一个水产动物近交系数的计算程序及应用

本文主要介绍了两种近交系数的计算方法和实际计算机上的算法实现,以及介绍了利用这两个近交系数算法编制的近交系数计算程序的使用方法和实际使用情境,两种算法之间的比较,介绍了其在实际育种工作中的应用。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1技术路线 2
1.2方法 2
1.2.1数据库3
1.2.2编程语言3
1.3数据来源3
1.3.1输出实例4
2结果与分析4
2.1数据整理4
2.2算法效率比较5
2.3数据库设计5
2.4育种计划制定5
3讨论 6
3.1两种计算方法比较6
3.2应用6
致谢7
参考文献8
一个水产动物近交系数的计算程序和应用
引言
引言
近交系数是开展鱼类育种、保种、种质资源利用等各项工作时必需考虑的遗传学指标,其灵活、方便快捷的计算方法将大大提高这些工作的效率。近交系数是Wright(1922)提出来的一个用于衡量近交程度的术语,即某生物在该生物染色体的某一位点上的两个基因有共同祖先的概率。常见的近交系数计算方法有2种:近交系数经典算法由Wright本人提出,公式是1,其中n1指所求个体的父亲于共同祖先相差的代数,n2指该个体的母亲与共同祖先相差的代数。另外一种阿部西田细分系谱算法是通过细分系谱计算近交系数的方法,公式是1,式中: Fx 为某个体x 的近交系数; Fi 为第 i 共同祖先的近交系数( i = 1, 2,,, m); K i 为第 i 共同祖先的出现次数; N 为细分系谱代数。如果用传统的通径分析计算方法需要绘制系谱图,计算每一代的近交系数直至所求个体,计算耗时长而且容易出错,所以利用计算机快速准确的计算大批量育种材料的近交系数就有了必要性。
2000年云南省畜牧兽医科学院的吴金亮等给出了一种计算近交系数的算法和程序例子以及在猪身上的应用实例2,黄海水产研究所的李健等设计了一整套育种信息 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^ 
管理系统并在中国对虾上有良好的运用3,新疆农业大学的裴红罗等介绍了一种计算近交系数的方法4,辽宁农业技术学院的范强在Excel上做了一套近交系数和亲缘系数的ASP计算程序5,但由于时间关系,很多计算机程序和操作的内容跟现在的主流环境有一些偏差,当时的主流操作系统是Windows 95,数据表操作软件是FoxPro,无法满足现在大批量数据的要求,同时他们没有对两种方法进行比较,而且运算的录入格式等比较简单、死板。本研究利用了微软公司的C#编程语言编制了在Windows系统上可以导入大批量遗传系谱数据并快速计算其中个体近交系数的工具程序,并设计了一个用于筛选育种材料输出育种计划的Access数据库。
1 材料与方法
1.1 研究方法
研究方法是根据算法设计程序处理数据,再根据处理结果验证算法的正确性和效率。第一步是编制程序,将算法转化为算法流程,再将算法流程转换为c#代码,并设计程序界面和基础功能,而在程序中,具体的处理数据流程是先获取系谱数据,制表,根据表格进行计算,最后再在数据库中进行筛选。

图1 技术路线
1.2 数据库及编程语言
为了实现快捷有效的计算,本研究采用了Microsoft C#编程语言,在Windows XP和Windows 7环境下进行程序设计,数据处理上使用了微软的Access数据库管理软件,Windows系统是目前适用范围较广的操作系统,c#和Access也是较为常见容易操作的编程语言和数据库管理软件。
1.3 数据来源
测试程序的数据来源有两种,一是来自文献。
测试用的系谱图数据来自文献《一种计算近交系数方法的算法实现》,原始数据如下:

图2 引用的系谱数据
这个系谱数据跨世代而且亲本关系清楚,适合用于调试程序,但由于该数据数据量较小,较为简单,所以通过SAS8.0模拟的数据,再次进行育种样数据实际测试
2 结果与分析
2.1 计算近交系数前的数据整理
要使用程序计算数据,首先要将系谱图数据转化为数据表数据,即将个体的父本,母本以及该个体的所属代数录入数据表中作为一条记录,第一代的个体的父本和母本为0,将整个系谱图里的每一个个体录入之后即可开始计算,原始数据转化结果如下图,数据格式应为个体名,个体父本名,个体母本名以及个体代数,近交系数计算结果最终会出现在程序的数据表最右一栏的近交系数栏中,单击保存数据可以将近交系数计算结果保存在数据库中。需要注意的是,在数据库中个体编号不能重复,个体必须有性别和所处世代数。

图3 数据转化结果及程序界面。
2.1.1 界面
程序界面由三部分组成,一是菜单栏有文件和帮助选项,文件选项可以用来打开数据库,保存数据库,导入Excel文件和导出文本文件,帮助选项会提供程序信息和使用说明,第二部分是左边的按键区,最上方的按钮是用经典算法计算近交系数,中间的按钮式用细分系谱算法计算近交系数,下方的按钮是保存计算得出的近交系数。第三部分是右边的数据显示区,在打开数据库之后显示原始数据,在计算后显示计算结果。

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