選擇原理數(shù)量性狀課件

1、第五章 選擇原理與方法第二節(jié) 數(shù)量性狀的選擇第1頁，共49頁。7/29/20221一、數(shù)量性狀遺傳基礎(chǔ)二、數(shù)量性狀的選擇第2頁，共49頁。7/29/20222數(shù)量性狀在個(gè)體間的差異需要度量；數(shù)量性狀變異呈連續(xù)性；數(shù)量性狀受多基因控制；數(shù)量性狀對環(huán)境影響敏感。1.數(shù)量性狀的特征數(shù)量性狀遺傳基礎(chǔ)第3頁，共49頁。7/29/20223由大量微小效應(yīng)的基因控制；微效基因的效應(yīng)相類似并且可以相加；服從分離規(guī)律、自由組合規(guī)律、連鎖互換規(guī)律；微效基因間一般沒有顯隱性區(qū)別；數(shù)量性狀同時(shí)受到基因型和環(huán)境的作用，而且數(shù)量性狀的表現(xiàn)對環(huán)境影響相當(dāng)敏感。2.微效多基因假說（Nilsson-Ehle）第4頁，共49頁。

2、7/29/20224如果一個(gè)數(shù)量性狀有k個(gè)基因座控制，則各種基因型頻率分布是二項(xiàng)式（1/2A+1/2a）2k展開項(xiàng)的系數(shù)。P30第5頁，共49頁。7/29/20225 對數(shù)量性狀有較大影響的基因座稱為數(shù)量性狀基因座（quantitative trait locus，QTL)，它是影響數(shù)量性狀的一個(gè)染色體片段，而不一定是一個(gè)單基因座。(P350)方法：效應(yīng)大小或貢獻(xiàn)率主效基因標(biāo)記QTL連鎖分析（基因組掃描）候選基因分析3.數(shù)量性狀基因座（QTL)第6頁，共49頁。7/29/20226 確定單個(gè)QTL基因的作用： 標(biāo)記輔助選擇（marker-assisted selection，MAS）；將轉(zhuǎn)基因

3、技術(shù)用于數(shù)量性狀的遺傳操作；能夠鑒別由多因素引起的遺傳疾病，為基因治療和改進(jìn)預(yù)防措施提供依據(jù)；對這些QTL基因的數(shù)目和特性有所了解后，可以使數(shù)量遺傳學(xué)理論建立在更加完善的基礎(chǔ)上，對動(dòng)物育種實(shí)踐的指導(dǎo)更為科學(xué)合理。 第7頁，共49頁。7/29/202274.數(shù)量性狀數(shù)學(xué)模型P=G+E+IGEP=A+D+I+EP=A+D+I+Ep+EtP=A+R基因加性效應(yīng)（additive effect）等位基因間的顯性效應(yīng)（dominance effect）非等位基因間的上位效應(yīng)（epistatic effect)第8頁，共49頁。7/29/202285.基因效應(yīng)和育種值各種基因型的加性效應(yīng)值，即育種值（br

4、eeding value）等于構(gòu)成該基因型的兩個(gè)等位基因的平均效應(yīng)之和。P=A+D+I+Ep+EtA+R第9頁，共49頁。7/29/202296. 親屬間相關(guān)分析親屬間的遺傳相關(guān) P34 整體、共同祖先、親屬間整體上的親緣相關(guān)、與具體性狀無關(guān)親屬間的表型相關(guān)親屬間的數(shù)量性狀表型值相關(guān)（包含性狀的遺傳相關(guān)和環(huán)境相關(guān)）第10頁，共49頁。7/29/2022107.數(shù)量性狀遺傳參數(shù)重復(fù)力（repeatability）遺傳力（heritability ）遺傳相關(guān)（genetic correlation）第11頁，共49頁。7/29/202211重復(fù)力（repeatability）是衡量一個(gè)數(shù)量性狀在同

5、一個(gè)體多次度量值之間的相關(guān)程度的指標(biāo)。也稱重復(fù)率。重復(fù)力的作用重復(fù)力可用于驗(yàn)證遺傳力估計(jì)的正確性重復(fù)力可用于確定性狀需要度量的次數(shù)第12頁，共49頁。7/29/202212廣義遺傳力 指數(shù)量性狀基因型方差占表型方差的比例，它反映了一個(gè)性狀受遺傳效應(yīng)影響有多大，受環(huán)境效應(yīng)影響多大。實(shí)現(xiàn)遺傳力 指對數(shù)量性狀進(jìn)行選擇時(shí)，通過親代獲得的選擇效果，在子代能得到的選擇反應(yīng)大小所占的比值，這一概念反映了遺傳力的實(shí)質(zhì)。遺傳力（heritability ）第13頁，共49頁。7/29/202213狹義遺傳力 指數(shù)量性狀育種值方差VA占表型方差VP的比例。第14頁，共49頁。7/29/202214遺傳力估計(jì)原理通

