INDIGENOUS BREEDS
宁乡猪育种规划的方法杨岸奇,陈 斌*
(湖南农业大学动物科学技术学院,长沙 410128)
(上接2014年第1期131页)
BLUP法是数理统计在遗传学上的应用,基于线性代数和数理统计模型方法。对于BLUP法估计育种值模型可以分为公畜模型、公畜-母畜模型、外祖父模型、动物模型及简化动物模型,其中公畜模型未能对影响后代的母畜效应进行有效的计算,在同质选配过程中会对公畜效应的预测带来一定的偏差,同时也不能预测后代的个体效应;公畜-母畜模型也不能预测后代个体效应,而外祖父模型适用于种公牛评定,缺点也与上述2种模型一样。因此根据实际情况,对宁乡猪进行育种值估计时采用动物模型,其一般形式为:
Y=Xb+Z1u1+e
其中u1为个体的加性遗传效应向量,b为固定效应向量,Z1和X为与之相应的设计矩阵,若每个个体只有1个记录时,则和X为单位矩阵[18]。
BLUP法的出现提高了对于育种值估计的精确性,但是在畜禽遗传改良中也还有其他用途,比如估计混合模型的随机效应等等。
随着科学技术的不断发展,学科与学科之间的联系也越来越紧密。畜禽育种技术也会受多方面的因素的影响而考虑融入更多的知识和手段进行辅助,未来畜禽育种必然会与统计学、计算机科学、经济学、管理学等融合在一起,只有综合多方面的知识和整合促进畜禽育种的各种资源,才能拥有正确合理的育种手段并提出切实可行的育种方案。
成效和受到的影响因素,要通过科学合理的措施实现预期的育种计划。动物育种规划是畜禽育种中的最重要内容一致,综合了多门学科内容,因此科学地配置可利用的资源、技术和合理使用方法、措施都是筛选出最佳育种方案的重要前提。
划的基础工作。宁乡猪育种属于纯种繁育,不仅需要对群体的加性方差和遗传力等参数进行估计,同时还应该对研究的经济性状的表型相关和遗传相关进行计算。本文所提到的经济学参数指的是在育种方案作经济评估时所涉及到。为了保证育种规划具有预见性,在估计经济学参数时应该预估未来的生产条件和市场形势。
4.1 育种规划的主要任务
4.1.1 生产与育种条件的调查
生产环境与育种条件的调查是育种规划的起点,因此育种规划的首要任务就是要根据育种规划的要求对整个育种背景由定性转为定量描述,对其生产条件进行详细调查。育种规划的研究对象是一个独立的生产系统,而不仅仅局限于一个生产群体,涉及到畜禽产品生产的各个环节,如产品的生产及产品的加工、销售等,甚至可以将消费需求加入到研究内容中。
4.1.5 性能测定
准确、可靠的性能测定记录是畜禽育种规划过程中对其遗传评定的根据,它对育种措施的成效有着重要的影响,因此育种规划中必须对需要进行性能测定的个体的测定时间、方法等条件进行表述,并且生产性能测定还要有一定的发展空间,能适应未来发展需要而做出相应的调整。
4.1.6 育种值估计
育种值估计在育种规划中也属于基础性工作,涉及到充分利用畜禽表型资料对种畜的选择进行综合评价,其重要性不言而喻。育种值估计最重要的是尽可能用科学的统计方法来进行计算,务必保证使其误差达到最低。一般采用BLUP法进行育种值估计,这是育种工作者最为常用估计方法,再辅以计算机程序让计算过程简化。
4.1.2 确定育种目标
科学地确定育种目标是决定育种规划的方向,也是育种工作的标杆。育种目标量化需要综合遗传学、育种学和经济学的知识,挑选经济性状,对性状对应的经济价值进行客观评估,推算出其经济加权系数。
4.1.3 挑选育种方法
家畜育种的方法主要为两大类,即杂交繁育和纯种繁育。本文研究的家畜为宁乡猪,所采用的育种方法为纯种繁育,因而主要考虑宁乡猪生产群体遗传水平如何提高。在育种过程中,随着育种措施的不断实施,育种群的遗传结构和遗传水平会发生相应的变化,因此育种方法需要做出适应性调整。
4.1.7 制定选种与选配方案
选种与选配是将育种群中亲本优秀性能通过特定选择手段遗传至下一代,并慢慢扩展到整个群体以达到对目标经济性状遗传改良目的的基本方式。选中与选配有着内在的联系,也存在着因果关系。选配计划的制定影响着选择强度,使用年限较长的种畜由于其性状信息较为丰富而能提高育种值的可靠性,但是又会因此导致世代间隔变长,因此在制定计划的过程中还需要根据实际情况来
4 动物育种规划
动物育种规划是根据既定的育种目标来制定育种方案,并使育种方案达到最优化的过程。在育种规划过程中,需要统计和归纳各种育种手段带来的育种
