%34تخفیف

مقایسه صحت برخی روش‌های بیزی در استراتژی‌های مختلف ارزیابی ژنومی صفات آستانه‌ای

تعداد89 صفحه در فایل word

رساله‌يدکتری رشته­ی ژنتیک و اصلاح دام

مقایسه صحت برخی روش‌های بیزی در استراتژی‌های مختلف ارزیابی ژنومی صفات آستانه‌ای

این مطالعه با هدفارزیابی صحت روش‌های مختلف بیزی در پیش‌بینیارزش‌های اصلاحی ژنومی صفات آستانه‌ای انجام شد. به همین منظور، ژنومی متشکل از سه کروموزوم هر یک به طول یک مورگان، و روی هر کروموزوم 2000 نشانگر چند شکل تک نوکلئوتیدی شبیه‌سازی شد. جمعیت پایه شامل 100 جفت بود که 50 نسل آمیزش تصادفی (جمعیت تاریخی) منجر به عدم تعادل لینکاژی (در سطح تقریباً 2/0) شد. نسل 51 که دارای اطلاعات فنوتیپی و ژنوتیپی بودبه‌عنوان جمعیت مرجع در نظر گرفته شد و به‌منظور برآورد اثرات آللی استفاده شد. نسل‌های بعد که فقط دارای اطلاعات نشانگری بودند به‌عنوان جمعیت تایید در نظر گرفته شدند. اطلاعات فنوتیپی صفت نرمال در جمعیت مرجع باتوجه به ارزش فنوتیپی فرد و نقاط آستانه به دو صفت آستانه‌ایزنده‌مانی (صفت یک آستانه) و تعداد همزادان (صفت دو آستانه) تبدیل گردید. سناریوهای مورد مطالعهبه‌صورت ترکیبی از سطوح مختلف تعداد QTL (01/0، 05/0 و 1/0 تعداد کل نشانگر)، توزیع اثرات ژنی(توزیع نرمال، گاما و یکنواخت)، وراثت‌پذیری صفت (05/0، 1/0، 15/0 و 2/0) و اندازه جمعیت مرجع (250، 500، 1000، 2000 و 5000) بود. ارزش‌هایاصلاحی ژنومی افراد جمعیت مرجع و تایید با استفاده از اثرات نشانگری برآورد شده توسط رگرسیون ریج بیزی (BRR)، بیزA (Bayes A)، بیز B (Bayes B)، بیز C (Bayes C) و بیز L (Bayes L) پیش‌بینی شد. همبستگی پیرسون بین ارزش‌هایاصلاحی برآورد شده و واقعی به‌عنوان صحت پیش‌بینی هر سناریو در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که صحت پیش‌بینی تمام روش‌هایمورد مطالعه (به دلیل تشابه ماهیت محاسباتی) به هم نزدیک بوده ولی در این میان روش‌های بیز A و بیز B توانستند نسبت به سایر روش‌ها، اثرات آللی را اندکی بهتر (3 تا 7 درصد) برآورد کنند. همچنین زمانی که توزیع اثرات ژنی به‌صورت گاما بود، صحت برآوردها اندکی بالاتر از توزیع‌های نرمال و یکنواخت بود. اما در این دو توزیع، برآوردهای تقریباً مشابهی به دست آمد. مقایسه نتایج حاصل از سطوح مختلف تعداد (درصد) QTLنشان داد زمانی که صفت به‌وسیله تعداد QTL بیشتری کنترل می‌شودارزش‌هایاصلاحی ژنومی با صحت بالاتری پیش‌بینیمی‌شوند. در هر دو صفت، این افزایش در توزیع اثرات ژنی گاما، نمایان‌تر بود. با افزایش وراثت‌پذیری صفت، صحت برآورد اثرات آللی و متعاقب آن پیش‌بینیارزش‌هایاصلاحی ژنومی افزایش یافت. هرچند که تفاوت صحت‌هایبه‌دست‌آمدهدر ضرایب پایین (05/0 و 1/0) بیشتر بوده ولی در ضرایب بالاتر (15/0 و 2/0) این تفاوت کمتر بود. به‌طورکلی، صحت پیش‌بینی در سطوح مختلف وراثت‌پذیری بین 54/0 تا 84/0 (در صفت تعداد همزادان) و 41/0 تا 70/0 (در صفت زنده‌مانی) متغیر بود. همان‌طور که انتظار می‌رفت در هر دو صفت، با افزایش تعداد افراد جمعیت مرجع، صحت پیش‌بینیارزش‌هایاصلاحی ژنومی افزایش یافت. اما صحت پیش‌بینی‌ها در صفت زنده‌مانی، با افزایش تعداد مشاهدات در جمعیت مرجع نسبت به صفت تعداد همزادان، افزایش بیشتری نشان داد. با افزایش فاصله بین نسل‌های جمعیت مرجع و جمعیت تأیید، صحت پیش‌بینی‌ها کاهش یافت. اما صفت زنده‌مانی و روش‌های بیز A و بیز B دارای نرخ کاهش آهسته‌تری بودند. همچنین نتایج نشان دادکه نرخ کاهش، مستقل از وراثت‌پذیری صفت و تعداد افراد جمعیت مرجع بوده و بیشتر تابع سطح عدم تعادل لینکاژی در جمعیت است.صحت استنباط ژنوتیپی با روش جنگل تصادفی نسبت به روش تصادفی تفاوت چشمگیری داشت. همچنین صحت استنباط ژنوتیپی به روش جنگل تصادفی با افزایش سطح عدم تعادل لینکاژی افزایش یافت. صحت ارزیابی ژنوتیپ‌های استنباط شده، در سطوح مختلف عدم تعادل لینکاژی، تفاوت چندانی نداشت. نتایج این مطالعه نشان داد که روش‌های بیزی، روش‌های قدرتمندی در پیش‌بینیارزش‌هایاصلاحی ژنومی بوده و استفاده ازاینروش‌ها، در سناریوهای مختلف ژنومی و جمعیتی، می‌تواند منجر به پیشرفت ژنتیکی چشمگیری در صفات آستانه‌ای شود. روش جنگل تصادفی تا سطح 70% ژنوتیپ ازدست‌رفته کارایی بالایی دارد اما صحت استنباط آن در سطوح بالاتر شدیداً کاهش پیدا می‌کند.

