畜禽育种技术与方法

1、畜禽育种技术与方法畜禽育种技术与方法1. 畜禽育种的意义；畜禽育种的意义；2. 育种素材（以猪为例）；育种素材（以猪为例）；3. 畜禽育种的技术与方法畜禽育种的技术与方法 3.1 育种目标的确定；育种目标的确定； 3.2 性能测定；性能测定； 3.3 选种方法；选种方法； 3.4 品系选育；品系选育； 3.5 杂交利用。杂交利用。畜牧生产效率提高的贡献比例：畜牧生产效率提高的贡献比例： 遗传育种遗传育种 40% 营养饲料营养饲料 20% 疾病防治疾病防治 15% 繁殖与行为繁殖与行为 10% 环境与设备环境与设备 10% 其他其他 5% USDA(1996)资料资料14 商品猪商品猪/年年每头

2、猪消耗每头猪消耗410公斤粮食公斤粮食每头猪生产每头猪生产34公斤瘦肉公斤瘦肉196221 商品猪商品猪/年年每头猪消耗每头猪消耗273公斤粮食公斤粮食每头猪生产每头猪生产45公斤瘦肉公斤瘦肉2002奶牛头平年产奶量（奶牛头平年产奶量（ FAO ）国家国家年份年份奶牛头平年产奶量（千克）奶牛头平年产奶量（千克）1961197019801990200020042005以色列以色列4,2945,5336,8028,6089,4829,3459,600美国美国3,3074,4235,3946,7058,2548,5998,881中国中国1,2081,2981,7721,5681,7492,8922,

3、842中国育种问题的关键：中国育种问题的关键：l中国是世界畜牧业生产大国中国是世界畜牧业生产大国？畜牧业强国畜牧业强国l中国是世界养猪第一大国中国是世界养猪第一大国？中国是世界种中国是世界种猪进口第一大国猪进口第一大国l引种引种维持维持退化退化再引种再引种不良循环不良循环l我国作为养猪大国，长期我国作为养猪大国，长期 处于处于“引种引种维持维持退化退化 再引种再引种”的不良循环；的不良循环；l在在“金字塔金字塔”繁育体系中繁育体系中 顶端核心种猪资源长期依顶端核心种猪资源长期依 赖进口。赖进口。国外种质国外种质核心种质群核心种质群高附加值高附加值扩繁群扩繁群中国畜禽育种何去何从？中国畜禽育种何

4、去何从？有庞大的生产能力和消费市场有庞大的生产能力和消费市场有悠久的畜牧业发展历史有悠久的畜牧业发展历史有丰富的地方种质资源有丰富的地方种质资源有多样化的国外种质资源有多样化的国外种质资源我们还缺什么？我们还缺什么？资金？技术？观念？组织？行动？资金？技术？观念？组织？行动？中国的猪种资源概况中国的猪种资源概况1986年，年，中国猪品种志中国猪品种志和和 FAO 统计，中统计，中国现有地方猪种国现有地方猪种48个，是世界上猪种资源最丰个，是世界上猪种资源最丰富的国家，占全球猪种的富的国家，占全球猪种的34%。解放以来，中国利用原有地方猪种选育形成了解放以来，中国利用原有地方猪种选育形成了一些新

5、的一些新的培育品种（培育品种（12种）种）。自自19世纪末期开始，从国外引入了一些具有优世纪末期开始，从国外引入了一些具有优异生产性能的异生产性能的外来猪种（外来猪种（10多种）多种）。中国地方猪种的总体特征中国地方猪种的总体特征繁殖力强；繁殖力强；抗逆性强；抗逆性强；肉质优良；肉质优良；生长速度缓慢，饲养期长生长速度缓慢，饲养期长；屠宰率偏低，胴体中脂肪多而瘦肉少，且背膘屠宰率偏低，胴体中脂肪多而瘦肉少，且背膘较厚。较厚。 内江猪内江猪引入猪种的种质特性引入猪种的种质特性1、生长速度快、生长速度快 在中国饲养条件下，在中国饲养条件下，2090kg育肥期平均日增重育肥期平均日增重650-750

