林木不平衡试验数据遗传模型分析及应用

林木遗传方差和其他遗传参数的估计为制定育种策略提供了极其重要的信息。大多数林木遗传分析模型既包含固定效应也包含随机效应，而且表型数据常常是不平衡的，这使得遗传参数估计十分困难，目前还没有开发出很好的针对林木遗传模型分析的应用软件。本研究针对林木半同胞子代测定、全同胞子代测定、巢式设计、双列杂交设计、多地点多年份试验等遗传模型，采用方差分析法推导不平衡数据条件下方差分量估计式，并给出方差分量估计的抽样方差及显著性检验的统计量。在此基础上，给出不平衡数据条件下家系遗传率及其标准误的计算公式。对于两个数量性状，推导不平衡数据下遗传相关系数估计式，并给出遗传相关系数估计的标准误近似计算公式。然后根据上述研究结果用VC++编写Windows应用软件，供林木遗传育种学家使用。最后，利用新开发的软件对火炬松半同胞子代和杉木双列杂交子代的一些生长和材性性状进行遗传分析,为相关的育种策略提供理论依据.

试验设计在林木遗传育种研究中已经得到了广泛的应用，然而有关遗传参数估计和统计量的计算还存在不少问题，这在数据不平衡情况下尤为突出。本研究针对不平衡数据条件下的林木半同胞子代测定试验设计、巢式试验设计、因子交配试验设计、双列杂交试验设计和多地点多年份环境设计，使用固定效应模型和随机效应模型估计相关的遗传参数并进行相应的统计假设检验。对于固定效应模型，使用约束线性模型方法推导出亲本配合力估计及亲本间配合力假设检验统计量的计算公式。对于随机效应模型，采用混合线性模型中的方差分析法，推导出方差分量估计的计算公式，并给出方差分量估计标准误以及方差分量假设检验统计量的计算方法，进而给出遗传力计算公式及其标准误的近似计算方法。根据这些统计理论分析结果，用VC++编写计算多种形式林木试验设计遗传模型的各种遗传参数估计和假设检验统计量的Windows应用软件，其中包括分析单地点半同胞测定遗传模型的HalfsibSS 1.0、计算各种双列杂交试验中亲本配合力的GSCS 1.0、分析多种巢式设计遗传模型的WinNC1 1.0和分析多种因子交配设计遗传模型的WinNC2 1.0。这些Windows软件可供林木遗传育种工作者自由下载使用，其网址为：http://fgbio.njfu.edu.cn/tong/tongchf.htm。最后，还编写了专著《林木育种试验统计分析及其R语言实现》，该书应用现代线性模型理论详细介绍了林木育种试验设计统计模型参数估计和假设检验统计量计算方法，并以R语言编程计算一些具体例子。该研究为林木遗传育种工作者在分析试验设计数据时提供了易于理解的统计方法和便于使用的计算工具。