一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法，其推導(dǎo)是基于異源多倍體減數(shù)分裂過程中染色體的優(yōu)先配對現(xiàn)象；優(yōu)先配對包括三種類型；分別獲取：六條染色體兩兩優(yōu)先配對的1種情況，六條染色體中的兩條染色體優(yōu)先配對且其他四條染色體自由配對的6種情況，六條染色體全部隨機(jī)配對的8種情況；生成基于異源六倍體優(yōu)先配對因子的分子標(biāo)記共分離基礎(chǔ)模型，并建立共分離概率矩陣；根據(jù)概率矩陣中的每一個元素，構(gòu)建過渡矩陣；統(tǒng)計實際數(shù)據(jù)中每一種配子的真實數(shù)量，并根據(jù)可能的配子情況統(tǒng)計出M矩陣；根據(jù)總概率矩陣、過渡矩陣、M矩陣計算異源六倍體減數(shù)分裂過程中優(yōu)先配對因子的估算值；通過不斷迭代重新計算重組率r；以此構(gòu)建異源六倍體遺傳連鎖圖。
【專利說明】一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物建模【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多倍體在被子植物中是很常見的，大約有70%的被子植物在他們各自的進(jìn)化歷程中發(fā)生過多倍體化(Masterson, 1994)，多倍體化在植物進(jìn)化過程中起到了至關(guān)重要的作用。植物多倍體化被認(rèn)為是植物進(jìn)化的主要動力，因此多倍體研究對植物進(jìn)化研究具有指導(dǎo)意義。
[0003]多倍體按照起源可以分為同源多倍體和異源多倍體。同源多倍體的多個染色體組是由同一物種經(jīng)染色體加倍形成的；異源多倍體的染色體組由不同物種得來。根據(jù)同源染色體傾向于優(yōu)先配對的原則，多倍體的多條染色體在減數(shù)分裂過程中，異源多倍體的染色體會產(chǎn)生優(yōu)先配對現(xiàn)象。根據(jù)對多倍體染色體優(yōu)先配對因子的估算，有助于探究多倍體的物種起源，并且對多倍體的進(jìn)化研究有重要意義。
[0004]2001年國際上首次把優(yōu)先配對現(xiàn)象融入多倍體統(tǒng)計模型之中。但是在近10年，對多倍體優(yōu)先配對現(xiàn)象及優(yōu)先配對因子的估算，還僅僅停留在對四倍體的分析上，而對六倍體優(yōu)先配對因子的估算尚屬空白。其主要原因在于:現(xiàn)有估算四倍體優(yōu)先配對因子的模型僅僅涉及一個參數(shù)，估算系統(tǒng)相對簡單；而六倍體由于具有六條染色體，若想估算其優(yōu)先配對因子至少需要同時估算兩個參數(shù)，這就為估算增大了難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法，能夠?qū)Χ啾扼w優(yōu)先配對因子進(jìn)行估算。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提出了一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法，包括:
[0007]步驟1、根據(jù)異源六倍體的六條染色體兩兩優(yōu)先配對、兩條優(yōu)先配對四條隨機(jī)配對、六條全部隨機(jī)配對的三種配對方式，分別獲取:六條染色體兩兩優(yōu)先配對的I種情況，六條染色體中的兩條染色體優(yōu)先配對且其他四條染色體自由配對的6種情況，六條染色體全部隨機(jī)配對的8種情況；
[0008]步驟2、根據(jù)步驟I的三種配對方式，確定每種配對方式的單個親本的三倍體配子;
[0009]步驟3、針對每一種配對方式中的每一種情況分別構(gòu)建每一種配子產(chǎn)生的概率矩陣作為概率表；針對每一種情況的每一種配子產(chǎn)生的概率表，計算每一種配對方式中的全部配子的概率總表，作為六倍體優(yōu)先配對因子估算的基礎(chǔ)模型；根據(jù)每種配對方式的配子的概率總表，計算每一優(yōu)先配對情況下的配子產(chǎn)生概率，并針對所有配子生成總概率矩陣；