6、徑圖 R1 rR=0 A1 rA A2 rR=0 R2 P1 P2 r h h r第15頁，共49頁。7/29/202215=第16頁，共49頁。7/29/202216表型相關(guān)（phenotypic correlation）就是同一個(gè)體的兩個(gè)數(shù)量性狀度量值間的相關(guān)。遺傳相關(guān)環(huán)境相關(guān) 遺傳相關(guān)（genetic correlation）第17頁，共49頁。7/29/202217 在這兩類遺傳和環(huán)境相關(guān)原因的共同作用下，兩個(gè)性狀之間就呈現(xiàn)出一定的表型相關(guān)。不同性狀表型相關(guān)的剖分第18頁，共49頁。7/29/202218第19頁，共49頁。7/29/202219遺傳相關(guān)的主要作用間接選擇（indire

7、ct selection）輔助性狀（assistant trait)。 不同環(huán)境下的選擇多性狀選擇第20頁，共49頁。7/29/202220二、數(shù)量性狀的選擇提高種畜選擇成效的育種措施第21頁，共49頁。7/29/202221選擇差selection differential PPs-P選擇反應(yīng)selection response G= h2P留種率 fraction selected選擇強(qiáng)度selection intensity世代間隔 Generation interval L遺傳進(jìn)展selection progress Gt_第22頁，共49頁。7/29/202222選擇差selecti

8、on differential_被選留個(gè)體均值與群體均值之差，反映的是被選留個(gè)體的表型優(yōu)勢PPs-P第23頁，共49頁。7/29/202223選擇反應(yīng)selection response G= h2P通過人工選擇，在一定時(shí)間內(nèi)，使得性狀向著目標(biāo)方向改進(jìn)的程度選留個(gè)體子女均值與群體均值之差選擇差與遺傳力的乘積R或 G第24頁，共49頁。7/29/202224世代間隔 Generation interval概念：擬做種用的后備種畜出生時(shí)、其父母雙親的平均年齡效應(yīng)：與遺傳進(jìn)展成反比遺傳進(jìn)展選擇強(qiáng)度遺傳變異世代間隔選擇準(zhǔn)確性第25頁，共49頁。7/29/202225遺傳進(jìn)展selection prog

9、ress選擇反應(yīng)除以平均世代間隔 Gt= G /L第26頁，共49頁。7/29/2022262 =/ / i= / 第27頁，共49頁。7/29/202227選擇強(qiáng)度selection intensity由于不同性狀的度量單位和標(biāo)準(zhǔn)差不同，選擇差之間不能相互比較，為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，選擇差可用各自的標(biāo)準(zhǔn)差做單位，即 i= / P 為選擇強(qiáng)度。以性狀的表型標(biāo)準(zhǔn)差為單位的選擇差，即標(biāo)準(zhǔn)化的選擇差第28頁，共49頁。7/29/202228zPpP第29頁，共49頁。7/29/202229留種率與選擇強(qiáng)度的關(guān)系第30頁，共49頁。7/29/2022302 =/ / i= / hi h= r i i/L第31頁

10、，共49頁。7/29/202231家畜純種遺傳改良措施，就是綜合地“優(yōu)化”上述四個(gè)因素科學(xué)地應(yīng)用育種技術(shù)，可以改善四因素，提高遺傳進(jìn)展遺傳進(jìn)展選擇強(qiáng)度遺傳變異世代間隔選擇準(zhǔn)確性影響選擇成效的因素 i/L第32頁，共49頁。7/29/202232影響選擇成效的因素1可利用的遺傳變異加性遺傳標(biāo)準(zhǔn)差關(guān)于選擇極限任何數(shù)量性狀只要經(jīng)過連續(xù)20余代的選擇，其加性方差將要耗盡、選擇反應(yīng)趨于停止，即所謂的選擇已達(dá)到了極限。選擇非極限理論連續(xù)100多代的強(qiáng)度選擇，并沒有使加性遺傳方差耗盡、選擇反應(yīng)停止。第33頁，共49頁。7/29/202233保持群體遺傳變異度的育種措施有哪些？育種群應(yīng)保持一定規(guī)模育種初始群具

