如何计算一般配合力和特殊配合力

动物育种
邓飞    2020-09-08    420

  育种中,有几个必须要掌握的概念,配合力是其中之一。配合力包括一般配合力和特殊配合力。这个概念很抽象,下面用曹操的例子,解释一下。

  魏武帝曹操(155年-220年3月15日),本名吉利,字孟德,小名阿瞒,豫州刺史部谯(今安徽亳州)人。东汉末年杰出的政治家、军事家、文学家、书法家,曹魏政权的奠基人。

  曹操的儿子们,也是各个才华横溢,聪明非常,曹冲称象,曹植大诗人,曹丕也很有才,因为曹操的几个儿子,母亲不同,父亲相同,从育种角度来说,曹操的一般配合力很高,几个孩子很出色。

  那么问题来了,什么是一般配合力?一般配合力就是可以稳定遗传的因素,即曹操和不同女性生育的孩子,都很出色,这表明这种出色不因为不同女性的差异而变化,说明这种出色是遗传自父亲,因此曹操的一般配合力比较高。

  那么什么是特殊配合力呢?看一下曹操的父母,这可以理解为其父母之间的特殊配合力比较高。

  同学表示这很伪科学,并表示我这种思想很危险,乱套概念。。。

  教科书的定义:

图片.png  注意:上面的公式,分母应该是相乘的,不是相加的……

  下面通过一篇文献,介绍一下配合力的计算方法。

图片.png  文献参考:

  Adenaike A S, Osisanya T O, Ogunsola O D, et al。 Combining Ability and Inheritance of Growth Traits in Rabbits[J]。 Journal of Biology Agriculture & Healthcare, 2013。

  试验设计如下:

  三个兔子品种,进行双列杂交(无自交,有正反交),共6个组合,每个组合重复了5次,测量其子代的性状,评价三个兔子品种的一般配合力和特殊配合力。

  数据分析思路:

  首先采用方差分析的方法,将其作为固定因子计算一般配合力和特殊配合力效应值,然后作为随机因子计算方差组分,根据方差组分计算遗传力。

图片.png  计算结果:

  一般配合力和特殊配合力结果:

  这个里面我们也可以计算配合力的显著性。

  遗传力的计算:

图片.png  文章中可以改进的地方:

  文章还在用方差分析的形式,计算效应值作为配合力值,这种算法有缺点,比如有缺失值或者数据不平衡(比如重复不一致),计算不准确。推荐使用混合线性模型,将亲本和组合作为随机因子,可以直接计算方差组分,而且可以将BLUP值作为配合力。当然,如果使用混合线性模型,就不能得到文章中的配合力的显著性了。

  总结:

  配合力计算,无论是动物育种,还是植物育种,都会经常遇到,关键是要理解什么是配合力,以及为什么要计算配合力。

  特殊配合力一般用于划群,比如划分父本群和母本群,就是因为这两个群的特殊配合力比较高,如果我们不断提高父本群和母本群的一般配合力,而且同时保持两群的特殊配合力,育种才会不断的提升。

  什么?你想看代码?

  数据描述:

  数据:孔繁玲《植物数量遗传学》第十章(p282页)例10。8

  父本有4个,母本有7个,共有4*7=28个组合(家系),重复2次。

  # 没安装learnasreml

  # devtools::install_github("dengfei2013/learnasreml")

  library(learnasreml)

  data("NCII")

  dat = NCII

  str(dat)

  # 收费软件解决方案

  library(asreml)

  mod = asreml(yield ~ Block, random = ~ P1 + P2 + Fam, data=dat)

  summary(mod)$varcomp

  # 广义遗传力

  pin(mod, hb ~ (V1+V2+V3)/(V1+V2+V3+V4) )

  # 狭义遗传力

  pin(mod, h2 ~ (V1+V2)/(V1+V2+V3+V4))

  # 配合力

  coef(mod)$random

  # 免费软件解决方案

  library(sommer)

  mod = mmer2(yield ~ Block, random = ~ P1 + P2 + Fam, data=dat)

  summary(mod)

  # 广义遗传力

  pin(mod, hb ~ (V1+V2+V3)/(V1+V2+V3+V4) )

  # 狭义遗传力

  pin(mod, h2 ~ (V1+V2)/(V1+V2+V3+V4))

  # 配合力

  randef(mod)

  结果整理:

  图片.png  图片.png  延伸:

  育种中如何使用呢?

  比如玉米育种中,通过双单倍体(DH)或者常规的自交得到了100份自交系,想要看一下这100份材料的配合力,如何做呢?

  1,骨干系,包括各种类群的,应用范围比较广泛的自交系,比如选择6个,对这100份自交系进行杂交(正反交均可),得,600份F1种子

  2,对600份F1种子种植,重复3次(或者3个地点),调查抗性,测产,得到数据

  3,如果100份材料中,10份材料和所有骨干系的后代F1表现都非常好,说明这种好,不是由于骨干系造成的,而是因为10份材料本身的原因,就说明这10份材料一般配合力很高。

  4,如果一份材料,和5份骨干系材料后代F1表现一般,和1份骨干系材料,后代F1表现非常好(王八看绿豆对眼啦),这说明这份材料和这个骨干系之间的特殊配合力很高。特殊配合力是成对的,一般配合力是单独的。

  关于一般配合力和特殊配合力在爱情中的应用,简单来说:一般配合力高的人(人品好,条件好,高富帅,白富美)本身优秀,两个特殊配合力高的人才是真爱啊。详见奇文《玉米育种理论在谈恋爱中的应用分析--批注版》

  所以,这篇为“育种数据分析专辑”的第三篇。

  本文来自微信公众号【育种数据分析之放飞自我】公众号ID:R-breeding;未经许可谢绝二次转载至其他网站。

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熟练使用统计软件和遗传评估软件,负责开发了具有数据管理、常规遗传评估、MAS、GWAS和GS的育种云平台,具有丰富的全基因组选择分析及平台建设经验。 [查看更多]

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