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文檔簡介
家畜育種學(xué)選擇的原理與方法第1頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm第一節(jié)選擇相關(guān)概念自然選擇指在自然環(huán)境條件下,自然界對物種的選擇作用——“物競天擇、適者生存”作用:在生物進化中起主導(dǎo)作用,自然環(huán)境條件控制著變異發(fā)展的方向,導(dǎo)致適應(yīng)性狀的產(chǎn)生人工選擇指在動植物育種過程中,人類發(fā)揮其主觀能動性,對家養(yǎng)動植物進行的有目的性的選擇作用。作用:進化的方向由適應(yīng)自然環(huán)境條件轉(zhuǎn)向有利于為人類提供更多的畜產(chǎn)品??刂七M化方向的是人的意愿。第2頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm人工選擇和自然選擇的差異1、針對維持群體均值而言自然選擇是向心選擇人工選擇是離心選擇2、選擇的目的與方向自然選擇沒有明確的目的性和方向性人工選擇有明確方向性和目的性:選擇目標(biāo)→選擇方案3、選擇的過程自然選擇是一個漫長的過程,時間長,見效慢人工選擇的過程則相對較短,見效較快第3頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm人工選擇和自然選擇間的關(guān)系1、當(dāng)選擇的方向一致時,自然選擇能加快人工選擇的進程,增強人工選擇的效果。2、當(dāng)選擇方向不一致時,人工選擇會受到自然選擇的制約或影響。此時,要獲得人工選擇的預(yù)期效果,就必須加強或改善飼養(yǎng)管理條件來克服自然選擇的作用。高產(chǎn)對家畜適應(yīng)自然環(huán)境條件往往是有害的,故應(yīng)加強對高產(chǎn)品種的營養(yǎng)條件供應(yīng)和環(huán)境條件控制。3、當(dāng)兩種選擇作用嚴(yán)重抵觸時,人工選擇就不會取得進展(品種退化)第4頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm選擇的實質(zhì)
打破了繁殖的隨機性,定向地改變了群體中相關(guān)基因的頻率打破了自然狀態(tài)條件下生物群體的“哈代-溫伯格”平衡,改變了生物類型。第5頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm改變一個種群的步驟:首先,創(chuàng)造或發(fā)現(xiàn)變異方法:誘變或雜交其次,通過選擇的作用在群體中定向地擴散所需變異型基因,并逐步使之成為群體的主導(dǎo)類型。方法:通過定向選擇來增高理想基因的頻率。
有變異存在,才有新品種的產(chǎn)生,變異為育種提供素材,變異是育種的基礎(chǔ)。
第6頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm選擇的創(chuàng)造性作用
育種是根據(jù)家畜的遺傳和變異兩種特性,通過選擇和繁育兩種手段來引導(dǎo)變異發(fā)展的方向而進行的工作。理論基礎(chǔ)——選擇的創(chuàng)造性作用選擇能積累變異,決定變異的方向,產(chǎn)生新類型個體,最終使畜群結(jié)構(gòu)發(fā)生根本改變。選擇的創(chuàng)造性作用在家畜育種中的體現(xiàn)1.針對特定數(shù)量性狀的系統(tǒng)選育可能育成新品種選擇的重點--數(shù)量性狀(經(jīng)濟重要性)2.針對特定質(zhì)量性狀的系統(tǒng)選育也可能育成新品種3.選擇有益突變也能培育新品種第7頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm第二節(jié)質(zhì)量性狀的選擇質(zhì)量性狀(qualitativetrait)表型呈不連續(xù)性分布,各變異類型間存在明顯區(qū)別,能夠直接加以描述的性狀。其遺傳規(guī)律符合孟德爾經(jīng)典遺傳學(xué)理論。主要質(zhì)量性狀:表型特征、血型和血液蛋白多態(tài)性、遺傳缺陷、伴性性狀。第8頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm質(zhì)量性狀選擇及效應(yīng)基本工作:依據(jù)對群體的表型分析、系譜分析和測交實驗對特定基因型的判別。效應(yīng):選擇不能產(chǎn)生新的基因,但可增加群體中有利基因的頻率,降低不利基因的頻率。