1、第 33卷第 4期 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 Vol.33 No.4 2007年 8月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences Aug . 2007 文章編號:1007-1032(200704-0447-03用基于 Gibbs 抽樣的貝葉斯方法估計大白豬遺傳評估中主選性狀的遺傳參數(shù)陳 斌 1,柳小春 1,賀長青 1,張達(dá)軍 2,唐 凡 3(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) ,動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院 湖南 長沙 410128; 2. ,益陽市農(nóng)科所 湖南 益陽 421216; 3. 正虹原 ,種豬場 湖南 汨羅 414418摘 要 :

2、用基于 Gibbs 抽樣的貝葉斯方法估計了大白豬遺傳評估中主選性狀的遺傳參數(shù) . :結(jié)果為 達(dá) 100 kg體 重日齡的窩效應(yīng) c 2為 0.182, 遺傳力為 0.346, 屬于 ;中等遺傳力 100 kg體重校正背膘厚的窩效應(yīng) c 2為 0.059, 遺 傳力為 0.479, 屬于 ,高遺傳力 后備豬達(dá) 100 kg;體重日齡的窩效應(yīng)大于背膘厚的窩效應(yīng) 達(dá) 100 kg體重日齡與 100 kg-體重校正背膘厚的遺傳相關(guān)系數(shù)為 0.249; ,大白母豬總產(chǎn)仔數(shù)的遺傳力較低 為 0.119.關(guān) 鍵 詞 :; ; ;大白豬 遺傳評估 貝葉斯方法 遺傳參數(shù)中圖分類號 :S828.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :

3、AGenetic parameters of major traits of Large White swine in genetic evaluation byusing Bayesian method based on Gibbs samplingCHEN Bin1, LIU Xiao-chun1, HE Chang-qing1, ZHANG Da-jun2, TANG Fan3(1.College of Animal Science and Technology, HNAU , Changsha 410128, China ; 2.Yiyang Agricultural Research

4、ing Unit , Yiyang , Hunan 421216, China ; 3. Zhenghong Swine Breeding Farm, Miluo , Hunan 414418, ChinaAbstract :Genetic parameters of major traits of Large White swine in genetic evaluation are estimated by using Bayesian method based on Gibbs sampling. The results are as below:Litter effect(c 2 of

5、 day age at 100 kg is 0.182 , while h 2 is 0.346. Litter effect(c 2 of backfat thickness at 100 kg is 0.059, while h 2 is 0.479.c 2 of day age at 100 kg is bigger than c 2 of backfat thickness at 100 kg. Genetic correlation between day age at 100 kg and backfat thickness is -0.249. h 2 of total litt

6、er size is 0.119.Key words:Large White swine; genetic evaluation; Bayesian method; genetic paramete,在家畜育種中 每一項育種方案的制定都必 、須以準(zhǔn)確 可靠的遺傳參數(shù)為前提條件 1. 遺傳參 、 、數(shù)在個體遺傳評定 預(yù)測選擇反應(yīng) 最優(yōu)化育種 規(guī)劃的設(shè)計等方面都 . 具有廣泛的用途 要估計出 ,遺傳參數(shù) 必須先估計出方差 (協(xié)方差 , 組分 但 ,是 方差 (協(xié)方差 , 組分與個體育種值一樣 其值無 ,法直接測定 只能根據(jù)不同來源資料 (個體本身成 、 、績 同胞記錄 祖先記錄和后裔記錄 以及適當(dāng)

7、的 .統(tǒng)計學(xué)方法得到估計值、國內(nèi)外采用方差分析法 最小范數(shù)二次無 偏 估 計 法 (MINQUE、 最 小 方 差 二 次 無 偏 估 計 法 (MIVQUE、 最 大 似 然 法 (ML、 約 束 最 大 似 然 法 (REML、 多 性 狀 非 求 導(dǎo) 約 束 最 大 似 然 法 (MTDFREML等估計豬性狀的方差 (協(xié)方差 組分 和遺傳參數(shù)的報道很多 2-6, 而采用貝葉斯方法估 計豬性狀的方差 (協(xié)方差 組分和遺傳參數(shù)的報道較 , , . 少 筆者對此進(jìn)行了研究 現(xiàn)將結(jié)果報道如下1 材料與方法1.1 材 料本研究的數(shù)據(jù)資料來源于湖南省益陽市農(nóng)科 所種豬場和正虹種豬場 20002005

8、年的育種核心收稿日期:2007-03-17基金項目:湖南省科學(xué)技術(shù)廳重大專項 (05NK1001-02作者簡介:陳 斌 (1964-, , , , 男 湖南永州人 博士 湖 ,南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授 主要從事豬的遺傳育種及動物數(shù)量遺傳 .研究 E-mail :chenbin7586.448 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 2007年 8月. , , 群 其中 后備豬生長發(fā)育性能資料中 有大白 豬 1 184,頭 后備豬在 46, 、 月齡時 測定體重 活 ,體背膘厚 通過校正計算后備豬達(dá) 100 kg體重日 齡和 100 kg.體重的校正背膘厚 母豬繁殖性能資 ,料中 有大白母豬 3 375,頭 母豬

