动物育种学7-2近交系数和亲缘系数的计算
(整理)家畜育种学试题集.
物种指具有不同的生态特点，彼此之间存在着生殖隔离，二倍体染色体数目和基本形态互不相同的生物集团, 是生物分类系统的基本单位。
品种指具有一定的经济价值，主要性状的遗传性比较一致的一种栽培植物或家养动物群体，能适应一定的自然环境以及栽培或饲养条件，在产量和品质上比较符合人类的要求，是人类的农业生产资料。
品系是品种的一种结构形式，它是起源于共同祖先的一个群体。
物种与品种的区别：①物种是动物分类学上的单位，是自然选择的产物。
②品种是畜牧学的基本单位，是人工选择的产物。
从遗传角度来看，品种是具有特殊的基因频率和基因配套体系的类群。
品种应具备的条件：①血统来源相同，具有更为接近的亲缘关系②性状及适应性相似－体型外貌、生理机能、经济性状、适应性相似③遗传性能稳定－能将典型的特征遗传给后代－纯种与杂种的根本区别④具有一致的生产性能－一个品种内可分为若干个品系－每个品系（或类群）各具特点－自然隔离形成，或育种者有意识培育，构成品种内的遗传异质性⑤具有足够的数量⑥必须通过政府部门的审定和认定1、品种形成的原因：各地自然环境和社会条件不同交通不便造成地理隔离各地的小群体在体型外貌及适应性等方面出现差异出现家畜品种的雏形原始品种被继续选育，形成特定生产方向的培育品种2、影响品种变化的因素-社会经济条件ω形成不同用途培育品种的主要因素工业革命之前: 农业、军事→马业工业革命之后: 城市→乳肉蛋绒裘革等用途畜禽ω影响品种形成和发展的首要因素-自然环境条件ω光照、海拔、温度、湿度、空气、水质、土质和食物结构等①专门化品种：在某一方面具有生产性能特长的品种，从而出现了专门的生产力。
②兼用品种：具有两个以上方面生产性能特长的品种。
生长（growth)：同类细胞数目增加或体积增大，使个体由小到大，体重逐渐增加的这种现象称为生长。
发育（development)：由受精卵分化出不同的组织器官,从而产生不同的体态结构与机能的过程。
它是个体生育机能逐步实现和完善的一个过程。
家畜育种学实验七畜群近交程度的计算
家畜育种学实验七畜群近交程度的计算实验七畜群近交程度的计算和群体有效含量的计算一、实习目的掌握畜群近交程度的估算方法熟悉并掌握不同情况下的群体有效含量计算方法。
二、内容与方法畜群近交程度的估算公母畜群不等、随机留种情况下的群体有效含量公母比例相等而留种方式不同的情况下的群体有效含量公母畜群不等、各家系等数留种情况下的群体有效含量(一)畜群近交程度的估算1.畜群规模不大，求出每个个体的近交系数，再计算其平均值。
2.当畜群很大时，可用随机抽样的方法，抽取一定数量的家畜，逐个计算其近交系数，然后用样本平均数来代表畜群的平均近交系数。
3.将畜群中的个体按近交程度分类(抽样或全体)，求出每类的近交系数，再以其加权平均数，来代表畜群的平均近交系数。
4.对于多年不引进种畜的闭锁畜群，平均近交系数可采用下面的近似公式进行估计：：表示畜群平均近交系数的每代数量；NS：表示每代参加配种的公畜数；ND：表示每代参加配种的母畜数。
畜群中的母畜数，一般数量较大，所以值很小，当母畜在12头以上时，以部分可忽略不计，此时的公式可简化成：所以，只要能知道该畜群的种公畜数NS，就可以计算每代近交系数的增量，也就是畜群中基因纯合的分数。
例如当：NS=1，则=12.5%NS=2，则=6.25%NS=3，则=4.17%NS=4，则=3.13%NS=5，则=2.5%(二)公母畜群不等、随机留种情况下的群体有效含量当公母畜两性数目相差很大的情况下，此时即可计算其调和均数，取调和均数的2倍，就得到有效头数。