第9頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm一、對隱性有利基因的選擇目的:淘汰顯性不利基因例:一對等位基因A/a:基因型為AA、Aa、aa。其中,A對a為完全顯性,則AA和Aa具有相同的表現(xiàn)型,均為顯性性狀。設(shè)原始群體(隨機交配大群體)基因頻率為A=p,a=q(則相應(yīng)基因型頻率為:D=p2,H=2pq,R=q2),淘汰率為S,留種率為1-S。第10頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm等位基因Aa在大群體中的頻率為pq由這對基因構(gòu)成的基因型為AAAaaa基因型頻率為p22pqq2淘汰率SS0留種率1-S1-S1選擇后基因型頻率第11頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm經(jīng)過一代的選擇后,隱性基因頻率為:
若:S=1,則q1=1;經(jīng)過一代選擇,群體固定(條件:外顯率為100%)
S=0,則q1=q,此時群體處于自然平衡狀態(tài)結(jié)論:隱性基因的選擇比較容易實現(xiàn)。第12頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm例:100頭的牛群,有角81頭,無角19頭其中:有角81頭(隱性純合子qq);無角19頭(顯性純合子QQ、雜合子Qq)則:有角隱性基因q的頻率為:
無角顯性基因Q的頻率為:Q=1-0.9=0.1
雜合子頻率為:H=2Qq=2×0.1×0.9=0.18.
每次淘汰50%的無角牛,則經(jīng)過一代選擇后,隱性基因的頻率為:q1=0.945;即:隱性基因的頻率增加了0.045。第13頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm二、對顯性有利基因的選擇
目的:淘汰隱性有害基因1.根據(jù)表型淘汰隱性個體:隱性-顯性性狀:牛的紅毛-黑毛;豬的黑毛-白毛;從表型上不能區(qū)分完全顯隱性基因的顯性純合子(AA)和雜合子個體(Aa),故隱性基因難以從群體中徹底剔除。例如:豬的氟烷基因(Haln)海福牛的侏儒癥(隱性純合子)一歲前死亡,但雜合子公牛具有粗壯而緊湊的體軀和清新的頭部,易被選留種用,導(dǎo)致該基因擴散。第14頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm考慮完全淘汰隱性基因型個體而保留表型為顯性的個體時的群體基因型變化:設(shè)有一對等位基因Aa在大群體中的頻率為p0q0由這對基因構(gòu)成的基因型為AAAaaa基因型頻率為p022p0q0q02淘汰率001留種率110選擇后基因型頻率0第15頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm則經(jīng)過一代選擇后,隱性基因a的頻率為:經(jīng)過t代選擇后:所以:第16頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm例如:假設(shè)某群體一隱性基因型個體占總體的1/20000(q2),隱性基因頻率為q=1/141;每代淘汰隱性基因型個體,將隱性基因型頻率降低一半即q2=1/40000,q=1/200,需要:
代;如果家畜的世代間隔較長,則所需時間非常長??梢娺x擇進展非常緩慢。故單純靠表型淘汰隱性個體不能徹底剔除隱性基因。
第17頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm2.應(yīng)用測交淘汰雜合個體目的:區(qū)分顯性純合子和雜合子。原則:當(dāng)一個顯性表現(xiàn)型個體的雙親之一或其后代之一為純合隱性個體時,則它一定是一個雜合子個體。第18頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm測交的檢驗概率在測交后代中觀測到至少一個隱性純合子表型的概率,稱為測交的檢驗概率測交實驗統(tǒng)計分析的基本步驟:
(1)假設(shè)被測個體為雜合子,計算出單個后代中出現(xiàn)顯性表型的概率P;
(2)推測n個后代全部為顯性表型的概率:;
(3)計算在n個后代中至少觀測到一個隱性純合個體的概率:。第19頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm測交方法
