Costa e Silva J, Potts BM, Gilmour AR, et al. Genetic-based interactions among tree neighbors: identification of the most influential neighbors, and estimation of correlations among direct and indirect genetic effects for leaf disease and growth in Eucalyptus globulus. Heredity, 2017, 119(3): 125–135. DOI: 10.1038/hdy.2017.25.

个体的基因可能会影响邻近同种的表型。这种间接遗传效应（IGE）很重要，因为它们可以影响群体中明显的总遗传变异，从而影响对选择的反应。我们使用Mycosphearella叶病的变异成分分析，2岁时的直径增长和4和8岁时的感染后直径增长，在大型桉树蓝桉种群中研究了这些效应。在一种新颖的方法中，我们最初使用因子分析（FA）结构建模IGE以识别最有影响力的邻居位置，其中FA负载是IGE上的位置特定回归。这涉及顺序地比较FA模型的每个邻居的直接和间接影响的方差 - 协方差矩阵。然后，我们将IGE建模为最有影响力的邻居的基于距离的综合效应。与使用所有相邻木相比，这通常会增加间接遗传方差估计的幅度和重要性。将单变量IGEs模型扩展到双变量分析也提供了对该群体的遗传结构的见解，揭示了：（1）邻居感染概率增加引起的IGE与邻居的生长减少无关，尽管明显的不利健康效应在直接遗传水平; （2）在林分开发早期建立的强大的，基于遗传的增长竞争相互作用随着时间的推移高度正相关。我们的研究结果突出了由于与IGE相关的（共）差异导致的多性状水平基于遗传的相互作用的复杂性，以及直接和总可遗传方差之间的显着差异。

引言

定量遗传学的最新发展表明，同种异体之间的相互作用可能会改变对遗传和对多基因性状选择的反应的理解（Bijma，2011）。经典的定量遗传模型忽略了这样一个事实，即个体的基因也可能影响邻近同种的表型。这种间接遗传效应（IGEs; Griffing，1967; Moore等，1997; Wolf等，1998; Bijma，2014）可能通过例如竞争性相互作用发生（Muir，2005; Bijma等，2007; Muir等，2013; Wilson，2014），以及接触疾病感染（Lipschutz-Powell等，2012; Anche等，2014），最近报道了种植园中的树木（Costa e Silva等，2013）。与直接遗传效应一样，IGE是动态的，可能随着年龄（Moorad和Nussey，2016）、性别（Wilson等，2011）和环境（Camerlink等，2015）的变化而变化，它们可能来自多种遗传原因（Wolf等，2011; Bailey和Hoskins，2014）。 IGE是植物和动物中许多“社会”相互作用的基础（Bijma，2014; Wilson，2014），可能在物种范围内（Bailey等，2014）、在种间水平（IIGEs）、结构生物群落（Shuster等，2006）变化。
在单变量方差分量框架内，包括IGE的定量遗传模型试图估计直接和间接遗传效应之间的协方差。这是间接遗传效应对种群水平的可遗传变异的影响的关键决定因素，这种变异受同种个体间相互作用作用的性状的影响（Griffing，1967; Bijma等，2007; Bijma，2011）。然而，由于选择对涉及几个相关性状的复杂表型起作用，因此重要的是还要考虑直接和间接遗传效应的性状之间的协方差，以更好地理解和预测对选择的遗传响应（McGlothlin等，2010）。在IGE的基于方差分量或基于特征的模型中（McGlothlin和Brodie，2009; Bijma，2014），最近的研究使用多变量方法来解决动物性状之间的直接和间接遗传关系（例如，Peeters等人。，2012; Bailey和Hoskins，2014）和植物（例如，Mutic和Wolf，2007; Wolf等，2011），但据我们所知，森林树木尚未报道过这种多变量研究。
以前评估树木间相互作用遗传基础的单变量模型假设所有幸存的近邻的间接育种值对焦点个体的表型产生影响（Cappa和Cantet，2008; Costa e Silva和Kerr，2013; Costa e Silva等。，2013; Cappa等，2015）。他们根据与每个邻居的距离设计权重，以将邻居效应整合到IGE的建模中作为组合效果。然而，它引出了权重是否是最优的问题，以及主要方向或文化操作是否可以缓和位置效应。例如，邻近效应可以通过盛行风向，通过斜坡和方位以及阳光的主导方向来调节。在森林遗传试验中，确定对IGE贡献最大的邻居位置非常重要，因为：（1）它可以在方差 - 组成框架下更好地检测IGE; （2）它对确定对选择的潜在反应的总遗传方差的准确估计有影响。
本研究的目的是：利用蓝桉树林的大型纯种群，旨在：

• 开发一种方法来确定对IGE最有助于Mycosphearella叶病和直径增长的邻居位置;
• 随着时间的推移，估算直接和间接加性遗传（共）方差参数和直径增长获得的总遗传方差; 和
• 将单变量模型扩展到多变量水平，以评估性状（叶病和感染后生长）与年龄之间的直接和/或间接加性遗传效应之间相关性的大小和重要性。