育种数据分析中转化数据对结果的影响

2019-12-05 21:30:41 浏览数 (1)

1. 问题提出

在模型假定中,数据需要符合正态分布,在动物模型分析中,如果对数据进行转化,对育种值和方差组分变化的情况,进行测试。

2. 示例正常数据

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 1library(asreml)
 2library(learnasreml)
 3
 4data("animalmodel.dat")
 5data("animalmodel.ped")
 6
 7dat = animalmodel.dat
 8ped = animalmodel.ped
 9dat[dat==0] = NA
10
11# 原始数据分布
12hist(dat$BWT)

方差组分:

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1# 原始数据,计算动物模型方差组分
2head(dat)
3ainv = ainverse(ped)
4m1 = asreml(BWT ~ BYEAR   SEX, random = ~ vm(ANIMAL,ainv),data=dat)
5summary(m1)$varcomp

育种值blup:

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1# 计算原始数据育种值blup
2blup = tiqu_blup(coef(m1)$random)
3head(blup)

3. 数据统一减去10

结论:

  • 方差组分不变
  • 育种值和原育种值相关系数:1
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1# 原始数据减去一个常数:10
2# 方差组分不变,育种值不变
3dat$a  = dat$BWT - 10
4hist(dat$a)
5m2 = asreml(a ~ BYEAR   SEX, random = ~ vm(ANIMAL,ainv),data=dat)
6summary(m2)$varcomp
7blup1 = tiqu_blup(coef(m2)$random)
8head(blup1)
9cor(blup$effect,blup1$effect)

表型数据分布:

方差组分:

4. 表型数据log10(x)转化

结论:

  • 方差组分变化
  • 育种值和原育种值相关:0.9
  • 数据转化后偏离正态分布
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1# 原始数据,log10(x)转化
2# 方差组分变化,育种值与原来育种值相关性系数:0.9
3dat$a  = log10(dat$BWT)
4hist(dat$a) # 偏离正态分布
5m2 = asreml(a ~ BYEAR   SEX, random = ~ vm(ANIMAL,ainv),data=dat)
6summary(m2)$varcomp
7blup1 = tiqu_blup(coef(m2)$random)
8cor(blup$effect,blup1$effect)
9plot(blup$effect,blup1$effect)

表型数据分布:

方差组分:

和原育种值相关性分析:

5. 表型数据log10(x 10)转化

结论:

  • 方差组分变化
  • 育种值和原育种值相关系数:1
  • 数据分布不变,符合正态分布
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1# 原始数据,log10(x  10)转化
2# 方差组分变化,育种值与原来育种值相关性系数:0.99
3dat$a  = log10(dat$BWT 10)
4hist(dat$a) # 符合正态分布
5m2 = asreml(a ~ BYEAR   SEX, random = ~ vm(ANIMAL,ainv),data=dat)
6summary(m2)$varcomp
7blup1 = tiqu_blup(coef(m2)$random)
8cor(blup$effect,blup1$effect)
9plot(blup$effect,blup1$effect)

表型数据分布:

方差组分:

育种值相关性分析:

6. 结论

  • 混合线性分析数量性状时,假定表型数据是符合正态分布的,所以当数据严重偏态时,需要对数据进行转化,但是转化后的数据方差组分和育种值会有变化。
  • 分析中,虽然数据要求正态分布,但是对于稍微偏态的数据,模型具有强健性,没有必要一定是符合正态分布,数据量大时,一般对异常值进行筛选删除,对数据不做转化。
  • 当数据符合正态分布,强行进行转化,结果转化后的分布不符合正态分布,这是育种值的排名是有变化的(no zuo no die, why you try…)
  • 育种分析中,一般不做数据的转化,只做异常值的剔除。因为大家在分析时,有很多参数都是根据未转化的表型数据进行的评估,进而得到方差组分,遗传力,遗传相关。如果强行进行转化,遗传参数没有对比性(拔剑四顾心茫然)。

7. 拔剑四顾心茫然案例

  • m1为原始数据的模型
  • m2为log10(x)转化的模型

方差组分变化:

遗传力变化:

所以,不要轻易做数据转化,多多考虑加大数据量,或者提高数据质量吧。统计方法不能拯救失败的数据,只能告诉你数据分析为什么会失败,这是我说的。

下面是Fisher说的:

科学试验做完后再找统计学家分析数据,如同病人死了找医生进行尸体解剖,医生会告诉你病人死的原因。同样,统计学家会告诉你试验失败的原因。 ------Ronald Fisher

8. 其它统计名人名言

All models are wrong, but some models are useful | 模型皆有误,或尤建奇功。 George E. P. Box 在终极的分析中,一切知识都是历史;在抽象的意义下,一切科学都是数学;在理性的基础上,所有的判断都是统计学。 C.R.Rao 统计学是对令人困惑费解的问题做出数字设想的艺术。 David Freedma 统计具有非凡的能力处理各种复杂的问题,它需要非常精细的方法和小心翼翼的解释。当人类科学探索者在问题的丛林中遇到难以逾越的障碍时,唯有统计工具可为其开辟一条前进的通道。 Francis Galton 对统计学的一知半解常常会造成一些不必要的上当受骗,对统计学的一概排斥往往会造成某些不必要的愚昧无知。 C.R.Rao

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