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一種基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號(hào):11991331閱讀:508來(lái)源:國(guó)知局
一種基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)及方法與流程
本發(fā)明屬于利用分子生物學(xué)DNA分子標(biāo)記進(jìn)行魚(yú)類繁殖時(shí)親本選擇的數(shù)據(jù)分析技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及到利用DNA分子標(biāo)記進(jìn)行聚類樹(shù)計(jì)算、近交系數(shù)和親緣系數(shù)計(jì)算、魚(yú)類繁殖的親本組合及組合評(píng)估,尤其指共顯性分子標(biāo)記(如微衛(wèi)星分子標(biāo)記(SSR或MS或SSLP或STR)、單核苷酸多態(tài)性(SNP))在魚(yú)類繁殖時(shí)的數(shù)據(jù)分析。

背景技術(shù):
利用分子標(biāo)記進(jìn)行魚(yú)類的遺傳育種,大體可以分為三個(gè)階段:第一采用分子標(biāo)記進(jìn)行遺傳背景分析,根據(jù)遺傳背景進(jìn)行親本選擇和繁殖配組;第二,通過(guò)構(gòu)建遺傳連鎖圖譜和對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行數(shù)量性狀定位(QTL)分析,獲得決定數(shù)量性狀的標(biāo)記或基因,進(jìn)行分子標(biāo)記輔助選擇(MAS);第三,通過(guò)對(duì)全基因分析和轉(zhuǎn)錄分析,基于基因組或轉(zhuǎn)錄組在全基因組范圍內(nèi)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)育種(孫效文等,2010)。后兩個(gè)階段的應(yīng)用中需要對(duì)研究的物種進(jìn)行深入的遺傳和分子生物學(xué)研究,對(duì)大部分物種(特別是魚(yú)類)來(lái)說(shuō)應(yīng)用有限,而第一階段所采用的技術(shù)手段相對(duì)簡(jiǎn)單,不需要深入的遺傳學(xué)分析,只需一定數(shù)量的多態(tài)性分子標(biāo)記即可進(jìn)行育種應(yīng)用。在第一階段的魚(yú)類遺傳育種應(yīng)用中,孫效文等設(shè)計(jì)了基于遺傳背景的群體選育、家系選育和群體遺傳結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù),將微衛(wèi)星分子標(biāo)記(SSR)應(yīng)用到鯉的分子育種中,成功獲得鯉的新品系(ZL2007710144365.1)?;谶z傳背景分析的應(yīng)用中,還包括通過(guò)分子標(biāo)記計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù),通過(guò)親緣系數(shù)進(jìn)行繁殖親本的選擇(Ballou&Lacy,1996;Doyleet.al.,2001;Sekino,2004)和進(jìn)行養(yǎng)殖群體的遺傳管理(Ashieet.al.,2000;Javieret.al.,2006;Norriset.al.,2000;Panteet.al.,2001;Sanchezet.al.,2003;Yaiselet.al.,2001),以及評(píng)估個(gè)體間親緣系數(shù)和近交系數(shù)對(duì)性狀的影響等(Amoset.al.,2001;Fessehayeet.al.,2009;Suet.al.,1996)。親緣系數(shù)、近交系數(shù)等還可以應(yīng)用在種群的遺傳結(jié)構(gòu)分析上(Ballouxet.al.,2004;Ritlandet.al.,2004;Saleet.al.,2004;Sweigartet.al.,1999),因此利用分子標(biāo)記進(jìn)行遺傳背景的分析具有廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
現(xiàn)有基于遺傳背景的分析,主要包括親緣系數(shù)、近交系數(shù)、遺傳距離及遺傳距離聚類樹(shù)的計(jì)算等,采用這四個(gè)參數(shù)已在魚(yú)類的遺傳育種、養(yǎng)殖群體的遺傳管理及種群的遺傳結(jié)構(gòu)分析上得到了應(yīng)用,但尚未形成根據(jù)分子標(biāo)記進(jìn)行親緣系數(shù)、近交系數(shù)的計(jì)算,及魚(yú)類繁殖時(shí)的親本選擇、親本組合、及組合評(píng)估的數(shù)據(jù)分析的自動(dòng)處理工具,為解決此問(wèn)題,本發(fā)明提出了基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)及方法。本發(fā)明所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)由以下部分組成:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置,用于將分子標(biāo)記凝膠電泳分析軟件獲得的結(jié)果轉(zhuǎn)換成0/1矩陣格式;格式轉(zhuǎn)換裝置,用于常用群體遺傳學(xué)分析軟件輸入數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換;構(gòu)建聚類樹(shù)裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件構(gòu)建個(gè)體間聚類樹(shù);遺傳距離計(jì)算裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件進(jìn)行個(gè)體間的遺傳距離計(jì)算;近交系數(shù)計(jì)算裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體的近交系數(shù)計(jì)算;親緣系數(shù)計(jì)算裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體間的親緣系數(shù)計(jì)算;群體繁殖親本選擇裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的群體繁殖親本選擇;家系繁殖親本選擇裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的家系繁殖親本選擇;家系繁殖組合裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)評(píng)估的家系繁殖親本組合;群體繁殖組合裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)進(jìn)行的群體繁殖組合。上述遺傳距離計(jì)算裝置由下述模塊組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊;調(diào)用格式轉(zhuǎn)換裝置將個(gè)體的基因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為phylip軟件所需輸入的數(shù)據(jù)格式的模塊,所述數(shù)據(jù)格式為個(gè)體的基因頻率數(shù)據(jù)格式;針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用gendist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的模塊;針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用restdist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的模塊;所述近交系數(shù)計(jì)算裝置由以下模塊組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊;計(jì)算等位基因頻率的模塊;針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Ritland(1996)或Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的模塊;針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Dasmahapatra(2007)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