Các Phương Trình Chỉ Số Trong Trường Hợp Chọn Lọc 1 Tính Trạng



Ta cã: Cov(A,I)

rAI = [7.4]

V ( A)V ( I )

Để đơn giản việc tính toán, người ta thay thế việc tìm giá trị cực đại của rAI bằng việc tìm giá trị cực đại của logrAI , do đó:


log(rAI) = log(Cov(A,I)) -1/2 log(V(A)) - 1/2 log(V(I)) [7.5]


Để hàm [7.5] đạt cực đại, ta lấy đạo hàm riêng theo từng biến bi và đặt các đạo hàm bằng 0, với biến b1 ta cã:

1 1

0 = log(rAI) = . Cov(A,I) - 0 - . V(I) [7.6]

b1 Cov(A,I) b1 2 V(I) b1

Do:

Cov(A,I) = Cov(A,b1X1 + b2X2 + ... + bnXn)

= Cov(A,b1X1) + Cov(A,b2X2) + ... + Cov(A,bnXn)

= b1Cov(A,X1) + b2Cov(A,X2) + ... + bnCov(A,Xn)

nên:

Cov(A,I) = b1Cov(A,X1) + b2Cov(A,X2)+ ... + bnCov(A,Xn)

b1 b1 b1 b1



Do:

= Cov(A,X1)

V(I) = V(b1X1 + b2X2 + ... + bnXn)

V(I) = b 2 V(X ) + b 2 V(X ) + 2b b Cov(X ,X ) + ...

1 1 2 2 1 2 1 2


nên:

V(I) = b 2 V(X ) + b 2 V(X ) + 2b b Cov(X ,X ) + ...

1 1 2 2 1 2 1 2

b1 b1


= 2[b1 V(X1) + 0 + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn)]


Thay vào [7.6] ta được:

1 1

0 = Cov(A,X1) - 0 - 2[b1 V(X1) + 0 + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn)] Cov(A,I) 2 V(I)


Cov(A,X1) b1V(X1) + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn) 0 = -

Cov(A,I) V(I)


do đó:

b1V(X1) + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn) Cov(A,X1)

=

V(I) Cov(A,I)



b1 V(X1) + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn) =


Đặt:

Cov(A,X1) V(I) Cov(A,I)


V(I) Cov(A,I)


= 1, hay nói cách khác: V(I) = Cov(A,I)

nên:

b1 V(X1) + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn) = Cov(A,X1)


Tương tự như vậy, lấy đạo hàm riêng của các biến b2,b3, ... , bn cuối cùng ta được một hệ các phương trình sau:

b1 V(X1) + b2Cov(X1,X2) + ... + bnCov(X1,Xn) = Cov(A,X1) b1Cov(X2,X1) + b2 V(X2) + ... + bnCov(X2,Xn) = Cov(A,X2)

. . ... . . [7.7]

. . ... . .

. . ... . . b1Cov(Xn,X1) + b2Cov(Xn,X2) + ... + bnV(Xn) = Cov(A,Xn)


trong đó, bi : các hệ số b của chỉ số chọn lọc

Cov(Xi,Xj): Hiệp phương sai giá trị kiểu hình giữa 2 con vật họ hàng V(Xi) : Phương sai giá trị kiểu hình

Cov(A,Xi) : Hiệp phương sai giá trị giống của vật cần đánh giá với giá trị kiểu hình của con vật họ hàng.


Hệ phương trình [7.7] được gọi là hệ phương trình cơ bản để xác định các hệ số bi trong chỉ số chọn lọc 1 hay nhiều tính trạng, sử dụng 1 hay phối hợp nhiều nguồn thông tin khác nhau và giá trị kiểu hình là giá trị của một quan sát duy nhất hoặc là giá trị trung bình của nhiều quan sát nhắc lại trên một cá thể hay của nhiều quan sát nhắc lại trên nhiều cá thể có cùng quan hệ họ hàng với con vật mà ta cần tính toán chỉ số cho nó.

