食用菌數(shù)量性狀分析方法-

食用菌數(shù)量性狀分析方法林范學(xué)2010年6月內(nèi)容提要一、數(shù)量性狀及其遺傳根底二、數(shù)量性狀根本統(tǒng)計(jì)方法三、數(shù)量性狀常用分析方法一、數(shù)量性狀及其遺傳根底數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀數(shù)量性狀的特點(diǎn)數(shù)量性狀遺傳根底數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀〔qualitativetraits〕：相對(duì)性狀間的差異明顯，表現(xiàn)為不連續(xù)變異的性狀。金針菇顏色：白色——黃色雙孢蘑菇菌絲：氣生型——匍匐型？數(shù)量性狀〔quantitativetraits〕：相對(duì)性狀間的差異不明顯，表現(xiàn)為連續(xù)變異的性狀。產(chǎn)量、菇數(shù)、菌絲長(zhǎng)速等有的性狀既有質(zhì)量亦有數(shù)量性狀的特點(diǎn)，所以有人提出質(zhì)量－數(shù)量性狀的概念數(shù)量性狀的特點(diǎn)變異表現(xiàn)為連續(xù)性，雜交后代難以明確分組,只能用度量單位進(jìn)行測(cè)量，并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析。一般容易受環(huán)境條件的影響而發(fā)生變異，這種變異是不遺傳的。在不同環(huán)境下基因表達(dá)的程度可能不同。3.數(shù)量性狀的遺傳根底多基因假說瑞典遺傳學(xué)家尼爾遜.埃爾(Nilsson-EhleH.)提出：

同一數(shù)量性狀由多對(duì)彼此獨(dú)立的基因控制，基因的遺傳符合孟德爾定律。每對(duì)基因?qū)π誀畹淖饔梦⑿。掖笾孪嗟?，稱為微效基因。各微效基因的作用是累加的。等位基因間無明顯的顯隱性關(guān)系，只有有效基因和無效基因之分。有效基因?qū)Νh(huán)境條件的影響表現(xiàn)敏感，可使表型出現(xiàn)一定幅度的變異。數(shù)量性狀遺傳根底的研究開展：基于多基因假說認(rèn)為數(shù)量性狀均受微效、等效的微效基因控制。微效基因的效應(yīng)值(對(duì)性狀的影響)也不盡相等。采用分子標(biāo)記研究基因效應(yīng)，數(shù)量性狀遺傳根底：微效基因幾對(duì)主效基因+環(huán)境作用少數(shù)主基因+一些微效基因微效基因數(shù)的估算：通過F2表現(xiàn)型中某一極端類型的個(gè)體數(shù)在F2總?cè)后w中所占的比值，來估算控制該數(shù)量性狀的微效基因?qū)?shù)。1/4n=F2中極端類型個(gè)體數(shù)/F2總個(gè)體數(shù)n為微效基因?qū)?shù)二、研究數(shù)量性狀的根本統(tǒng)計(jì)方法平均數(shù)(Mean)方差(Variance)標(biāo)準(zhǔn)誤(Standarderror)變異系數(shù)(CoefficientofVariation,CV)平均數(shù)：表示一組資料的集中性，是某一性狀全部觀察數(shù)(表現(xiàn)型值)的平均。k

為組數(shù)、f

為頻率，xi表示資料中每一個(gè)觀察數(shù)，n

表示觀察的總個(gè)數(shù)1、平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差和方差：表示一組資料的分散程度，是全部觀察數(shù)偏離平均數(shù)的重要參數(shù)。V和S越大，表示這個(gè)資料的變異程度越大，那么平均數(shù)的代表性越小。2．方差〔V或Ｓ2，也稱均方〕和標(biāo)準(zhǔn)差〔S〕：方差：標(biāo)準(zhǔn)差：=[∑x2-(∑x)2/n]/(n-1)方差為離均差平方和的平均數(shù)3.標(biāo)準(zhǔn)誤〔〕一個(gè)群體取樣不同，平均數(shù)也不同，平均數(shù)的方差叫標(biāo)準(zhǔn)誤。計(jì)算公式：比方菌絲生長(zhǎng)速度標(biāo)準(zhǔn)誤為菌絲長(zhǎng)速平均數(shù)可寫作4.變異系數(shù)(coefficientofvariation)是標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)比值的百分?jǐn)?shù)，不帶單位，便于比較兩組資料的變異程度，計(jì)算公式如下：三、數(shù)量性狀常用分析方法試驗(yàn)設(shè)計(jì)方差分析卡平方分析遺傳力分析〔heritability〕相關(guān)性分析主成分分析因子分析配合力分析1.試驗(yàn)設(shè)計(jì)根本分類：?jiǎn)我蛩卦囼?yàn)：僅研究某一個(gè)因素。試驗(yàn)簡(jiǎn)單，容易分析，但是不能了解各因素之間的關(guān)系。多因素試驗(yàn)：包含不同因素及不同水平的組合。便于了解各因素之間的相互關(guān)系，試驗(yàn)復(fù)雜。綜合試驗(yàn)：是在進(jìn)行多因素研究之后，將重要因素重新組合，進(jìn)行試驗(yàn)分析，各因素的水平不需要構(gòu)成平衡處理。試驗(yàn)處理排列原那么：重復(fù)：估計(jì)隨機(jī)誤差，平均值是處理真值的最好估計(jì)。隨機(jī)化：消除試驗(yàn)單元間的系統(tǒng)誤差。局部控制：整個(gè)試驗(yàn)空間分成假設(shè)干個(gè)各自相對(duì)均勻的局部〔區(qū)組〕。可將系統(tǒng)誤差別離出來增加準(zhǔn)確度，區(qū)組內(nèi)保證試驗(yàn)單元的一致性，增加精確度。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(單因素)