的模塊;將計(jì)算獲得的所有近交系數(shù)輸出到文件的模塊;所述親緣系數(shù)計(jì)算裝置由下述模塊組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊;計(jì)算等位基因頻率的模塊;針對(duì)共顯性標(biāo)記,采用Ritlang(1996)或Lynch&Ritland(1999)的計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的模塊;將計(jì)算獲得的所有親緣系數(shù)輸出到文件的模塊;所述群體繁殖親本選擇裝置由下述模塊組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的模塊,即根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)選擇平均親緣系數(shù)最小的前M個(gè)體,M表示所需要選擇的個(gè)體數(shù)量;所述家系繁殖親本選擇裝置由下述模塊組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的模塊;所述家系繁殖組合裝置由下述模塊組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的模塊;調(diào)用家系繁殖親本選擇裝置、獲得相應(yīng)的家系繁殖親本的模塊;調(diào)用遺傳距離計(jì)算裝置、計(jì)算獲得所有個(gè)體間的遺傳距離的模塊;根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的模塊;所述群體繁殖組合裝置由以下模塊組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體分組的模塊;調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、計(jì)算獲得個(gè)體間的親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)進(jìn)行親本組合的模塊。上述根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的模塊進(jìn)一步包括:標(biāo)記個(gè)體的平均親緣系數(shù)選擇平均親緣系數(shù)最小的前M個(gè)體的單元,M表示所需要選擇的個(gè)體數(shù)量;計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù)的單元;獲得選擇的M個(gè)個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù)的單元,所述遺傳多樣性參數(shù)包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;將選擇的M個(gè)個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)mki和近交系數(shù)輸出到文件的單元;輸出選擇個(gè)體、剩余個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)到文件的單元。上述根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的模塊進(jìn)一步包括:?jiǎn)卧?、用于選擇平均親緣系數(shù)最小的一個(gè)雌性個(gè)體和平均親緣系數(shù)最小的雄性個(gè)體組成一個(gè)組合;單元二、用于判斷選擇的組合數(shù)是否已達(dá)到所要選擇的家系數(shù)量M,如果不滿足,則調(diào)用單元三,否則調(diào)用單元四;單元三、將剩余的個(gè)體作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)集,重復(fù)執(zhí)行根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟,然后調(diào)用單元一;單元四、用于針對(duì)M個(gè)組合,根據(jù)Ritlang(1996)或者Lynch&Ritlang(1999)的近交系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù);單元五、用于計(jì)算選擇的M個(gè)雌性個(gè)體、M個(gè)雄性個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù),包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;單元六、用于將選擇的M個(gè)組合雌雄個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)、近交系數(shù)和雌雄個(gè)體間的親緣系數(shù)輸出到文件,將選擇的雌性個(gè)體、雄性個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)輸出到文件。上述根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的模塊進(jìn)一步包括:用于刪除在同一個(gè)聚類樹(shù)分組的個(gè)體組合的單元;用于利用遺傳距離計(jì)算裝置計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的單元;用于刪除雌雄個(gè)體間遺傳距離不在“閾值”范圍內(nèi)的組合的單元,不同物種在閾值的設(shè)定上有不同要求,需進(jìn)行前期的實(shí)驗(yàn)確定,如鏡鯉遺傳距離閾值設(shè)定為0.5~0.7;用于輸出所選擇的每對(duì)組合的雌雄個(gè)體名稱、雌雄個(gè)體的近交系數(shù)、雌雄個(gè)體間的遺傳距離和親緣系數(shù)的單元。本發(fā)明所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法包括下述步驟:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟,用于將分子標(biāo)記凝膠電泳分析軟件獲得的結(jié)果轉(zhuǎn)換成0/1矩陣格式;格式轉(zhuǎn)換步驟,用于常用群體遺傳學(xué)分析軟件輸入數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換;構(gòu)建聚類樹(shù)步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件構(gòu)建個(gè)體間聚類樹(shù);遺傳距離計(jì)算步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件進(jìn)行個(gè)體間的遺傳距離計(jì)算;近交系數(shù)計(jì)算步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體的近交系數(shù)計(jì)算;親緣系數(shù)計(jì)算步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體間的親緣系數(shù)計(jì)算;群體繁殖親本選擇步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的群體繁殖親本選擇;家系繁殖親本選擇步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的家系繁殖親本選擇;家系繁殖組合步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)評(píng)估的家系繁殖親本組合;群體繁殖組合步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)進(jìn)行的群體繁殖親本組合。