Chú ý rằng, khi đặt V(I) = Cov(A,I) có nghĩa là mỗi đơn vị của chỉ số chọn lọc I tương

đương với mỗi đơn vị của giá trị giống A, nói cách khác con vật có chỉ số bằng bao nhiêu thì nó có bằng ấy giá trị giống đối với tính trạng cần chọn lọc.


4.3. Các phương trình chỉ số trong trường hợp chọn lọc 1 tính trạng

Trong trường hợp chỉ chọn lọc 1 tính trạng, chúng ta có các thừa nhận sau:

- Do các quan sát tuy từ các nguồn thông tin khác nhau nhưng đều thực hiện trên 1 tính trạng nên có thể coi như phương sai của chúng là như nhau:

V(X1) = V(X2) = ... = V(Xn), do vậy ký hiệu chung là V(X)

- Hiệp phương sai giữa hai quan sát thu được từ 2 nguồn thông tin khác nhau (Cov(Xi,Xj)) mà các nguồn thông tin này từ các con vật có họ hàng với nhau do chúng có họ hàng với con vật cần tính toán chỉ số vì vậy sẽ bằng tích của quan hệ di truyền cộng gộp giữa chúng (aij) với phương sai di truyền cộng gộp của tính trạng (V(A)):

Cov(Xi,Xj) = aij V(A) [7.8]

Tương tự như vậy, hiệp phương sai giữa giá trị giống của con vật mà ta cần tính toán chỉ số (vật ) và giá trị quan sát được từ các nguồn thông tin khác nhau (Xi) sẽ bằng tích của

quan hệ di truyền cộng gộp giữa vật với con vật họ hàng mà ta sử dụng thông tin của nó (ai) với phương sai di truyền cộng gộp của tính trạng (V(A)):

Cov(A,Xj) = aiV(A) [7.9]

Thay các thừa nhận trên vào hệ phương trình [7.7], đồng thời chia cả 2 vế của các phương trình cho V(X), ta có:


b1V(X)/V(X) + b2a12V(A)/V(X) + ... + bna1nV(A)/V(X) = a1V(A)/V(X)

b1a21V(A)/V(X) + b2V(X)/V(X) + ... + bna2nV(A)/V(X) = a2V(A)/V(X)

. . ... . . [7.10]

. . ... . .

. . ... . .

b1an1V(A)/V(X) + b2an2V(A)/V(X) + ... + bnV(X)/V(X) = anV(A)/V(X)

2 2 2

2 2 2

Do V(A)/V(X) = h2 (hệ số di truyền của tính trạng) nên: b1 + b2a12h + ... + bna1nh = a1h

b1a21h + b2 + ... + bna2nh = a2h

. . ... . . [7.11]

. . ... . .

. . ... . .

2 2 2

b1an1h + b2an2h + ... + bn = anh


trong đó,

bi aij

: Các hệ số b của chỉ số chọn lọc

: Quan hệ di truyền cộng gộp giữa 2 con vật họ hàng mà ta sử dụng giá trị kiểu hình của chúng để đánh giá vật cần chọn lọc


ai

: Quan hệ di truyền cộng gộp giữa con vật cần chọn lọc với con vật

họ hàng

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 128 trang tài liệu này.

Di truyền số lượng và chọn giống vật nuôi - 12

h2 : Hệ số di truyền của tính trạng


Đây là hệ các phương trình cơ bản dùng để xác định các hệ số bi trong trường hợp chọn lọc 1 tính trạng dựa trên giá trị kiểu hình của 1 quan sát.


