家畜育种学课件(第十章)——西北农林科技大学

1第十一章家畜育种规划学习要求：1.了解我国家畜育种方向和任务2.了解家畜育种的组织工作3.了解畜牧场内部的常规育种工作2一、概念育种规划——应用系统工程的方法，科学配置资源、技术、方法和措施，筛选出最佳的育种方案。根本任务：根据特定的育种目标，制定出育种方案，并使其出现最优化。过程：先研究和分析各种育种措施、可以实现的育种成效和影响因素。期望可以科学、合理的实施育种措施，最终实现育种目标。第一节家畜育种规划的任务3二、主要任务1.调查生产和育种的背景条件（定量分析）家畜育种的主要任务：（1）提高现有品种质量（2）培育新品种育种规划的对象是独立的生产系统，不仅包括育种群和繁殖群，而且包括生产动物产品的所有环节。在家畜育种规划中，通常将直接以生产畜产品为目的的家畜群体归为生产群(productionherd),除了种畜的遗传改进以外，生产群效率的提高主要通过饲养管理措施(P=G+E)42.确定育种目标主要对育种目标进行量化分析。运用遗传学、育种学和经济学方法，分析那些长久作用于动物生产获利性的生产性状中，挑选出一定数量的育种目标性状（Breedinggoaltraits），并对它们的经济价值给与客观的评价，即估算育种目标性状的经济加权系数（Economicweightingcoefficients）。53.挑选育种方法纯种选育和杂交繁育纯种选育又叫本品种选育。杂交繁育是利用2个或2个以上群体间可能产生的杂种优势和遗传互补群体差效应，提高现有品种的遗传基础。注意的问题：随着育种措施的实施，育种群的遗传结构和遗传水平发生了变化，需要通过育种规划对育种方法作出相应的调整。64.遗传学和经济学参数的估计遗传学参数（1）对纯种繁育群体来说，主要是估计加性遗传方差（VA）和遗传力（h2）、重复力（re）等参数；育种目标和辅助选择性状间的表型相关（rp）和遗传相关。（2）对杂交繁育而言，要评价杂交效果，需要估计杂种优势和遗传互补群体差等参数。7经济学参数（1）育种方案经济评估时所涉及的参数（2）动物生产各种自然产出的价格（3）各种生产因素的成本（4）育种措施实施时需要的经济投入目标：充分预见到未来可实现的生产条件和市场形势。85.生产性能的测定根据现代育种学原理、准确可靠的生产性能进行评估生产性能测定方法（1）测定个体的确定（2）性能测定的方法（3）测定的时间分子标记作为一种常规的性能，加入到常规的测定工作中。原理：标记基因与生产性能间存在相关。可能生产力估计ppprnnrPneex)()1(1)(96.育种值的估计主要用于种畜选择的依据，充分利用各种有亲缘关系的表型信息，估计出后备种畜个体的综合选择指数，以此作为多性状综合育种值的估计值.107.制定选种与选配方案选配不单单取决于选择个体，还与被选择个体的数量，进而与选择强度直接相关。R：选择进展或选择反应而标准差越大，正态分布曲线越瘦（陡）标准差越小，正态分布曲线越胖（平缓）间接选择反应222hPZhiShRPPPSi22)()(yxyxAyPxyhhriCR118.确定遗传进展的传递模型尽量缩小生产群与育种群间的遗传差距和时间差距。育种群与生产群二者之间规模比例越大，越可以提高育种材料的价值。9.制定候选育种方案制定出在多项育种措施上具有不同强度的候选育种方案，通过多性状综合遗传进展、育种效益、育种成本以及方案的可操作性等进行综合评估，最终筛选出“最优化”育种方案并实施12第二节家畜育种规划方法包括：（1）确定育种目标（2）估计育种群可能实现的遗传进展（3）预测可望获得的育种效益（4）确定遗传进展的传递模型13一、确定育种目标的定量化方法1.育种目标的概念：通过育种措施的实施，在育种群中培育出优良的家畜品种、品系或者选育出优秀的种用个体，并在全群中使用，使其遗传优势得到传递和扩展，在未来的生产条件和市场需求下获得最大的经济效益。