上述遺傳距離計(jì)算步驟由下述步驟組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的步驟,調(diào)用格式轉(zhuǎn)換步驟將個(gè)體的基因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為phylip軟件所需輸入的數(shù)據(jù)格式的步驟,所述數(shù)據(jù)格式為個(gè)體的基因頻率數(shù)據(jù)格式,針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用gendist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的步驟,針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用restdist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的步驟;所述近交系數(shù)計(jì)算步驟由以下步驟組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的步驟,計(jì)算等位基因頻率的步驟,針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Ritland(1996)或Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的步驟,針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Dasmahapatra(2007)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的步驟,將計(jì)算獲得的所有近交系數(shù)輸出到文件的步驟;所述親緣系數(shù)計(jì)算步驟由下述步驟組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的步驟,計(jì)算等位基因頻率的步驟,針對(duì)共顯性標(biāo)記,采用Ritlang(1996)或Lynch&Ritland(1999)的計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的步驟,將計(jì)算獲得的所有親緣系數(shù)輸出到文件的步驟;所述群體繁殖親本選擇步驟由下述步驟組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的步驟,根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟,根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的步驟;所述家系繁殖親本選擇步驟由下述步驟組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的步驟,根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟,根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的步驟;所述家系繁殖組合步驟由下述步驟組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的步驟,調(diào)用家系繁殖親本選擇步驟、獲得相應(yīng)的家系繁殖親本的步驟,調(diào)用遺傳距離計(jì)算步驟、計(jì)算獲得所有個(gè)體間的遺傳距離的步驟,根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的步驟;所述群體繁殖組合步驟由以下步驟組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體分組的步驟,調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、計(jì)算獲得個(gè)體間的親緣系數(shù)的步驟,根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)的步驟,根據(jù)組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)進(jìn)行親本組合的步驟。上述根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的步驟進(jìn)一步包括如下步驟:標(biāo)記個(gè)體的平均親緣系數(shù)選擇平均親緣系數(shù)最小的前M個(gè)體的步驟,M表示所需要選擇的個(gè)體數(shù)量;計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù)的步驟;獲得選擇的M個(gè)個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù)的步驟,所述遺傳多樣性參數(shù)包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;將選擇的M個(gè)個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)mki和近交系數(shù)輸出到文件的步驟;輸出選擇個(gè)體、剩余個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)到文件的步驟。上述根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的步驟包括如下步驟:步驟A1、選擇平均親緣系數(shù)最小的一個(gè)雌性個(gè)體和平均親緣系數(shù)最小的雄性個(gè)體組成一個(gè)組合;步驟A2、判斷選擇的組合數(shù)是否已達(dá)到所要選擇的家系數(shù)量M,如果不滿足,則執(zhí)行步驟A3,否則執(zhí)行步驟A4;步驟A3、將剩余的個(gè)體作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)集,重復(fù)執(zhí)行根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟,然后執(zhí)行步驟A1;步驟A4、針對(duì)M個(gè)組合,根據(jù)Ritlang(1996)或者Lynch&Ritlang(1999)的近交系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù);步驟A5、計(jì)算選擇的M個(gè)雌性個(gè)體、M個(gè)雄性個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù),包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;步驟A6、將選擇的M個(gè)組合雌雄個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)、近交系數(shù)和雌雄個(gè)體間的親緣系數(shù)輸出到文件,將選擇的雌性個(gè)體、雄性個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)輸出到文件。上述根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的步驟的過(guò)程為:步驟B1、刪除在同一個(gè)聚類樹(shù)分組的個(gè)體組合;步驟B2、利用遺傳距離計(jì)算裝置計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離;步驟B3、刪除雌雄個(gè)體間遺傳距離不在“閾值”范圍內(nèi)的組合,不同物種在閾值的設(shè)定上有不同要求,需進(jìn)行前期的實(shí)驗(yàn)確定,如鏡鯉遺傳距離閾值設(shè)定為0.5~0.7;步驟B4、輸出所選擇的每對(duì)組合的雌雄個(gè)體名稱、雌雄個(gè)體的近交系數(shù)、雌雄個(gè)體間的遺傳距離和親緣系數(shù)。親緣系數(shù)和近交系數(shù)主要有四種方法(Queller&Goodnight1989;Ritlandet.al1996;Lynch&Ritlan1999;Wanget.al2002),本發(fā)明采用其中兩種方法用于共顯性標(biāo)記的親緣系數(shù)和近交系數(shù)的計(jì)算,分別為Ritland(1996)和Lynch&Ritlang(1999)所述的計(jì)算方法,顯性標(biāo)記的近交系數(shù)計(jì)算方法采用Dasmahapatra(2007)的計(jì)算方法,遺傳距離和聚類樹(shù)計(jì)算采用phylip軟件包進(jìn)行計(jì)算。為了解決利用分子標(biāo)記進(jìn)行魚(yú)類遺傳育種和養(yǎng)殖群體的遺傳管理時(shí)的數(shù)據(jù)分析問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇計(jì)算機(jī)裝置,用于根據(jù)分子標(biāo)記數(shù)據(jù),進(jìn)行個(gè)體遺傳距離、親緣系數(shù)、近交系數(shù)等遺傳背景數(shù)據(jù)分析,及根據(jù)個(gè)體的遺傳背景數(shù)據(jù)進(jìn)行親本選擇、親本組合及組合評(píng)估的數(shù)據(jù)分析及魚(yú)類親本的自動(dòng)選擇,為解決魚(yú)類遺傳育種和生產(chǎn)過(guò)程中避免近交交配引起性狀衰退,保持品種優(yōu)良特性,及為種群的群體遺傳學(xué)分析等提供分析工具。