Độ chính xác của chỉ số chọn lọc trong trường hợp này là hệ số tương quan giữa giá trị giống A của con vật cần đánh giá và chỉ số I:

Cov(A,I)

rAI =

V ( A)V ( I )

Đặt: V(I) = Cov(A,I)

Cov(A,I)

rAI

= = Cov(A,I)/V(A)


V ( A)Cov( AI )

Do:

Cov(A,I) = Cov(A,b1X1+b2X2+...+bnXn)

= b1Cov(A,X1) + b2Cov(A,X2) +...+ bnCov(A,Xn)

¸p dụng biểu thức [7.8]:

Cov(A,I) = b1a1V(A) + b2a2V(A) + ... + bnanV(A)


nên:


b1a1V(A) + b2a2V(A) + ... + bnanV(A)

rAI =


V(A)


b1a1+ b2a2+ ... + bnan

rAI =


[7.12]


trong đó,


bi : Các hệ số của chỉ số

ai: Quan hệ di truyền cộng gộp giữa con vật cần chọn lọc với con vật họ hàng


Xét trường hợp chọn lọc 1 tính trạng, nhưng lại sử dụng giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát, các quan sát này hoặc được nhắc lại trên cùng một cá thể, hoặc từ m cá thể khác nhau, trong đó mỗi cá thể có 1 quan sát và chúng đều có chung 1 quan hệ họ hàng với con vật cần tính toán chỉ số. Gọi Xi là giá trị trung bình của m quan sát, khi đó V(X) sẽ trở thành V(Xi), do:


nên:

Xi = (X1 + X2 + ... + Xm)/m


V(Xi) = V[(X1 + X2 + ... + Xm)/m]

= [mV(X) + m(m-1)X X ]/m2

j k


Vì:

= [V(X) + (m-1)XjXk]/m


Cov(Xj,Xk) Cov(Xj,Xk) r = =

V(Xi) V(Xj) V(X)


nên: Cov((Xj,Xk) = r V(X) thay vào biểu thức trên:

V(Xi) = [V(X) + (m-1) r V(X)]/m 1 + (m-1) r

= V(X)

m


Nếu m các quan sát được nhắc lại trên cùng một cá thể thì: r = (hệ số lặp lại của tính trạng).

Nếu m các quan sát là của m con vật có họ hàng với nhau thì: r = a h2 (a

: quan hƯ di

jk jk

truyền cộng gộp giữa các con vật họ hàng, h2 : hệ số di truyền của tính trạng).

Như vậy, hệ các phương trình tính các hệ số bi trong trường hợp chọn lọc 1 tính trạng và sử dụng giá trị trung bình của m quan sát sẽ giống với hệ các phương trình [7.11], nhưng các hệ số bi được nhân thêm với biểu thức [1+(m-1)]/m

Sau đây ta hãy xem xét một số ứng dụng chỉ số chọn lọc sử dụng các nguồn thông tin khác nhau để chọn lọc 1 tính trạng.


4.3.1. Sử dụng 1 nguồn thông tin từ bản thân, tổ tiên, anh chị em hoặc đời con

Trường hợp 1: Xây dựng chỉ số chọn lọc 1 tính trạng dựa trên 1 giá trị kiểu hình của chính bản thân con vật

Chỉ số chọn lọc vật có dạng:

I= b1X1

hoặc dạng: I= b1(X1 - x1)

trong đó, X1 : giá trị kiểu hình của tính trạng ở chính bản thân vật

x1: giá trị kiểu hình trung bình của đàn hoặc của nhóm tương đồng về tính trạng đó

b1 : hệ số cần xác định.

Từ [7.11] ta có 1 phương trình duy nhất:

2

b1 = a1h

Do a1= 1 (quan hệ di truyền cộng gộp giữa con vật mà ta sử dụng giá trị kiểu hình của

nó với vật ) nên: b1 Như vậy:

= h2


1

I= h2X


1

hoỈc I= h2(X


- x1)

Độ chính xác của việc sử dụng chỉ số này ước tính giá trị giống sẽ là:


2

rAI = b1a1+ b2a2+ ... + bnanDo: b1 = h ; a1= 1

nên:


h2

rAI = = h


Ví dụ : Hãy viết công thức chỉ số chọn lọc khả năng tăng trọng của bò đực giống căn cứ năng suất của chính bản thân và ước tính giá trị giống về tốc độ tăng trọng của 1 bò đực giống. Biết tăng trọng của nó là 700g/ngày, tăng trọng trung bình đàn là 600g/ngày, hệ số di truyền khả năng tăng trọng của bò bằng 0,5.

