數(shù)量性狀選擇原理與方法

關(guān)于數(shù)量性狀選擇原理與方法第1頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(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(duì)物種的選擇作用——“物競天擇、適者生存”作用：在生物進(jìn)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(dòng)植物育種過程中，人類發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，對(duì)家養(yǎng)動(dòng)植物進(jìn)行的有目的性的選擇作用。作用：進(jìn)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(jìn)化方向的是人的意愿。第2頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月人工選擇和自然選擇的差異1、針對(duì)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(gè)漫長的過程，時(shí)間長，見效慢人工選擇的過程則相對(duì)較短，見效較快第3頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月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(shí)，自然選擇能加快人工選擇的進(jìn)程，增強(qiáng)人工選擇的效果。2、當(dāng)選擇方向不一致時(shí)，人工選擇會(huì)受到自然選擇的制約或影響。此時(shí)，要獲得人工選擇的預(yù)期效果，就必須加強(qiáng)或改善飼養(yǎng)管理?xiàng)l件來克服自然選擇的作用。高產(chǎn)對(duì)家畜適應(yīng)自然環(huán)境條件往往是有害的，故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)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(shí)，人工選擇就不會(huì)取得進(jìn)展（品種退化）。第4頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇的實(shí)質(zhì)

打破了繁殖的隨機(jī)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，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月改變一個(gè)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?cái)U(kuò)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，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇的創(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(jìn)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(gè)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(duì)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(diǎn)－－數(shù)量性狀（經(jīng)濟(jì)重要性）2．針對(duì)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，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)數(shù)量性狀的選擇反應(yīng)

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(diǎn)：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8頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)數(shù)量性狀進(jìn)行選擇的特點(diǎn)數(shù)量性狀一般受微效多基因控制，基因型相對(duì)比較復(fù)雜，難以進(jìn)行針對(duì)某一基因的選擇。對(duì)數(shù)量性狀的選擇必須應(yīng)用生物統(tǒng)計(jì)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(jìn)行選擇。第9頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月一、選擇反應(yīng)與選擇差1940年：J.L.Lush根據(jù)不同的數(shù)量性狀中，子女的表型值對(duì)雙親平均表型值的回歸系數(shù)不同，提出了遺傳率這個(gè)概念。子女值對(duì)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(gè)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(gè)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10頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月上式可演化為：R＝Sh2

選擇反應(yīng)又稱為一代選擇進(jìn)展。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(gè)基本因素就是性狀的遺傳力（h2）與選擇差（S）。影響這兩個(gè)因素的其他因素都會(huì)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11頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月遺傳進(jìn)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。世代間隔：指每繁殖一代所需的年數(shù)，或者說是用子女出生時(shí)父母的平均年齡來表示。第13頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月

選擇強(qiáng)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(qiáng)度（i）。其公式為：;所以又：故選擇反應(yīng)的公式可轉(zhuǎn)化為：

第14頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響選擇反應(yīng)與改良速度的因素根據(jù)，1、性狀的遺傳力2、選擇強(qiáng)度3、性狀的表型標(biāo)準(zhǔn)差4、世代間隔第15頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）性狀的遺傳力1、直接提高選擇反應(yīng)。2、遺傳力高，說明表型變異中來源于遺傳變異的組分越高，表型選擇的準(zhǔn)確性越大，從而提高選擇效果。第16頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）選擇強(qiáng)度選擇強(qiáng)度是不受性狀影響的通用參數(shù)選擇強(qiáng)度i與留種率間存在直接對(duì)應(yīng)關(guān)系可用下面的公式估計(jì)：育種中的實(shí)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(dòng)物表型值平均數(shù)；陰影部分=被選中種畜的分額p,Z為α處縱高第17頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月留種率：是指留種個(gè)體數(shù)與測定個(gè)體數(shù)之比（留種數(shù)/測定個(gè)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18頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）性狀的表型標(biāo)準(zhǔn)差第22頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇極限：對(duì)一個(gè)群體實(shí)行長期的閉鎖選擇，隨著選擇的進(jìn)行，有利基因的頻率不斷提高，直至固定。此時(shí)，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(huì)出現(xiàn)選擇反應(yīng)的現(xiàn)象。第23頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）世代間隔第24頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1、性狀間的相關(guān)（遺傳相關(guān)）當(dāng)兩個(gè)性狀間具有遺傳相關(guān)時(shí)，可用于間接選擇