本發(fā)明通過(guò)整合phylip軟件的遺傳距離和聚類計(jì)算功能,利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)、個(gè)體間的親緣系數(shù)和遺傳距離,實(shí)現(xiàn)了魚(yú)類繁殖時(shí)親本選擇、親本組合及組合評(píng)估的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理過(guò)程,避免了因近親交配引起的性狀衰退問(wèn)題。本發(fā)明可應(yīng)用于魚(yú)類的遺傳選育、養(yǎng)殖群體的遺傳管理和魚(yú)類種質(zhì)管理等方面。本發(fā)明整合的群體遺傳學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件輸入格式轉(zhuǎn)換、個(gè)體近交系數(shù)、個(gè)體間親緣系數(shù)的計(jì)算等功能也可以應(yīng)用于分子標(biāo)記的遺傳多樣性及遺傳結(jié)構(gòu)等群體遺傳學(xué)分析、種質(zhì)資源分析和管理等方面。附圖說(shuō)明圖1是采用Ritland(1996)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的流程示意圖。圖2是采用Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的流程示意圖。圖3是采用Dasmahapatra(2007)的公式計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的流程示意圖。圖4是表示6個(gè)個(gè)體的電泳條帶情況,顯性標(biāo)記。圖5是表示6個(gè)個(gè)體的電泳條帶情況,共顯性標(biāo)記。圖6是根據(jù)Ritlang(1996)計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的流程示意圖。圖7是根據(jù)Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的流程示意圖。圖8是利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的群體繁殖親本選擇的流程示意圖。圖9是計(jì)算選擇的M個(gè)個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù)的流程示意圖。圖10是利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的家系繁殖親本選擇的流程示意圖。圖11是讀取個(gè)體的性別數(shù)據(jù)的流程示意圖。圖12是利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)評(píng)估的群體繁殖親本組合的流程示意圖。圖13是讀取聚類樹(shù)文件的流程示意圖。圖14將讀取的聚類樹(shù)文件圖形化的流程,將聚類樹(shù)圖形化顯示,以方便分組。圖15是圖14中對(duì)每個(gè)子節(jié)點(diǎn)遞歸執(zhí)行子節(jié)點(diǎn)畫(huà)圖流程的流程圖。圖16是根據(jù)聚類樹(shù)分組的流程示意圖。圖17是根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果及性別數(shù)據(jù),獲得每個(gè)分組的雌雄個(gè)體的流程示意圖。圖18是根據(jù)個(gè)體間的親緣系數(shù)計(jì)算組間雌雄的親緣系數(shù)平均值的流程示意圖。圖19利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)評(píng)估的家系繁殖親本組合的流程示意圖。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一、本實(shí)施方式所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)由以下部分組成:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置,用于將分子標(biāo)記凝膠電泳分析軟件獲得的結(jié)果轉(zhuǎn)換成0/1矩陣格式;格式轉(zhuǎn)換裝置,用于常用群體遺傳學(xué)分析軟件輸入數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換;構(gòu)建聚類樹(shù)裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件構(gòu)建個(gè)體間聚類樹(shù);遺傳距離計(jì)算裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件進(jìn)行個(gè)體間的遺傳距離計(jì)算;近交系數(shù)計(jì)算裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體的近交系數(shù)計(jì)算;親緣系數(shù)計(jì)算裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體間的親緣系數(shù)計(jì)算;群體繁殖親本選擇裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的群體繁殖親本選擇;家系繁殖親本選擇裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的家系繁殖親本選擇;家系繁殖組合裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)評(píng)估的家系繁殖親本組合;群體繁殖組合裝置,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)進(jìn)行的群體繁殖組合。本實(shí)施方式所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置、格式轉(zhuǎn)換裝置、構(gòu)建聚類樹(shù)裝置及遺傳距離計(jì)算裝置均為現(xiàn)有技術(shù),例如,可以采用公開(kāi)號(hào)為CN100578517C的發(fā)明專利中記載的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式二、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述遺傳距離計(jì)算裝置由下述模塊組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊;調(diào)用格式轉(zhuǎn)換裝置將個(gè)體的基因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為phylip軟件所需輸入的數(shù)據(jù)格式的模塊,所述數(shù)據(jù)格式為個(gè)體的基因頻率數(shù)據(jù)格式;針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用gendist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的模塊;針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用restdist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的模塊。本實(shí)施方式是利用Phylip軟件包的gendist程序處理共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),restdist程序處理顯性標(biāo)記數(shù)據(jù)。參見(jiàn)圖4和5所示,表示的是6個(gè)個(gè)體的電泳條帶情況,其中圖4表示的是顯性標(biāo)記,圖5表示的是共顯性標(biāo)記。本實(shí)施方式所述的讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊可以采用公開(kāi)號(hào)為CN100578517C的發(fā)明專利中所記載的讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式三、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述近交系數(shù)計(jì)算裝置由以下模塊組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊;計(jì)算等位基因頻率的模塊;針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Ritland(1996)或Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的模塊;針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Dasmahapatra(2007)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的模塊;將計(jì)算獲得的所有近交系數(shù)輸出到文件的模塊。