DMU软件介绍

DMU是一个数量遗传学工具包，主要功能包括估计方差组分和固定效应，预测育种值。在丹麦动物育种研究中，DMU是一个主要的统计研究工具（估计和预测）。此外，DMU也应用于丹麦牛，羊，貂和马等常规遗传评估研究。“DMU”名称最初来自于程序包中用来进行初始化的过程名字缩写。这些过程利用约束最大似然法（REML），通过Derivative-free方式执行MUltivariate analysis，因此得名DMU。

DMU安装包有很多模块，如DMU1、DMU4、DMU5、DMUAI和RJMC。DMUAI模块可利用平均信息限制最大似然(AI-REML) (Jensen et al. 1997)算法进行（协）方差组分的估计。AI是通过平均观察和预期信息的信息矩阵得到的。该模块还可以使用期望最大化(EM)算法来最大化约束似然函数。被估计的（协）方差组分的渐近标准误是从平均信息矩阵中获得的。

学习DMU初衷

想试试DMU处理一批数据, 发现这个软件, 竟然没有一个合适的操作说明文档, 我手头上有苏国生老师的PPT中文版DMU操作说明, 但看起来还是费劲.

刚好自己在学习这个软件, 用实际数据来演示如何使用这个软件进行数据分析.

我想从四部分进行:

• 1, DMU语法介绍

• 2, 单性状动物模型

• 3, 单性状重复力模型

• 4, 多性状动物模型

其它内容, 包括测定日模型(随机回归模型), 母体效应模型, GBLUP模型, 显性上位性模型, 一步法GS模型等等以后再做总结.

说明文档是作者写的, 一般来说作者都想通过逻辑的构建, 让读者了解软件的方方面面, 但是读者一开始接触软件时, 迫切的是想解决问题, 不是来学理论, 不是来学知识, 只是想解决问题. 但是大多数文档无法满足这些迫切的需求. 所以, 最好的操作说明, 就是有数据, 有模型, 有结果说明, 可以很快上手. 我写此操作说明的目的就在于此.

DMU语法介绍

软件组成, 主要包括四类程序

• DMU1
  这个主要是为了整理数据和模型, 相当于预处理程序, 其它三个程序都要经过它的处理才能分析. 类似BLUPF90的renumf90程序.

• DMUAI
  这个主要估算方差组分的程序

• DMU4和DMU5
  DMU4主要是求解混合线性方程组, 它不估算方差组分, 只求解. 类似BLUPF90包中的blupf90程序.DMU5功能和DMU4类似, 也是求解方程组, 适用于大数据

• RGMC
  主要是贝叶斯抽样, 估算方差组分, 计算育种值.

数据和系谱及逆矩阵格式

• 全部数据, 不要有行头

• 数据中不能含有字符, 字母, 都必须是数字

• 逆矩阵可以是下三角或者上三角矩阵的三列形式

• 系谱数据包括四列: ID, Sire, Dam, Birth

• 数据中, 因子(ID, Sex…)放在前面, 观测值(y1, y2, y3)放在后面, 因子用整数表示, 不能含有字母

因此, 在进行分析之前, 首先需要对数据进行转化, 比如系谱要变为整数, 要有第四列信息出生信息, 如果没有, 就写成2018年就行. 数据中也要重新编号, 特别是某些因子含有字母, 需要转化为数字. 可以使用R语言进行转化, 将系谱的所有水平编号为1…n, 然后替换. 将数据的所有水平, 重新编码.

参数文件
文件名为name.DIR, 其中name为程序名称, DIR必须要有, 并保持大写.

• $COMMENT
  文件注释, 一般是解释你所使用的模型

• $ANALYSIS
  分析所使用的模型, 如果你需要估算方差组分, 那么简单写为:
  $ANALYSIS 1 1 0 0

• $DATA
  指定数据格式, 因子数目, 观测值数目, 缺失值, 和数据位置
  如果你是txt文件, 有5个因子, 4个观测值, 缺失值-999, 在D盘根目录
  $DATA ASCII(5,4,-999) d:/dat.txt

• $VARIABLE
  写出因子和变量的名称, 第一行为因子, 第二行为变量
  ID Loc Year Herd Sex Hy
  y1 y2 y3 y4

• $MODEL
  指定分析模型中, 观测值个数, 固定因子, 随机因子
  比如单性状, 正态数据
  1 1 0 0 0
  比如二性状, 正态数据
  2 2 0 0 0

固定因子: 每个性状一行, 包含若干整数
单性状中, y1 = Loc + Year + Herd + Sex, random = ID
1 0 5 1 2 3 4 5
随机因子: 每个性状一行, 包含若干整数
1

• $VAR_STR
  定义方差协方差结构
  可以支持系谱, 和自定义关系矩阵inv
  定义系谱文件:
  $VAR_STR 2 PED 2 ASCII ped.txt
  定义逆矩阵:
  $VAR_STR 1 GRELASCII ginv

• $PRIOR
  定义初始值, 如果不定义, 默认是方差组分为1, 协方差组分为0, 定义格式, 下三角行列形式.
  比如两性状, Vg和Ve
  1 1 1 Vg11
  1 2 1 Vg12
  1 2 2 Vg22
  2 1 1 Ve11
  2 2 1 Ve21
  2 2 2 Ve22

• $VAR_REST(可选项, 主要是固定初始值)

文件输出

• lst
  描述统计, 模型迭代, 方差组分估计

• PAROUT
  方差组分估计(行列形式显示)

• PAROUT-STD
  方差组分及标准误(计算遗传力)

• LLIK
  最后一次迭代情况

命令行文件执行

• run_dmuai
  运行dmuai程序

• run_dmu4
  运行dmu4程序

• run_dmu5

• run_rjmc

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