高效多性状混合模型关联分析方法

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qweasd21
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
线性混合模型(LMM)能够综合考虑群体分层、家系结构和复杂的样本间亲缘关系等混杂因子,已成为全基因组关联研究的有力工具。同时分析多个相关表型时,多元线性混合模型(mv LMM)不但可以检测一因多效性数量性状核苷酸(QTNs)和同时也可以检测仅控制一种性状的非一因多效性QTNs,即一因几效QTNs。从统计上来讲,多变量分析比标准的单变量分析具有更高的统计效力;从生物学上讲,使用具有高连锁不平衡性的一因多效性QTNs和一因几效QTNs可以解释多个性状之间的遗传关系如何产生。基于基因组方差组分,我们通过使用典型相关变换将多变量混合模型关联分析转化为多个单变量混合模型关联分析,然后使用Single-Runking逐个性状执行单变量混合模型关联检验。该方法与其他mv LMM相比,大大增加可同时分析的性状个数,同时得到的效应也可以再通过一次典型相关变换回原始尺度,使关联结果具有生物学解释性。此外,我们借助GEMMA软件快速估计基因组协方差矩阵,并在回归扫描时,仅针对影响较大或具有较高显着性水平的标记优化了多基因遗传力,从而大大提高了多个单变量关联检验的计算效率。除了逐个标记的回归检验以外,使用联合分析显着提高了检测QTN统计效力。本研究基于C++语言开发了便捷使用的mvRunKing软件,可以高效实施多变量混合模型关联分析。本研究分别基于人类和玉米数据两个基因组数据集,进行了不同遗传和剩余相关组合条件下多性状模拟。计算机模拟试验结果表明:(1)当低复杂结构群体中性状间的遗传相关远大于剩余相关,优化前的mvRunKing与采用Wald检验的GEMMA具有近乎相同的检测QTNs统计效力。只要残差相关不太大,多性状PCA也会产生与优化后的mvRunKing相同的结果。通过多次检验获得的多个QTNs候选物的联合关联分析使mvRunKing能够提高QTN的统计检测效力。(2)当所分析的性状数增加时,GEMMA的运算时间随着被分析性状数量的增加而急剧增加,而mvRunKing几乎没有内存限制,比GEMMA的运算时间减少了数倍至数百倍。通过对尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)多个生长性状的全基因组关联分析证实:mvRunKing在保证与GEMMA方法相同的统计功效的情况下,运算时间比其快几倍至数百倍。
其他文献
在中国,抗生素被广泛用于人类和动物疾病的治疗,农业和畜牧业还大量使用抗生素作为生长促进剂,这使得抗生素在河流的水体和沉积物、土壤和污水处理厂等各种环境介质中残留。抗生素在环境的大量残留使其以养殖水源水的形式进入养殖环境并导致了其在水产品中的积累,影响了水产生物机体内的微生态平衡,直接诱导了抗性菌(antibiotic resistant bacteria,ARB)和抗生素抗性基因(antibiot
仿刺参(Apostichopus japonicus)又称刺参,具有重要营养价值和药用价值,是我国第五次海水养殖浪潮的代表性物种之一,其养殖业为我国沿海渔业经济发展提供了重要途径。然而,近年来,病害和高温灾害给海参养殖产业造成了巨大的经济损失,疾病和高温成了海参产业可持续发展的瓶颈。解析刺参响应病原菌和高温的分子机理,将为开展刺参良种选育和健康养殖工艺优化奠定科学基础。本研究以刺参为研究对象,采用