具體實(shí)施方式四、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述親緣系數(shù)計(jì)算裝置由下述模塊組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的模塊;計(jì)算等位基因頻率的模塊;針對(duì)共顯性標(biāo)記,采用Ritlang(1996)或Lynch&Ritland(1999)的計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的模塊;將計(jì)算獲得的所有親緣系數(shù)輸出到文件的模塊。具體實(shí)施方式五、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述群體繁殖親本選擇裝置由下述模塊組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的模塊,即標(biāo)記個(gè)體的平均親緣系數(shù)選擇平均親緣系數(shù)最小的前M個(gè)個(gè)體,M表示所需要選擇的個(gè)體數(shù)量。具體實(shí)施方式六、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式五所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的模塊采用公式實(shí)現(xiàn),所述mki為第i個(gè)個(gè)體的平均親緣系數(shù);其中,N表示個(gè)體的總數(shù),fij表示個(gè)體i與個(gè)體j之間的親緣系數(shù)。具體實(shí)施方式七、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式五所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的模塊進(jìn)一步包括:根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)選擇平均親緣系數(shù)最小的前M個(gè)體的單元,M表示所需要選擇的個(gè)體數(shù)量;計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù)的單元;獲得選擇的M個(gè)個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù)的單元,所述遺傳多樣性參數(shù)包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)等位基因、觀測(cè)雜合讀、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;將選擇的M個(gè)個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)mki和近交系數(shù)輸出到文件的單元;輸出選擇個(gè)體、剩余個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)到文件的單元。具體實(shí)施方式八、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述家系繁殖親本選擇裝置由下述模塊組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的模塊。具體實(shí)施方式九、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式八所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的模塊進(jìn)一步包括:從0/1矩陣基因型文件中讀取基因型數(shù)據(jù)的單元;計(jì)算等位基因頻率的單元;讀取個(gè)體的性別數(shù)據(jù)的單元;根據(jù)個(gè)體的性別數(shù)據(jù)獲得雄性、雌性個(gè)體分組的單元;根據(jù)Ritland(1996)或Lynch&Ritland(1999)的公式計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的單元。具體實(shí)施方式十、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式八所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的模塊進(jìn)一步包括:?jiǎn)卧?、用于選擇平均親緣系數(shù)最小的一個(gè)雌性個(gè)體和平均親緣系數(shù)最小的雄性個(gè)體組成一個(gè)組合;單元二、用于判斷選擇的組合數(shù)是否已達(dá)到所要選擇的家系數(shù)量M,如果不滿足,則調(diào)用單元三,否則調(diào)用單元四;單元三、將剩余的個(gè)體作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)集,重復(fù)執(zhí)行根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟,然后調(diào)用單元一;單元四、用于針對(duì)M個(gè)組合,根據(jù)Ritlang(1996)或者Lynch&Ritlang(1999)的近交系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù);單元五、用于計(jì)算選擇的M個(gè)雌性個(gè)體、M個(gè)雄性個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù),所述遺傳多樣性參數(shù)包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;單元六、用于將選擇的M個(gè)組合雌雄個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)、近交系數(shù)和雌雄個(gè)體間的親緣系數(shù)輸出到文件,將選擇的雌性個(gè)體、雄性個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)輸出到文件。具體實(shí)施方式十一、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述家系繁殖組合裝置由下述模塊組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的模塊;調(diào)用家系繁殖親本選擇裝置、獲得相應(yīng)的家系繁殖親本的模塊;調(diào)用遺傳距離計(jì)算裝置、計(jì)算獲得所有個(gè)體間的遺傳距離的模塊;根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的模塊。具體實(shí)施方式十二、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的模塊進(jìn)一步包括:讀取聚類樹(shù)文件的單元;讀取性別數(shù)據(jù)文件的單元;制作圖形顯示聚類樹(shù)的單元;根據(jù)聚類樹(shù)劃分組,將同一聚類樹(shù)分析的個(gè)體作為同一組的單元;根據(jù)聚類樹(shù)分組及性別數(shù)據(jù),獲得每個(gè)分組的雌雄個(gè)體的單元。具體實(shí)施方式十三、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的模塊進(jìn)一步包括:用于刪除在同一個(gè)聚類樹(shù)分組的個(gè)體組合的單元;用于利用遺傳距離計(jì)算裝置計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的單元;用于刪除雌雄個(gè)體間遺傳距離不在“閾值”范圍內(nèi)的組合的單元,不同物種在閾值的設(shè)定上有不同要求,需進(jìn)行前期的實(shí)驗(yàn)確定,如鏡鯉遺傳距離閾值設(shè)定為0.5~0.7;用于輸出所選擇的每對(duì)組合的雌雄個(gè)體名稱、雌雄個(gè)體的近交系數(shù)、雌雄個(gè)體間的遺傳距離和親緣系數(shù)的單元。