6、g；饲料转；饲料转化率化率2.53.0：1；2、屠宰率和胴体瘦肉率高、屠宰率和胴体瘦肉率高 屠宰率屠宰率7072%；背膘小于；背膘小于2cm；眼肌面积大，胴体瘦肉率在；眼肌面积大，胴体瘦肉率在60%以上，优秀的可达以上，优秀的可达65%以上。以上。3、繁殖性能较差繁殖性能较差 母猪发情症状不明显，配种难，产仔数较少，母性较差。母猪发情症状不明显，配种难，产仔数较少，母性较差。4、肉质欠佳肉质欠佳 肌纤维较粗；肌内脂肪含量较少，口感、嫩度、风味较差。肌纤维较粗；肌内脂肪含量较少，口感、嫩度、风味较差。5、抗逆性较差抗逆性较差PIC和土杂猪的胴体（背膘）比较背膘四川省外种猪构成四川省外种猪构成LY

7、D65%30%5%长白猪（兰得瑞斯）长白猪（兰得瑞斯）n生长速度快生长速度快n繁殖性能较好繁殖性能较好2. 约克夏（大白猪）约克夏（大白猪）n生长速度快生长速度快n具有很好的繁殖性能具有很好的繁殖性能（外种猪中最高外种猪中最高）3. 杜洛克猪杜洛克猪n抗逆性强抗逆性强n全身被毛为棕红色全身被毛为棕红色n生长速度最快生长速度最快数数量量遗遗传传学学遗传评估遗传评估杂交利用杂交利用分分子子生生物物学学技技术术确定育种目标确定育种目标性能测定性能测定育种值估计育种值估计后备种猪选留后备种猪选留品系选育品系选育配套系生产配套系生产育种规划育种规划杂种优势预测杂种优势预测配合力测定配合力测定（1 1）市

8、场需求（目前需求和未来需求）；（）市场需求（目前需求和未来需求）；（2 2）经济效益。）经济效益。畜禽主要性状：畜禽主要性状：质量性状质量性状n表型呈不连续性分布，各变异类型间存在明显区别，能够直表型呈不连续性分布，各变异类型间存在明显区别，能够直接加以描述的性状。其遗传规律符合孟德尔经典遗传学理论接加以描述的性状。其遗传规律符合孟德尔经典遗传学理论。如：角的有无、毛色、血型等，。如：角的有无、毛色、血型等， 通常作为品种特征。通常作为品种特征。数量性状数量性状n表型呈连续性分布，各变异类型间无明显区别，不能直接加表型呈连续性分布，各变异类型间无明显区别，不能直接加以描述，只能用数字来描绘其变

9、异特性的性状，通常为畜禽以描述，只能用数字来描绘其变异特性的性状，通常为畜禽的生产、生长性状。大部分的经济性状都属于数量性状，如的生产、生长性状。大部分的经济性状都属于数量性状，如产奶量、生长速度、产毛量等。产奶量、生长速度、产毛量等。n注：数量性状不遵循孟德尔经典遗传理论，符合注：数量性状不遵循孟德尔经典遗传理论，符合微效多基因微效多基因假说。假说。畜禽重要经济性状的遗传参数畜禽重要经济性状的遗传参数u通常经济性状的遗传参数包括：通常经济性状的遗传参数包括： 遗传力、重复力、遗传相关遗传力、重复力、遗传相关u遗传力遗传力(heritability)：h2 指性状的遗传方差或加性方差在总方差（

10、表型方差）中所占的比指性状的遗传方差或加性方差在总方差（表型方差）中所占的比率，表示某一性状能够传递给后代的能力。遗传力越高，该性状率，表示某一性状能够传递给后代的能力。遗传力越高，该性状所能获得的遗传进展越快。所能获得的遗传进展越快。u重复率重复率(repeatability)：re 多次度量同一个体的某一个数量性状所得度量值间的重复程度。多次度量同一个体的某一个数量性状所得度量值间的重复程度。 u遗传相关遗传相关(genetic correlation)： 生物个体或性状、性状育种值之间的相关程度。生物个体或性状、性状育种值之间的相关程度。加拿大种猪遗传评估体系中各主选性状的遗传力加拿大种

11、猪遗传评估体系中各主选性状的遗传力（1）繁殖性状：）繁殖性状：低低遗传力；遗传力；（2）生长性状：）生长性状：中等中等遗传力；遗传力；（3）活体背膘厚和胴体性状：）活体背膘厚和胴体性状：高高遗传力；遗传力；（4）肉质性状：）肉质性状：中等偏高中等偏高遗传力；遗传力；l育种工作的特点：育种工作的特点：长期性长期性和和复杂性复杂性l一个育种方案中选择性状越多，单一性状所获得的遗传一个育种方案中选择性状越多，单一性状所获得的遗传进展越少；进展越少；l由于由于遗传颉颃性遗传颉颃性的存在，在同一时间选择很多性状，有的存在，在同一时间选择很多性状，有可能导致每个性状都没有遗传进展。可能导致每个性状都没有遗