重復(fù)I重復(fù)II重復(fù)III利用查表或產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)bcdefgck2ckckheabcfgdackabcgedfck2ckheabcfgd隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(雙因素)

A1B1A2B2A3B3A2B3A3B2A1B3A3B1A1B2A2B1A2B3A3B2A1B2A3B1A1B3A2B1A2B2A3B3A1B1A3B1A1B3A2B1A1B2A2B2A3B3A1B1A2B3A3B2A因素：品種，A1、A2、A3B因素：培養(yǎng)基配方，B1、B2、B3區(qū)組〔重復(fù)〕：3所有處理：3×3×3=27區(qū)組I區(qū)組II區(qū)組III正交設(shè)計(jì)〔正交設(shè)計(jì)表〕是研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法，根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出局部有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比〞的特點(diǎn)。是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。試驗(yàn)的主要目的是尋求最優(yōu)水平組合。三個(gè)因素三個(gè)水平選用三水平正交表：L9(34)〔不考慮交互作用〕。130.80.93110.60.7290.40.51大米粉NaClKCl因素%水平試驗(yàn)總次數(shù)，行數(shù)La（bc）正交設(shè)計(jì)因素水平數(shù)因素個(gè)數(shù)，列數(shù)2.方差分析〔ANOVA〕又稱F檢驗(yàn)，其目的是推斷多組資料各樣本的均數(shù)是否相等。水平間方差〔組間方差〕和水平內(nèi)方差〔組內(nèi)方差〕之比是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，數(shù)理統(tǒng)計(jì)證明，這個(gè)統(tǒng)計(jì)量服從F分布。F=組間方差/組內(nèi)方差〔誤差〕香菇單核體菌絲長(zhǎng)速試驗(yàn)(單因素隨機(jī)區(qū)組)單因素隨機(jī)區(qū)組排列平方和、自由度分解平方和剖分自由度剖分平方和計(jì)算校正系數(shù)：區(qū)組間平方和：處理間平方和：誤差平方和：自由度計(jì)算均方和F值計(jì)算雙因素方差分析〔隨機(jī)區(qū)組排列〕香菇單核體菌絲長(zhǎng)速：A因子：A1、A2；B因子：B1、B2變異來源DFSSMS處理組合ab－1a－1b－1(a－1)(b－1)試驗(yàn)誤差ab(n－1)總變異abn－1自由度和平方和的分解(C=T2/abn)

方差分析結(jié)果3.卡平方檢測(cè)2統(tǒng)計(jì)量是度量實(shí)際觀察頻數(shù)與理論頻數(shù)偏離程度的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，2越小，說明實(shí)際觀察頻數(shù)與理論頻數(shù)越接近；2=0，表示兩者完全吻合；2越大，表示兩者相差越大。公式：O：觀察頻數(shù)E：理論頻數(shù)查臨界χ2值，當(dāng)自由度ν=3時(shí)，χ20.05=7.815，因χ2＜χ20.05，P＞0.05，說明實(shí)際觀察次數(shù)與理論次數(shù)差異不顯著，即四種交配型單核體實(shí)際結(jié)果符合1:1:1:1的理論比率。當(dāng)分組資料k=2組，自由度ν=k-1=2-1=1時(shí)，須使用公式校正公式：查臨界χ2值，當(dāng)自由度ν=1時(shí)，χ20.05=3.84，因χ2c＜χ20.05，P＞0.05，說明實(shí)際觀察次數(shù)與理論次數(shù)差異不顯著，即2種交配型單核體實(shí)際結(jié)果符合1:1的理論比率。4.遺傳力分析表型值=基因型值+環(huán)境差值

