Трехфакторный иерархический дисперсионный анализ
Методические разработки проведения практических занятий магистров
по направлению подготовки 35.04.01 – Лесное дело
профиль «Лесные культуры, селекция, семеноводство
с элементами УИРС по дисциплине Б1.В.ДВ.01.01
«Современные интенсивные технологии в лесной селекции»
Уровень подготовки – магистр
Занятие № 8 (Редакция 11.03.2022 г.)
Тема: «Применение трехфакторного иерархического дисперсионного анализа в вычислении коэффициента наследуемости
Ключевые слова: дисперсия, дисперсионное отношение, дисперсионный анализ, иерархия, иерархические комплексы, трехфакторные комплексы, трехфакторный иерархический дисперсионный анализ.
Методические параметры практического занятия
Бюджет рабочего времени – 2 часа.
Количество двухчасовых занятий – 1.
Распределение бюджета рабочего времени:
- 1 час на освоение теоретических основ и принципов трехфакторного иерархического дисперсионного анализа;
- 1 часа на расчеты оценок и анализ алгоритмов вычисления коэффициента наследуемости в электронных таблицах Microsoft Excel.
Форма проведения занятий – аудиторные лабораторно-практические занятия.
Дидактический материал, необходимый для проведения данной лабораторной работы, приведен в файлах электронных таблиц Excel – «Коэффициент наследуемости» (Приложение – 3.3).
Вводная часть
Основное назначение дисперсионного анализа – это разложение общей изменчивости признака на изменчивость частную, возникающую в совокупности объектов (у членов популяции или между раметами клонов на ЛСП) под влиянием многообразных факторов. Указанное свойство дисперсионного анализа имеет большое значение при анализе изменчивости, наблюдаемой у биологических объектов, в том числе и у древесных растений и кустарников.
|
|
|
Принципы организации многоуровневых комплексов и их образование при создании селекционно-семеноводческих объектов
В сложно организованных комплексах, примерами которых могут выступать лесосеменные плантации вегетативного происхождения, архивы клонов, испытательные культуры и другие объекты постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) и единого генетико-селекционного комплекса (ЕГСК), важно корректно учитывать действие каждого из факторов. Особенностью организационной структуры дисперсионных комплексов, которые строят на основе селекционно-семеноводческих объектов, является участие в их составе плюсовых деревьев, представленных своим вегетативным или семенным потомством. При этом каждое плюсовое дерево выступает инициальным ядром формирования некоторого комплекса своих вегетативных (лесосеменные плантации и архивы клонов) или семенных (испытательные культуры) потомков. В свою очередь потомки одного плюсового дерева (его прививки, черенки или же заготовленные с него семена или сеянцы, выращенные из них) не могут являться потомками другого плюсового дерева. Это обусловливает иерархическую природу подобных совокупностей, в соответствии с чем форма их анализа также должна быть иерархической.
|
|
|
С точки зрения статистического анализа в целом (с позиций статистики) в указанных комплексах градации одного фактора не могут свободно (независимо) группироваться по градациям другого фактора. В отличие от данного порядка организации дисперсионных комплексов в независимых дисперсионных комплексах градации одного фактора свободно (независимо) группируются по градациям другого фактора, например: дозы применения удобрений и оросительные нормы, повторности в испытательных культурах и т.п. В них каждая из градаций одного фактора обнаруживается (повторяется) в составе всех градаций другого фактора.
Глубина иерархической организации (эшелонирование) таких комплексов может быть весьма значительной и может содержать целый ряд уровней, связанных иерархической зависимостью. Комплексы могут быть 2-уровневыми, 3-уровневыми и более глубоко эшелонированными. Для их анализа дисперсионными методами применяют схемы двухфакторных, трехфакторных и более сложных дисперсионных анализов иерархического типа. При этом все они основаны на сопоставлении величин дисперсионных отношений различного ранга. Вполне понятно, что принципом организации иерархических комплексов должна выступать логически понятная общность их системы (рисунок 1): плюсовые деревья одной лесосеменной плантации (первый уровень организации), клоны этих плюсовых деревьев (второй уровень организации), побеги на учетных деревьях, образующих клон плюсового дерева в составе одной плюсовой плантации. Здесь критерием обобщения выступает принадлежность всех элементов каждого из уровней к одной ЛСП. Возможны и более сложные комплексы, например, те, в которых критерием обобщения выступает принадлежность к одному лесорастительному району. Тогда на первом уровне будут представлены различные ЛСП одного района, далее плюсовые деревья, их раметы, учетные побеги, позволяющие сформировать совокупность метамеров (хвоинок, листовых пластинок и т.п.).
|
|
|
|
|
|
Фактор, обеспечивающий возникновение дисперсии значений на каждом из уровней иерархического комплекса, принимается как один из организованных факторов дисперсионного анализа. На селекционно-семеноводческих объектах к числу организованных факторов могут быть отнесены: «различия в генотипах плюсовых деревьев» (различия между ортетами), «различия между клонами одного плюсового дерева» (различия между раметами), «различия между побегами в кроне одного учетного дерева». Разница в значениях признаков метамеров на одном учетном побеге вызывает возникновение так называемой случайной или остаточной дисперсии.
Для анализа 3-уровневых комплексов применяют 3-факторный дисперсионный иерархический анализ (см. рис. 1).
Рисунок 1 – Схема организации трехфакторного иерархического дисперсионного комплекса, формируемого в пределах отдельного объекта
Трехфакторный иерархический дисперсионный анализ
Источниками дисперсии в трехфакторных комплексах могут выступать различия между ортетами, различия между раметами, различия между частями рамет (их побегами), на которых формируются элементарные совокупности метамеров (см. рисунок 1). Различия между метамерами (хвоя, листья, побеги) создают (а, следовательно, позволяют оценить) так называемую остаточную дисперсию. Именно метамеры (в рассматриваемом примере) выступают предметом учета, измерений (оценок в общем случае). Мы измеряем параметры хвои вначале на разных побегах одного учетного дерева, затем на побегах других учетных деревьев, являющихся клонами одного плюсового дерева, затем – на других плюсовых деревьях. Однако во всех случаях измерению (учету, оценке) подвергается именно хвоя (происходит учет параметров хвои). Подобных примеров можно привести много (шишки, их части, семена и пр.).
Распределение субъектов случайной дисперсии по уровням иерархического комплекса определяет дисперсию всех остальных уровней или дисперсию по всем остальным источникам в дисперсионном комплексе.
В селекционных исследованиях иерархическая организации и степень близости объектов в иерархической системе (место в системе) соответствует степени генетической близости объектов (степени эволюционной близости).
Порядок проведения занятия
1. Прочитать текст методической разработки к данному занятию.
2. Изучить материал, представленный в методических указаниях по данной теме.
3. Скопировать исходный файл («Высота ствола») на следующий лист («Рабочий»); в ряде вариантов заданий эта операция уже выполнена, и в книге Excel создан рабочий лист, включающий в себя таблицу исходных данных и перечень показателей, которые необходимо вычислить.
4. Реализовать в электронных таблицах Excel последовательно представленные этапы алгоритма вычисления итоговых величин трехфакторного неиерархического дисперсионного анализа.
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!