该定义强调了4个基本观点：(1)育种工作仅在育种群中进行(2)育种目标的确定应有足够的预见性(3)以经济评估方法定量性的评定育种目标(4)以生产群作为育种成效的评估基础14综合育种值，以货币为单位表示一个育种目标的价值μ：各生产性状的一般育种值向量w’：各性状经济加权值向量AT：不是用来进行个体评定，而是表达一个育种方案的育种目标。2.一般育种目标与综合育种值'TAnnTA2211153.育种目标性状作为育种目标性状必须满足4个条件：(1)性状应有很大的经济意义(2)具有足够的可利用的遗传变异(3)当性状间具有较高的遗传相关时，只取其中一个作为目标性状(4)目标性状的测定应简单易行164.性状的经济加权系数（W）又叫经济相对重要性、经济系数、经济权重，它的绝对值的总和等于1。估计性状经济加权系数的方法一般采用生产函数法。建立生产函数公式的基本原则是：只考虑由于育种群获得的遗传进展所导致的生产群效益提高的部分。17肉用家畜生产函数（P）的建立：式中B——每头种母畜一生平均完成的胎次N——每胎平均产仔数W——平均断奶重Z——肥育期（含育成期）的平均日增重R——活体重的售价F——肥育期料重比p——肥育期的天数f——单位饲料成本价d——除饲料成本外的饲养管理成本a——后备种母畜的成本价b——种母猪淘汰时的销售价m——繁殖周期的饲养成本c——每个后代的附加育成成本)()()()(cNmBbadfFZpRZpWNBP大写字母代表综合育种值中的目标性状，小写字母除了p是肥育期外，其他是与肥育有关的价格和成本等经济学参数18(W+p.Z)R表示一头肥育家畜的平均纯效益求生产函数对各性状的偏导数，可以得到各性状的经济加权系数计算公式：(1)终生平均胎次：(2)平均产仔数：(3)平均断奶重：)()()(cNmdfFZpRZpWNBPWBcBdfFZpRZpWBNPWN)()(RNBWPWW19(4)平均日增重：(5)屠体净收入：(6)饲料利用率：)(fFpRpNBZPWZ)(ZpWNBRPWRfZpNBFPWF20二、群体遗传进展的估计标准化的选择差就叫选择强度选择反应遗传进展PSi222hpZhiShRGPPLhpZLhiLShLRGPPt222211.群体的平均遗传进展据畜种方案的需要，将种畜分为不同的种畜组（选择组）。例如奶牛中SS：公牛父亲或种子公牛DS：公牛母亲或种子母牛SD：选育后备种母牛的种公牛，称为母牛父亲DD：选育后备种母牛的种母牛，称为母牛母亲)(41)(41DDSDDSSSDDSDDSSStLLLLGGGGG22（1）畜种群体的有限规模群体有效规模：指实际群体规模相当于理想群体的规模数。理想群体：公母比例为1：1，实行自由交配的群体叫理想群体。原因：群体规模直接影响到选择强度2.导致遗传进展估计偏高的因素SeSeNNNNF4812123（2）选择对群体遗传变异的影响变小高强度的选择使群体的遗传加性方差变小，即群体目标性状遗传变异变小，家系间方差变小，直接影响到利用亲属表型信息估计育种值的可靠性，导致估计偏高，影响选择进展。高强度的选择最明显的是第一代以后变得平缓增大，变小。2.导致遗传进展估计偏高的因素RAPVVVRAEERDAPsgiP24（3）近交使群体的遗传变异变小，近交衰退的出现，导致种畜个体生活力和生产性能下降，使群体实际的遗传进展下降。2.导致遗传进展估计偏高的因素25三、预测期望育种效益在实践中，选定并实施任何一个育种方案时，都必须考虑其育种成本的大小。也就是说，在育种方案的评估方法中，还需要引入经济学指标，即通过“投入-产出分析”，估计特定育种方案可能实现的育种产出和可能发生的育种投入，二者之差就是该方案的估计育种效益。