使用R语言计算遗传力

作者: 生信小王子 | 来源:发表于2020-02-08 20:31 被阅读0次

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遗传力 (Heritability) 又称遗传率，指遗传方差在总方差（表型方差）中所占的比值。遗传力表明某一性状受到遗传控制的程度。它介于0到1之间，当遗传力为1时，表型变异完全由遗传因素决定，当遗传力为0时表型变异由环境因素决定。

我们可以使用R包" lme4 "来计算遗传力。

## 安装R包

install.packages("lme4")

## 加载R包

library("lme4")

根据表型数据的收集方式，我们可以将数据分为多点无重复数据、多点有重复数据和多年多点有重复数据。每种类型数据计算遗传力的方法有细微差别，需要分情况对待。

多点无重复数据

多点无重复数据输入文件格式如下：

每列代表样本名，种植地点和表型值。保存为制表符分隔的txt文件。

## 导入表型数据

phe <- read.table("phe.txt", header =T, sep="\t")

trait <- phe$Trait

line <- phe$Line

loc <- phe$Loc

TRAIT <- as.numeric(trait)

LINE <- as.factor(line)

LOC <- as.factor(loc)

## 建模

blup <- lmer(TRAIT~(1|LINE)+(1|LOC))

summary(blup)

我们可以看到遗传方差Vg为0.1970，残差方差Ve为0.2866，环境个数L为2。

遗传力计算公式为：

## 计算遗传力

h <- 0.197/(0.197+0.2866/2)

结果为0.578901。

多点有重复数据

多点有重复数据输入文件格式如下：

每列代表样本名，重复，种植地点和表型值。保存为制表符分隔的txt文件。

## 防止报错，需先执行这一步

options(lmerControl=list(check.nobs.vs.rankZ ="warning",check.nobs.vs.nlev = "warning",check.nobs.vs.nRE= "warning",check.nlev.gtreq.5 = "warning",check.nlev.gtr.1= "warning"))

## 导入表型数据

phe <- read.table("phe.txt", header =T, sep="\t")

trait <- phe$Trait

line <- phe$Line

loc <- phe$Loc

rep <- phe$Rep

TRAIT <- as.numeric(trait)

LINE <- as.factor(line)

LOC <- as.factor(loc)

REP <- as.factor(rep)

## 建模

blup <- lmer(TRAIT~(1|LINE)+(1|LOC)+(1|REP%in%LOC)+(1|LINE:LOC))

summary(blup)

遗传力计算公式为：

## 计算遗传力

h <-0.196543/(0.196543+0.001014/2+0.286031/(2*2))

结果为0.7318463。

多年多点有重复数据

多年多点有重复数据输入文件格式如下：

每列代表样本名，重复，年份，种植地点和表型值。保存为制表符分隔的txt文件。

## 防止报错，需先执行这一步

options(lmerControl=list(check.nobs.vs.rankZ ="warning",check.nobs.vs.nlev = "warning",check.nobs.vs.nRE= "warning",check.nlev.gtreq.5 = "warning",check.nlev.gtr.1= "warning"))

## 导入表型数据

phe <- read.table("phe.txt", header =T, sep="\t")

trait <- phe$Trait

line <- phe$Line

loc <- phe$Loc

rep <- phe$Rep

year <- phe$Year

TRAIT <- as.numeric(trait)

LINE <- as.factor(line)

LOC <- as.factor(loc)

REP <- as.factor(rep)

YEAR <- as.factor(year)

## 建模

blup <-lmer(TRAIT~(1|LINE)+(1|LOC)+(1|YEAR)+(1|REP%in%LOC:YEAR)+(1|LINE:LOC)+(1|LINE:YEAR))

summary(blup)