11、有足夠的遺傳變異經(jīng)通常在育種群中進(jìn)行遺傳參數(shù)評估采取適當(dāng)方法擴(kuò)大群體的遺傳變異（導(dǎo)入雜交）第34頁，共49頁。7/29/202234影響選擇成效的因素2提高選擇強(qiáng)度zPpP第35頁，共49頁。7/29/2022351.建立規(guī)模足夠大的育種群 強(qiáng)調(diào)種畜場間、地區(qū)間的聯(lián)合育種，實(shí)施統(tǒng)一的育種方案和種畜遺傳評定；2.擴(kuò)大生產(chǎn)性能測定的規(guī)模 在育種群中，應(yīng)對所有正常的后備種畜進(jìn)行嚴(yán)格的生產(chǎn)性能測定，以保證得到理想的留種率；如何提高選擇強(qiáng)度？第36頁，共49頁。7/29/2022363.實(shí)施特殊的育種措施，改善留種率 適當(dāng)延長種畜的使用年限；采取措施提高母畜每年提供的后代數(shù)；縮短母畜的胎間距；降低后備種

12、畜在育成期的損失；4.實(shí)施人工授精、胚胎移植等生物技術(shù)，提高了優(yōu)秀種畜的使用率第37頁，共49頁。7/29/202237影響選擇成效的因素3提高育種值估計(jì)的準(zhǔn)確度=第38頁，共49頁。7/29/202238提高遺傳估計(jì)值校正環(huán)境效應(yīng)對遺傳力估計(jì)的影響擴(kuò)大可利用的數(shù)據(jù)規(guī)模 數(shù)據(jù)規(guī)模越大，育種值估計(jì)的精確度越高。對于遺傳力偏低的性狀尤為重要；選用更科學(xué)的育種值估計(jì)方法 用BLUP法對大規(guī)模不均衡資料分析時(shí)，可獲得最佳線性無偏預(yù)測值，即育種值估計(jì)具有更高的精確性。如何提高育種值估計(jì)的準(zhǔn)確度？第39頁，共49頁。7/29/202239影響選擇成效的因素4縮小世代間隔 L第40頁，共49頁。7/29/2

13、02240盡可能縮短種畜的使用年限由于遺傳評定，使種畜耽擱了一些時(shí)間，因此種畜使用時(shí)應(yīng)盡可能縮短使用期限；挑選世代間隔較短的選種方法 例如：豬繁殖率高，大部生產(chǎn)性狀的表現(xiàn)不受性別限制，因此豬遺傳評定一般不使用耗時(shí)長的后裔測定第41頁，共49頁。7/29/202241實(shí)施早期選種措施 在家畜個(gè)體尚未表現(xiàn)生產(chǎn)性狀，或尚未完成性狀的表現(xiàn)時(shí)，實(shí)施的輔助選擇措施。標(biāo)記輔助選擇的目的之一是實(shí)現(xiàn)早期選種，縮短世代間隔。第42頁，共49頁。7/29/202242選擇性狀的數(shù)目 一般而言，同時(shí)選擇性狀越多，每個(gè)性狀的選擇進(jìn)展越小。 如果選擇單一性狀的選擇反應(yīng)為R，則同時(shí)選擇N個(gè)性狀，每個(gè)性狀的選擇反應(yīng)就為如同時(shí)

14、選擇兩個(gè)性狀，其每一個(gè)性狀的選擇反應(yīng)為 選擇應(yīng)突出重點(diǎn)，同時(shí)選擇性狀一般以2-3個(gè)為宜。 影響選擇成效的因素5第43頁，共49頁。7/29/202243 ：直接選擇反應(yīng)（膘厚） ：相關(guān)選擇反應(yīng)（瘦肉率） ：相關(guān)選擇性狀與輔助選擇性狀間的遺傳回歸系數(shù)；相關(guān)選擇反應(yīng)第44頁，共49頁。7/29/202244rA2A1A2A1第45頁，共49頁。7/29/202245相關(guān)選擇反應(yīng)公式第46頁，共49頁。7/29/202246輔助選擇性狀： 一般沒有直接經(jīng)濟(jì)意義，其價(jià)值在于，用以估測因性別或表現(xiàn)時(shí)間較晚或測定難度大的生產(chǎn)性狀。 輔助選擇性狀的類型：輔助性狀的選擇生化遺傳多態(tài)性和血型表征性狀及體型外貌性狀其他相關(guān)的生產(chǎn)性狀分子遺傳標(biāo)記第47