26（一）育种产出量的估计方法育种产出量是指在其育种群中获得的遗传进展，被传递到生产群中发挥作用，并产生高于一般正常生产水平的产值。估算育种产出量时，应将育种群中的相关单位，诸如种畜场、各育种组织以及有关的育种设施等与生产群一起视作一个完整的“育种-生产体系”。以这个体系为基础，通过“投入——产出分析”，最终得到育种产出的估计值。27（1）育种规划经济评估的基点根据家畜育种学原理，育种群中对种畜的一次选择所获得的遗传进展，将在生产群中产生多个世代的影响。因此在估算时至少要考虑到种畜对畜群4～6个世代的影响，那么，这在育种规划中被称为“规划期”（用D表示）在“静态”育种规划模型中，通常以一个所谓的“选择周期”为基点。选择周期是指在育种群中，对于同一年出生的一组种畜所实施的选种、选配等全部育种措施，定义为一个选择周期。28（2）估计育种产出量的决定因素就选择周期中一个种畜组的一个性状而言，估计育种产出要考虑的因素：a：推算该种畜组的基因在畜群中的传递过程，以及在特定时刻的基因比例，为此需要建立一个“状态向量”mjt.b：确定表现这个性状的家畜个体数量，这是用一个“性状表现向量”hi。c：根据性状表现的时间与重复的次数，分别对其产生的经济组分给与适当折扣，采用经济学方法予以贴现.29该法最早出现于20世纪70年代，它是一种用矩阵运算方式，表达选择周期种畜的基因或者说种畜的遗传优势，在世代交替中对畜群产生影响过程的统计方法。在育种规划中，基因流动法是估算育种产出量的主要方法。（3）基因流动法基因流动（Geneflow）：一个物种的某一种群的遗传物质被引进(通过杂交)另一种群，而使后者基因库的组成发生变化的现象。30一般将育种成本分为：固定成本和可变成本。估计育种成本有两条基本原则：①不考虑规划对象个人间、部门间和组织间的经济往来。②各有关育种组织内，单独开展的与育种方案无关的工作不属于估算的范畴。（二）育种成本的估计方法311.计算育种成本的范围育种成本：实施超出正常生产活动之外的特殊育种措施所发生的投入成分。如：参与后测青年公牛冷冻保存的精液，因该公牛育种值不理想，需要将保存的精液全部废弃时，这些精液从采精到长期保存的费用，均应计在育种成本中。肉用家畜的肉用性能测定中，动物正常的饲料消耗不计入成本，只将性能测定中需要单独饲喂的设施和人工费用，测定饲料超出正常饲料成本的部分，以及饲料成分分析等费用计到育种成本中。322.固定育种成本指用于种畜上的一般育种工作的，而又不能包括在特定的育种措施中的费用。如育种工作中的人员工资、数据处理、行政管理和旅差费用等均属固定育种成本。3.可变育种成本各种围绕生产性能的开支及其它的一些育种措的开支费用，如公畜后裔测定所消耗的费用，或者被遗传评定的种畜，在获得估计育种值以前的冷冻精液长期保存的成本。33（三）育种效益的计算育种效益=育种总产出量-育种总投入量DrceKrcreKttDittDitt0110)1()1(--育种效益--t时发生的育种产出组分--t时发生的育种投入组分--育种规划核算利率--规划期P30034四、遗传进展的传递家畜育种工作的核心任务：在育种群中，通过选种、选配等育种措施的实施，每年获得累加性的遗传进展。另外的任务是采取措施使育种群的遗传进展尽快地传递到生产群中发挥作用。35（一）遗传进展的传递模型评价各传递模型效率的两个评价指标：遗传差距（geneticlag)：生产群家畜与同一时刻育种群种畜在遗传水平上的差距。时间差距（timelag)：遗传差距用每年的遗传进展为单位，得到以年为单位的数值，就称为时间差距。36ZP♀♂ZVP♂♂♀♀ZP♂ZVP♂♂ZVP♂♂♀♀ZVP♂♂♀Z：育种群V：繁殖群P：生产群IIIIIIVIVVI37传递模型时间差距遗传差距IIIIIIIVVVItVPGLL)