9、分娩后登記總產(chǎn) , 、 .仔數(shù) 包括活仔 死胎和木乃伊等1.2 方 法1.2.1 統(tǒng)計分析模型(1 .母豬總產(chǎn)仔數(shù) :采用如下模型y ijk =+hysi +pej +ak +eijk .,式中 y ,為性狀的表型值 , 為總體均值 hys ,為場年季效應(yīng) pe ,為永久環(huán)境效應(yīng) a 為個體加性 ,遺傳效應(yīng) a N (0, A a 2 , A 表示加性遺傳相關(guān) ,矩陣 e .為隨機(jī)殘差效應(yīng)(2 .后備豬生長發(fā)育性狀 后備豬達(dá) 100 kg體 重日齡和 100 kg體重的校正背膘厚采用 :如下模型 y ijk =+hysi +mj +ak +eijk .,式中 m . 為個體出生所在窩的窩環(huán)境效

10、應(yīng) 1.2.2 統(tǒng)計分析方法利用 MTGSAM 軟件 ,進(jìn)行統(tǒng)計分析 Gibbs 鏈 總共運(yùn)行 30 000,次 其中過渡期 (burn-in time2 000 ,次 抽樣間隔 (thinning rate 300.次 采用基于 Gibbs 抽樣的貝葉斯方法對性狀的方差 (協(xié)方差 組 .分進(jìn)行估計2 結(jié)果與分析2.1 大白母豬總產(chǎn)仔數(shù)的方差組分及遺傳力估計 大白母豬總產(chǎn)仔數(shù)的 、 、 表型 場年季 永久環(huán) 、境 加 性 遺 傳 及 殘 差 方 差 組 分 分 別 為 7.312, 0.234, 0.527, 0.870和 5.681. 大白母豬總產(chǎn)仔數(shù) ,的遺傳力較低 為 0.119.2.2

11、 生長發(fā)育性狀的方差、協(xié)方差組分估計 大白后備豬達(dá) 100 kg體重日齡和 100 kg體重 的校正背膘厚的方差組分及它們間的協(xié)方差組分 估計值見表 1. 從表 1,可見 方差組分沒有出現(xiàn)負(fù) ,值 這正是貝葉斯方法 .的優(yōu)點(diǎn)之一 這些方差組 ,分及協(xié)方差組分估計值 可以用于計算性狀的遺 .傳力和性狀間的遺傳相關(guān)表 1 性狀的方差組分及性狀間的協(xié)方差組分估計結(jié)果Table 1 Variance and covariance components of growth traits性 狀 方差組分 達(dá) 100 kg體重日齡 100 kg 體重的背膘厚達(dá) 100 kg體重日齡表型場年季窩效應(yīng)加性遺傳殘

12、差5.838*0.275*-0.827*-3.166*-3.254*100 kg體重的背膘厚表型場年季窩效應(yīng)加性遺傳殘差*.示性狀間的協(xié)方差組分2.3 生長發(fā)育性狀的遺傳參數(shù)大白豬達(dá) 100 kg體重日齡的窩效應(yīng) c 2為 0.182,遺傳力為 0.346, .屬于中等遺傳力 大白豬 100 kg體重校正背膘厚的窩效應(yīng) c 2為 0.059, 遺傳力為0.479, .屬于高遺傳力 達(dá) 100 kg體重日齡的窩效應(yīng).大于背膘厚的窩效應(yīng) 大白豬達(dá) 100 kg體重日齡與100 kg體重校正背膘厚的遺傳相關(guān)系數(shù)為 -0.249.3 討 論豬的生長性狀一般不存在母性遺傳效應(yīng)和永, ,久環(huán)境效應(yīng) 因此

13、本研究中達(dá) 100 kg體重日齡和 100 kg體重的校正背膘厚模型中沒有考慮母性.遺傳效應(yīng)和母性永久環(huán)境效應(yīng) 母性永久環(huán)境效, ,應(yīng)對豬的總產(chǎn)仔數(shù)有影響 所以 在總產(chǎn)仔數(shù)模型中考慮了母性永久環(huán)境效應(yīng) .Li 等 10估計杜洛克豬達(dá) 105 kg日齡和背膘厚的窩效應(yīng) c 2分別為 0.29和 0.10, 而 Takahaski 等(1990估計的則分別為 0.07和 0.10. Hoffer 等 (19920.49. 吳珍芳等 2估計杜洛克豬達(dá) 100 kg體重日、0.06. 本研究結(jié)果與吳珍芳等 2.的結(jié)果相近窩效應(yīng)對生長速度的影響比對胴體性狀的影, ,響要大 本研究結(jié)果與這個規(guī)律相符合 后

