)。
当0.2≤h2<0.6时，A1、A2 、A3、 A4分别为根 据亲代、同胞、本身、后裔资料估计的育种值(中 等h2)。
个体育种值的概念
估计传递力
对数量性状而言，个体育种值的一半能够传 递给下一代，将其定义为估计传递力
ETA EBV 2
个体育种值估计的基本公式
通过直线回归方程，由自变量P（表型 值）求依变量A（育种值）的估计值
A b AP ( P P ) A
A b AP ( P P ) P
多种资料育种值的估计
例：计算表6-2中1250号个体多项资料的估计育种值（P.82）
个体本身，个体父亲，个体半同胞计算的育种值分别为13.5， 14.0，13.52 （P.81）
半同胞后裔：
bAP 10 0..5 2(n51 2n )h2h10 0..5 2 (555 0 010 ). 50.50.4717
h2
0.5nh2 1 0.5(n 1)h2
0.25nh2 10.25(n1)h2
0.5nh2 1 0.5(n 1)h2
0.5nh2 10.25(n1)h2
多种资料育种值的估计
简化的复合育种值是将单项资料估计的育种 值根据其可靠程度不同，给以不同的权数复 合而成的。
为了计算方便，可将四种资料对应的权数定 为0.1，0.2，0.3，0.4
σ σσ P
AP
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一般假设Cov（A，R）=0
则： Co(vA,P)Co(vA,A)rA2A
rAPrAPA
rA是提供信息的亲属个体与被估个体的亲缘系数。这意 味着与被估个体亲缘关系越近的资料，估计的个体育种 值准确性越高。
个体育种值估计的基本公式
EB A V bA(PP*P)
关键是计算出bAP
h2 0.5h2 0.5h2 0.25h2 0.5h2 0.5h2
kh 2 1 (k 1)re
0.5kh 2 1 (k 1)re
0.5kh 2 1 (k 1)re
0.25 kh 2 1 (k 1)re
0.5kh 2 1 (k 1)re
0.5kh 2 1 (k 1)re
第六章 育种值估计
个体育种值的概念
数量性状表型值由个体基因型值和 环境效应值共同决定。 P=G+E
P=A+D+I+E
P=A+R（剩余值）
个体育种值的概念
估计育种值
个体育种值无法直接测量，能够测定的是包 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。
只能利用统计学方法，通过表型值和个体间 的亲缘关系对育种值进行估计，由此得到的 估计值称为估计育种值（EBV）
bAP
rAnh2 1(n1)r
n：度量次数或同类个体数 rA: 提供信息的个体与被估个体的亲缘系数 r：重复率或提供信息的多个同类个体的表型相关系数
遗亲传缘力系乘数以不同信息估计个体育种值的bAP
信息资料类型
一个体单次度 量值
一个体k次度量均值
n个同类个体单次度量 均值
本身 亲本 全同胞兄妹 半同胞兄妹 全同胞后裔 半同胞后裔