Một Số Ước Tính Hệ Số Di Truyền Của Các Tính Trạng Năng Suất Động Vật

...

2m ...	X2m ...
n	n1	Xn1
...	...	...
n	nm	Xnm

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 128 trang tài liệu này.

Gọi s: số bố

t: số đời con trong 1 bố (số liệu cân bằng) Kết quả phân tích phương sai thu được như sau:

Nguồn biến đổi Bậc tự do Bình phương trung bình Ước tính phương sai

Giữa các bố

s - 1

MSs

2 2

e + tS

Giữa các đời con

s(t - 1)

MSe

2

trong các bố

2

e = MSe

2

S = (MSs - MSe)/t h2 = 42 /(2 +2 )

S S e

4 (1/42 + 1/162

+ 1/642

2

AAA + ...)



2 1/42

+ 1/162

AAA + ...



h2 = + [4.7]

2 2

P P

Chú ý rằng: 2A/2P chính là hệ số di truyền;

(1/42AA + 1/162AAA + ...)/ 2P là phần sai lệch so với hệ số di truyền.

Ví dụ sau đây là trường hợp đơn giản (số liệu cân bằng trong các nhóm) dùng phương pháp phân tích phương sai để ước tính hệ số di truyền : Trong một quần thể gà Leghorn không cận huyết, chọn ngẫu nhiên 40 gà trống, mỗi gà trống phối giống với 8 gà mái tạo thành 1 gia đình, mỗi cặp phối giống này cho 1 gà trống con, như vậy mỗi gia đình có 8 gà trống con. Chọn ngẫu nhiên 5 gia đình (ký hiệu A,B,C,D,E), cân khối lượng gà trống con lúc 8 tuần tuổi, số liệu thu được như sau, hãy ước tính hệ số di truyền khối lượng 8 tuần tuổi của gà trống Leghorn.

A	B	C	D	E
687	618	618	600	717
691	680	687	657	658
793	592	763	669	674
675	683	747	606	611
700	631	678	718	678
753	691	737	693	788
704	694	731	669	650
717	732	603	648	690
5720	5321	5564	5260	5466

Xi

Số bố: s=5 Số con trong mỗi bố: t=8 (số liệu cân bằng) Giải:

Xij = 687 + 691 + ... + 690 = 27.331

ti = 8 + 8 + ... + 8 = 40

2 2

(Xij) /ti = 27331 /40 = 18.674.589

X2 = 6872 + 6912 + ... + 6902 = 18.773.473

2 2 2 2

(Xi) /t = (5720 /8) + (5321 /8) + ... + (5466 /8) = 18.691.786

Bậc tự do giữa các bố: s-1 = 5 - 1 = 4

Bậc tự do giữa các đời con trong các bố: t(s-1) = 8(5-1) = 32 Tổng bình phương giữa các bố:

2 2

(Xi) /ti - (Xij) /ti = 18.691.786 - 18.674.589 = 17.197

Tổng bình phương giữa các đời con trong các bố:

ij i i

X2 - (X )2/t = 18.773.473 - 18.691.786 = 81.687

Bình phương trung bình giữa các bố: 17.197/4 = 4.299

Bình phương trung bình giữa các đời con trong các bố: 81.687/35 = 2.334 Bảng phân tích phương sai:

Nguồn biến đổi Bậc tự do Tổng bình phương Bình phương trung bình

Giữa các bố

5-1=4	17.197	17.197/4 = 4.299
Giữa các đời con	5(8-1)=35	81.687	81.687/35 = 2.334

Phương sai giữa các đời con trong các bố (ngẫu nhiên): 2e = 2.334 Phương sai giữa các bố: 2S = (4.299 - 2.334)/5 = 246

HƯ sè di truyỊn:

h2 = 42S/(2S+2e) = (4 x 246)/(246+2.334) = 0,38

- Phân tích phương sai anh chị em ruột

Giá trị kiểu hình của 2 anh chị em ruột Xij và Xil nh− sau: Xịj = + (S+D)i + Eij = + Fi + Eij

Xịl = + (S+D)i + Eil = + Fi + Eil

Hiệp phương sai giữa 2 anh chị em ruột bằng: Cov(Xij,Xil) = Cov(+ Fi + Eij,+ Fi + Eil)

= Cov(Fi,Fi)

= 2

Như vậy:

2 2 2 2 2 2

F = CovFS = 1/2A + 1/4AA + 1/4 D + 1/16DD + 1/8AD + ...

h2 = 22 /(2 +2 )

F F e

2(1/22 + 1/42

+ 1/4 2

+ 1/162

+ 1/82

+ ...)

