Atkin2009 不同系谱深度 对方差和bv的影响

Atkin FC, Dieters MJ, Stringer JK (2009) Impact of depth of pedigree and inclusion of historical data on the estimation of additive variance and breeding values in a sugarcane breeding program. Theor Appl Genet 119:555–565. doi: 10.1007/s00122-009-1065-7

澳大利亚的甘蔗种植者将四个选择项目的数据结合起来，以获得父母育种价值的估计值。当这些数据与完整的家谱信息结合回创始家长时，计算限制意味着不可能获得关于所有父母的信息。使用两种不同的遗传模型分析来自一个甘蔗选择程序的家族数据，以研究不同深度的谱系和数据量如何影响估计甘蔗亲本的育种价值的可靠性。这些是父母和动物模型。对两种模型比较从不同信息量估计的加性方差分量和育种值。估计加性方差分量和育种值的准确性随着更多谱系信息和历史数据包括在分析中而改善。然而，添加年份的数据对估计人群的方差分量和父母的育种值具有大得多的影响。为了准确估计所有甘蔗亲本的育种值，需要至少三代的谱系和5年的历史数据，而当鉴定要选择的顶端亲本时需要更多的信息（4代谱系和7年的历史数据）为未来异花授粉。

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介绍
亲代选择是改善任何育种计划中遗传获得的最关键的步骤之一。育种价值（BV）通常用于测量个体作为亲本的潜力（White和Hodge 1989），并且预测它是许多育种计划的主要目标之一。 BV的预测直接受方差分量的估计，特别是加性方差的估计（Falconer和Mackay 1996）。因此，育种程序中遗传增益的进展是遗传参数和BV的准确性的函数。
限制最大似然（REML）和最佳线性无偏预测（BLUP）方法被认为是在动物和植物育种中获得方差分量和估计BV的可靠估计的最佳工具之一，其中数据通常是不平衡的（Meyer 1991）。 BLUP方法在动物育种中常规用于估计个体的BV，并且近年来在植物育种中更广泛地采用（Davik和Honne 2005; Durel等人1998; Furlani等人2005; Oakey等人2006 ，2007; Purba et al.2001; Wei and Borralho 2000）。 Piepho et al。 （2008）评估了BLUP在植物育种中的应用，包括使用谱系信息来利用亲缘遗传相关性。他们表明，使用BLUP，包括血统信息来估计BV，与其他程序，如没有谱系信息的BLUP和曾经广泛使用的添加剂主效应乘法交互（AMMI）相比，具有良好的预测准确性。这也由Wei和Borralho（2000），Purba et al。 （2001）和Furlani et al。 （2005），其中BLUP优于旧方法的选择。这种优越性是由于BLUP通过利用来自谱系的遗传相关性而使用来自个体的信息的能力。包括谱系信息的最常见方法涉及使用从公司系数计算的分子关系矩阵（Henderson 1984）。
计算共祖系数是基于几个假设，包括：父母的家谱信息详细和准确;祖先的基本种群是不相关的;并且选择，突变和遗传漂移的影响可以忽略不计（Piepho等人2008）。然而，这些假设并不适用于许多动物和植物育种计划。通常父母是遗传相关的，父母之间的遗传关系的知识是不准确的，或父母和家庭之间的关系是未知的。不包括完整的记录回到基本人口（Mehrabani-Yeganeh et al。1999），谱系错误（Ericsson 1999; Long等人1990; Visscher等人2002），或完全忽略谱系信息（Durel et al.1998 ）可导致加性方差和BV的低估和偏倚估计，并因此导致潜在遗传增益的减少。然而，不同水平的谱系结构对BV的估计的影响似乎没有在植物中进行研究。关于谱系结构对加性方差估计和BV的影响的知识可能对许多植物育种者感兴趣，因为完整的记录通常不可用，或者在模型中包括所有记录可能变得计算要求。因此，确定可靠遗传评估所需的最低育种信息水平是许多动物和植物育种者，特别是澳大利亚甘蔗育种者的兴趣。 BSES-CSIRO植物改良计划执行四个区域选择计划，为澳大利亚糖业开发新的甘蔗品种。为了评估甘蔗亲本的育种潜力，BSES打算将来自所有四个选择程序的家族试验的信息进行组合，以更准确地预测育种群体中父母的BV。然而，结合来自四个选择程序的所有可用信息，包括超过3,200个父母的谱系信息，由于计算对谱系中所有父母的BV的计算限制而造成后勤问题。因此，重要的是要考虑不同数量的数据和谱系信息对估计糖基化亲本的BV的影响，以便可以选择最佳方法。
为了研究这一点，使用来自一个甘蔗选择程序的家族数据来检查不同深度的谱系如何使用两个不同的遗传模型影响一个性状的加性方差分量和BV的估计。对不同深度的谱系对BV的估计的影响的程度以及顶端亲本的选择如何不同的知识将被用于优化在未来对甘蔗亲本的评价中使用的方法。如果计算限制意味着必须使用更简单的模型或简化的数据集以允许对所有程序进行组合分析，则这是特别有价值的。在这里，我们调查使用不同数量的历史数据和谱系结构对添加遗传方差和BV评价在甘蔗育种计划的影响。