An Investigation on Variability of Coefficient of Coancestry of Rice (Oryza sativa L.)

作物在育種程序裡自交純化的過程中，選拔和遺傳漂變的雙重影響，使得用以計算親緣係數的親本貢獻量，常會有不同程度的偏移。本研究以簡單重複序列的分子標記，估算三個不同的水稻雜交族群F4單株的親本貢獻量，由實驗結果的分布情形，將親本貢獻量的偏移分離為選拔以及漂變的部分。以此偏移的親本貢獻量隨機置入637個台稉育品系水稻譜系中，進行200次的模擬，最後觀察637個台稉育品系兩親的親緣係數。模擬試驗的結果顯示，637個台稉育品系200次模擬結果的親緣係數平均值，和以親本貢獻量期望值為基礎所計算出的親緣係數並無太大的差別（R2 = 0.997），而這200次模擬所得到的親緣係數的標準偏差主要和親緣係數本身的大小有關，而和譜系中參與品系總數、原始親本數、雜交數、譜系中的最大世代數之間無明顯的關聯。將200次模擬結果所得到的親緣係數的平均值與標準偏差以對數轉換後，可得到一解釋力較高的直線回歸模式（R2 = 0.939）。利用此直線模式和Beta分布，以親緣係數的期望值和標準偏差的估計值為參數，求得親緣係數95％信賴區間。此信賴區間和200次模擬的結果95％的位置相較，上限最大的差距為0.16，下限最大的差距為0.06。同時我們也觀察到，改變原始親本間的親緣係數，會使親緣係數的大小有著顯著的改變，但對受試品系間親緣係數的相對大小並沒有很大的影響。Selection and genetic drift during inbreeding may cause parental genomic contribution to progenies deviate from the expected values; therefore, it affects the value of coefficient of coancestry (f). This study used Simple Sequence Repeat markers to estimate the distribution of parental contribution in three F4 rice populations. Each expected parental contribution was substituted by random variables from these distributions in 637 joponica rice pedigrees of Taiwan. After 200 times simulations, we observed that the means of 200 simulative f are fairly close to that of the expected f (R2＝0.997). The standard deviations (SD) and means of 200 simulative f were not correlated with number of lines in the pedigree, number of common ancestors, number of crosses involved and maximum generations of the pedigrees. However, there was a relationship between the logarithmic mean and the logarithmic SD (R2=0.939). Confidence intervals (CIs) of f were fitted by the log-liner model and Beta distribution. The largest difference between CIs and simulative f was 0.16. Moreover, assigning common ancestors with a larger f may raise the value of final f, but has small effect on relationships among tested lines.內容目錄 II 圖片目錄 III 表格目錄 IV 摘要 V ABSTRACT VI 前言 1 前人研究 2 材料與方法 5 試驗材料 5 進行親緣係數模擬的參試譜系 5 親本貢獻量的估計 5 DNA製備 6 SSR分析 6 數據分析 8 親緣係數之模擬 8 親緣係數的計算 8 親緣係數的模擬運算 12 親緣係數信賴區間的計算 13 實驗結果與討論 14 引子最適鍊合溫度 14 親本SSR引子篩選結果 15 F4單株SSR的結果 18 各族群的親本貢獻量的分布 18 各族群F4多型性統計 21 親緣係數200次模擬的結果與分析 23 親緣係數變異量的估計模式 29 原始親本之間關係對於親緣係數的影響 33 結論 35 參考文獻 36 附錄 38 附錄一 DNA 抽取方法 & RNASE處理 38 附錄二 本次試驗之SSR引子 40 附錄三 進行親緣係數的計算和信賴區間的模擬的SAS程式 43 附錄四 各族群F4單株SSR實驗結果 48 附錄五 親緣係數信賴區間參考值 5