上次課回顧親子回歸表型協(xié)方差和遺傳協(xié)方差親屬間相似與遺傳協(xié)方差個體X和Y間的遺傳協(xié)方差植物育種中常見親屬間的協(xié)方差第7章遺傳交配設(shè)計衡量遺傳群體利用價值的指標：目標性狀的平均水平（均值）和目標性狀變異程度（變異組分）育種家更重視評價手中遺傳群體，以確定育種價值和利用方式什么是遺傳交配設(shè)計？為評價遺傳方差為目的創(chuàng)造特定的親屬結(jié)構(gòu)而設(shè)計的人工控制交配系統(tǒng)。遺傳設(shè)計是手段，實際評價遺傳方差成分是目的估計遺傳方差的目的了解參考群體（待研究的群體）數(shù)量性狀的基因作用對不同的選擇和育種方案進行比較和挑選對選擇響應做出預測估計遺傳方差的基本過程參照遺傳群體(Referencepopulation)隨機抽樣，直接或經(jīng)過人工組配形成一定的親屬關(guān)系,如半同胞家系、測交組合、全同胞家系、重組近交家系，甚至是克隆家系設(shè)計試驗并實施，采集數(shù)據(jù)，分析獲得親屬關(guān)系的實測方差通過親屬間協(xié)方差把實測方差成分轉(zhuǎn)換為遺傳方差成分根據(jù)群體表型方差的遺傳組成評價群體的利用價值和利用途徑環(huán)境設(shè)計(Environmentaldesign)試驗單位的大小，排列與重復及控制環(huán)境因素從而減小試驗誤差的設(shè)計。遺傳交配設(shè)計試驗的實施必須考慮環(huán)境效應，隨機、重復、局部控制（分范圍和地段控制非試驗因素，如區(qū)組）多重復的隨機區(qū)組試驗問題：它們的作用是什么？重 復隨 機局部控制無偏估計試驗誤差降低試驗誤差統(tǒng)計分析和推斷提高精確度方差計算基礎(chǔ)校正因子C總平方和品種間平方和重復間平方和誤差平方和r次重復，n個品種遺傳交配設(shè)計基本要求符合遺傳學基本原理，便于統(tǒng)計分析且所得結(jié)果容易解釋。生物的多樣性和遺傳表達的特殊性，因此，對某群體估計的方差成分只是所研究的參照群體的樣本結(jié)果，只能用來推斷和評價該群體。參照群體多樣化兩純系雜交后代，天然異交群體，多個品種的混合群體，不同倍性的群體；參照群體可以有不同程度的近交水平（0F

1）遺傳交配設(shè)計的類型單因子遺傳設(shè)計(One-factordesign)雙親雜交設(shè)計(BIP)雙因子巢式類型設(shè)計(NCI)雙因子交叉式類型設(shè)計(NCII)回交系統(tǒng)類型設(shè)計(NCIII)三重雜交（TTC）雙列雜交類型設(shè)計(Diallelcrossdesign)永久F2群體設(shè)計（IF2）1.單因子遺傳設(shè)計(One-factorgeneticdesign)單因子遺傳試驗(One-factordesign)假定有n個家系，按照r次重復的隨機區(qū)組設(shè)計，在e個環(huán)境中進行種植基因型1234n重復1y11y12y13y14y1n重復2y21y22y23y24y2n重復ryr1yr2yr3yr4yrn單因子遺傳設(shè)計數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)線性模型多環(huán)境下的n個家系，r次重復的隨機區(qū)組設(shè)計第L個環(huán)境下的第i個家系的第k個觀察值第k個區(qū)組效應第i家系的效應，也即基因型效應群體均值第L環(huán)境效應基因型環(huán)境互作效應觀測值的隨機誤差家系間的方差估計為家系間方差的顯著性單因子設(shè)計的方差分析實測表型方差根據(jù)Kempthorne(1969)，由于方差成分估計是多個獨立均方值的線性函數(shù)，可采用求線性函數(shù)求得方差成分估計值的方差，并得到如下公式1)如果X為基于df=k的均方MS，則X的方差的無偏估計值為不考慮環(huán)境和家系與環(huán)境的互作，單個環(huán)境分別為基因型效應和區(qū)組效應不考慮環(huán)境間和GE互作效應，于是2)如果有方差成分估計值，則r次重復s環(huán)境實測方差成分估計的標準誤遺傳方差成分估計互作不計情況下，可以把實測方差成分轉(zhuǎn)換為遺傳方差例題 評價玉米自交系群體的遺傳變異情況，隨機抽取8個有代表性的自交系。獲得如下小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)試估計該自交系群體的遺傳方差可以計算各方差如下表試驗誤差控制得好實驗材料為自交系，則基因型間方差估計了全部遺傳方差以小區(qū)為單位的試驗誤差小，品種比較精確度高2.雙親雜交設(shè)計(BIPs)

RandomlymatedbiparentalprogeniesMather(1949):augmentedBIPdesign(selfedprogeniesoftheparents)（F2自交群體）randomsibmatingoftheparents（隨機同胞交配）從F2群體中隨機抽出n個個體，進行配對雜交，獲得n/2雜交后代家系供試材料必須進行個體隨機評價家系的一組環(huán)境是目標環(huán)境群體的一個樣本。因此在基因型和環(huán)境互作分析中，一般把環(huán)境效應設(shè)定為隨機效應。方差分析將總變異分解為家系內(nèi)與家系間的變異雙親雜交設(shè)計兩純系交配自交回交設(shè)計6個世代BIP家系世代的遺傳方差可分解為家系平均數(shù)的方差V(家系間)和家系內(nèi)方差的平均V(家系內(nèi))兩部分：V(家系內(nèi))V(家系間)BIP家系世代的表型方差考慮環(huán)境方差VEw和VEc有：總的表型方差為3.雙因子巢式類型設(shè)計(NCI)NorthCarolinadesignIComstock&Robinson(1948,1952)nesteddesign(orA/Bdesign)從一個群體中隨機挑選若干個個體作為父本，對每一父本，再隨機挑選若干個體作為母本與之雜交，因此有多少父本就有多少組母本，但每一母本只交配一次。mf個母本，m個父本，交配得到mf個全同胞家系，m個半同胞，假設(shè)每個家系觀察r個個體。femalemaleProgenyFS123…m12…ff+1f+2…2f…m(f-1)+1…mf1112…1f…m11m2…mf…HS1HSmYijk為第i個父本和第j個母本的全同胞家系在第k個次重復的觀測值，mi為第i個父本的效應，fij為第i個父本內(nèi)第j個母本的效應，rk為第k次重復效應。當上位性不存在時期望均積EMP可估計遺傳方差成分VA和VD遺傳方差成分估計值標準誤平均顯性度例題罌粟NCI開花期結(jié)果如下4個父本，44個母本，每個父本分別交配于11個母本，2重復遺傳參數(shù)的估計22.6410.45519.172估計標準誤試驗遺傳方差的估計誤差均很大因為父本僅抽取了4個品系（m=4），數(shù)量太少影響了父本方差的估計精確性，使得顯性方差的估計誤差大于加性方差的估計誤