Chỉ số chọn lọc trong trường hợp nàylà:

I = 0,5 (X1- x1)

Thay các giá trị vào ta có:

I = 0,5 (700 - 600) = 50

Giá trị chỉ số của con vật cũng chính bằng giá trị giống của nó, do vậy bò đực giống này có giá trị giống là 50 g/ngày.

Độ chính xác của ước tính là: 0,5 = 0,701

Ta biết rằng, đời con sẽ được thừa hưởng 1/2 giá trị giống của bố hoặc mẹ. Do vậy, khi sử dụng bò đực giống này phối giống ngẫu nhiên với các bò cái trong đàn, năng suất trung bình

đời con của chúng sẽ cao hơn năng suất trung bình của đàn là 25 g/ngày. Độ chính xác của

ước tính là: 0,701.


Trường hợp 2: Xây dựng chỉ số chọn lọc 1 tính trạng dựa trên giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát nhắc lại của chính bản thân con vật

Chỉ số chọn lọc vật có dạng:

I= b1X1

hoặc dạng: I= b1(X1- x1)

trong đó, X1 : giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát nhắc lại của chính bản thân vật

x1: giá trị kiểu hình trung bình của đàn hoặc của nhóm tương đồng về tính trạng đó


b1 : hệ số cần xác định


Từ [7.11] ta có 1 phương trình duy nhất:

2

b1 = a1h


Ta cã a1= 1, mặt khác do sử dụng giá trị trung bình của m quan sát nhắc lại nên hệ số b1 được nhân thêm với biểu thức [1+(m-1)]/m:

1 + (m-1)

2

b1 = h

m mh2

b1 =


1 + (m-1)

trong đó, m : số lần nhắc lại của các quan sát

: hệ số lặp lại của tính trạng

Tương tự như trường hợp 1, độ chính xác của việc sử dụng chỉ số này ước tính giá trị giống sẽ là:

b1

rAI


mh2

1 (m 1)r


Ví dụ: Viết công thức chỉ số chọn lọc năng suất sữa bò căn cứ năng suất các kỳ cho sữa của chính bản thân và ước tính giá trị giống về năng suất sữa của 1 bò cái. Biết sản lượng sữa trung bình 4 kỳ tiết sữa là 4000 kg, sản lượng sữa trung bình của đàn là 3500 kg, hệ số di truyền sản lượng sữa bò là 0,3, hệ số lặp lại của tính trạng này là 0,4.

Chỉ số có công thức là:

mh2

I = (X1- x1)

1 + (m-1)

Thay các giá trị vào ta có:


4 x 0,3

I = (4000 - 3500) = 0,54 x 500 = 270

1 + (4 - 1) x 0,4


Bò cái có giá trị giống là 270 kg sữa

Độ chính xác của ước tính là: 0,54 = 0,735

Dự tính rằng, không tính tới ảnh hưởng của bố thì năng suất sữa trung bình các bò cái con của nó sẽ cao hơn năng suất trung bình của đàn là 135 kg. Độ chính xác của ước tính là: 0,735.


Trường hợp 3: Xây dựng chỉ số chọn lọc 1 tính trạng dựa trên 1 giá trị kiểu hình của bố hoặc mẹ của con vật

Chỉ số chọn lọc vật có dạng:


I= b1X1

hoặc dạng: I= b1(X1- x1)

trong đó, X1 : giá trị kiểu hình của tính trạng xác định được ở bố hoặc mẹ của vật

x1: giá trị kiểu hình trung bình của đàn hoặc của nhóm tương đồng về tính trạng đó

b1 : hệ số cần xác định.


