文献数据如何分析系列1:如何计算遗传力以及遗传力显著性?
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2025年02月28日 14:57
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生活这件小事

文献数据如何分析(第一期)

重要参数的定义

遗传力: 加性遗传方差与表型方差的比率。

表型方差: 遗传方差和残差方差的总和。

常规计算步骤和方法

1、使用 ASReml 拟合一个混合模型,包含遗传效应作为随机项和残差误差;

2、从模型输出中识别遗传方差和残差方差;

3、计算遗传力为遗传方差除以表型方差(遗传方差 + 残差方差)。

ASReml-R版本

01 拟合模型

在 R 中使用 asreml() 函数拟合模型,例如:

model <- asreml(fixed = y ~ 1, random = ~ genotype, data = mydata)

默认情况下,模型拟合在 gamma 尺度上,方差成分是比率,但输出中提供实际方差成分(Component 列)。

02 识别方差组分

使用 summary(model)$varcomp 查看方差成分。

例如:

基因型方差(genotype!variance)和残差方差(R!variance)。

或者查看 model$vparameters 确定顺序,例如 V1 为基因型方差,V2 为残差方差。

03 使用 vpredict() 计算

使用 vpredict() 函数计算遗传力,例如:

vpredict(model, "V1 / (V1 + V2)")

它将返回遗传力的估计值和标准误。

对于复杂模型,可能需要包括其他方差,例如永久环境效应:

vpredict(modely, "V1/(V1+V2+V3)")

04 注意事项

确保模型包括 residual=~idv(units),以正确计算标准误。

默认 gamma 尺度下,方差成分是比率,但 vpredict() 使用实际方差成分(Component 值)计算。

如何计算遗传力的显著性?

简单的估计:ASReml 会提供遗传力的估计值及其标准误。

如果遗传力和标准误的比值大于2倍,通常认为在 0.05置信水平下显著。

如果比值大于2.5倍,通常认为是0.01水平下显著。

统计的方法

  • 计算 z 分数:z = h² / SE(h²)。

  • ‍若 |z| > 1.96,则在 5% 置信水平下,遗传力显著不同于零。

  • ‍或者,构建置信区间:估计值 ± 1.96 × 标准误,检查是否包含零。需要注意的是,由于遗传力是比率,其分布可能偏态,尤其在估计值接近 0 或 1 时。ASReml 使用 delta 方法近似计算标准误,因此 z 检验是一种近似方法。在实际应用中,这种方法被广泛接受,但对于边界值,建议谨慎解释。

参考文献

研究拓展

如果同一套数据,不同的模型,计算的遗传力,进行显著性检验,可以用这种方法:

文中,分别用两个模型计算的遗传力,以及遗传力的标准误,类似T检验的方法检测两个遗传力的显著性。

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