2



2 1/22

+ 1/2 2

+ 1/82

+ 1/42

+ ...



h2 = + [4.8]

2 2

P P

Chú ý rằng:

2A/2P chính là hệ số di truyền;

(1/22AA + 1/2 2D + 1/82DD + 1/42AD + ...)/ 2P là phần sai lệch so với hệ số di truyền. Thuật toán phân tích phương sai 2 nhân tố phối giống phân nhóm (heirarchical mating)

được sử dụng để phân tích các số liệu (năng suất) thu được của đời con ở các nhóm bố -mẹ

khác nhau:

Số hiệu bố

Số hiệu mẹ	Số hiệu con	Năng suất con
1	11	111	X111
1	...	...	...
1	11	11k	X11k
1	1m	1m1	Xm1
1	...	...	...
1	1m	1mk	Xmk
...	...	...	...
n	n1	n11	Xn11
n	...	...	...
n	n1	n1k	Xn1k
n	...	...	...
n	nm	nm1	Xnm1

...	...	...
n	nm	nmk	Xnmk

Gọi s: số bố

d: số mẹ phối giống trong 1 bố (số liệu cân bằng) t: số đời con trong 1 mẹ (số liệu cân bằng)

Mô hình thống kê như sau:

Xịjk = + Si + Dịj + Eijk Xịjl = + Si + Dịj + Eijl

Hiệp phương sai giữa 2 anh chị em ruột:

CovFS = Cov(Xijk,Xijl) = Cov(+ Si + Dịj + Eijk,+ Si + Dịj + Eijl)

= Cov(Si,Si) + Cov(Dij,Dij)

s d

= 2 + 2

Hiệp phương sai giữa 2 anh chị em nửa ruột thịt:

CovHS = Cov(Xijk,Xihk)) = Cov(+ Si + Dịj + Eijk,+ Si + Dịh + Eiml)

= Cov(Si,Si)

= 2

Do đó:

2

d = CovFS - CovHS

A AA D DD AD

= (1/22 + 1/42 + 1/4 2 + 1/162 + 1/82 + ...)

A AA AAA + ...

- (1/42 + 1/162 + 1/642 )

A AA D DD AD

= 1/42 + 3/162 + 1/4 2 + 1/162 + 1/82 + ...

Kết quả phân tích phương sai thu được như sau:

Nguồn biến đổi Độ tự do Bình phương trung bình Ước tính phương sai

e d s

Giữa các bố s - 1 MSs 2 + t2 + td2

e d

Giữa các mẹ s(d-1) MSd 2 + t2 trong các bố

Giữa các đời con sd(t - 1) MSe 2

trong các bố

2e = MSe

2d = (MSd - MSe)/t

2s = (MSs - MSd)/td

2P = 2s + 2d + 2e

h2 2 2

s = 4s/P

h2 2 2

d = 4d/P

h2 2 2 2

sd = 2(s+d)/ P

Trên cơ sở các phương sai thành phần thu được, có thể có 3 cách ước tính hệ số di truyền sau:

Hệ số di truyền được tính từ thành phần phương sai của mẹ (h2 ):

h = 42 /2

4 (1/42

+ 3/162

+ 1/4 2

2

+ 1/162

+ 1/82

+ ...)



2 3/42 + 2 + 1/42 + 1/22 + ...



h d = + [4.9]

2 2

P P

A P

Chó ý: 2 /2 chính là hệ số di truyền;

AA D DD AD P

(3/42 + 2 + 1/42 + 1/22 + ...)/ 2 là phần sai lệch so với hệ số di

truyÒn.

Ta cã:

2 2 2 2

S = 1/4A + 1/16AA + 1/64AAA + ...

