讲座-张沅-遗传育种.ppt

奶牛遗传改良技术 概 述,张 沅,中国农业大学,中国畜牧兽医学会 副理事长 养牛学分会 理事长 中国奶业协会 副理事长 育种委员会 主任,奶业概述,影响奶牛业生产效率的因素,遗传：效果较慢，但持久 环境：效果较快，但短暂,影响奶牛群体生产水平的科技因素：,种：遗传育种 料：营养饲料 管：饲养管理 病：疾病防治,奶牛世代间隔长、繁殖率低 奶牛不能也没必要不断培育新品种 奶牛也不能利用杂种优势提高产量 公牛不表现主要生产性能 绝大部分母牛需留作种用 奶牛育种的主要策略是： 在奶牛群体实施长期、系统地科学选育技术，使奶牛群得到整体的遗传改良,奶牛的生理特点,牛群遗传改良的策略,目标： 总产量的提高； 全群平均生产性能的稳步提高 不追求培育个别高产牛,措施： 坚持使用优秀种公牛冷冻精液人工授精 追求每个时代获得稳定的遗传改进量 综合养殖工艺,人工授精公司 （后裔测定）,政府 (遗传评定),协会登记 (牛号和体型鉴定),大学 （科研/推广 ）,DHI牛奶测定 （遗传进展）,数据处理中心 （数据处理）,牛奶生产者,全国奶牛群改良计划,多部门合作与协调，实施统一改良计划,奶牛群体遗传改良的利益共同体,奶农 遗传改良措施实施人员 饲料加工企业 消费者 政府,群体遗传改良,效益,时间（年）,奶牛养殖效益来自群体遗传改良,积极主动参与群体遗传改良工作 从群体遗传改良中得到实惠（育种材料、DHI报告、技术服务）,奶牛群体遗传改良技术,奶牛群体的概念,品种与个体之间的牛群单位 规模不定，受地理的限制和生产的需要而定 群体是一个养殖和繁殖的总体 一个国家、地区、牛场和养殖小区均属群体,奶牛场如何实现群体遗传改良,选用优秀种公牛进行人工授精,获得高产、健康、长寿的后代 追求全群奶牛稳定高产、优质、高效,主动承担全国遗传改良方案的工作,品种登记 性能测定 后裔测定,制定牛场的选配计划,制定科学实际的遗传改良目标,奶牛的育种目标,奶牛遗传改良的目标,生产性能改进（产奶、乳成分） 饲料转化率提高 乳房健康（抗乳房炎） 代谢与消化道健康 繁殖健康 肢蹄健康 性情温和、适应性强 体型外貌评分优良,育种与饲养管理目标,Ten years ago (Leitch, 1994),产奶性状,不同国家奶牛育种目标及 相对重要性（1994）,持续力,健康与繁殖性状,乳蛋白,乳脂,体型外貌评分,健康与管理性状,体重,不同国家奶牛育种目标及 相对重要性（1999）,Selection Indices, 2003,不同国家奶牛育种目标及 相对重要性（2003）,产奶性状,持续力,健康与繁殖,牛场的遗传改良目标,重视产奶量的同时，更应重视乳成分的改进 重视生产性状的同时，需重视健康和繁殖性状 奶牛长寿性对产奶生产效率直接相关应于重视,优秀公牛的选育,奶牛科学家经过数十年研究与实践，创建了一套奶牛群体的遗传改良技术体系： 奶牛群品种登记 奶牛个体生产性能测定（DHI）； 良种登记及组建高产核心群； 公牛的后裔测定及种牛遗传评定； 应用人工授精和胚胎移植等繁殖生物； 发展分子育种新技术,奶牛群遗传改良技术要点,世界奶牛科学家经过数十年研究与实践，创建了一套奶牛群体的遗传改良技术体系：,奶牛群遗传改良技术要点,性能测定,良种登记,后裔测定,繁殖技术,个体生产性能测定（DHI）； 定期良种登记； 公牛的后裔测定； 应用繁殖生物技术。,优良性能遗传的四条途经,Sire,女儿,儿子,公牛,母牛,验证公牛,验证公牛,验证公牛,验证公牛,0世代母牛,1世代母牛,2世代母牛,3世代母牛,4世代母牛,高产奶牛的培育模式,选用优秀验证公牛的冻精,选留最好的母牛，作为群体的核心,坚持数年，牛群大变样,人工授精公牛每年可以承担1万头以上母牛的配种 优秀种公牛的遗传优势可以得到最大限度的发挥 奶牛群体的生产水平在很大程度上取决于公牛的遗传水平 种公牛对奶牛群遗传改良的贡献，可以达到总遗传进展的75%以上,选育优秀种公牛的重要性,对种公牛的严格遗传评定是奶牛群体遗传改良的重中之重的工作,公牛的评定方法,奶牛重要生产性状特征 受遗传和环境的共同影响 受多个基因的作用 一般不能对单个基因进行分析 公牛不表现产奶性能,公牛必须进行遗传评定， 公牛遗传评定不得不使用复杂的遗传评定计划,种公牛的遗传素质,遗传素质高： 具有优良高产基因 后代的平均生产水平高,度量指标： 育种值 = 