Ne：代表群体有效含量；NS：代表公畜数量：ND：代表母畜数量：：代表近交速率，亦即每代近交增量。
示例：试计算一个10头公猪50头母猪的猪群，它的群体有效含量与近交增量?代入公式后则得：这一有效含量33.3的意思是说，这猪群的公母猪总数虽为60(Nb=60)头，但由于两性数目不等(10♂：50♀)，其基因丢失概率与近交速率，和总数只有33.3头且公母各半的理想群体相同。
实验五近交系数与亲缘系数计算
实验五近交系数与亲缘系数计算亲缘系数和近交系数是两个重要的概念，用于描述个体之间的亲缘关系和亲缘程度。
亲缘系数是指两个个体之间的亲缘关系的程度，而近交系数则是指同一亲源个体之间繁殖的程度。
亲缘系数一般由亲缘关系的近似概率确定，例如兄弟姐妹之间的亲缘系数为0.5，叔侄之间的亲缘系数为0.25、亲缘系数的范围通常在0到1之间，越接近1表示亲缘程度越高。
近交系数则是指同一亲源个体之间进行繁殖产生后代的程度。
近交系数的范围通常在0到1之间，越高表示近交程度越高。
近交系数是通过遗传多态性来计算的，具体的计算方法会根据遗传标记和分析方法的不同而有所差异。
亲缘系数和近交系数的计算方法都是基于基因频率和遗传距离的概念。
基因频率是指在一个群体或种群中一些基因型的频率，而遗传距离是指在基因座的遗传变异中测量的差异。
计算亲缘系数的一种常见方法是通过等位基因共享来估计。
等位基因是指在同一位点上可能存在的不同的基因型。
通过检测和比较个体在多个基因座上的等位基因，可以估计亲缘系数。
一种经典的计算亲缘系数的方法是使用明斯基方程（Mendelian equation），该方程是基于古典遗传学原理推导出的。
计算近交系数的方法则是根据亲缘系数和遗传距离的关系来确定的。
通常情况下，近交系数通过亲缘系数的平方根计算得到。
这是因为近交系数既受到亲缘系数的影响，又受到遗传变异的影响。
近交系数的计算可以帮助我们评估和预测种群的遗传多样性和遗传健康状况。
繁殖时的适当近交程度可以促进优质基因的聚集，提高遗传质量，但过高的近交程度会导致基因缺陷和遗传疾病的增加。
亲缘系数和近交系数的计算对于生物学、动物学和植物学等领域来说具有重要意义。
在实践中，我们可以通过DNA分析和遗传标记来估计亲缘系数和近交系数。
这些方法可以为种群的保护和繁殖计划提供重要的参考依据。
总之，亲缘系数和近交系数是两个重要的概念，在遗传学研究和实践中具有重要意义。
它们可以帮助我们评估和预测个体之间的亲缘关系和繁殖的程度，为种群的保护和繁殖计划提供重要的参考依据。
动物育种学7-2近交系数和亲缘系数的计算
4.最后根据下列公式分别计算各个个体的近交系数； 和两两间的亲缘系数。
FX aXX 1
rXY
a XY a XX aYY
个体间的加性遗传相关（a）
I I HG EG E E CD AB
IH G E D C B A
X
I 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/4 1/4 3/8 5/16
2
aXY即亲缘
rXY
(1 / 2)n1 n2 (1 FA ) 系数的分子 1 FX 1 FY
1 FX 2 aXS XD
通径法
（1）近交系数的计算公式：
FX (1 / 2)n1n2 1(1 FA )
FX为个体X的近交系数； n1为由该个体的父亲到共同祖先A的世代数； n2为由其母亲到A的世代数； FA是共同祖先A的近交系数； Σ则表示当个体的父亲和母亲有多个途径造成
亲缘相关时, 则要对由所有途径所造成的近 交求和。
4
（2）近交系数的计算
B
E
X
C
A
D
H
I G
首先，找出A、B的共同祖先： I、G、E