12、传进展。确定选育性状的依据：确定选育性状的依据：（1）简单、便宜、准确且能）简单、便宜、准确且能活体测定活体测定的性状；的性状； 注意注意伴性性状伴性性状和和屠宰后测定屠宰后测定的性状；的性状；（2）选育的性状是否有较高的）选育的性状是否有较高的经济价值经济价值； 未来性状与当前选育性状；未来性状与当前选育性状；（3）选育性状的）选育性状的遗传变异遗传变异是否大，是否大，遗传力遗传力是否高；是否高； 遗传变异越大，遗传力越高，遗传进展就越快。故遗传变异越大，遗传力越高，遗传进展就越快。故要选育遗传力高的性状。要选育遗传力高的性状。性能测定性能测定（performance testing）：是确

13、定后备个体在）：是确定后备个体在有有一定经济价值的性状上的一定经济价值的性状上的表型值表型值的育种措施。的育种措施。性能测定是动物育种中最基本的工作，是其他一切育种性能测定是动物育种中最基本的工作，是其他一切育种工作的基础。为育种工作提供基本的信息。工作的基础。为育种工作提供基本的信息。性能测定的基本形式：性能测定的基本形式：（1）测定站测定与场内测定；）测定站测定与场内测定；（2）个体测定、同胞测定和后裔测定；）个体测定、同胞测定和后裔测定；测定站测定测定站测定（station test）：是指将所有待测个体集中在一个专门的）：是指将所有待测个体集中在一个专门的性能测定站或某一特定的牧场中，

14、在同一时间内进行性能测定。性能测定站或某一特定的牧场中，在同一时间内进行性能测定。优点：优点：1）、所有个体在）、所有个体在相同环境条件相同环境条件下进行测定，下进行测定，个体间在被测性状上所个体间在被测性状上所表现的差异主要是遗传差异表现的差异主要是遗传差异，因而使个体遗传评定更为可靠；，因而使个体遗传评定更为可靠；2）、容易保证）、容易保证中立性中立性和和客观性客观性；3）、能对一些需要）、能对一些需要特殊设备特殊设备才能测定的性状进行测定。才能测定的性状进行测定。缺点：缺点：1）、增加了）、增加了运输成本运输成本；2）、）、被测定个体在运输过程中，容易被测定个体在运输过程中，容易传播疾病

15、传播疾病；3）、）、测定测定规模受限规模受限：成本的限制，降低了选择强度；：成本的限制，降低了选择强度；场内测定场内测定（on-farm test）：是指直接在各个牧场内进行）：是指直接在各个牧场内进行性能测定，不要求在统一的时间内进行。性能测定，不要求在统一的时间内进行。总体上看，场内测定的优缺点和测定站测定正好相反。总体上看，场内测定的优缺点和测定站测定正好相反。u（1）动物模型）动物模型BLUP法法在遗传评估中的成功应用能够：在遗传评估中的成功应用能够： A.有效校正不同有效校正不同环境的影响环境的影响； B.借助不同群体间借助不同群体间遗传联系遗传联系进行种畜的跨群比较；进行种畜的跨群

16、比较；u（2）人工授精技术）人工授精技术的发展为种公畜的跨群体使用创造了的发展为种公畜的跨群体使用创造了条件，增加了群体间的遗传联系。条件，增加了群体间的遗传联系。 以上两点弥补了场内测定的缺陷。以上两点弥补了场内测定的缺陷。个体测定、同胞测定和后裔测定：个体测定、同胞测定和后裔测定：个体测定个体测定：测定对象是需要进行遗传评定的个体本身；：测定对象是需要进行遗传评定的个体本身；同胞测定同胞测定（sib test）：测定对象是需要进行遗传评定的）：测定对象是需要进行遗传评定的个体的全同胞或半同胞；个体的全同胞或半同胞；后裔测定后裔测定（progeny test）：测定对象是需要进行遗传评）：测

17、定对象是需要进行遗传评定的个体的后裔。定的个体的后裔。注：三者间的关系不对立，现代育种强调同时利用一切注：三者间的关系不对立，现代育种强调同时利用一切可以利用的信息，故通常将三种方法结合使用。可以利用的信息，故通常将三种方法结合使用。系谱记录：系谱记录： 系谱是系统地记载个体及其祖先情况的一种文件，即种畜档案。完系谱是系统地记载个体及其祖先情况的一种文件，即种畜档案。完整的系谱除记载种畜的品种、编号、名字外，还记载生产成绩、外整的系谱除记载种畜的品种、编号、名字外，还记载生产成绩、外形评分、生长发育情况，有无遗传缺陷及鉴定结果。形评分、生长发育情况，有无遗传缺陷及鉴定结果。 l横式系谱横式系谱