2、所選性狀的數(shù)目如同時(shí)選擇n個(gè)性狀，則每個(gè)性狀的選擇反應(yīng)只有選擇單個(gè)性狀時(shí)的選擇反應(yīng)的；故：選擇時(shí)應(yīng)該突出重點(diǎn)性狀，不宜同時(shí)選擇太多性狀。

（五）其他可能影響選擇效果的因素第25頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、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。4、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26頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月三、提高選擇反應(yīng)與改良速度的措施1、主選遺傳力高或中等的性狀遺傳力小于0.2，低遺傳力性狀。繁殖性狀遺傳力大于0.2小于0.4，中等遺傳力性狀。（生長性狀）遺傳力大于0.4，高遺傳力性狀。（胴體性狀）縮小環(huán)境方差，提高遺傳力。實(shí)施同期同齡對(duì)比，使各個(gè)體處于相同的環(huán)境條件。采用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)性狀校正，使其比較的基礎(chǔ)一致。第27頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、提高選擇強(qiáng)度（1）建立足夠大規(guī)模的育種群強(qiáng)調(diào)地區(qū)間的聯(lián)合育種(2）盡量擴(kuò)大性能測定的規(guī)模目的：降低留種率(3)實(shí)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(gè)體數(shù)；B、縮短胎間距；C、分品系培育：強(qiáng)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28頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、保持群體內(nèi)有可利用的遺傳變異(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(yuǎn)的親緣關(guān)系；(3)采用育種方法擴(kuò)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(kuò)大群體的遺傳變異度。第29頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4、縮短世代間隔的方法1、盡可能縮短種畜的使用年限；早配等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(shí)施早期選種措施。早期輔助選擇、間接選擇（遺傳相關(guān)）第30頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月四、選擇效果的預(yù)估理論基礎(chǔ)：R=Sh2=iσh2選擇強(qiáng)度可由留種率得到（性狀呈正態(tài)分布時(shí)）只要知道一個(gè)畜群該性狀的標(biāo)準(zhǔn)差與遺傳力，確定留種率，就可預(yù)估選擇效果。第31頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)數(shù)量性狀選擇的方法第36頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月二、個(gè)體選擇法與依據(jù)親屬信息的選擇法第38頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月原理利用家畜個(gè)體及其家系（全同胞或半同胞家系）的資料以及遺傳力來判斷個(gè)體的種用價(jià)值。設(shè)：個(gè)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(gè)體表型值(Pi)與家系平均值(Pf)的離差(Pw)第40頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月即：Pi＝Pf＋Pw其中：Pw表示家系內(nèi)偏差，即(Pi－Pf)Pf

表示家系均值用離差的形式表示：選種時(shí)對(duì)以上兩部分分別給予加權(quán)，合并為一個(gè)指數(shù)I作為估計(jì)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(duì)上式中兩部分的不同重視程度。即：I=bfPf+bwPw第41頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單性狀的選擇方法1、個(gè)體選擇：對(duì)兩部分同等重視，即把超出群體均值最多的個(gè)體留種。實(shí)質(zhì)為用個(gè)體表型值估計(jì)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(shí)質(zhì)為用家系均數(shù)估計(jì)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(gè)體留種。實(shí)質(zhì)為用家系內(nèi)偏差估計(jì)育種值。

P＝1×Pw＋0×Pf第42頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4、合并選擇同時(shí)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(duì)Pw和Pf分別乘于各自的遺傳率hw2和hf2，即：I＇＝hw2×Pw＋hf2×Pf

因?yàn)殡x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(duì)家畜種用價(jià)值的評(píng)估。第43頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月公式I＇＝hw2×Pw＋hf2×Pf中

I＇是對(duì)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44頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月1、個(gè)體選擇：根據(jù)個(gè)體表型值的選擇，簡單易行。在選擇強(qiáng)度相同時(shí)，遺傳力越高的性狀，標(biāo)準(zhǔn)差越大的群體，用個(gè)體選擇越好。此時(shí)，表型值變異主要是遺傳變異，為大群選擇。