具體實(shí)施方式十四、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述群體繁殖組合裝置由以下模塊組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體分組的模塊;調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算裝置、計(jì)算獲得個(gè)體間的親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)的模塊;根據(jù)組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)進(jìn)行親本組合的模塊。具體實(shí)施方式十五、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十四所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體分組的模塊是用于將同一聚類樹(shù)分枝的個(gè)體分成同1個(gè)聚類樹(shù)組的單元,并根據(jù)性別將聚類樹(shù)組分成雄性個(gè)體組和雌性個(gè)體組。該模塊可進(jìn)一步包括:用于讀取聚類樹(shù)文件的單元;用于讀取性別數(shù)據(jù)文件的單元;用于將讀取的聚類樹(shù)文件采用圖形顯示的單元;用于根據(jù)聚類樹(shù)劃分組,將同一聚類樹(shù)分析的個(gè)體作為同一組的單元;用于根據(jù)聚類樹(shù)分組及性別數(shù)據(jù),獲得每個(gè)分組的雌雄個(gè)體的單元。具體實(shí)施方式十六、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十四所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇系統(tǒng)的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)進(jìn)行親本組合的模塊進(jìn)一步包括:用于根據(jù)組間雌雄群體的親緣系數(shù)均值對(duì)群體繁殖親本組合進(jìn)行評(píng)估和選擇,優(yōu)先選擇親緣系數(shù)均值最小的雌雄群體組合的單元;用于輸出每個(gè)分組包含的雌雄個(gè)體名稱,組間雌雄群體的親緣系數(shù)均值的單元。具體實(shí)施方式十七、本實(shí)施方式所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法包括下述步驟:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟,用于將分子標(biāo)記凝膠電泳分析軟件獲得的結(jié)果轉(zhuǎn)換成0/1矩陣格式;格式轉(zhuǎn)換步驟,用于常用群體遺傳學(xué)分析軟件輸入數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換;構(gòu)建聚類樹(shù)步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件構(gòu)建個(gè)體間聚類樹(shù);遺傳距離計(jì)算步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)采用phylip軟件進(jìn)行個(gè)體間的遺傳距離計(jì)算;近交系數(shù)計(jì)算步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體的近交系數(shù)計(jì)算;親緣系數(shù)計(jì)算步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體間的親緣系數(shù)計(jì)算;群體繁殖親本選擇步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的群體繁殖親本選擇;家系繁殖親本選擇步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行基于親緣系數(shù)的家系繁殖親本選擇;家系繁殖組合步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)評(píng)估的家系繁殖親本組合;群體繁殖組合步驟,用于利用分子標(biāo)記數(shù)據(jù)、個(gè)體的性別數(shù)據(jù)、個(gè)體聚類樹(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳距離聚類樹(shù)結(jié)合親緣系數(shù)進(jìn)行的群體繁殖親本組合。本實(shí)施方式中,家系繁殖親本選擇步驟可以采用圖10所示的流程實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式十八、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述遺傳距離計(jì)算步驟由下述步驟組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的步驟;調(diào)用格式轉(zhuǎn)換步驟將個(gè)體的基因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為phylip軟件所需輸入的數(shù)據(jù)格式的步驟,所述數(shù)據(jù)格式為個(gè)體的基因頻率數(shù)據(jù)格式;針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用gendist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的步驟;針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),調(diào)用restdist程序計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離的步驟。本實(shí)施方式是利用Phylip軟件包的gendist程序處理共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),restdist程序處理顯性標(biāo)記數(shù)據(jù)。具體實(shí)施方式十九、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述近交系數(shù)計(jì)算步驟由以下步驟組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的步驟;計(jì)算等位基因頻率的步驟;針對(duì)共顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Ritland(1996)或Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的步驟;針對(duì)顯性標(biāo)記數(shù)據(jù),采用Dasmahapatra(2007)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的步驟;將計(jì)算獲得的所有近交系數(shù)輸出到文件的步驟。所述Ritland(1996)計(jì)算近交系數(shù)的步驟是基于公式:實(shí)現(xiàn),其中,pi′表示某一位點(diǎn)中第i個(gè)等位基因的基因頻率,δij表示個(gè)體在某一位點(diǎn)中含等位基因A的基因型純合情況,基因型的第一個(gè)等位基因?yàn)锳,第二個(gè)等位基因?yàn)锽,若A=B,即個(gè)體含等位基因A的基因型為純合,則δij=1,否則δij=0(即個(gè)體含等位基因A的基因型為雜合),n′表示該位點(diǎn)的等位基因數(shù)量;該公式采用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的流程參見(jiàn)圖1所示。所述Lynch&Ritland(1999)計(jì)算近交系數(shù)的步驟是采用公式實(shí)現(xiàn);該公式采用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的流程參見(jiàn)圖2所示。圖1和2所示的該流程中用變量freq表示等位基因頻率,用變量dij表示δij,參數(shù)loci[j].allelenum表示位點(diǎn)j的等位基因數(shù)量,inds[i].allelenum[j]表示個(gè)體i在位點(diǎn)j上等位基因數(shù)量,inds[i].allele[j][0]表示個(gè)體i在位點(diǎn)j的第1個(gè)等位基因,inds[i].allele[j][1]表示個(gè)體i在位點(diǎn)j上的第2個(gè)等位基因。