公牛个体基因效应值,不能被观察或测量 可以利用表观信息（个体本身的和所有亲属的）估计（预测）,公牛遗传评定,奶牛群普遍使用人工授精技术 对种公牛种用价值的评价十分重要 公牛遗传评定是奶牛育种工作中的主要方面 采用后裔测定是公牛遗传评定的主要方法,美国奶用公牛后测及使用数量,荷斯坦后测公牛头数,About 5,000 1300-1500 (30%) 700-800 600-700 400-450 400-450 300-400 200-300 150-200 150-200 150-200,奶业发达国家荷斯坦公牛后测比较,奶牛场需要承担的遗传改良技术措施,奶牛群品种登记 奶牛个体生产性能测定（DHI）；,奶牛场承担的育种工作,品种登记工作,定标：荷斯坦奶牛品种标准 编号：全国统一编号系统 挂牌：耳牌 建档：个体基本育种资料 记录：生产性能、体型外貌等 管理：组织、实施和管理系统,品种登记的意义,保证奶牛个体的可识别性和可追踪性 保证荷斯坦奶牛品种的一致性和稳定性 促使生产者饲养优质奶牛良种 为实施DHI和遗传评定奠定基础 为政府部门决策提供依据,品种登记,对符合品种要求的个体登记在册（herd book） 1984年以前出版过8册中国黑白花奶牛登记薄，共登记奶牛43000余头 1992年中国奶牛协会制定了“中国荷斯坦奶牛登记办法” 2003年再次组织专家制定了“中国荷斯坦奶牛登记实施方案”,品种登记的基本要求,符合以下条件之一 双亲为中国荷斯坦牛登记牛 本身含荷斯坦牛血液87.5%（杂交改良3代）以上 在国外已是荷斯坦牛登记牛,可登记的杂交改良牛,登记办法,中国奶协授权各省（市、区）奶协或育种组织负责登记 犊牛出生后三个月以上即可申请登记 按中国奶协设计的统一表格和品种登记软件进行登记 各省（市、区）定期(?)通过网络将登记牛资料传送到中国奶协数据处理中心 每年年底中国奶协向农业部行政主管部门和各省(市、区)报告登记牛汇总情况 登记牛转移时需通过当地奶业（奶牛）协会，办理转移手续，并变更其记录,登记内容,按“中国荷斯坦奶牛母牛品种登记表”的内容登记 尽量将表中内容添全 每头登记牛必须要有父亲、母亲、出生日期，品种纯度的信息 有条件的单位最好提供每头登记牛的左右侧照片，以备牛号与牛不符时对照查询 登记表的填写应由专人负责、手写字迹清楚，不能随意涂改，最好使用钢笔或签字笔，防止脱色,牛只登记号（母牛）,12个字符,编号的使用,牛只登记号只出现在牛只档案或谱系上 牛号应写在牛只的耳牌上，耳牌佩戴于左耳上，正面写后五位数码，反面写牛场（合作社或小区）编号 对现有的在群牛只，其现有牛号与以上规则不符者，均重新编号。如果出生日期不详，则不予登记 牛只登记号终身不变,奶牛性能测定(DHI), DHIDairy Herd Improvement 性能测定是奶牛场管理和育种工作的基础。 监测生产性能，保证资料准确性， 提供奶牛场有用信息指导生产,生产性能(DHI)测定的最终受益者是奶牛场,DHI原意为奶牛群改良之意 奶牛群改良计划的核心基础工作，是对牛群中部分个体进行生产性能指标（泌乳量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞数等）测定 作为牛群生产分析和改进饲养管理的依据 种牛个体遗传评定和群体遗传分析的基础,DHI的概念,奶牛生产性能测定的意义,奶牛主要经济性状是数量性状 奶牛世代间隔长、繁殖力低，无法组织育种试验 从生产中收集有亲属关系个体的生产性能 对生产记录统计分析，估计遗传参数决定育种方法 对生产记录统计分析估计个体育种值，选留种牛 性能测定是奶牛育种工作的重要基础,DHI工作内容,制定技术规范和管理规范 建立DHI管理组织体系 建立DHI实验室 建立DHI数据收集、传输系统 建立奶牛育种数据管理、统计处理中心 实施DHI报告和牛场咨询服务制度,DHI的宗旨,提供支持、服务， 促进奶牛场发展！,能度量，才能科学管理； 能管理，才能有效提高。