其中：R表示選擇反應(yīng)；i表示選擇強(qiáng)度；σP表示標(biāo)準(zhǔn)差；h2表示遺傳力。三、各種選擇方法的比較第45頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、家系選擇（選擇家系均值的家系成員）適用條件：A、遺傳力低，表型變異主要是環(huán)境變異，個(gè)體表型值與育種值差異大，個(gè)體選擇不可靠；B、家系大；C、共同環(huán)境（母體效應(yīng)）造成的家系間差異小。家系選擇反應(yīng)：

其中：Rf表示家系選擇的選擇反應(yīng)；i表示選擇強(qiáng)度；σf表示家系均值標(biāo)準(zhǔn)差（小于個(gè)體性狀中的表型標(biāo)準(zhǔn)差σP）；h2f表示家系均值的遺傳力（通常大于一般的遺傳力h2）。當(dāng)h2f大于h2的程度足以補(bǔ)償并超過σf小于σp的程度時(shí)，家系選擇優(yōu)于個(gè)體選擇。對(duì)低遺傳力性狀且有大的家系時(shí)，幾乎總是成立。第46頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月3、家系內(nèi)選擇（家系中選留表型值高的個(gè)體）家系內(nèi)選擇是在每個(gè)家系內(nèi)的個(gè)體選擇：

Rw＝iσwh2w

其中：σw是家系內(nèi)離差的標(biāo)準(zhǔn)差；h2w是家系內(nèi)離差的遺傳率。有：當(dāng)表型相關(guān)r大于親緣相關(guān)rA時(shí)，hw2>h2。家系內(nèi)選擇的適用條件是：性狀遺傳率低、家系內(nèi)表型相關(guān)高、共同環(huán)境(母體效應(yīng)）造成家系間差異大。當(dāng)共同環(huán)境使家系間有大量差異時(shí)，在每個(gè)家系內(nèi)選優(yōu)可以彌補(bǔ)家系選擇的不足。此外，還可減少近親繁殖的速率，有利于保種。第47頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月4、合并選擇(結(jié)合個(gè)體表型值與家系均值進(jìn)行選擇：I＇＝hw2×Pw＋hf2×Pf

；P＝Pw＋Pf)合并選擇利用了個(gè)體和家系兩方面的信息，故準(zhǔn)確性高。是復(fù)合育種值的一種形式。選擇反應(yīng)：根號(hào)內(nèi)（選擇的準(zhǔn)確性rAI）恒大于1（rA不等于r），所以合并選擇的選擇反應(yīng)始終超過個(gè)體選擇。第48頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月I’主要是獲得一個(gè)排隊(duì)選留的順序，而非絕對(duì)的數(shù)值。令將和代入公式的，常數(shù)項(xiàng)省略得：第50頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月第51頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月要計(jì)算合并選擇指數(shù)，首先計(jì)算表型相關(guān)系數(shù)r,經(jīng)過計(jì)算,MSB=444.67，MSW=315.33,代入公式，r=0.09,rA=0.5，計(jì)算的第52頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月則16頭仔豬的合并選擇指數(shù)中前6為是：D=106.5+2.58×91.5=342.57F=99.5+2.58×99.5=356.21G=105.5+2.58×99.5=361.71H=114.5++2.58×99.5=371.21L=118.5+2.58×75.0=312.00P=103.5++2.58×94.0=346.02留種的個(gè)體為H、G、F、P。第53頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月三、多性狀選擇的方法（一）方法：1、順序選擇對(duì)所有要選育的性狀一個(gè)一個(gè)按順序進(jìn)行選擇，一個(gè)達(dá)到選育目標(biāo)后，再選擇下一個(gè)性狀。優(yōu)點(diǎn)：簡便易行、便于操作。缺點(diǎn)：耗時(shí)長、沒有考慮遺傳頡頏性。第54頁，課件共60頁，創(chuàng)作于2023年2月2、獨(dú)立淘汰對(duì)所有要選性狀都給予一個(gè)最低值，候選個(gè)體如果有任何一個(gè)性狀指標(biāo)沒有達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)，則淘汰，只有全部都滿足最低值的個(gè)體才被留種。優(yōu)點(diǎn)：全面平衡了所有