ارزيابي كارايي تكنيك نمونه گيري تجمعي بوت استرپ بر صحت روش بهترين پيش بيني نااُريب خطي ژنومي

Evaluation of the effectiveness of bootstrap aggregating sampling technique in the accuracy of genomic best linear unbiased prediction method

به منظور افزايش صحت ارزيابي‌‌هاي روش بهترين پيش‌‌بيني نااُريب خطي ژنومي (GBLUP)، تكنيك نمونه‌‌گيري تجمعي بوت‌‌استرپ (بگينگ) بكار گرفته شد. بدين منظور ژنومي حاوي 10000 نشانگر تك‌‌نوكلئوتيدي دو آللي (SNP) با فواصل يكسان روي 10 كروموزوم هريك به طول 100 سانتي‌‌مورگان شبيه‌‌سازي شد. براي ايجاد عدم تعادل پيوستگي (LD) بين SNPها و جايگاه‌‌هاي‌ ژني كنترل‌‌كنندة صفات كمي (QTL)، به مدت 100 نسل بين 100 فرد (50 نر و 50 ماده) آميزش تصادفي صورت گرفت. در نسل 101 (جمعيت مرجع) تعداد نمونه‌‌ها به 1000 يا 2000 فرد افزايش يافت و براي اين افراد يك ارزش فنوتيپي شبيه‌‌سازي شد. سپس اثر نشانگرها در اين جمعيت با استفاده از روش GBLUP و روش تركيبي GBLUP با تكنيك بگينگ (BGBLUP) برآورد گرديد. در آخر با استفاده از ضرايب رگرسيوني برآورد شده و با توجه به ژنوتيپ نشانگرها براي افراد جوان نسل‌‌هاي 102 تا 105 كه جمعيت تائيد نام دارند و فاقد فنوتيپ‌‌اند، ارزش‌‌هاي اصلاحي ژنومي محاسبه شد. براساس نتايج پژوهش حاضر، صحت ارزش‌‌هاي اصلاحي ژنومي روش GBLUP در همة حالات از حيث عددي بالاتر از BGBLUP بوده ( p > 0.05) و در مورد نسل اول جمعيت تائيد (نسل 102) و بدون توجه به توزيع آثار جايگزيني ژنها، با جمعيتي برابر 1000 (يا 2000) فرد در جمعيت مرجع دامنة صحت ارزش‌‌هاي اصلاحي ژنومي روش GBLUP از 0/049±0/339 (0/042±0/412) براي صفت با توارث‌‌پذيري 5 درصد تا 0/015±0/728 (0/015±0/783) براي صفت با توارث‌‌پذيري 65 درصد متفاوت بود و مقادير مشابه براي روش BGBLUP نيز به ترتيب 0/047±0/338 (0/042±0/411) و 0/016±0/725 (0/015±0/780) بود.

In order to increase the accuracy of genomic best linear unbiased prediction method (GBLUP), bootstrap aggregating sampling (bagging) technique was applied. In this order a genome consisted of 10,000 bi-allelic single nucleotide polymorphism (SNP) over ten chromosomes, with 100 cM length each, was simulated. To generate linkage disequilibrium (LD) between SNPs and quantitative trait loci (QTL), random mating was simulated for 100 generations between 100 individuals (50 males and 50 females). Then in generation 101 (reference population) number of individuals increased to 1000 or 2000 and their phenotypes were also simulated. Then the marker effects were estimated in this population using GBLUP method or combined this method with bagging technique (BGBLUP). By using these regression coefficients and according to the genotype markers for juvenile individuals in generations 102 to 105, called validation population which had no phenotype, genomic breeding values were predicted. According to the finding of this research, the accuracies of genomic breeding values of GBLUP method were higher than those for BGBLUP (p > 0.05) and about the first testing set (102 generation) and regardless of QTL effects with a population of 1000 (or 2000) observations in the reference set, the range of GBLUP accuracy was 0.339±0.049 (0.412±0.042) for a trait with 0.05 heritability to 0.728±0.015 (0.783±0.015) for a trait with 0.65 heritability, whereas the accuracy of BGBLUP method were varied between 0.338±0.047 (0.411±0.042) to 0.725±0.016 (0.780±0.015).