動(dòng)物標(biāo)記輔助基因聚合優(yōu)化體系研究.pdf

1、動(dòng)物基因聚合育種是通過世代選擇，向一個(gè)理想個(gè)體中聚合來源不同群體的多個(gè)目標(biāo)基因型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)培育出具有超級(jí)經(jīng)濟(jì)性狀動(dòng)物個(gè)體的目標(biāo)。本研究受進(jìn)化計(jì)算的啟發(fā)，首先，將基因聚合育種過程等同于優(yōu)勢基因型組合的優(yōu)化過程。本研究模擬混合群體和雜交群體下基因聚合，同時(shí)，基于MATLAB GUI開發(fā)了動(dòng)物基因聚合模擬軟件AGPBSim，主要研究結(jié)果如下：
　　 1.混合群體的基因聚合研究
　　 本研究以混合群體為基礎(chǔ)群體，標(biāo)記輔助選擇

2、配組親本，以基因聚合為目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，選擇聚合最優(yōu)的基因型組合。聚合的目標(biāo)基因?yàn)橹饕?yīng)的基因，個(gè)體基因型通過二項(xiàng)式字符串模擬，子代基因型由親代基因型離散重組產(chǎn)生，個(gè)體表型值由基因型-表型模型預(yù)測。分別計(jì)算各個(gè)世代群體的海明距離，優(yōu)勢基因型頻率和平均表型值作為聚合進(jìn)展的綜合衡量標(biāo)準(zhǔn)。本研究設(shè)計(jì)三種選擇策略，基因型選擇、簡單表型選擇和整合基因信息的表型選擇，比較運(yùn)用不同選擇策略下的基因聚合育種進(jìn)展?；蛐瓦x擇中考慮混合群體的初始基因頻率

3、，在表型選擇中，基因型-表型模型整合了性狀遺傳力，基因型效應(yīng)和基因互作效應(yīng)信息。同時(shí)，本研究以聚合四個(gè)目標(biāo)基因?yàn)槔?，模擬不同混合群體和不同選擇策略下聚合四個(gè)目標(biāo)基因的聚合進(jìn)展。本研究結(jié)果表明選擇模型顯著地影響聚合育種進(jìn)程。
　　 2.雜交群體基因聚合的研究
　　 本研究針對(duì)不同目標(biāo)基因聚合個(gè)數(shù)和動(dòng)物分離群體的特征，設(shè)計(jì)四類雜交方案--兩群體雜交、三群體雜交、四群體級(jí)聯(lián)雜交和四群體對(duì)稱雜交。在各個(gè)方案中，首先，進(jìn)行基因型選

4、擇九個(gè)世代，分析和比較不同基因頻率和基礎(chǔ)群體規(guī)模下聚合育種進(jìn)程。其次，在相同的雜交方案中，比較基因型選擇和表型選擇策略，分析不同雜交組合，性狀遺傳力，初始基因頻率，基礎(chǔ)群體規(guī)模對(duì)聚合育種的影響，篩選出最佳的聚合方案。研究結(jié)果表明，當(dāng)基礎(chǔ)群體規(guī)模較大和初始群體基因頻率較高時(shí)，獲得聚合多個(gè)目標(biāo)基因的理想個(gè)體的可能性較大。在四群體雜交方案中，親本的雜交次序?qū)τ诩?jí)聯(lián)雜交的影響比對(duì)稱雜交大。
　　 3.AGPBSim軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)

5、　　 AGPBSim是一個(gè)整合遺傳信息進(jìn)行動(dòng)物基因聚合育種的模擬平臺(tái)。運(yùn)用AGPBSim可以模擬研究聚合育種基因的群體規(guī)模大小，初始等位基因頻率及選擇策略性對(duì)聚合育種進(jìn)程的影響。在模擬基因聚合育種過程中的，運(yùn)用群體海明距離，優(yōu)勢的基因型頻率和平均表型值衡量育種進(jìn)程。AGPBSim使用方便，靈活，可以整合群體規(guī)模，基因頻率規(guī)模，選擇策略，基因型-表型進(jìn)行基因聚合育種仿真研究。運(yùn)用MATLAB GUI設(shè)計(jì)的AGPBSim可以方便地在多平臺(tái)

6、上，依據(jù)不同基因聚合育種策略進(jìn)行虛擬育種。本研究開發(fā)設(shè)計(jì)的聚合模擬育種的統(tǒng)計(jì)分析方法和相應(yīng)軟件為指導(dǎo)雜交方案和選擇策略的設(shè)計(jì)提供理論參考，同時(shí)，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)與開發(fā)整合基因組信息模擬育種平臺(tái)奠定基礎(chǔ)。
　　 伴隨復(fù)雜性狀的剖析獲得的信息越來越精確，微觀層次的基因網(wǎng)絡(luò)關(guān)系也越來越明確。系統(tǒng)生物學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)研究為研究復(fù)雜性狀提供新的視角。研究需要更為準(zhǔn)確和實(shí)際的模型以增加選擇模型預(yù)測的準(zhǔn)確性。進(jìn)化計(jì)算方法將方便研究者利用這些信息，進(jìn)