,DHI的口号:,奶牛性能测定(DHI)方法,产奶量测定方法 第三方监测人员测定 场内自行测定 泌乳期内每月测定一次日产奶量 间隔26-33天 缺失记录和异常记录：,乳成份测定和记录, 场内自行采奶样 监测人员采奶样 测定奶样的采集: 24小时三班按比例采样(4:3:3)，至少30ml 测定项目：乳成份含量 乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、 总固形物、体细胞数（SCC）,DHI实验室测 定,发达国家奶牛参测比例在80以上 DHI测定商业化,发达国家的牛奶监测与DHI测定一体化,保证DHI数据和报告准确,DHI作为一个系统工程，需多方协调和参与 采样正确(4:3:3, 混匀) 提供精确的谱系及产奶资料（产犊日，产奶量） 测量精确 数据处理正确 全群测定, 产奶性能 饲养与饲料 牛群管理与奶牛健康 育种与繁殖 牛舍与环境 奶牛淘汰与出售,DHI的主要服务内容,94108ET,使DHI报告最大程度地发挥作用,使DHI报告能准确地反映牛群的实际情况 正确分析DHI报告, 从群体到个体 针对分析结果，改变管理，提高牛群生产水平,采食,休息,泌乳,奶牛每天在做什么?,干物质采食量曲线,成母牛干物质采食量最高可达 23.5 kg/头/天 干物质采食量每天变化应小于1kg/头/天 最大限度地提高采食量能够： 尽量减少体重损失 提高繁殖效率 减少代谢疾病 提高产奶量,如果乳脂率与乳蛋白率相差小于 0.4个百分点（如 2.7%乳蛋白及 3.3% 乳脂肪），则可能已发生了瘤胃酸中毒 如果有8-10%的牛乳脂率比群体平均乳脂率低1%同样也可能发生了瘤胃酸中毒 如泌乳早期乳脂率较高，则意味着奶牛在快速利用体脂应检查奶牛是否发生酮病 如果乳脂率比乳蛋白下降要快，瘤胃发酵（尤其是纤维的消化）受阻,乳脂肪及乳蛋白曲线,泌乳早期与能量平衡,挑战泌乳早期能量负平衡 观注体重变化 期望能调节泌乳早期的生产水平,干物质采食量,产奶量,能量平衡,要特别注意克服奶牛泌乳初期能量负平衡,蛋白质不足 Protein Def.,能量不足 Energy Def.,能量过多 Surplus of Energe,要平衡饲养！,持 续 力,反映泌乳高峰过后，产奶持续能力的指标 简单计算公式为：本次测定奶量/上次测定奶量*100% 头胎牛的泌乳持续性比其它胎次好,奶 损 失,奶损失是基于体细胞数、泌乳天数、胎次及产奶量而计算出来的。 直接反映由于体细胞数的升高而造成的产奶损失量。,高体细胞造成奶损失计算公式,隐性乳房炎与体细胞的关系（BMT法）, 了解牛场需求和服务期望 及时准确提供服务 注重服务质量，详实有效 把抱怨转变为满意 经常评价牛场满意程度 把优质服务的承诺变为实际行动,为奶牛场服务的原则,承担公牛后测任务,每个奶牛场的义务 承担后测的潜在回报，是使用验证公牛所带来的遗传进展 鉴于青年公牛是结果严格挑选的，预期育种值不会给与配牛后代带来大的害处,奶牛的选配技术,奶牛个体选配的基本原则,避免过度近交 尽量选用遗传上优秀的公牛同型选配 选用对母牛有改良效果的公牛改良选配 保持牛群遗传上的多样性多样性选配,近交的概念,什么是近交： 有亲缘关系的个体之间的交配。,例如：父女交配，同胞交配，表亲交配,近交程度的度量：后代的近交系数,GS：从父亲到共同祖先的世代数 GD：从母亲到共同祖先的世代数,近交的概念,近交类型 后代的近交系数 父亲-女儿 0.25 母亲-儿子 0.25 全同胞 0.25 半同胞 0.125 祖父-孙女 0.125 叔叔-侄女 0.0625 表亲交配 0.0625 半同胞的后代交配 0.03125,常见近交类型及其后代的近交系数,近交的效应,近交的负效应：近交衰退,近交系数每增加1% 产奶量下降 25kg 乳脂量下降 0.7kg 乳脂率增加 0.0032% 死亡率增加 2% 遗传缺陷增加,近交系数 产奶量kg 乳脂量kg 乳脂率 死亡率 0.25 -600 -18 +0.08 +50% 0.125 -300 -9 +0.04 +25% 0.0625 -150 -4.5 +0.02 +13%,近交的效应,选配的指导思想：,近交的正效应,固定有利基因 新品种育成中的必要阶段 有意识排除有害基因 当今最优秀的种公牛均有一定程度的近交系数,避免过度近交，科学利用近交,同型选配,在母牛群中，通过遗传评定选择高产母牛 尽量选择与母牛优点、特征一致的优秀公牛交配 旨在固定优良性状，培育后备公牛,技术关键 牛群中系统进行DHI和母牛遗传评定 对牛群遗传结构和可用公牛遗传特征科学分析,改良选配,对经遗传评定的母牛逐头进行分析 找出每头牛的弱点,即需改良的性状 逐头选择具有改良效果的公牛进行选配,保持奶牛群体的遗传多样