(1)被測公畜與隱性純合(aa)母畜交配(2)被測公畜與已知為雜合體(Aa)的母畜交配(3)被測公畜與其女兒或與另一頭已知為雜合公畜的女兒交配(4)被測公畜與其未經(jīng)選擇的半姐妹交配(5)被測公畜與其全同胞交配(6)其他方法:直接進行后裔調(diào)查,只要發(fā)現(xiàn)一頭隱性個體,則其父母都是雜合子。第20頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(1)與隱性純合(aa)母畜交配如公畜為雜合子,則后代中隱性純合子個體出現(xiàn)的機率為0.5。若生產(chǎn)n個后代,則n個個體都為顯性的機率為(1/2)n。5個后代都為顯性個體的機率為(1/2)5=3.125%。有95%以上的把握斷定它是一個顯性純合子。特點:所需交配數(shù)最少條件:隱性純合個體能夠活到成年,且生活力、繁殖力不降低。第21頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(2)與雜合體(Aa)母畜交配隱性純合個體活不到成年或繁殖率低時采用與表型正常母畜交配,后裔全部為正常后代(包含顯性純合子和雜合子個體)的概率公式為:其中:D為與配母畜中顯性純合子的比例;
H為與配母畜中雜合子的比例;
k為每胎產(chǎn)仔數(shù);n為與配母畜數(shù);
P為后代全部為正常型的概率(即判定該公畜為純合子的機誤)第22頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm例如:全部使用雜合子母畜測交時:
D=0,H=1;若k=1,則此公式為:P=(0.75)n。在此情況下,取P=0.05時,n=11;P=0.01時,n=16;故如果測交產(chǎn)生11頭(16頭)后代全部為正常型個體,則有95%(99%)以上的把握判定該公畜為顯性純合子個體。
第23頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(3)用公畜與其女兒或與另一頭已知為雜合公畜的女兒交配此時:與配母畜為純合或雜合的機率相等,且k=1,P=〔D+(3/4)kH〕n,則:
P=〔0.5+(3/4)×0.5〕n=(0.875)n取P=0.05時,n=23;P=0.01時,n=35故:如果測交產(chǎn)生23頭(35頭)后代全部為正常型個體,則有95%(99%)以上的把握判定該公畜為顯性純合子個體。第24頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm單胎家畜測交所需最少子女?dāng)?shù)
第25頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm對多胎家畜則k不為1,例如k=10時,與其未經(jīng)選擇的n頭女兒測交,其后代全部為正常型個體的概率為:P=〔0.5+(3/4)10×0.5〕n。在此情況下,因為:P=0.05時,n=4.6<5;P=0.01時,n=8;故對每胎產(chǎn)10頭仔畜的家畜來說,如果與其未經(jīng)選擇的5頭(8頭)女兒測交,其后代全部為正常型個體,則有95%(99%)以上的把握判定該公畜為顯性純合子個體。第26頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm多胎家畜測交所需最少配偶數(shù)和子女?dāng)?shù)
對于與未經(jīng)選擇的女兒交配:優(yōu)點:可測定該公畜可能攜帶的全部有害隱性基因。缺點:容易造成較高的近交系數(shù)(25%),且所需女兒數(shù)量較大,單胎家畜難以辦到。第27頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(4)用公畜與其未經(jīng)選擇的半姐妹交配目的:測定公畜是否攜帶從它父親或其他共同祖先處繼承下來的任何隱性基因。缺點:不能測定來自另一個親本的隱性基因,且近交系數(shù)為12.5%。測定所需配偶數(shù)和子女?dāng)?shù)與(3)相同。
第28頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(5)用公畜與其全同胞交配
目的:測定來自雙親的任何隱性基因。缺點:所需全同胞姐妹數(shù)較多(通常要求的全同胞個體數(shù)為23-35個),較難實現(xiàn)。
第29頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(6)其他方法直接進行后裔調(diào)查,只要發(fā)現(xiàn)一頭隱性個體,則其父母都是雜合子。第30頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm三、對雜合子的選擇