大菱鲆(Scophthalmus maximus)原产于欧洲的一种经济鱼类。其最适生长温度为14-17℃,由于近些年养殖规模的扩大,适合养殖用水逐年减少,使得大菱鲆在养殖过程中容易受到高温的影响,造成鱼体生长速率和抗病力下降。为减少大菱鲆模化养殖过程中高温的影响,需加强大菱鲆抗逆选育及其抗逆机制研究。本研究以高温胁迫条件下,皮肤转录组测序数据中筛得的热休克蛋白47(HSP47)基因为研究对象,运用
在全基因组关联分析中,为避免假阳性错误常用线性混合模型(LMM)分析数量性状。求解线性混合模型需要先构建亲缘关系矩阵,再估计剩余方差组分,最后使用加权最小二乘求解当前标记的效应值并检验。由于方差组分估计过程涉及复杂的非线性求解,所以对高通量SNP逐个重新估计剩余方差组分使得完整的线性混合模型求解会消耗大量时间、占用巨大的计算机内存。研究者们提出许多简化算法来降低LMM的计算成本,这些方法主要分为两
为了确保全球粮食安全,鱼菜共生技术应运而生。现代鱼菜共生系统结合了循环水养殖和水培系统,具有更高的营养利用率。然而鱼菜共生系统的重要问题之一是养殖为水中的养分浓度鱼植物的最佳养分浓度需求不匹配。现代数学建模和仿真技术为深入认识系统行为和实验设计提供了工具。氮是鱼菜系统中最重要的输入之一,因此对系统中氮素转化为产物的重要过程和可能的氮素损失过程进行了研究。养殖单元内饲料氮经鱼消化作用后随着鱼的新陈代
钱江支行地处杭州滨江高新区,依傍着奔流不息的钱塘江。支行党总支下辖10个党支部,现有在职党员66人,全辖8个网点实现党员全覆盖,网点主要负责人党员占比100%。支行党总支深入贯彻落实习近平总书记对浙江工作"干在实处、走在前列、勇立潮头"的要求,紧跟总省行党委战略部署,以高质量党建引领高质量发展。近三年,支行利润每年上一个亿级台阶,存贷款三年实现"规模翻番";2020年跻身"全国城区支行经营绩
期刊
由鲤疱疹病毒Ⅱ型(Cyprinid herpesvirus 2,CyHV-2)感染养殖鲫引起的鲫造血器官坏死病,给鲫养殖业造成了严重的经济损失。鲫造血器官坏死病发病迅速,在全世界广泛流传,致死率高,已严重制约鲫养殖业的健康发展。目前,围绕该病的机理研究与防治措施等方面的研究受到广泛关注。本研究:1)比较了 20株来源于江苏省和湖北省鲫养殖场分离株的CyHV-2 ORF25B 5’端基因及其3’端非
花鲈(Lateolabrax maculatus)是我国重要的水产养殖品种,在我国沿海分布广泛。花鲈属短日照繁殖鱼类,其季节性繁殖涉及光信号的输入、信号处理和神经内分泌等复杂的调控过程。血管囊作为光周期感受器,在鱼类季节性繁殖中起重要作用。本研究通过组织切片、扫描电镜和透射电镜技术分析了血管囊的形态和显微结构;并确立了花鲈血管囊细胞的培养方法;同时克隆了光周期重要效应基因Dynorphin(LmD
半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)是一种重要的水产养殖物种,为ZW/ZZ性别决定类型(雌性,ZW;雄性,ZZ),且存在一些遗传雌性个体性逆转为表型雄性称为伪雄鱼。生产中,常在半滑舌鳎鱼苗70日龄左右,依据其不同性别间形态差异淘汰生长缓慢的雄鱼和伪雄鱼。本研究首先利用性别标记鉴定半滑舌鳎幼苗性别,并测量形态性状,利用方差分析、主成分分析和判别分析检验该筛选方法的科学性。研究表明
大口黑鲈(Micropterus salmoides),隶属于鲈形目(Perciformes),太阳鱼科(Cehtrachidae),黑鲈属(Micropterus)。其原产地为北美洲,是一种著名的竞技垂钓性鱼类,于1983年从台湾引进至中国大陆进行养殖。因其具有肉质鲜美、生长快、抗病力强、起捕率高和适合集约化养殖等诸多优点,2020年年产量达47.8万t,成为了我国重要的淡水养殖经济鱼类。良种的