所述Dasmahapatra(2007)計(jì)算個(gè)體的近交系數(shù)的步驟是采用公式實(shí)現(xiàn),其中,pi表示第i個(gè)位點(diǎn)上隱性等位基因(即空白條帶)的頻率,Pobs表示隱性等位基因的觀測(cè)值,Pexp表示隱性等位基因的期望值:其中n表示個(gè)體含有的條帶的總數(shù)量。上述過(guò)程采用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的流程參見(jiàn)圖3所示,該流程中,用變量Exp表示Pexp,采用變量freq表示隱性等位基因頻率,采用變量obs表示Pobs;具體實(shí)施方式二十、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述親緣系數(shù)計(jì)算步驟由下述步驟組成:讀取0/1矩陣數(shù)據(jù)格式基因型文件的步驟;計(jì)算等位基因頻率的步驟;針對(duì)共顯性標(biāo)記,采用Ritlang(1996)或Lynch&Ritland(1999)的計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的步驟;將計(jì)算獲得的所有親緣系數(shù)輸出到文件的步驟。所述采用Ritland(1996)計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的步驟可以采用公式實(shí)現(xiàn),其中,m表示位點(diǎn)的數(shù)量,h表示第h個(gè)位點(diǎn),第一個(gè)個(gè)體在第h個(gè)位點(diǎn)上的等位基因的序號(hào)用i,j表示,第二個(gè)個(gè)體在第h個(gè)位點(diǎn)上的等位基因的序號(hào)用k,l表示,nh表示第h位點(diǎn)的等位基因數(shù)量,phi和phj分別表示第h位點(diǎn)第i和第j個(gè)等位基因的頻率,δhik表示第一個(gè)個(gè)體在第h個(gè)位點(diǎn)的第i個(gè)等位基因與第二個(gè)個(gè)體在第h個(gè)位點(diǎn)的第k個(gè)等位基因的等位基因相似度,若第一個(gè)個(gè)體在第h個(gè)位點(diǎn)的第i等位基因與第二個(gè)個(gè)體在第h個(gè)位點(diǎn)的第k個(gè)等位基因的一致,則δhik=1,否則δhik=0,同理可以推斷δhil、δhjk和δhjl的值。上述公式可以采用圖6所示的流程實(shí)現(xiàn)。在圖6所示的流程圖中,采用變量d1、d2、d3和d4分別表示δhik、δhil、δhjk和δhjl,采用變量p1和p2分別表示第h位點(diǎn)的兩個(gè)等位基因的頻率phi和phj,R[j][k]表示第j個(gè)個(gè)體和第k個(gè)個(gè)體之間的親緣系數(shù),j、l、k、Coef和W均為計(jì)算過(guò)程的中間變量,其中j和k表示個(gè)體的序號(hào),l表示位點(diǎn)的序號(hào),an表示位點(diǎn)的等位基因數(shù)量,locinum表示位點(diǎn)的數(shù)量m,indnum表示個(gè)體的總數(shù)量。采用Lynch&Ritland(1999)計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)的步驟可以采用公式實(shí)現(xiàn)。上述公式可采用圖7所示的流程實(shí)現(xiàn)。公式中參數(shù)δhik、δhil、δhjk、δhjl與前面公式中同名參數(shù)含義相同,在圖7所示的流程圖中,采用變量d1、d2、d3、d4和d5分別表示δhik、δhil、δhjk、δhjl和δhij,locinum表示位點(diǎn)的數(shù)量m,indnum表示個(gè)體的總數(shù)量,j、l、k、Coef和W均為計(jì)算過(guò)程的中間變量,其中j和k表示個(gè)體的序號(hào),l表示位點(diǎn)的序號(hào),采用變量a1和a2表示第j個(gè)個(gè)體在l位點(diǎn)的兩個(gè)等位基因,采用變量a3和a4分別表示第k個(gè)個(gè)體在l位點(diǎn)的兩個(gè)等位基因;采用變量p1和p2分別表示等位基因a1和a2的頻率。具體實(shí)施方式二十一、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述群體繁殖親本選擇步驟由下述步驟組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的步驟;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟;根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的步驟。本實(shí)施方式中所述的群體繁殖親本選擇步驟可以采用圖8所示的流程實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式二十二、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二十一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟為:通過(guò)公式計(jì)算獲得第i個(gè)個(gè)體的平均親緣系數(shù)mki:其中,N表示個(gè)體的總數(shù),fij表示個(gè)體i與個(gè)體j之間的親緣系數(shù)。具體實(shí)施方式二十三、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二十一所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇步驟的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)進(jìn)行群體繁殖時(shí)親本選擇的步驟進(jìn)一步包括如下步驟:標(biāo)記個(gè)體的平均親緣系數(shù)選擇平均親緣系數(shù)最小的前M個(gè)體的步驟,M表示所需要選擇的個(gè)體數(shù)量;計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù)的步驟;獲得選擇的M個(gè)個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù)的步驟,所述遺傳多樣性參數(shù)包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;將選擇的M個(gè)個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)mki和近交系數(shù)輸出到文件的步驟;輸出選擇個(gè)體、剩余個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)到文件的步驟。本實(shí)施方式中,獲得選擇的M個(gè)個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù)的步驟可以采用參見(jiàn)圖9所示的流程實(shí)現(xiàn)。該流程圖中,參數(shù)loci[j].allelenum表示位點(diǎn)j的等位基因數(shù)量,參數(shù)Inds[m].allelenum[j]表示個(gè)體m在位點(diǎn)j的等位基因數(shù),參數(shù)pk表示位點(diǎn)j中第k個(gè)等位基因的基因頻率,參數(shù)ph表示位點(diǎn)j中第h個(gè)等位基因的基因頻率;參數(shù)a0表示觀測(cè)等位基因,參數(shù)ae表示期望等位基因數(shù),參數(shù)he表示期望雜合度,參數(shù)ho表示觀測(cè)雜合度,參數(shù)PIC表示多態(tài)性信息含量。具體實(shí)施方式二十四、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述家系繁殖親本選擇步驟由下述步驟組成:調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的步驟;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算個(gè)體的平均親緣系數(shù)的步驟;根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的步驟。具體實(shí)施方式二十五、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二十四所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、獲得個(gè)體間親緣系數(shù)的步驟的過(guò)程為:從0/1矩陣基因型文件中讀取基因型數(shù)據(jù);計(jì)算等位基因頻率;讀取個(gè)體的性別數(shù)據(jù);根據(jù)個(gè)體的性別數(shù)據(jù)獲得雄性、雌性個(gè)體分組;根據(jù)Ritland(1996)或Lynch&Ritland(1999)的公式計(jì)算個(gè)體間的親緣系數(shù)。