[0010]步驟4、根據(jù)總概率矩陣中的每一元素，構(gòu)建過渡矩陣；統(tǒng)計實際數(shù)據(jù)中每一種配子的真實數(shù)量，并根據(jù)可能的配子情況統(tǒng)計出M矩陣；通過迭代重新計算重組率r ；
[0011]步驟5、根據(jù)總概率矩陣、過渡矩陣、M矩陣計算異源六倍體減數(shù)分裂過程中優(yōu)先配對因子的估算值。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟2具體為:
[0013]步驟21、在異源六條染色體兩兩配對的15種配對方式下，每一種配對情況產(chǎn)生8種三倍體的配子，經(jīng)過合并共得到20種三倍體的配子:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種異源六倍體遺傳連鎖分析方法，其特征在于，包括: 步驟1、根據(jù)異源六倍體的六條染色體兩兩優(yōu)先配對、兩條優(yōu)先配對四條隨機(jī)配對、六條全部隨機(jī)配對的三種配對方式，分別獲取:六條染色體兩兩優(yōu)先配對的I種情況，六條染色體中的兩條染色體優(yōu)先配對且其他四條染色體自由配對的6種情況，六條染色體全部隨機(jī)配對的8種情況； 步驟2、根據(jù)步驟I的三種配對方式，確定每種配對方式的單個親本的三倍體配子；步驟3、針對每一種配對方式中的每一種情況分別構(gòu)建每一種配子產(chǎn)生的概率矩陣作為概率表；針對每一種情況的每一種配子產(chǎn)生的概率表,計算每一種配對方式中的全部配子的概率總表，作為六倍體優(yōu)先配對因子估算的基礎(chǔ)模型；根據(jù)每種配對方式的配子的概率總表，計算每一優(yōu)先配對情況下的配子產(chǎn)生概率，并針對所有配子生成總概率矩陣； 步驟4、根據(jù)總概率矩陣中的每一元素，構(gòu)建過渡矩陣；統(tǒng)計實際數(shù)據(jù)中每一種配子的真實數(shù)量，并根據(jù)可能的配子情況統(tǒng)計出M矩陣；通過迭代重新計算重組率r ； 步驟5、根據(jù)總概率矩陣、過渡矩陣、M矩陣計算六倍體減數(shù)分裂過程中優(yōu)先配對因子的估算值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異源六倍體遺傳連鎖分析方法，其特征在于，所述步驟2具體為: 步驟21、在六條染色體兩兩配對的15種配對方式下，每一種配對情況產(chǎn)生8種三倍體的配子，經(jīng)過合并共得到20種三倍體的配子:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異源六倍體遺傳連鎖分析方法，其特征在于，所述步驟3具體為: 步驟31、在六條染色體兩兩優(yōu)先配對的配對方式下，通過一條染色體上兩個標(biāo)記位點(diǎn)之間的重組率推導(dǎo)出20種配子的概率；這些概率是由重組率以及優(yōu)先配對因子決定的；步驟32、計算15種配對情況中的每一種配對情況的配子的概率矩陣:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異源六倍體遺傳連鎖分析方法，其特征在于，所述步驟4具體為: 步驟41、在六條染色體兩兩配對的配對方式下，根據(jù)所述概率總表計算20種配子的總概率矩陣P ;
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的異源六倍體遺傳連鎖分析方法，其特征在于，所述步驟5具體為: 步驟51、在六條染色體兩兩配對的配對方式下，根據(jù)P矩陣、Q矩陣、M矩陣、Ψ矩陣，計算所述配對方式下的優(yōu)先配對因子G1, θ2；
【文檔編號】G06F19/10GK103745134SQ201410009514
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】鄔榮領(lǐng), 李鑫, 龐曉明 申請人:北京林業(yè)大學(xué)