P=G+E用方差表示某個(gè)性狀的變異程度 VP=VG+VE VP=VA+VD+VE VP=VA+VD+VI+VE定義：遺傳力：指親代傳遞其遺傳特性的能力，用遺傳率表示，指遺傳變異占總變異的百分?jǐn)?shù)。遺傳力＝0，表示變異完全由環(huán)境引起。遺傳力＝1，表示變異完全由遺傳因素決定。分為：廣義遺傳力：遺傳變異占表型總變異的百分?jǐn)?shù)。狹義遺傳力：遺傳變異中基因加性作用的變異占表型總變量的百分?jǐn)?shù)。

廣義遺傳力估算〔潘迎捷等，1994〕：利用不同世代方差進(jìn)行估算：VG：基因型方差，VE：環(huán)境方差，VF：雜交后代表型方差，VF=VG+VE，VE=1/2(VP1+VP2)。方差分析法估算〔林芳燦等，1993〕:5.相關(guān)性分析研究2個(gè)或2個(gè)以上性狀之間的關(guān)聯(lián)程度，通過單因素遺傳設(shè)計(jì)，進(jìn)行方差－協(xié)方差方法分析表型相關(guān)遺傳相關(guān)環(huán)境相關(guān)單菇鮮重：與單菇的其它5個(gè)性狀存在的極顯著的三種正相關(guān)，與菇數(shù)存在的極顯著的三種負(fù)相關(guān)，與CMC酶活性、木聚糖酶活性分別呈的顯著和極顯著遺傳負(fù)相關(guān)。鮮菇總重：與出菇期和原基期呈極顯著的表型和遺傳負(fù)相關(guān)與菇數(shù)、菌絲長(zhǎng)速及菇蓋厚度呈的極顯著遺傳正相關(guān)。CMC酶和木聚糖酶活性之間呈極顯著表型和遺傳正相關(guān)漆酶和愈創(chuàng)木酚氧化酶活性之間也呈極顯著表型和遺傳正相關(guān)兩種菌絲長(zhǎng)速均與CMC酶和木聚糖酶活性存在為表型和遺傳正相關(guān)，而與漆酶和愈創(chuàng)木酚氧化酶都存在極顯著的表型和遺傳負(fù)相關(guān)。6.主成分分析多元分析的一個(gè)分支，可以將個(gè)數(shù)較多而且彼此相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)換為新的個(gè)數(shù)較少而且彼此獨(dú)立或不相關(guān)的綜合指標(biāo)當(dāng)前幾個(gè)綜合指標(biāo)即主成分的方差累積奉獻(xiàn)率超過80%或90%〔余家林，1993〕時(shí)，說明這幾個(gè)主成分已經(jīng)可以反映出所有指標(biāo)提供的絕大局部信息量，即可利用這幾個(gè)主成分對(duì)試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行其它分析或評(píng)價(jià)。香菇16個(gè)性狀的主成分分析主成分命名特征值貢獻(xiàn)率(%)累積貢獻(xiàn)率(%)包括性狀1單菇因子4.5828.6128.61單菇鮮重、菇蓋鮮重、菇蓋直徑、菇柄直徑、菇蓋厚度2發(fā)育因子2.7717.3045.92出菇期、原基期、兩種菌絲長(zhǎng)速3產(chǎn)量因子1.9212.0057.91鮮菇產(chǎn)量、菇數(shù)、兩種菌絲長(zhǎng)速、菇柄長(zhǎng)度4酶活因子1.7010.4368.34CMC酶活性、木聚糖酶活性5原基因子0.996.0174.35原基期、漆酶活性、愈創(chuàng)木酚氧化酶活性6轉(zhuǎn)色因子0.965.8880.23轉(zhuǎn)色期7.因子分析多元統(tǒng)計(jì)的一個(gè)分支?？梢园汛罅肯嗷リP(guān)聯(lián)的性狀歸結(jié)為數(shù)量較少的主因子性狀群，使得育種者可以在眾多數(shù)量性狀中握住少數(shù)幾個(gè)主因子，并從主因子出發(fā)，對(duì)雜交后代進(jìn)行選擇或改進(jìn)，從而提高選擇的效果和鑒定的準(zhǔn)確性。22個(gè)香菇菌株16個(gè)數(shù)量性狀可分為弱相關(guān)的5個(gè)主因子8.配合力分析又稱組合力，是衡量親本系在其所配的F1中某種性狀的好壞與強(qiáng)弱的指標(biāo)。一般配合力〔GCA〕：指某一親本系與其他親本系所配的幾個(gè)F1