کلمات کلیدی:صفات آستانه‌ای، معماریژنتیکی، ژنوم، روش‌هایبیزی، جنگل تصادفی، استنباط ژنوتیپی.

فهرست مطالب

عنوان

شماره صفحه

فصلاول.. 1

مقدمهوکلیات.. 1

1-1- مقدمه.. 2

2-1- اهدافپژوهش.. 4

فصلدوم.. 5

بررسیمنابع.. 5

2-1- اهدافاصلاحنژاد.. 6

2-2- روش‌هایارزیابیکلاسیک.. 6

2-3- استفادهازمنابعاطلاعاتینشانگری.. 7

2-4- انتخاببهکمکنشانگر.. 8

2-5- چندشکلي‌هايتکنوکلئوتيدي.. 9

2-6- ميکروتراشه‌هایDNA.. 9

2-7- انتخابژنومی.. 10

2-8- مزایایانتخابژنومی.. 13

2-9- روش‌هايآماريپيش‌بينيژنومي.. 13

2-10- روش‌هایبیزیدرانتخابژنومی.. 16

2-11- استنباطژنوتيپي.. 17

2-11-1- استنباطمبتنيبرشجره.. 18

2-11-2- استنباطمبتنيبرساختارجمعيت.. 18

2-12- اصلاحنژادژنوميدرگوسفند.. 19

2-13- مروريبرنتايجبرخيمطالعاتانجامشده.. 20

فصلسوم.. 26

موادوروش‌ها.. 26

3-1- شبیه‌سازیژنوم.. 27

3-2- شبیه‌سازیجمعیت‌ها.. 27

3-3- محاسبهعدمتعادللینکاژی.. 27

3-4- صفاتموردمطالعه.. 28

3-5- سناریوهایموردآزمایش.. 29

3-5-1- توزیعاثراتQTL. 29

3-5-2- تعدادQTL. 29

3-5-3- وراثت‌پذیریصفت.. 29

3-5-4- تعدادمشاهدات.. 30

3-5-5- پایداریصحتپیش‌بینی‌ها.. 30

3-6- روش‌هایارزیابی.. 30

3-7- برآوردارزش‌هایاصلاحیژنومی.. 34

3-8- مقایسهصحتروش‌ها.. 34

3-9- استنباطژنوتیپی.. 34

3-10-1-روشتخصیصتصادفی.. 34

3-10-2- روشجنگلتصادفی.. 35

3-11- صحتاستنباطژنوتیپ.. 35

3-12- صحتپیش‌بینیارزش‌هایاصلاحیژنومیحاصلازژنوتیپاستنباطشده.. 36

فصلچهارم.. 37

نتایج.. 37

4-1- سطحعدمتعادللينکاژي.. 38

4-2- صحتارزيابي‌هادرسناريوهايمختلف.. 38

4-3- توزيعاثراتژني.. 39

4-4- تعدادQTL. 40

4-5- وراثت‌پذیریصفت.. 41

4-6- تعدادافرادجمعیتمرجع.. 44

4-7- پايداريصحتپيش‌بينيدرنسل‌هایجمعیتتايید.. 45

4-8- استنباطژنوتیپی.. 48

فصلپنجم.. 50

بحثونتیجه‌گیری.. 50

5-1- بحث.. 51

5-2- نتیجه‌گیری.. 60

5-3- پیشنهادها.. 61

منابعوماخذ.. 62

 

فهرست جداول

عنوان

شماره صفحه

جدول 4-1- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی روش‌هایمورد مطالعه در تعدادافرادمرجعووراثت‌پذیری‌هایمختلف

46

فهرست شکل‌ها

عنوان

شماره صفحه

شکل 2-1- فرایند انتخاب ژنومی

12

شکل 4-1- تغییرات عدم تعادل لینکاژی در نسل‌های مختلف جمعیتتاریخی

38

شکل 4-2- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت تعداد همزادان با استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در سه حالت توزیع اثرات ژنی یکنواخت، نرمال و گاما

