DOI: 10.1051/gse:2000136

Genet. Sel. Evol. 32 (2000) 547-560

Selective genotyping for QTL detection using sib pair analysis in outbred populations with hierarchical structures

Dimitrios G. Chatziplis^{a, b} and Chris S. Haley<sup>a

a</sup>  Roslin Institute (Edinburgh), Roslin, Midlothian, EH25 9PS, United Kingdom
^b  Present address: Ross Breeders Ltd, Newbridge Midlothian, EH28 8SZ Scotland, United Kingdom

(Received 31 January 2000; accepted 13 July 2000)

Abstract
A simulation study illustrates the effects of the inclusion of half-sib pairs as well as the effects of selective genotyping on the power of detection and the parameter estimates in a sib pair analysis of data from an outbred population. The power of QTL detection obtained from samples of sib pairs selected according to their within family variance or according to the mean within family variance within half sib family was compared and contrasted with the power obtained when only full sib pair analysis was used. There was an increase in power (4-16% ) and decrease in the bias of parameter estimates with the use of half-sib information. These improvements in power and parameter estimates depended on the number of the half sib pairs (half sib family size). Almost the same power as that obtained using all the available sib pairs could be achieved by selecting only 50-60% the animals. The most effective method was to select both full and half sib pairs on the basis of high within full sib family variance for the trait in question. The QTL position estimates were in general slightly biased towards the center of the chromosome and the QTL variance estimates were biased upwards, there being quite large differences in bias depending on the selection method.

Résumé
Génotypage sélectif pour la détection des QTL par l'analyse de fratries dans des populations non consanguines à structures familiales. Cette étude par simulation a porté sur les effets de l'inclusion des paires de demi-frères et du génotypage sélectif sur la puissance de détection des QTL et l'estimation de leur position et de leur variance dans des populations non consanguines et à structure familiale de germains et demi-germains. On a calculé la puissance de détection des QTL dans l'analyse des paires de demi-frères sélectionnés en fonction de leur variance intra-famille, et on l'a comparée à celle obtenue quand seulement des paires de germains étaient utilisées. Quand l'information sur les demi-frères a été incluse, on a observé une augmentation de la puissance de détection (4-16 % ) et une diminution du biais de l'estimation des paramètres. Ces améliorations dépendaient du nombre de paires de demi-frères (taille des familles). Ainsi, en incluant les demi-frères, on atteignait sensiblement le même pouvoir de détection avec 40-50% d'animaux en moins que pour l'analyse à partir des germains seulement. La méthode la plus efficace a consisté à analyser conjointement des frères et des demi-frères provenant de familles avec une grande variance pour le caractère étudié. Les estimations des positions de QTL étaient légèrement biaisées en direction du milieu du chromosome, alors que celles de la variance des QTL étaient surestimées. Ces biais différaient fortement selon la méthode de sélection des données utilisée.

Key words: selective genotyping / QTL detection / sib pair analysis / outbred populations

Mots clés : génotypage sélectif / QTL / germains / population ouverte

Correspondence and reprints: Dimitrios G. Chatziplis; e-mail: dimitrios_chatziplis@rossbr.com

© INRA, EDP Sciences 2000