目的:選留雜合子個體;原因:雜合子具有更好的經(jīng)濟價值或更好的適應(yīng)性例如:鐮刀型貧血隱性純合子幼年死亡,顯性純合子對瘧疾的抵抗力低,雜合子適應(yīng)性強;卡拉庫爾羊銀灰色羔皮較名貴,其顯性純合子有致死性,只能選留雜合子。第31頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm雜合子選留一代后基因型頻率變化:(p+q=1)
則經(jīng)過一代選擇后,隱性基因a的頻率為:第32頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm特點:基因頻率總是向著中間趨于平衡,使兩個等位基因都保存在群體中不消失。平衡時有:q1==q,解得:S1p=S2q,即當(dāng)顯性純合子的淘汰率與顯性基因頻率之積等于隱性純合子的淘汰率與隱性基因頻率之積時,群體基因頻率達到平衡。平衡后群體各代間基因頻率不再變化。第33頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一q=,P=可見:基因何時達到平衡,完全決定于兩種純合子的淘汰率。/jcyzx/index.htm平衡時:
第34頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm四、伴性性狀的選擇伴性遺傳:在性染色體上,除了有決定性別的基因外,還存在著控制其他一些性狀的基因。在群體的遺傳過程中,受這些基因決定的性狀,總是伴隨著性別而遺傳。這種現(xiàn)象叫做性連鎖遺傳,也叫伴性遺傳。第35頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm應(yīng)用:培育出自別雌雄品系的蛋雞
例如:快慢羽自別雌雄品系快羽雞的伴性快羽受隱性基因(Zk)控制,慢羽雞的伴性慢羽受顯性基因(ZK)控制。以伴性快羽公雞與伴性慢羽母雞交配后,子一代的母雛為快羽型、公雛為慢羽型。第36頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm自別雌雄品系的蛋雞P:♂:ZkZk× ♀:ZKW
(快羽型公雞)(慢羽型母雞)F1 :♂:ZKZk ♀:ZkW
(公雞慢羽型)(母雞快羽型)第37頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm五、采用生化遺傳和分子遺傳技術(shù)檢測質(zhì)量性狀1、生化遺傳檢測技術(shù):
A、通過生化手段誘導(dǎo)某性狀的表現(xiàn);如:早期的氟烷檢測
B、測定個體特定質(zhì)量性狀表現(xiàn)時的生化指標(biāo),以判定基因型;如:CK(磷酸肌酸激酶)測定
C、利用生化遺傳標(biāo)記進行標(biāo)記輔助選擇第38頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm2、分子遺傳學(xué)檢測法:分子遺傳標(biāo)記的使用來識別DNA分子水平的變異:如:PCR-RFLP技術(shù)的使用特點:準(zhǔn)確、高效;可檢測出雜合子;可活體檢測和早期選擇第39頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm第三節(jié)數(shù)量性狀的選擇
數(shù)量性狀(quantitativetrait)表型呈連續(xù)性分布,各變異類型間無明顯區(qū)別,不能直接加以描述,只能用數(shù)字來描繪其變異特性的性狀。特點:是可以度量的性狀;呈連續(xù)性變異;其表現(xiàn)容易受到環(huán)境因素的影響;控制數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是微效多基因系統(tǒng);多呈正態(tài)分布。第40頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm對數(shù)量性狀進行選擇的特點數(shù)量性狀一般受微效多基因控制,基因型相對比較復(fù)雜,難以進行針對某一基因的選擇。對數(shù)量性狀的選擇必須應(yīng)用生物統(tǒng)計學(xué)和數(shù)量遺傳學(xué)原理,從性狀的表型值中剔除環(huán)境效應(yīng)的影響,而根據(jù)或接近根據(jù)多數(shù)基因的加性效應(yīng)——育種值來進行選擇。第41頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm一、數(shù)量性狀選擇的歷史回顧1940年:J.L.Lush根據(jù)不同的數(shù)量性狀中,子女的表型值對雙親平均表型值的回歸系數(shù)不同,提出了遺傳率這個概念。子女值對雙親均值的回歸系數(shù)就是該性狀的遺傳率?;貧w方程為:是子女表型值的離均差,表示因選擇使選留個體的子女平均表型值高于原始群體均值的部分。這種因選擇而在下一代產(chǎn)生的反應(yīng)稱為選擇反應(yīng)(R)。是雙親表型均值的離均差,表示由于選擇使選留個體的平均表型值高于原始群體均值的部分,稱為選擇差(S)。