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5
（2）近交系数的计算
B
E
X
C
A
D
H
I G
确定共同祖先的近交系数：
显然I、G的近交系数为0， 而 FE=0.53=0.125。
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6
是指在它们的基因组中具有同源相同基因的比例或者说从个体x的基因组中随机抽取的一个基因在个体y的基因组中也存在的概率
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近交系数和亲缘系数的计算
育种学
远 交
杂交繁育
选种与选配的关系： 选种和选配，是相互联系而又彼此促 进的，利用选种以改变畜群的各种基因比 例，利用选配以有意识地组合后代的遗传 基础。 a.选种和选配互为基础， b. 选种为选配，选配验证选种， c. 选配巩固选种，选种加强选配。
二、选配的意义
（2）导入杂交（Introduction crossing）
① 概念 在原有种群的局部范围内引入不高于 1/4的外血，以便在保持原有种群的基础上 克服个别缺点。
图解：导入杂交 ●
被改良品种品种母畜
×
□
改良品种公畜
■×○ ○ ×
□ × ● □
横交固定
②应用范围 当原有种群生产性能基本上符合需要，局 部缺点在纯繁下不易克服，此时宜采用导入杂 交。例如：新疆细毛羊净毛率和羊毛长度差， 导入1/4的澳洲美利奴羊血统后，净毛率、羊 毛长度明显改进，且保持了原有品种的特性。
近交衰退的原因
（3）生理生化角度：由于某种生理上的不足， 或由于内分泌系统的激素不平衡，或者是未能 产生所需要的酶，或者是产生不正常的蛋白质 及其纯化合物。
一、近交个体的表示方法：
1、罗马数字表示法
X 1 3 4 3 2 4
X的近交程度可用“3Ⅱ-Ⅱ，4Ⅱ-Ⅱ”表示 说明是全同胞产生的后代。
2、近交系数、亲缘系数表示法
4、同质选配的应用： （1）杂交育种的后期，用于使畜群整齐化； （2）固定和发展某些优良性状。
二、异质选配：（mating unlike to unlike）
1、概念：
指选择具有相对不同优点的公母畜进行 交配，以期望在后代中获得兼有双亲不同优 点的理想个体。或选择在同一性状优异程度 不同的公母畜进行交配，以期望于后代的性 状水平能得到提高，即所谓的“改良选配”。
动物选配技术—近交程度分析(动物遗传育种课件)
式中，RxA 为个体到其祖先A个体间的亲缘系数； N为由个体X到其祖先A的世代数； Fx为个体的近交系数； FA为A个体的近交系数。
如果祖先A和个体x都不是近交个体，FA、Fx均为零，则公式可简化为：
R xA
(1)N 2
计算时，应首先把原系谱改编成结构式系谱；然后找通路，即从祖先（A）到后 代（x）的路径，查出每条路径上的n值；最后代入公式计算。若个体x或A是近交 所生的，就应该先计算出Fx或FA，代入公式6-6计算；若个体x或A不是近交所生 的，就应该代入公式计算。
Fn=1－(1－ΔF)n；
其中：n为世代数；
Fn为第t世代的近交系数
畜群中的母畜数量大于12头时，公式简化为：
1 F
8NS
有一闭锁畜群连续8个世代没有引入外来公畜，并且群内公畜始终保持3头，而 且实行随机留种，试问该畜群的近交系数是多少？
该畜群每个世代近交系数的增量为： 经过8个世代后畜群的近交系数为：
3
(½)3
S←B→D
0
3
(½)3
FX
(1)3 (1)3 22
1 4
求下图中个体X的近交系数?
A
B
C
DE
F
S
D
X
FX ?