4.1.4 遗传和经济学参数的估计
遗传和经济学参数的估计是育种规
基金项目:国家现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-36)。
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SWINE INDUSTRY SCIENCE 2014年 第2期猪业科学
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协调这些影响因素。贴现的研究思路,在某个时间点开始,对多个周期的育种投入量与产出量进行贴现,用来评价一个育种方案的经济效益,也更能客观地反映不同生产性状产生经济效益的差别
[19]
4.1.8 遗传进展传递模型
遗传进展的传递效率主要是从育种中获得的遗传进展传递给生产群体的速度,它从某种角度反映了育种方案的效率高低与合理性,因此是育种规划中需要考虑的重要内容。在育种生产系统之中需要进行细致的工作才能将育种群获得的遗传进展传递到生产群中。
遗传进展的传递模型受到育种方式、繁殖和生产规模的影响,由于宁乡猪的群体较小,并且属于纯繁的养殖方式,因此所采用的传递模型为由育种群直接传递到生产群。
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。上个世
纪70年代初,Hinks、Mcclintock和Cunnincham的论文可以视为“基因流动”理论的准备,随后Hill利用矩阵的形式叙述了基因流动法(gene flow method)在动物育种规划中应用的可能性,并且使得多个群体在内的时代交错的贴现计算成为可能。在计算机技术迅速发展的年代,动物育种学家Karras在前人的研究基础上编写了最优化育种方案的计算机程序ZPLAN,在随后的几十年中不断的有科学家进行优化改造,形成了今天的版本。
国内育种学家对育种规划在畜禽养殖上的应用也屡见不鲜,如杨宁1990年对蛋鸡进行了育种方案优化的研究[20],王立贤在1993年对中国美利奴羊MOET核心群进行了育种规划的研究[21],王楚端将育种规划最优化研究应用至北京迪卡猪繁育体系中[22],这些研究对育种规划在中国畜禽业的发展起到了巨大的促进作用。
4.1.9 制定育种方案
育种方案的制定标志着整个育种规划工作的基本完成,也是育种规划的最终目的。在基于上述工作以后提出的育种方案不一定是绝对可行的,而是需要通过一定评判标准,确定达标后通过的“最优化”方案。比如需要将育种效益、育种成本、多性状综合遗传进展及方案的可操作性作为考察对象等等,对于这些因素的考察可以利用实际情况来进行判别,也可以利用计算机技术对各项参数进行模拟,进而对一些定量的因素进行比较,通过数据来进行合理说明。
5 展望
宁乡猪的研究已具有很多年的历史,育种规划在中国畜禽业的发展也有较长的时间,尤其是“联合育种”这一概念在养猪业中的提出,更是直接表明了育种规划在畜牧业发展中的重要地位。宁乡猪与育种规划的独立研究都具有较多的研究成果,但对于宁乡猪繁育体系的育种规划的最优化研究还没有育种学家系统地进行操作,因此宁乡猪育种规划的研究无论是从科研的角度还是经济效益的角度出发,都具有很强的可实现性和重要意义。
4.2 动物育种规划的发展历程
早在上个世纪40年代,Dickerson和Hazel就育种计划标准问题的选择进行了讨论,而后Rendel和 Robertson、Skjervold及Fewson等人对单一性的遗传进展作为育种方案的评估标准的问题作了深入研究。除此之外,Bichard、Hill、Nieble和Fewson及Guy和Smith将育种群与生产群的遗传差异作为育种方案优化的标准,这表明了遗传进展从育种群传递到生产群的进度,反映了育种方案的效率。上个世纪60年代,动物育种学家开始将“投入—产出”的经济学思想融入育种规划理论中,育种规划所带来的经济效益列为评价育种方案是否最优的重要标准,此时育种规划的研究有了突破性的发展。
Hill在1977的一篇论文中提出了
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(收稿日期:2013-12-08)
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