第42頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm上式可演化為:R=Sh2
選擇效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)是選擇反應(yīng)(R)的大小。所以影響選擇效果的兩個基本因素就是性狀的遺傳率(h2)與選擇差(S)。影響這兩個因素的其他因素都會影響選擇效果。如:世代間隔、性狀間的相關(guān)、一次選擇性狀的數(shù)目、近交以及遺傳與環(huán)境的互作等。第43頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm二、幾個概念1.留種率:是指留種個體數(shù)與測定個體數(shù)之比(留種數(shù)/測定個體數(shù))×100%。在性狀表型值呈正態(tài)分布的情況下,留種率的大小決定選擇差的大小。即留種的家畜越多,選擇差越小。第44頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm2.選擇差(selectiondifferential):是指留種群表型均數(shù)與大群平均數(shù)之差。表示被選留個體所具有的表型優(yōu)勢,用或表示。其大小受兩個因素的影響,一是畜群的留種率,一是性狀的變異程度--標(biāo)準(zhǔn)差。在留種率相同時,標(biāo)準(zhǔn)差越大,選擇差也越大。變異是選擇有效的前提,沒有變異,選擇就無從發(fā)揮作用;變異越大,選擇收效也越大。
第45頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm3.選擇反應(yīng)(selectionresponse):通過人工選擇,在一定時間內(nèi),使性狀向著育種目標(biāo)方向改進的程度。實質(zhì)是被選留種畜所具有的遺傳優(yōu)勢,用或
表示。當(dāng)親子代間不存在系統(tǒng)環(huán)境差異,或經(jīng)統(tǒng)計剔除系統(tǒng)環(huán)境效應(yīng)時,子代與親代均數(shù)之差就是選擇反應(yīng)。則:4.遺傳進展(selectionprogress):選育群體平均每年所獲得的選擇反應(yīng)。即選擇反應(yīng)除以平均世代間隔。第46頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm5.選擇強度:不同性狀間由于度量單位和標(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),都除以各自的標(biāo)準(zhǔn)差,使之標(biāo)準(zhǔn)化。這種標(biāo)準(zhǔn)化的選擇差稱為選擇強度(i)。其公式為:;或又:
故選擇反應(yīng)的公式可轉(zhuǎn)化為:其中,h表示依據(jù)個體性能記錄估計育種值的準(zhǔn)確度,用rAI表示。故:第47頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm年度遺傳進展的估計以上計算出的選擇反應(yīng)為每個世代所能獲得的選擇反應(yīng),在育種實踐中,通常考慮每年所能獲得的遺傳進展,即用每世代的選擇反應(yīng)除以世代間隔:以上計算表明,為了增加選育進展,必需考慮:遺傳變異、選擇強度、育種值估計的準(zhǔn)確性、世代間隔等因素。第48頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm三、影響選擇成效的因素根據(jù),要提高選擇成交需從下述幾方面入手:(一)增加可利用的遺傳變異(二)提高選擇強度(三)增加育種值估計的準(zhǔn)確度(四)縮短世代間隔第49頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(一)可利用的遺傳變異選擇的基礎(chǔ)在于個體間存在遺傳差異,其中可利用的遺傳變異源于微效基因平均效應(yīng)的遺傳標(biāo)準(zhǔn)差,也叫加性遺傳標(biāo)準(zhǔn)差。