Từ [7.11] ta có 1 phương trình duy nhất:

1

1

b = a h2

1

Do a1= 1/2 (quan hệ di truyền cộng gộp giữa bố hoặc mẹ với vật ) nên:


Như vậy:

b = 0,5 h2


1

I= 0,5 h2X

Độ chính xác của việc sử dụng chỉ số này ước tính giá trị giống sẽ là:

rAI = b1a1+ b2a2+ ... + bnan

2

1

Do: b1 = 0,5 h ; a = 0,5 nên:

rAI

= 0,5 h2 x 0,5 = 0,5 h


Trường hợp 4: Xây dựng chỉ số chọn lọc 1 tính trạng dựa trên giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát nhắc lại của bố hoặc mẹ của con vật

Chỉ số chọn lọc vật có dạng:

I= b1X1

hoặc dạng: I= b1(X1- x1)

trong đó, X1 : giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát nhắc lại của bố hoặc mẹ vật

x1: giá trị kiểu hình trung bình của đàn hoặc của nhóm tương đồng về tính trạng đó

b1 : hệ số cần xác định.


Từ [7.11] ta có 1 phương trình duy nhất:

2

b1 = a1h

Ta cã a1= 1/2, mặt khác do sử dụng giá trị trung bình của m quan sát nhắc lại nên hệ số b1 được nhân thêm với biểu thức [1+(m-1)]/m:

1 + (m-1)

2

b1 = 1/2 h

m

0,5 mh2

b1 =


1 + (m-1)

trong đó, m : số lần nhắc lại của các quan sát

: hệ số lặp lại của tính trạng

b1a1

Độ chính xác của việc sử dụng chỉ số này ước tính giá trị giống sẽ là: rAI =

mh2

=

2[1 + (m-1)] x 2


0,25mh2

=

1 + (m-1)


Ví dụ: Ước tính giá trị giống về sản lượng sữa của 1 bò đực giống là con của bò cái đã nêu trong ví dụ trên (không biết ảnh hưởng của bố).


0,5 mh2

I =

(X1- x1) =

0,5 x 4 x 0,3


(4000-3500) = 135

1 + (m-1) r 1 + (4 - 1) x 0,4


Như vậy giá trị giống của bò đực giống này là 135 kg sữa.

Độ chính xác của ước tính bằng:

4 x 0,3

= 0,5

= 0,369


1 + (4-1) 0,4


Trường hợp 5: Xây dựng chỉ số chọn lọc 1 tính trạng dựa trên giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát thu được từ các anh chị em ruột (cùng bố cùng mẹ, mỗi anh chị em 1 quan sát) của con vật

Chỉ số chọn lọc vật có dạng:

I= b1X1

hoặc dạng: I= b1(X1- x1)

trong đó, X1 : giá trị kiểu hình trung bình của m quan sát thu được từ các anh chị em ruột (cùng bố cùng mẹ, mỗi anh chị em 1 quan sát) của vật

x1: giá trị kiểu hình trung bình của đàn hoặc của nhóm tương đồng về tính

trạng đó

b1 : hệ số cần xác định.


Từ [8.11] ta có 1 phương trình duy nhất:

1

1

b = a h2

Ta cã a1= 1/2 do quan hệ giữa các con vật mà ta sử dụng số liệu với vật là quan hệ anh chị em ruột. Mặt khác do sử dụng giá trị trung bình của m quan sát nên hệ số b1 được

nhân thêm với biểu thức [1+(m-1)r]/m. Trong biểu thức này r = a h2 (a : quan hƯ di truyỊn

jk jk

cộng gộp giữa các con vật họ hàng mà ta sử dụng số liệu, trong trường hợp này cũng bằng

1/2). Do vậy:

1 + (m-1) r

2

b1 = 1/2 h

m

0,5 mh2 0,5 mh2

b1 = = 1 + (m-1) r 1 + [(m-1) 0,5 h2]



b1 =

mh2


2 + (m-1)h2

..... Xem trang tiếp theo?
⇦ Trang trước - Trang tiếp theo ⇨

Ngày đăng: 11/02/2024