FX 0
1 S
2 x
1 D
3
横 式 系 谱
Fx = （1/2）n1+n2+1 =（1/2）1+1+1 = 0.125
C
A
S
E
C
B
E
x
A
S
B
D G
A
C
S
X
B
E
D
通径图
第五章 近交系数与亲缘相关系数
□ ½ rpo 〇 □ rGO ½ □
〇 ½
〇 〇 ½ O
所以， rGO = 1 / 4 。 （3）全同胞相关 □ 〇
〇 〇 rFS
rFS = (1 / 2) 2 + (1 / 2) 2 = 1/ 4 + 1/ 4 = 1/ 2
（4）半同胞相关 〇
□ 〇 rHS 〇
〇
rHS = (1 / 2) 2 = 1 / 4
第一节 个体的近交系数
父母代与子代之间是明显的因果关系， 前面已经证明了一个亲本到子女的通径系数是 1/2。 一个近交个体的父母，可以看成是两个结果，而它们的共同祖先则可看成是共同原因。于是， 两个结果间的相关系数就等于连接两个结果的各个通径系数的乘积，父亲到共同祖先的代数 用 n1 表示，母亲到共同祖先的代数用 n2 表示，则两个结果之间通径系数的乘积为（½）n1+n2。 当有两个以上共同原因时，则父母之间的相关系数，等于连接两者的通径系数的乘积之和， 即
如果共同祖先也无近交系数时，上式便可简化为：
R xy = ∑ 1 2
n
如果 x 与 y 到共同祖先的代数分别为 n1 和 n2， 则以上各式中的 n 可写成 n1+n2， 即 n= n1+n2。 3、亲缘相关系数的算法举例。 例 1：计算右图中的 RSD，RXA，FX。 解：已知 S 为近交个体，故应先求 FS。
3 4
S
Fx = (1 / 2) 0+1+1 (1 + 0.1875) + (1 / 2)1+1+1 + (1 / 2) 2+ 2+1 + (1 / 2) 3+ 2+1 = (1 / 2) 2 × 1.1875 + (1 / 2) 3 + (1 / 2) 5 + (1 / 2) 6 = 0.296875 + 0.125 + 0.3125 + 0.015625 = 0.46875
家畜育种的理论知识完整
家畜育种的理论知识完整(可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）家畜育种的理论底子现代家畜育种学的理论底子是统计遗传学，本章扼要介绍有关的内容，为学习以后章节做准备。
第1节群体遗传组成1 Hardy—Weinberg定律先讲几个有关的看法。
群体（Population）是指生活在配适时间和空间范畴内的，同一物种内具有差别遗传结构的个别的组群。
Dobzhansky（1953）把这种群体叫孟德尔群体（Mendelian Population），Falconer（1981）则直接称之为群体。
育种学家常说的群体是指品种或品系（ Breed or Strain）。
群体遗传学（ Population Genetics）就是研究群体遗传组成及其变革规律的科学。
有性生殖中的配子。
高等动物群体延续的唯一途径是同一群体内差别个别间交配、生殖和繁衍，为有性繁殖历程。
某一个别的基因型并不能通过有性繁殖历程直接通报给下一代。
它首先要形成配子，通过与异性配子的融合形成下代个别的基因型。
由于重组，下代个别是重新排列形成的新的基因型，通常差别于上代亲本的基因型。
但亲代个别的等位基因可以在世代间通报而不产生变革，因为基因突变的频率一般在万分之一以下。
群体遗传组成。
用等位基因（Allele）和等位基因频率（Allelic Frequency），及基因型（Genotype ）和基因型频率（Genotypic Frequency）体现，称为基因漫衍和基因型漫衍。
群体含量。
一般是指群体的范围巨细。
下代群体的遗传组成是亲代群体遗传组成的一个样本，上下代通报历程中存在着抽样误差，抽样误差巨细与亲代群体的含量或范围巨细呈正比。
当这种抽样误差很小可以忽略不计时，可以说这种群体是个“大群体”，实践中要求群体的含量应有以百千计而不是以十计的成体，不然便是一个“小群体”。
通常品种是大群体，而品系是小群体，不外有些优秀品系常因推广使用而成为大群体。
Hardy－weinberg定律。
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FX
(1 / 2)n1n2 1(1 FA )
根据此公式， 进行计算
rXY
(1 / 2)n1 n2 (1 FA ) 1 FX 1 FY
1 FX 2 rsd 1 Fs 1 Fd
rSD
2FX 1 FS 1 FD
两个个体间的加性遗传相关(additive
A
39/32 101/128
X
151/128
FX
=
1 2 aAB
=
1 23 ×
2 64
=
23 128
或FX
= aXX
151 1=
128
23 1=
128
2
二、群体的近交系数
1. 规则近交