由基因效應(yīng)和基因頻率決定。選擇極限:對一個群體實行長期的閉鎖選擇,隨著選擇的進行,有利基因的頻率不斷提高,直至固定。此時,群體內(nèi)基因趨于一致,沒有可利用的遺傳變異產(chǎn)生,則選擇不再產(chǎn)生作用,即不會出現(xiàn)選擇反應(yīng)的現(xiàn)象。第50頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm保持群體內(nèi)有可利用的遺傳變異的方法:1、選育基礎(chǔ)群保持一定的規(guī)模;2、基礎(chǔ)群內(nèi)具有足夠的遺傳變異基礎(chǔ)群的組建應(yīng)保持盡可能多的血統(tǒng)和較遠的親緣關(guān)系;3、在育種群內(nèi)經(jīng)常估計遺傳參數(shù),尤其是加性遺傳方差;4、采用育種方法擴大群體的遺傳變異:導(dǎo)入雜交:從外群體導(dǎo)入外血可引入有利基因和擴大群體的遺傳變異度。第51頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(二)提高選擇強度選擇強度是不受性狀影響的通用參數(shù)留種率與選擇強度i間存在直接對應(yīng)關(guān)系教材P46:圖4-1育種中的實際選擇分布圖P=性狀表型值;=被選中種畜的表型值平均數(shù);=群體中經(jīng)性能測定動物表型值平均數(shù);陰影部分=被選中種畜的分額第52頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm提高選擇強度的方法1、建立足夠大規(guī)模的育種群強調(diào)地區(qū)間的聯(lián)合育種2、盡量擴大性能測定的規(guī)模目的:降低留種率3、實施特殊的育種措施,改善留種率:A、降低留種數(shù)量,增加后備個體數(shù);B、縮短胎間距;C、分品系培育:強調(diào)父系親本的選擇;D、使用人工受精、胚移、胚胎分割等新技術(shù)以降低公畜需要量。第53頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(三)育種值估計的準(zhǔn)確度衡量指標(biāo):rAI估計育種值I與真實育種值A(chǔ)之間的相關(guān)系數(shù)。相關(guān)系數(shù)rAI的值越高,就表明估計育種值與真實育種值越接近,故選種的準(zhǔn)確性就越高。現(xiàn)代育種學(xué)發(fā)展的很多方法都是圍繞著如何提高育種值估計的準(zhǔn)確性展開的。第54頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm影響育種值估計準(zhǔn)確度的主要因素1、信息來源個體記錄、親屬記錄;2、信息量信息量越大,估計的準(zhǔn)確性越高;3、評估性狀的遺傳率大小遺傳率越大,育種值估計的準(zhǔn)確性越高。第55頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm提高育種值估計準(zhǔn)確度的措施1、提高遺傳力估計的準(zhǔn)確性;2、校正環(huán)境效應(yīng)對遺傳力估計的影響;3、擴大可利用的數(shù)據(jù)量強調(diào)系譜記錄和性能測定記錄4、改進育種值估計的方法:如BLUP法第56頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(四)世代間隔定義(Definition):群體中種用后代產(chǎn)生時父母按其子女?dāng)?shù)加權(quán)的平均年齡。設(shè)Ti為種用后代產(chǎn)生時父母的平均年齡,ni為同窩留種子女?dāng)?shù),m為窩數(shù),則有:世代間隔主要影響年度的遺傳改進量。第57頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm縮短世代間隔的方法1、盡可能縮短種畜的使用年限;2、在保證選擇的準(zhǔn)確性的前提下,選用世代間隔較短的選種方法;3、實施早期選種措施。