14、備豬達(dá) 100 kg體 重 日 齡 的 c 2大 于 100 kg體 重 背 膘 厚 的 c 2.母豬總產(chǎn)仔數(shù)的遺傳力一般為低遺傳力 鄭友民等 3估計大白豬總產(chǎn)仔數(shù)的遺傳力為 0.11, 本第 33卷第 4期 陳 斌等 用基于 Gibbs 抽樣的貝葉斯方法估計大白豬遺傳評估中主選性狀的遺傳參數(shù) 449研究估計的母豬總產(chǎn)仔數(shù)的遺傳力與他們的結(jié) 果相 .近豬 的 生 長 性 狀 的 遺 傳 力 一 般 為 中 等 遺 傳 .力 吳珍芳等 2估計杜洛克豬達(dá) 100 kg、 體重日齡 100 kg體 重 背 膘 厚 的 遺 傳 力 分 別 為 0.326和 0.462. 本研究結(jié)果與吳珍芳等 2. 的

15、結(jié)果接近本研究用貝葉斯方法估計瘦肉型豬性狀的遺 傳力與其他學(xué)者用 REML 等方法估計所得的結(jié)果 . ,接近 但是 用基于 Gibbs 抽樣的貝葉斯方法估計 :性狀的方差組分具有以下優(yōu)點(diǎn) 1 方差組分估計 值總 ,是正值 因此 , 區(qū)間估計的上限后驗(yàn)密度函 .數(shù)不會出現(xiàn)負(fù)值 2 不需要像 REML 等方法那樣 .求解混合模型方程組 3 如果計算過程中采用簡 ,單的稀疏矩陣技術(shù) 可以比 REML 法處理更大的 .數(shù)據(jù)資料 4 用 Gibbs 抽樣的貝葉斯方法能得到 、直接 精確的方差組分估計值及其置信區(qū)間估 .計 5 . 能獲得參數(shù)的后驗(yàn)概率分布的全部信息 6 ,本方法很適合于在微機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算

16、因?yàn)橛嬎氵^ , 程中只需要將相對較少的信息保存在內(nèi)存里 在 , 每一輪計算量與資料中動物的數(shù)量呈線性關(guān)系 而 REML 等方法的計算量與動物的數(shù)量呈二次或 三次方關(guān)系 7.本研究估計后備豬達(dá) 100 kg體重日齡與 100 kg -體重背膘厚間的遺傳相關(guān)為 0.249, 而有關(guān)這兩 個性狀間遺傳相關(guān)的報道有較大差異 . 如吳珍芳 等 2估計杜洛克豬達(dá) 100 kg體重日齡與 100 kg體重 背膘厚間的遺傳相關(guān)為 0.002; Roche 等 9估計皮特 蘭豬達(dá) 100 kg-日齡與背膘厚間的遺傳相關(guān)為 0.44; Li 等 10、估計漢普夏 杜洛克豬達(dá) 105 kg日齡 -和 0.12. 產(chǎn)

17、生這 、種差異的原因可能與豬的品種 所研究的群體及 、 、所處的環(huán)境 選擇方法 估計方法 (、 尤其是方差 協(xié)方差組分的估計方法 .等有關(guān), 遺傳評估中主選性狀的遺傳參數(shù)的確定 對 、 于制定遺傳評估方案中的有關(guān)參數(shù)如父系指數(shù),母系指數(shù)中的加權(quán)值等 克服現(xiàn)有遺傳評估方案 (試行 ,中有關(guān)參數(shù)借用國外參數(shù)的不足 提高遺傳 .評估的準(zhǔn)確性具有重要意義參考文獻(xiàn):1 張 ,沅 張 .勤 畜禽育種中的線性模型 M. 北 :,京 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 1993.2 , ,吳珍芳 王青來 張 , .豪 等 杜洛克豬部分生產(chǎn)性 狀遺傳參數(shù)估計 C/中國動物遺傳育 . 種研究進(jìn)展 北 :京 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù) ,出

18、版社 2003.3 , ,鄭友民 王立賢 張 .沅 用 MTDFREML 方法估計 大白豬遺傳參數(shù) J. ,養(yǎng)豬 1999(1:32-33.4 , .王青來 王愛國 應(yīng)用多性狀動物模型 BLUP 和 REML 對杜洛克豬的遺傳分析 D. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物 ,科學(xué)技術(shù)學(xué)院 2000.5 , ,曹洪戰(zhàn) 吳常信 師守 堃 . 利用 MTDFREML 估計大 約克雙肌臀種豬活體背膘厚遺傳力時固定效應(yīng)及水平 數(shù)的確定 J. ,中國畜牧雜志 2004, 40(3:34-36. 6 何 俊 , .張達(dá)軍 等 MTDFREML 法估計 大白母豬繁殖性狀的遺傳參數(shù) J. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué) 報 :自然科學(xué)版 , 2007, 33(1:61-64.7 Lee C, Wang C D. Estimates of variance components for teat number in swine using REML and Gibbs sampler J.