Hệ số di truyền được tính từ thành phần phương sai của bố (h2 ):

h = 42 /2

4 (1/42



+ 1/162

+ 1/64 2

AAA

+ ...)



2 1/42

+ 1/162

AAA

+ ...



h s = + [4.10]

2 2

P P

Chó ý: 2A/2P chính là hệ số di truyền;

(1/42AA + 1/162AAA + ...)/ 2P là phần sai lệch so với hệ số di truyền.

2d = CovFS - CovHS

2s = CovHS

2 2

d + s = CovFS

Hệ số di truyền được tính từ thành phần phương sai của bố và mẹ (h2 ):

h2 2 2 2

sd = 2(s+d)/ P

A AA D DD AD

2 (1/22 + 1/42 + 1/4 2 + 1/162 + 1/82 + ...)



2 1/22 + 1/22 + 1/82 + 1/42 + ...



h sd

= + [4.11]

2 2

P P

Chó ý: 2 /2

chính là hệ số di truyền;

(1/22

+ 1/22 + 1/82 + 1/42

+ ...)/ 2

là phần sai lệch so với hệ số di truyền.

Sau đây là một ví dụ về ước tính hệ số di truyền trong trường hợp số liệu cân bằng: Một quần thể gà White Rock không cận huyết. Chọn ngẫu nhiên một số gà trống, mỗi gà trống cho phối giống với 3 gà mái, mỗi gà mái cho 3 gà con. Cân khối lượng ở 8 tuần tuổi của các gà con. Lấy ngẫu nhiên các số liệu của 5 gà trống để tính toán hệ số di truyền.

Gà

trèng	Gà mái	Khối lượng gà	con	(kg)	Xk	Xnk
1		1	965	813	765	2543
		2	803	640	714	2157
		3	644	753	705	2102
							6802
2		1	740	798	941	2479
		2	701	847	909	2457
		3	909	800	853	2562
							7498
3		1	696	807	800	2303
		2	752	863	739	2354
		3	686	832	796	2314
							6971
4		1	979	798	788	2565
		2	905	880	770	2555
		3	797	721	765	2283
							7403
5		1	809	756	775	2340
		2	887	935	937	2759
		3	872	811	925	2608
							7707

Sè bè: s=5

Sè con: t = 45 Sè mÑ: d = 15

Số mẹ trong mỗi bố: d=3 (số liệu cân bằng) Số con trong mỗi mẹ: t=3 (số liệu cân bằng)

Số con trong mỗi bố: d.t=3x3=9 (số liệu cân bằng)

Xmnk = 965 + 813 + ... + 925 = 36.381

mnk

X2 = 9652 + 8132 + ... + 9252 = 29.729.879

2 2 2 2

(Xmnk) /t = (6802 )/9 + (7498 )/9 + ... + (7707 )/9] = 29.476.034

2 2

(Xnk) /dt = (36.381 /45) = 29.412.825

2 2 2 2

(Xnk) /t = (2543) /3 + (2151) /3 + ... + (2608) /3 = 29.564.147

Tổng bình phương giữa các bố:

2 2

(Xnk) /dt - (Xmnk) /t = 29.476.034 - 29.412.825 = 63.209 Tổng bình phương giữa các mẹ trong các bố:

2 2

(Xnk) /t - (Xnk) /dt = 29.564.147 - 29.476.034 = 88.113

Tổng bình phương giữa các con trong các bố:

mnk nk

X2 - (X )2/t = 29.729.879 - 29.564.147 = 165.372

Bảng phân tích phương sai:

Nguồn biến đổi Bậc tự do Tổng bình phương Bình phương trung bình

Giữa các bố

5-1=4	63.209	63.209/4 = 15.802
Giữa các mẹ	15-5=10	88.113	88.113/10 = 8.811
Giữa các con	45-15=30	165.632	165.632/30 = 5.524

Phương sai giữa các đời con trong các bố (ngẫu nhiên): 2e = 5.524 Phương sai giữa các mẹ: 2D = (8.811 - 5.524)/3 = 1.095