本實(shí)施方式中,所述的讀取個(gè)體的性別數(shù)據(jù)的過(guò)程可以采用圖11所示流程實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式二十六、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二十四所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體的平均親緣系數(shù)和個(gè)體的性別數(shù)據(jù)進(jìn)行家系繁殖時(shí)親本選擇的步驟包括如下步驟:步驟A1、選擇平均親緣系數(shù)最小的一個(gè)雌性個(gè)體和平均親緣系數(shù)最小的雄性個(gè)體組成一個(gè)組合;步驟A2、判斷選擇的組合數(shù)是否已達(dá)到所要選擇的家系數(shù)量M,如果不滿足,則執(zhí)行步驟A3,否則執(zhí)行步驟A4;步驟A3、將剩余的個(gè)體作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)集,然后執(zhí)行步驟A1;步驟A4、針對(duì)M個(gè)組合,根據(jù)Ritlang(1996)或者Lynch&Ritlang(1999)的近交系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)個(gè)體的近交系數(shù);步驟A5、計(jì)算選擇的M個(gè)雌性個(gè)體、M個(gè)雄性個(gè)體、剩余個(gè)體和全部個(gè)體的遺傳多樣性參數(shù),包括觀測(cè)等位基因、期望等位基因、觀測(cè)雜合度、期望雜合度和多態(tài)性信息含量PIC;步驟A6、將選擇的M個(gè)組合雌雄個(gè)體的名稱、平均親緣系數(shù)、近交系數(shù)和雌雄個(gè)體間的親緣系數(shù)輸出到文件,將選擇的雌性個(gè)體、雄性個(gè)體的基因型及遺傳多樣性參數(shù)輸出到文件。具體實(shí)施方式二十七、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述家系繁殖組合步驟由下述步驟組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的步驟;調(diào)用家系繁殖親本選擇步驟、獲得相應(yīng)的家系繁殖親本的步驟;調(diào)用遺傳距離計(jì)算步驟、計(jì)算獲得所有個(gè)體間的遺傳距離的步驟;根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的步驟。本實(shí)施方式可以采用圖19所示的流程實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式二十八、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的步驟為:讀取聚類樹(shù)文件的步驟;讀取性別數(shù)據(jù)文件的步驟;制作圖形顯示聚類樹(shù)的步驟;根據(jù)聚類樹(shù)劃分組,將同一聚類樹(shù)分枝的個(gè)體作為同一組的步驟;根據(jù)聚類樹(shù)分組及性別數(shù)據(jù),獲得每個(gè)分組內(nèi)的雌雄個(gè)體的步驟。本實(shí)施方式中,讀取性別數(shù)據(jù)文件的步驟可采用圖11所示的流程實(shí)現(xiàn)。讀取聚類樹(shù)文件的步驟可采用圖13所示的流程實(shí)現(xiàn)。制作圖形顯示聚類樹(shù)的步驟可采用圖14所示的流程實(shí)現(xiàn),其中對(duì)每個(gè)子節(jié)點(diǎn)遞歸執(zhí)行子節(jié)點(diǎn)畫(huà)圖流程的流程圖可以采用圖15所示的流程實(shí)現(xiàn)。根據(jù)聚類樹(shù)劃分組,將同一聚類樹(shù)分枝的個(gè)體作為同一組的步驟可以采用圖16所示的流程實(shí)現(xiàn)。所有g(shù)roup值相等的葉子節(jié)點(diǎn)為一組。分組是否完成是人為判斷的,不是計(jì)算機(jī)判斷,比如,對(duì)100個(gè)個(gè)體,可以只將其中的80個(gè)分成4組,也可以將所有的100個(gè)個(gè)體分成10組。根據(jù)聚類樹(shù)分組及性別數(shù)據(jù),獲得每個(gè)分組的雌雄個(gè)體的步驟可以采用圖17所示的流程實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施方式二十九、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,根據(jù)聚類樹(shù)分組結(jié)果、家系繁殖親本選擇結(jié)果和個(gè)體間遺傳距離進(jìn)行親本組合的步驟的過(guò)程為:步驟B1、刪除在同一個(gè)聚類樹(shù)分組的個(gè)體組合;步驟B2、利用遺傳距離計(jì)算裝置計(jì)算個(gè)體間的遺傳距離;步驟B3、刪除雌雄個(gè)體間遺傳距離不在“閾值”范圍內(nèi)的組合,不同物種在閾值的設(shè)定上有不同要求,需進(jìn)行前期的實(shí)驗(yàn)確定,如鏡鯉遺傳距離閾值設(shè)定為0.5~0.7;步驟B4、輸出所選擇的每對(duì)組合的雌雄個(gè)體名稱、雌雄個(gè)體的近交系數(shù)、雌雄個(gè)體間的遺傳距離和親緣系數(shù)。具體實(shí)施方式三十、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式十七所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述群體繁殖組合步驟由以下步驟組成:根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體分組的步驟,調(diào)用親緣系數(shù)計(jì)算步驟、計(jì)算獲得個(gè)體間的親緣系數(shù)的步驟;根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)的步驟;根據(jù)組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)進(jìn)行親本組合的步驟。本實(shí)施方式所述的群體繁殖組合步驟可以采用圖12所示的流程是實(shí)現(xiàn)。其中,根據(jù)個(gè)體間親緣系數(shù)計(jì)算組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)的步驟可以采用圖18所示的流程實(shí)現(xiàn)。該流程最后獲得的是“minRxy”表示第i組雌性個(gè)體與第j組雄性個(gè)體親本的平均親緣系數(shù)。具體實(shí)施方式三十一、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三十所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述根據(jù)個(gè)體間聚類樹(shù)和性別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)體分組的步驟是指:將同一聚類樹(shù)分枝的個(gè)體分成同1個(gè)聚類樹(shù)組,根據(jù)性別將聚類樹(shù)組分成雄性個(gè)體組和雌性個(gè)體組,具體過(guò)程可以為:讀取聚類樹(shù)文件的步驟;讀取性別數(shù)據(jù)文件的步驟;將讀取的聚類樹(shù)文件采用圖形顯示的步驟;根據(jù)聚類樹(shù)劃分組,將同一聚類樹(shù)分枝的個(gè)體作為同一組的步驟。根據(jù)聚類樹(shù)分組及性別數(shù)據(jù),獲得每個(gè)分組內(nèi)的雌雄個(gè)體的步驟。具體實(shí)施方式三十二、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三十所述的基于遺傳背景的魚(yú)類親本選擇方法的進(jìn)一步限定,本實(shí)施方式中,所述根據(jù)組間雌雄親本的平均親緣系數(shù)進(jìn)行親本組合的步驟為:根據(jù)組間雌雄群體的親緣系數(shù)均值對(duì)群體繁殖親本組合進(jìn)行評(píng)估和選擇,優(yōu)先選擇親緣系數(shù)均值最小的雌雄群體組合;輸出每個(gè)分組包含的雌雄個(gè)體名稱,組間雌雄群體的親緣系數(shù)均值。
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