实验一 系谱的编制及近交系数的计算

实验五近交系数与亲缘系数计算亲缘系数和近交系数是两个重要的概念，用于描述个体之间的亲缘关系和亲缘程度。

亲缘系数是指两个个体之间的亲缘关系的程度，而近交系数则是指同一亲源个体之间繁殖的程度。

亲缘系数一般由亲缘关系的近似概率确定，例如兄弟姐妹之间的亲缘系数为0.5，叔侄之间的亲缘系数为0.25、亲缘系数的范围通常在0到1之间，越接近1表示亲缘程度越高。

近交系数则是指同一亲源个体之间进行繁殖产生后代的程度。

近交系数的范围通常在0到1之间，越高表示近交程度越高。

近交系数是通过遗传多态性来计算的，具体的计算方法会根据遗传标记和分析方法的不同而有所差异。

亲缘系数和近交系数的计算方法都是基于基因频率和遗传距离的概念。

基因频率是指在一个群体或种群中一些基因型的频率，而遗传距离是指在基因座的遗传变异中测量的差异。

计算亲缘系数的一种常见方法是通过等位基因共享来估计。

等位基因是指在同一位点上可能存在的不同的基因型。

通过检测和比较个体在多个基因座上的等位基因，可以估计亲缘系数。

一种经典的计算亲缘系数的方法是使用明斯基方程（Mendelian equation），该方程是基于古典遗传学原理推导出的。

计算近交系数的方法则是根据亲缘系数和遗传距离的关系来确定的。

通常情况下，近交系数通过亲缘系数的平方根计算得到。

这是因为近交系数既受到亲缘系数的影响，又受到遗传变异的影响。

近交系数的计算可以帮助我们评估和预测种群的遗传多样性和遗传健康状况。

繁殖时的适当近交程度可以促进优质基因的聚集，提高遗传质量，但过高的近交程度会导致基因缺陷和遗传疾病的增加。

亲缘系数和近交系数的计算对于生物学、动物学和植物学等领域来说具有重要意义。

在实践中，我们可以通过DNA分析和遗传标记来估计亲缘系数和近交系数。

这些方法可以为种群的保护和繁殖计划提供重要的参考依据。

总之，亲缘系数和近交系数是两个重要的概念，在遗传学研究和实践中具有重要意义。

它们可以帮助我们评估和预测个体之间的亲缘关系和繁殖的程度，为种群的保护和繁殖计划提供重要的参考依据。

近交系数近交系数是一种遗传学参数，用于衡量种群内个体之间的亲缘关系程度。

在生物学研究中，近交系数被广泛应用于分析杂交型和适应性等问题。

近交系数是通过计算同源个体之间的共同近缘祖先所占比例来确定的。

近交系数的计算方法近交系数通常用字母F表示，它可以通过公式计算得出:F = (H0 - H) / H0其中，H0 表示种群经过一定世代数后的理论杂交型频率，H表示实际观测到的杂交型频率。

近交系数的值在0到1之间，值越大表示种群内亲缘关系越密切。

近交系数的意义近交系数可以反映种群内遗传多样性的程度。

当近交系数接近0时，说明种群内个体之间的亲缘关系较为疏远，种群的遗传多样性较高；而当近交系数接近1时，说明种群内个体之间的亲缘关系非常密切，存在较高程度的近交。

除了遗传多样性外，近交系数还可以用于评估种群的适应性。

过高的近交系数可能会导致隐性基因的表达，增加遗传缺陷的发生率，影响种群的繁衍和生存能力，从而降低整个种群的适应性。

近交系数的应用近交系数不仅在生物学的实验研究中得到应用，也可以在保护遗传资源、进行种群遗传管理以及预防遗传疾病等方面发挥重要作用。

通过对近交系数的计算和分析，研究人员可以更好地了解种群内个体之间的亲缘关系，有针对性地制定种群管理策略，促进生物多样性的保护和利用。

在实际应用中，近交系数还可以帮助科学家进行亲缘关系分析、进行种群遗传资源保护、指导育种选择等方面。

通过对近交系数的研究和应用，可以更好地理解种群内个体之间的遗传关系，为生物多样性和遗传资源的保护与利用提供重要的依据和支持。

总之，近交系数是衡量种群内个体亲缘关系的重要参数，它不仅在遗传研究领域有着重要意义，也对物种的适应性和生存能力具有重要影响。

通过深入研究和应用近交系数，可以更好地保护和利用生物多样性，推动生物遗传资源的可持续发展。

•区别与联系近交系数：一个个体的两个配子同源相同（identical by descent, IBD ）的概率。

亲缘系数(relationship coefficient)：两个有亲缘关系的个体间的加性基因效应间的相关。

近交系数和亲缘系数的计算dsAA d s SDA A Cov r σσ),(=)(b a P =YX A n n XYF F F r +++=∑+11)1()2/1(21∑+=++)1()2/1(121A n n X F F d s sd X F F r F ++=1121DS XSD F F F r ++=112根据此公式，进行计算两个个体间的加性遗传相关(additivegenetic relationship):是指在它们的基因组中具有同源相同基因的比例，或者说从个体x 的基因组中随机抽取的一个基因在个体y 的基因组中也存在的概率。