39

شکل 4-3- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت زنده‌مانی با استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در سه حالت توزیع اثرات ژنی یکنواخت، نرمال و گاما

40

شکل 4-4- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت تعداد همزادان با استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در سه حالت توزیع اثرات ژنی یکنواخت، نرمال و گاما

41

شکل 4-5- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت زنده‌مانی با استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در سه حالت توزیع اثرات ژنی یکنواخت، نرمال و گاما

42

شکل 4-6- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای تعداد همزادان با استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در وراثت‌پذیری‌های مختلف و توزیع اثرات ژنی یکنواخت، نرمال و گاما

43

شکل 4-7- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت زنده‌مانیبا استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در وراثت‌پذیری‌هایمختلف و توزیع اثرات ژنی یکنواخت، نرمال و گاما

43

شکل 4-8- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت تعداد همزادان با استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در تعداد افراد مرجع و وراثت‌پذیری‌های مختلف

44

شکل 4-9- صحت ارزش‌های اصلاحی ژنومی برای صفت زنده‌مانیبا استفاده از روش‌های بیز A (BA)، بیز B (BB)، بیز C (BC)، بیز لاسو (BL)، رگرسیون ریج بیزی (BRR) در تعدادافرادمرجعووراثت‌پذیری‌هایمختلف

45

شکل 4-10- تابعیت صحت ارزش‌های اصلاحی روش‌هایمورد مطالعه به نسل (صفت تعداد همزادان)

47

شکل 4-11- تابعیت صحت ارزش‌های اصلاحی روش‌هایمورد مطالعه به نسل (صفت زنده‌مانی)

47

شکل 4-12- صحت استنباط ژنوتیپی با استفاده از روش‌های جنگل تصادفی و روش انتساب تصادفی در سطح مختلف عدم تعادل لینکاژی و درصدهای مختلف ژنوتیپ ازدست‌رفته

48

شکل 4-13- صحت ارزیابی ژنومی صفت تعداد همزادان درسطح مختلف عدم تعادل لینکاژی و درصدهای مختلف ژنوتیپ ازدست‌رفته استنباط شده با استفاده از روش‌های جنگل تصادفی و روش انتساب تصادفی.

49

شکل 4-13- صحت ارزیابی ژنومی صفت زنده‌مانی در سطح مختلف عدم تعادل لینکاژی و درصدهای مختلف ژنوتیپ ازدست‌رفته استنباط شده با استفاده از روش‌های جنگل تصادفی و روش انتساب تصادفی

49

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo