永生群体中基于标记的遗传力估计

遗传力是数量遗传学中的一个核心参数，涉及进化和育种两个视角。对于植物性状，传统上通过比较基因型内和基因型间的变异性来估计遗传力。这种方法估计的是广义遗传力，且未考虑不同的遗传相关性。随着高密度标记的可用性，人们越来越关注基于标记的狭义遗传力估计，即在利用遗传标记估计遗传相关性的混合模型中进行估计。此类估计在人类遗传学中备受关注，但在植物性状中鲜有报道。主要障碍在于当前的方法和软件假设每个基因型只有一个表型值，因此需要基因型均值。我们在此提出的一种替代方案是在单株或小区水平上使用混合模型。利用统计论证、模拟和真实数据，我们研究了这两种方法的可行性及其对基于 G-BLUP 的基因组预测和全基因组关联研究 (GWAS) 的影响。从基因型均值获得的遗传力估计具有非常大的标准误，有时甚至在生物学上不现实。而在单株或小区水平上的混合模型产生了更现实的估计，对于模拟性状，其标准误最多小了 13 倍。使用这些混合模型也改进了基因组预测，准确率提高了多达 49%。对于模拟性状的 GWAS，使用单株数据几乎没有提高统计功效。新方法论适用于任何可对单个基因型进行多次重复评分的复杂性状。这包括重要的农艺作物，以及细菌和真菌。