数量遗传学12-近交和杂交

Inbreeding and Crossbreeding

近交的影响：

近交系下均值的变化

k个位点的均值变化

d>0,表型的平均值会下降
d<0,表型的平均值会提高
对于多位点，降低(近交衰退)需要定向显性，即显性效应趋于正
近交引起的均值变化幅度取决于基因频率，当p = q = 0.5时变化最大

Inbreeding Depression and Fitness Traits近交衰退和适应性状

inbreeding depression 更多对fitness-related的性状产生影响较大，why?
有两个假说：
1.超显性假说：fitness的遗传变异是由杂合子比两个纯合子更适合的位点引起的。近亲繁殖降低了杂合子的频率，增加了纯合子的频率，因此fitness降低
2.显性假说：适应度的遗传变异是由罕见的隐性或部分隐性有害等位基因引起的;由于反复突变，这种等位基因在群体中持续存在。在基础种群中，有害等位基因的大多数拷贝是杂合子。近亲繁殖增加了有害等位基因的纯合子的频率，因此适合度降低
近交衰退在杂交群体中也普遍存在，一种观点认为，持续的自交清除了许多被认为会导致近亲繁殖的有害等位基因，然而，缺乏近郊衰退也意味着缺乏杂种优势(这一点很快就会回归)

Variance Changes Under Inbreeding

近亲繁殖减少了每个种群的变异，近亲繁殖增加了种群之间的差异，更多的家系间遗传变异供选择

如图

假设只有加性方差，没有显性和异味方差，可得到下面结果

组内方差

组间方差

总遗传方差：

杂交优势

当近交系被杂交时，原来因近亲繁殖而减少的性状，其后代的平均值会增加，这种平均高于亲本平均值的增长称为杂种优势

Expected Levels of Heterosis杂种优势的预期水平

If pi denotes the frequency of Qi in line 1, let pi + δpi denote the frequency of Qi in line 2.

1.杂种优势取决于显性效应，如果d=0,杂种优势和近郊衰退都不存在
2.H与群体间等位基因频率差异的平方成正比
当等位基因在一个种群中固定而在另一个种群中丢失时，H值最大，此时|δpi| = 1.
3.H is specific to each particular cross
必须由经验来决定，因为我们不知道相关的基因位点和它们的基因频率

第二代杂种优势会下降

在F1代，所有的子代都是杂合子。在F2中，发生了随机交配，降低了杂合子的频率。由于随机交配发生在F2和后代，杂种优势水平保持在F2水平

农业杂种优势的重要性

杂交往往表现出高亲本杂种优势，其中F1不仅超过双亲的平均水平，(亲本杂种优势的平均)，也超过最优亲本

选择好点的杂交方案可以降低杂种优势-建立人工群

第一个公式意思是F1代减去平均值再除以家系数
从原来杂种优势下降1/2变成1/n

杂交的类型

1. A×B
   2.A×（B×C）three-way cross(also called a modified single cross)
   3.A×B，C×D两队后代再杂交

预测杂交性能

mean(A x {B x C}) = [mean(A x B) + mean(A x C)]/2
mean({A x B} x {C x D}) = [mean(AxC) + mean(AxD)+ mean(BxC) + mean(BxD)]/4
如果知道单杂交的均值，就能计算上面three way杂交和double杂交

个体与母体杂种优势

杂种优势分为3种类型：
(1) 个体杂种优势指杂种本身生活力，耐受性及抗性增强， 伺料利用率、生长速度、生产性能的群体均值提高，遗传缺陷、致死、半致死现象减少。在二元杂交时只表现出个体杂种优势
(2) 母体杂种优势指杂种的母亲也是杂种，并表现出繁殖力 较强、母性较好。A（BC）
(3) 父体杂种优势指杂种的父亲也是杂种，并表现出配种能 力强，精液质量好，生产性能高。

Estimating the Amount of Heterosis in Maternal Effects估计母性杂种优势

Contributions to mean value of line A

Consider the offspring of an A sire and a B dam

反过来

联立