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2. 小群体 计算每个个体的近交系数，求算数平均数。 3. 大群体 随机抽取一定的样本，然后逐个计算近交系
X
C
I
A
D
G
确定连接A和B的通径链:
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B←E→C→A B←E→D→A B←E←G→D→A B←E←H←I→G→D→A
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• 最后，将各通径链的系数累加即得X的近交 系数。
通径链
B←E→C→A B←E→D→A B←E←G→D→A B←E←H←I→G→
D→A
共同祖先的 近交系数
FE
1 8
FX aXX 1
一、列表计算个体的近交系数
B
E
H
X
C
I
A
D
G
步骤： 1.将系谱中的个体按世代分别从左至右、从 上到下排列起来（世代高者在前，同一世代， 先出生者在前）； 2.将各个体的父母标在各个体的上方；
3.依据下列公式依次计算两两间的加性遗传相关。
1 aXX=1+FX FX = 2 aXs Xd
genetic relationship):是指在它们的基因
组中具有同源相同基因的比例，或者说从
个体x的基因组中随机抽取的一个基因在
个体y的基因组中也存在的概率。用aXY表
示 1 P(a c) P(a d ) P(b c) P(b d )
2
aXY即亲缘
rXY
(1 / 2)n1 n2 (1 FA ) 系数的分子 1 FX 1 FY
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（2）近交系数的计算
B
E
X
C
A
D
H
I G
首先，找出A、B的共同祖先： I、G、E
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（2）近交系数的计算
B
E
X
C
A
D
H
I G
确定共同祖先的近交系数：
显然I、G的近交系数为0， 而 FE=0.53=0.125。
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6
1
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（2）近交系数的计算
B
E
H
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近交系数和亲缘系数的计算
• 区别与联系
近交系数：一个个体的两个配子同源相同 （identical by descent, IBD）的概率。
P(a b)
亲缘系数(relationship coefficient)：两个有
亲缘关系的个体间的加性基因效应间的相
关。
rSD
Cov( As , Ad )
FE
1 8
FG=0
FI=0
8
n1+n2+1 4 4 5
7
通径链 的系数
(
1 2
)4
(1
1 8
)
(
1 2
)4
(1
1 8
)
(
1 2
)
5
(
1 2
)7
FX = 23/128
实际中用以下公式计算 个体的近交系数及个体间的亲缘系数
aXX 1 FX
1 axy = ayx = 2 (axys + axyd )
数，取平均值； 对有完整系谱记录的群体—计算机计算所有
个体的近交系数
3. 闭锁群 长期不引进种畜的随机交配的群体
F 1 1 + 1 2NE 8Ns 8Nd
Ft=1 - (1-ΔF)t
ΔF为近交系数每代增量 NS为每代参加配种的公畜数； ND为每代参加配种的母畜数； t为世代数；Ft为第t代的近交系数。
3
1 FX 2 aXS XD
通径法
（1）近交系数的计算公式：
FX (1 / 2)n1n2 1(1 FA )
FX为个体X的近交系数； n1为由该个体的父亲到共同祖先A的世代数； n2为由其母亲到A的世代数； FA是共同祖先A的近交系数； Σ则表示当个体的父亲和母亲有多个途径造成
亲缘相关时, 则要对由所有途径所造成的近 交求和。
1 axy = ayx = 2 (axys + axyd )
4.最后根据下列公式分别计算各个个体的近交系数； 和两两间的亲缘系数。
FX aXX 1
rXY
a XY a XX aYY
个体间的加性遗传相关（a）
I I HG EG E E CD AB
IH G E D C B A
X
I 1 1/2 1/2 1/2 1/2 1/4 1/4 3/8 5/16
H 1 1/4 5/8 7/16 5/16 5/16 3/8 11/32
G
1 5/8 13/16 5/16 5/16 9/16 7/16
E
9/8 7/8 9/16 9/16 23/32 41/64
D
21/16 7/16 7/16 7/8 21/32
C
1 9/32 23/32 1/2
B
1 23/64 87/128