早期輔助選擇、間接選擇(遺傳相關(guān))第58頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(五)其他可能影響選擇效果的因素1、遺傳率;2、性狀間的相關(guān)性;3、選擇方案中的性狀數(shù)目;4、近交;5、環(huán)境;第59頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm1、遺傳率A、直接影響選擇效果遺傳率高的性狀,選擇差中能遺傳的部分就大h2=VA/VP,控制環(huán)境條件,減小環(huán)境方差可提高選擇的準(zhǔn)確性,更準(zhǔn)確地反應(yīng)育種值高低B、影響選擇的準(zhǔn)確性遺傳率是育種值到表型值的通徑系數(shù)的平方,也就是育種值和表型值的相關(guān)系數(shù)的平方。個體本身表型選擇的準(zhǔn)確性,是以表型值與育種值的相關(guān)來衡量的,故遺傳率愈高的性狀,表型選擇的準(zhǔn)確性愈高,因而選擇效果也越好。第60頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm2、性狀間的相關(guān)(遺傳相關(guān))當(dāng)兩個性狀間具有遺傳相關(guān)時,可用于間接選擇
3、所選性狀的數(shù)目如同時選擇n個性狀,則每個性狀的選擇反應(yīng)只有選擇單個性狀時的選擇反應(yīng)的;故:選擇時應(yīng)該突出重點性狀,不宜同時選擇太多性狀。
第61頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm4、近交近交與選擇效果之間有一定程度的矛盾近交衰退造成各種性狀的選擇效果不同程度地降低。5、環(huán)境數(shù)量性狀的表型值都是遺傳和環(huán)境兩種因素共同作用的結(jié)果。育種應(yīng)該考慮環(huán)境條件的效應(yīng)。第62頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm四、選擇效果的預(yù)估理論基礎(chǔ):R=Sh2=iσh2選擇強度可由留種率得到(性狀呈正態(tài)分布時)只要知道一個畜群該性狀的標(biāo)準(zhǔn)差與遺傳率,確定留種率,就可預(yù)估選擇效果。第63頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm例如:
已知一個豬群的180天體重的標(biāo)準(zhǔn)差為10.6kg,遺傳率為0.25。現(xiàn)決定母豬留種40%,即在整個豬群中選擇在該性狀上表現(xiàn)最好的40%作為種豬,則下一代可期望這個性狀平均能提高的程度為:查表(教材P46:表4-1),當(dāng)Ps=40%時,i=0.967,故R=iσh2=0.967×10.6×0.25=2.56(kg)制訂育種規(guī)劃時,對公畜以實際配種數(shù)對各自的選擇差加權(quán)后求平均選擇差,再計算其平均選擇反應(yīng)后才與母畜的選擇反應(yīng)平均,作為總體平均選擇反應(yīng)。第64頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm如上例中的豬群選留3頭公豬,其180天體重的選擇差分別為20kg、15kg、10kg,預(yù)計第一頭公豬配種60%,其余兩頭各配種20%,則:來自公豬的平均選擇差=20×0.6+15×0.2+10×0.2
=17kg。故來自公畜的選擇反應(yīng)為:R=Sh2=17×0.25=4.25(kg)。群體來自公畜與母畜的總體平均選擇反應(yīng)為:(4.25+2.56)/2=3.41(kg);此即該性狀在一個世代中的改進量,如該豬群的平均世代間隔為1.5年,則:年改進量=R/L=2.27(kg)第65頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm五、間接選擇概念利用性狀間遺傳相關(guān),通過對另一個性狀的選擇來間接選擇所要改良的某性狀的選擇方法。適用范圍所要改良的性狀遺傳率低、或難以度量、或在活體上不能度量,或為限性性狀。優(yōu)點可縮短世代間隔、可實現(xiàn)較高的選擇強度。第66頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm公式推導(dǎo):
X性狀的間接選擇反應(yīng)為:CRx=bA(xy)RY;其中:y性狀的直接選擇反應(yīng)為:Ry=iyσyhy2
故:
第67頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm間接選擇與直接選擇的效果比較:
間接選擇優(yōu)于直接選擇的條件:輔助性狀y與目標(biāo)性狀x間有高度的遺傳相關(guān)(rA(xy))