用a XY 表示 [])()()()(21d b P c b P d a P c a P =+=+=+=YX A n n XYF F F r +++=∑+11)1()2/1(21a XY 即亲缘系数的分子DS X X X a F 21=4（1）近交系数的计算公式：F X 为个体X 的近交系数；n 1为由该个体的父亲到共同祖先A 的世代数； n 2为由其母亲到A 的世代数； F A 是共同祖先A 的近交系数；Σ则表示当个体的父亲和母亲有多个途径造成亲缘相关时, 则要对由所有途径所造成的近交求和。

∑+=++)1()2/1(121A n n X F F 通径法2014/11/21 5（2）近交系数的计算CXBADE HGI首先，找出A 、B 的共同祖先：I 、G 、E2014/11/216（2）近交系数的计算CXB ADE HGI确定共同祖先的近交系数： 显然I 、G 的近交系数为0， 而F E =0.53=0.125。

2014/11/217（2）近交系数的计算CXBADE HGI确定连接A 和B 的通径链:B←E→C→AB←E→D→A B←E←G→D→AB←E←H←I→G→D→A通径链 共同祖先的近交系数n 1+n 2+1通径链的系数 B←E→C→A 4 B←E→D→A 4 B←E←G→D→A F G =0 5 B←E←H←I→G→D→AF I =07F X = 23/1288•最后，将各通径链的系数累加即得X 的近交系数。

1 / 3近交系数的计算-答案设有下列系谱，试用一般计算公式、共亲系数列表算法以及加性遗传相关算法分别求各个体的近交系数和个体间的亲缘系数。

答：一、近交系数的计算（一）利用近交系数的一般公式计算 1. X 个体（1）父母A 和B 的共同祖先有：C 、D 、F 、H ；它们均为非近交个体(判断一个个体是否为近交个体的依据是看其父母是否有共同祖先，如果双亲只知道一方或均未知则默认其为非近交个体)，因此，F C =0，F D =0，F F =0，F H =0。

（2）找通径链，并计算各通径链的系数，求和计算出F X 通径链共同祖先的近交系数n 1+n 2+1 通径链的系数 A ←C →B A ←D →B A ←C ←F →D →B A ←D ←F →C →B A ←C ←E ←H →G →D →B A ←D ←G ←H →E →C →B F C =0 F D =0 F F =0 F F =0 F H =0 F H =03 3 5 5 7 7F X = 21/642. A 个体（1）父母C 和D 的共同祖先有F 和H ，且F F =0，F H =0。

（2）找通径链，并计算各通径链的系数，求和计算出F A 。

321)(321)(521)(521)(721)(721)(通径链 共同祖先的近交系数 n 1+n 2+1 通径链的系数 C ←F →D A ←E ←F →G →DF F =0 F H =03 5F A = 5/323.B 个体，与A 个体同父同母，因此与A 相同。

F B = 5/32。

4.其余个体C 、D 、E 、F 、G 、H 均为非近交个体，F C =0，F D =0，F E =0，F F =0，F G =0，F H =0。

（二）利用加性遗传相关列表算法1. 将系谱中的个体按照世代从高到低分别从左到右、从上到下排列，并将个体的双亲编号列于个体的上方。

2. 利用公式计算两两个体间的加性遗传相关，并列表。

遗传学之八----近亲繁殖系数的简单计算虽然有电脑程式可以应用，只需将照血统书的名字输入数据库，便可以自动计算近亲繁殖系数，但是如果血统书的近亲繁殖比较简单的时候，人手计算也是非常方便。

现在简短的介绍如何利用路径系数path coefficient方法计算近亲繁殖系数。

路径系数方法首先绘画一个“箭头血统书”，在这一个图中每一个体都只出现一次。

箭头从父母指向后代，箭头只可以向下或对角向下。

例1例1：原本的血统书和箭头血统书。

在箭头血统书中，我们找出所有从父母中的一只指向另一只后代，而中间经过其他的猫，而个别的猫不能在路径中出现超过一次。

每一条路径，我们计算有多少猫涉及的数目。

每一条路径对近亲繁殖系数的影响是1/2再以路径中出现的个体数目为次方。

从例1的箭头血统书，我们从每一只父母得出两条路径到达其他的猫：CAD->(1/2)³=1/(2 x 2 x 2)=1/8CBD->(1/2)³=1/(2 x 2 x 2)=1/8近亲繁殖=1/8+1/8=1/4=0.25=25%如果有共同祖先，即：路径折转并再重新向下，我们要考虑是同系繁殖。

