[发明专利]一种建立核心种质研究群体的计算机模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于植物育种中的种质资源研究领域，具体涉及一种建立核心种质研究群体的计算机模拟方法。 

背景技术

丰富的种质资源是育种工作能够顺利开展的必要条件。种质资源的征集保存对作物新品种的选育、特异种质材料的利用以及种质创新具有重要意义。世界各地育种机构近百年来相继建立了众多种质资源库，不断搜集和保存各类种质资源。然而，随着种质资源的不断搜集，种质资源库变得越来越大，庞大的种质资源规模给保存、评价、研究和利用带来了众多困难。近年来，核心种质研究越来越受到广泛重视。核心种质（core collection）是用科学方法，从整个种质资源中选择一部分样本，以最小的遗传资源数量，尽可能最大限度的代表整个遗传资源的多样性。原始群体中未包含在核心种质中的种质材料并不被丢弃，而是被用做核心种质的补充，称为保留种质（reserve collection）。建立核心种质的目的是为了对其进行优先评价和利用，从而提高整个种质资源库的管理和利用水平。构建核心种质是研究和利用植物遗传资源的便捷途径，受到了世界各国的广泛重视。 

核心种质是种质资源研究的新领域，其构建方法还在不断摸索与完善中。核心种质构建策略通常包括分组方法、取样方法、取样比例、评价方法等。在核心种质构建策略研究中，常采用作物田间农艺性状测得的数据构建研究群体。然而，作物农艺性状多为数量性状，表现型值易于受环境影响导致测量不准确，经常会影响核心种质构建结果的有效性。因此，许多学者采用计算机模拟群体进行核心种质研究，取得了一系列重要成果。将计算机模拟应用于核心种质研究，不但能够节省大量的人力物力，而且模拟群体不受传统试验环境误差的影响，可以得到更加稳健可靠的结果。传统的种质资源群体模拟方法，常基于人为设置数量性状微效基因型值构建模拟群体。然而，人为设置数量性状微效基因型值有很大的盲目性，构建的模拟群体容易脱离实际，常常会导致核心种质构建策略研究得到错误的结论。 

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于田间小样本实际数据的计算机模拟构建核心种质研究群体的方法。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。 

一种建立核心种质研究群体的计算机模拟方法，包括以下步骤： 

（1）田间小样本实际数据的获取，将8～30个种质资源样品田间种植。根据种质资源本身特点参考“植物新品种特异性、一致性和稳定性测试国家标准”确定种植方案。 

考察记录一系列田间数量性状数据，考察的性状为8-15个。数量性状因种质资源本身特点而异，应选择变异幅度相对较大的性状进行记录，如株高、生育期、产量等。 

（2）基于田间小样本实际数据模拟核心种质研究群体包括以下步骤： 

1）计算每个性状的均值M和标准差S。 

2）将实际群体个体数根据需要扩大为N倍，得到模拟群体初步规模。 

3）利用常用的构造正态分布伪随机数方法，根据每个性状的标准差S，在计算机中模拟出性状数目和实际群体相同但大小为N的随机数群体（随机化标准差群体），群体中每个性状均满足正态分布，且均值为0，标准差为 

4）将随机化标准差群体每个个体均加上实际数据测得的对应性状均值M，得到初步模拟群体P。 

5）将该初步模拟群体P的个体随机删除n％，得到最终的模拟群体p。 

其中，在步骤（2）的2）中，所述N倍的选择在于：构建核心种质之前，通常要进行分组，将所有样品按生态区、地理起源、植物学分类等分成一系列群体，然后在各个群体内构建核心种质，最后将所有核心种质整合。因此，分组后用于核心种质研究的群体规模通常在100～2000之间，据此来确定N的大小。 

其中，在步骤（2）的5）中，所述n％的选择在于：为了使模拟群体更加接近实际情况，将初步模拟群体P的个体随机删除n％，这里n％的范围通常为总数的十分之一到五分之一（10%～20%）。 

本发明与现有技术相比具有以下优点： 

本发明在构建核心种质模拟群体过程中，不需考虑数量性状基因层面的问题，减少了盲目性，避免了构建的模拟群体脱离实际的风险。 

本发明投入较少的成本采用田间种植种质资源小样本的方式获得基础模拟数据。小样本使得控制田间环境条件的难度大大降低，使得测量的田间数量性状数据可靠性大大 增加，进而使模拟群体更加接近真实情况。 

具体实施方式