Phương sai giữa các bố: 2S = (15.802-8.811)/9 = 776 Hệ số di truyền tính từ thành phần phương sai của bố:

h2S = 42S/(2S+2D+2e) = (4 x 776)/(776+1.095+5.524) = 3.104/7.395 = 0,42

Hệ số di truyền tính từ thành phần phương sai của mẹ:

h2D = 42D/(2S+2D+2e) = (4 x 1.095)/(776+1.095+5.524) = 4.380/7.395 = 0,59

Hệ số di truyền tính từ thành phần phương sai bố và mẹ:

h2S+D = 2(2S+2D)/( 2S+2D+2e) = 2(776+1.095)/(776+1.095+5.524) = 3.742/7.395 = 0,51

1.4. Giá trị của hệ số di truyền

Hệ số di truyền có giá trị thấp nhất bằng 0 và cao nhất bằng 1 (hoặc từ 0 tới 100% theo cách biểu thị bằng phần trăm).

Giá trị của hệ số di truyền phụ thuộc vào: tính trạng, thời gian và quần thể động vật mà ta theo dõi (thời gian và không gian) và phương pháp ước tính.

Bảng 5.1. Một số ước tính hệ số di truyền của các tính trạng năng suất động vật (Theo Taylor, Bogart, 1988)

Tính trạng

h2	Tính trạng	h2
Bò thịt:		Gà:
- Khoảng cách giữa 2 lứa đẻ	0,10	- Tuổi thành thục về tính dục	0,35
- Tuổi thành thục về tính dục	0,40	- Sản lượng trứng	0,25
- Khối lượng sơ sinh	0,40	- Khối lượng trứng	0,40
- Khối lượng cai sữa	0,30	- Khối lượng cơ thể trưởng thành	0,40
- Tăng trọng sau cai sữa	0,45	- Tỷ lệ ấp nở	0,10
- Khối lượng cơ thể trưởng thành	0,50	- Tỷ lệ nuôi sống	0,10
Bò sữa:		Lỵn:
- Khả năng thụ thai	0,05	- Số con đẻ ra/ổ	0,10
- Khối lượng sơ sinh	0,50	- Khối lượng sơ sinh	0,05
- Sản lượng sữa	0,25	- Khối lượng toàn ổ khi cai sữa	0,15
- Sản lượng mỡ sữa	0,25	- Tăng trọng sau cai sữa	0,30
- Sản lượng protein sữa	0,25	- Độ dày mỡ của thân thịt	0,50
- Mẫn cảm với bệnh viêm vú	0,10	- Diện tích "mắt thịt"	0,45
- Khối lượng cơ thể trưởng thành	0,35	- Tỷ lệ nạc	0,45
- Tốc độ tiết sữa	0,30

Người ta thường phân chia giá trị hệ số di truyền thành 3 nhóm, hay nói cách khác là các tính trạng thường gặp có 3 mức khác nhau về hệ số di truyền:

- Các tính trạng có hệ số di truyền thấp (từ 0 tới 0,2): thường bao gồm các tính trạng thuộc về sức sinh sản như tỷ lệ đẻ, tỷ lệ nuôi sống, số con đẻ ra trong 1 lứa, sản lượng trứng...

- Các tính trạng có hệ số di truyền trung bình (từ 0,2 tới 0,4): thường bao gồm trạng về tốc độ sinh trưởng, chi phí thức ăn cho 1 kg tăng trọng...

- Các tính trạng có hệ số di truyền cao (từ 0,4 trở lên): thường bao gồm các tính trạng thuộc về phẩm chất sản phẩm như khối lượng trứng, tỷ lệ mỡ sữa, tỷ lệ nạc trong thân thịt...

2. Hệ số tương quan di truyền

2.1. Khái niệm

Khi xem xét mối quan hệ giữa 2 tính trạng X và Y, ta có thể đánh giá mức độ tương quan thông qua 3 hệ số tương quan:

- Tương quan kiểu hình giữa X và Y, ký hiệu rP;

- Tương quan di truyền giữa X và Y (tương quan di truyền cộng hoặc tương quan giữa 2 giá trị giống), ký hiệu rA;

- Tương quan ngoại cảnh giữa X và Y (bao gồm sai lệch ngoại cảnh và các sai lệch không phải