（在以上的例子中，两条路径的共同祖先，分别是A和B都被画上了下划线。

）利用路径系数方法计算同系繁殖共同祖先的近亲繁殖系数。

1加共同祖先乘以近亲繁殖系数，再次方在路径上涉及的猫的数目。

因此，如果在这一条路径上出现的个体猫的总数为n，而近亲繁殖系数的共同祖先是F，涉及近亲繁殖系数将会是(1/2)^nx(1+F)。

所有路径的涉及近亲繁殖系数的总和便是近亲繁殖系数。

例2例2:原本的血统书和箭头血统书。

现有的路径是：BDC、BDFEC、BEFDC、BDEC、B EDC、BEC。

共同祖先是D是近交，而他的箭头血统书将会是如此：D的箭头血统书D的近亲繁殖是(1/2)²=1/4。

每一条路径的涉及近亲繁殖系数将会是：Path n F (1/2)^n x(1+F) total BDC 3 1/4 (1/2)³x(1+1/4)=1/8 x 5/4=5/32 =0.15625 BDFEC 5 0 (1/2)^5 x(1+0)=1/32 =0.03125 BEFDC 5 0 (1/2)^5 x(1+0)=1/32 =0.03125 BDEC 4 0 (1/2)^4 x(1+0)=1/16 =0.0625 BEDC 4 0 (1/2)^4 x(1+0)=1/16 =0.0625 BEC 3 0 (1/2)³x(1+0)=1/8 =0.125 近亲繁殖=涉及总和=0.46875=46.875%。

实验一 系谱的编制及近交系数的计算一、目的通过实验，掌握几种主要形式的系谱编制方法及近交系数的计算。

二、实验内容（一）根据下列资料，编制中国黑白花品种公牛523的直式系谱、横式系谱、结构式系谱。

523号公牛，1999年出生，年龄2岁6个月，体重290公斤。

它的父亲1470号，年龄6岁，体重1042公斤；它的母亲是309号，挤乳量Ⅰ-305-5027公斤、乳脂率3.2%，Ⅱ-305-5670公斤—3.4%。

1470号公牛父亲是139号，四岁，活重850公斤；1470号的母亲119号，挤乳量Ⅱ-305-5500-3.4%。

309号的父亲编号140号，7岁，活重913公斤，309号的母亲217号，挤乳量Ⅱ-305-5900-3.2%、Ⅲ-305-6200-3.1%。

139号的父亲是4号，母亲是5号。

119号的父亲是6号，母亲是7号。

217号的父亲是10号，母亲是11号。

（二）近交系数和亲缘系数计算1. 某场巴克夏212号母猪的系谱如下，求其近交系数该是多少？答案（0.25）2. 一代全同胞交配后的后代X, 如图所示，计算其近交系数 答案（0.25）3. 计算下图中1号个体的近交系数答案（0.1875）4. X 公牛的系谱如下，求其近交系数答案（0.5）X C D A B⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧344434502125. 求下图中个体X的近交系数答案（0.218 ）6. 求下图中个体X的近交系数答案（0.375 ）7. 根据系谱图计算个体X的近交系数答案（0.1914 ）8. 画出连续两代全同胞兄妹交配的箭头式系谱，计算其后代的近交系数及第二代全同胞间的亲缘系数。

答案（近交系数0.375；亲缘系数0.6）9. 全同胞间的亲缘系数计算：答案（0.5 ）10. 画出半同胞兄妹交配的箭头式系谱，并计算半同胞兄妹间的亲缘系数。

答案（0.25 ）11. 亲子间的亲缘系数计算：答案（0.5 ）。

近交系数——形成合子的两个配子来自同一共同祖先的概率。

根据通径系数原理，个体x 的近交系数即是形成x 个体的两个配子间的相关系数，用F x 表示。

1211(1)2n n x A F F ++⎡⎤⎛⎫=+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦
∑ 式中，x F 表示个体x 的近交系数；1/2 表示各代遗传结构的半数；
1n 表示父亲到共同祖先的代数；2n 表示母亲到共同祖先的代数；
A F 表示共同祖先自身的近交系数；121n n N ++=为亲本相关通径链中的个体数。

第一代全同胞后代的近交系数应该是：
这样亲本相关通径链为：
S---A---D N=3
S-----C----D N=3
1111111125%22x F ++++⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
即：（1/2）3×2=1/4=25%
连续二代全同胞交配后代的近交系数应该是：
A B F
X
C E G
X 个体就是连续三代全同胞交配产生的后代。

第一步：寻找共同祖先B 、E 、F 、G
F F ＝F
G =F B ＝F E =0
第二步：寻找通径
共同祖先为B 时：A ←B →C N=2
共同祖先为E 时：A ←E →C N=2
共同祖先为F 时：A ←B ←F →E →C N=4
C←B←F→E→A N=4
供同祖先为G时：A←B←G→E→C N=4
C←B←G→E→A N=4
第二步：计算
F X=1/24+1(1+0)×2+1/24+1(1+0)×2+1/22+1(1+0) +1/22+1(1+0) = 3/8=0.375以此类推。