輔助性狀y具有高遺傳力(hy2)。輔助性狀y能實現(xiàn)較高選擇強度(iy)輔助性狀y能針對目標(biāo)性狀x進行早期選種。第68頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm第四節(jié)閾性狀的選擇
一、閾性狀的概念指由多基因決定的,表現(xiàn)非連續(xù)性變異的性狀。此類性狀的個體表型值為0或1,而群體性狀有潛在的連續(xù)正態(tài)分布,這類性狀稱為閾性狀。這類性狀的共同特點是有一個閾值,閾值兩側(cè)表現(xiàn)為相反的不連續(xù)的表現(xiàn)型。如死亡和存活,沒有中間型。群體閾性狀平均數(shù)的求法是,將閾的位置定為潛在尺度的原點或零點,平均數(shù)以距閾的離差表示。第69頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm二、閾性狀的選擇閾性狀的選擇反應(yīng)也取決于選擇差,可通過改變閾的位置來選擇。如藥物處理過程中,增減藥物濃度可改變病癥的發(fā)病率,為選種提供依據(jù),實質(zhì)就是閾值改變的結(jié)果。此變化的閾值稱為誘發(fā)產(chǎn)生的閾值,它是閾性狀潛在連續(xù)正態(tài)分布的反應(yīng)。第70頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm第五節(jié)選擇的方法一、原理:利用家畜個體及其家系(全同胞或半同胞家系)的資料以及遺傳率來判斷個體的種用價值。設(shè):個體表型值為Pi,它可被劃分為兩部分之和,即:家系平均值(Pf)個體表型值(Pi)與家系平均值(Pf)的離差(Pw)第71頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm即:Pi=Pf+Pw其中:Pw表示家系內(nèi)偏差,即(Pi-Pf)Pf表示家系均值選種時對以上兩部分分別給予加權(quán),合并為一個指數(shù)I作為估計育種值,作為選留的標(biāo)準(zhǔn)。不同的選擇方法可表現(xiàn)為對上式中兩部分的不同重視程度。即:I=bfPf+bwPw第72頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm二、單性狀的選擇方法1、個體選擇:對兩部分同等重視,即把超出群體均值最多的個體留種。實質(zhì)為用個體表型值估計育種值。
P=1×Pw+1×Pf2、家系選擇:完全忽略Pw而只根據(jù)Pf選擇,即把超出畜群均值最多的家系留種。實質(zhì)為用家系均數(shù)估計育種值。P=0×Pw+1×Pf3、家系內(nèi)選擇:完全忽略Pf只根據(jù)Pw選擇,在家系內(nèi)選擇超出家系均值最多的個體留種。實質(zhì)為用家系內(nèi)偏差估計育種值。P=1×Pw+0×Pf第73頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm4、合并選擇同時考慮Pw和Pf,而分別給以不同程度的加權(quán),以最好地利用這兩方面的資料。最合理的加權(quán):對Pw和Pf分別乘于各自的遺傳率hw2和hf2,即:I'=hw2×Pw+hf2×Pf
因為離差乘遺傳率就是選擇反應(yīng),故把這兩部分的選擇反應(yīng)之和作為對家畜種用價值的評估。第74頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm公式I'=hw2×Pw+hf2×Pf中I'是對Pw
和Pf
分別加權(quán)后的指數(shù);
hw2是家系內(nèi)離差的遺傳率;
hf2是家系平均數(shù)的遺傳率。
其中:h2是性狀的一般遺傳率;
rA是家系成員間的親緣相關(guān)系數(shù);
r是家系成員間的表型相關(guān)系數(shù);
n為家系成員數(shù)。第75頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm(一)選擇方法的選擇反應(yīng)估測和適用條件1、個體選擇:根據(jù)個體表型值的選擇,簡單易行。在選擇強度相同時,遺傳率越高的性狀,標(biāo)準(zhǔn)差越大的群體,用個體選擇越好。
其中:R表示選擇反應(yīng);i表示選擇強度;σP表示標(biāo)準(zhǔn)差;h2表示遺傳率。三、各種選擇方法的比較第76頁,共84頁,2023年,2月20日,星期一/jcyzx/index.htm2、家系選擇(選
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