18、各代祖先的血统关系模式如下，即子代在左，亲代在右，各代祖先的血统关系模式如下，即子代在左，亲代在右，公畜在上，母畜在下。其格式如下：公畜在上，母畜在下。其格式如下： l 竖式系谱：竖式系谱：按子代在上，亲代在下，公畜在右，母畜在按子代在上，亲代在下，公畜在右，母畜在左左的格式依次填写的系谱。的格式依次填写的系谱。 P（表型值）（表型值）=G（遗传效应）（遗传效应）+E（环境效应）；（环境效应）； G（遗传效应）（遗传效应）= A + D + I ； 其中，其中，A：加性效应，育种值加性效应，育种值； h2= 加性方差加性方差/表型方差表型方差 D：显性效应；：显性效应； I：上位效应：上位效应

19、； P = A + D + I + E育种值育种值：影响表型值的各项因素中只有基因的加性效应可以遗传，：影响表型值的各项因素中只有基因的加性效应可以遗传，故称为育种值。故称为育种值。育种值不能直接度量育种值不能直接度量，所能测定的是包含育种值在内的各种遗传效，所能测定的是包含育种值在内的各种遗传效应和环境效应共同作用得到的表型值。因此，应和环境效应共同作用得到的表型值。因此，利用统计学原理和方利用统计学原理和方法，通过表型值和个体间的亲缘关系进行估计，由此得到的估计值法，通过表型值和个体间的亲缘关系进行估计，由此得到的估计值称为估计育种值称为估计育种值（estimated breeding v

20、alue，EBV）。）。 种用个体育种值的信息来源：种用个体育种值的信息来源： 全同胞全同胞同胞同胞 半同胞半同胞后裔后裔种用价值种用价值自身性能自身性能系谱系谱 祖父祖父父父 祖母祖母 外祖父外祖父 母母 外祖母外祖母l 单性状的个体育种值估计常利用个体本身、祖先和后裔等的资料进单性状的个体育种值估计常利用个体本身、祖先和后裔等的资料进行评定。行评定。（1）根据个体本身的记录：）根据个体本身的记录：其中：其中： 为为个体个体x某性状的估计育种值某性状的估计育种值 是是个体个体x的的n次记录的平均表型值；次记录的平均表型值； h(n)2 是是n次记录平均值的遗传力次记录平均值的遗传力 h(n)

21、2 n 表示表示记录次数记录次数； re 表示各次记录间的相关系数（即重复率）表示各次记录间的相关系数（即重复率）enPArnnhVV)1(12)()(nPPhPPAnnx2)()()(xA（2）根据祖先记录）根据祖先记录根据系谱记录对种畜的育种值进行估计，最重要的是父母记录。 A. 只有一个亲本记录时：其中： 为一个亲本n次记录的平均值 hp(n)2为亲本n次记录平均值的遗传力 PhPPAnPnPx2)()()()(nPPB. 同时有父母的记录：其中： 、 为父亲和母亲n次记录平均值hS(n)2、hD(n)2为父母n次记录平均值遗传力PhPPhPPAnDnDnSnSx2)()(2)()()(

22、 5 . 0)( 5 . 0)(nSP)(nDP（3）根据同胞记录：A. 根据全同胞记录： 其中： 为全同胞的平均表型值； h(FS)2为全同胞均值的遗传力 h(FS)2= PhPPAFSFSx2)()()()(FSP225.0)1(15.0hnnhB. 根据半同胞的记录：其中：其中： 为半同胞的平均表型值；为半同胞的平均表型值； h(HS)2 为半同胞均值的遗传力：为半同胞均值的遗传力： h(HS)2注意：同胞数越多，同胞均值遗传力越大。故对于低遗注意：同胞数越多，同胞均值遗传力越大。故对于低遗传力性状，用同胞资料选种的可靠性大。传力性状，用同胞资料选种的可靠性大。2225. 0) 1(12

23、5. 0hnnh)(HSPPhPPAHSHSx2)()()(多性状的选择方法：多性状的选择方法： 实际育种过程中，常常同时考虑对多个性状进行选实际育种过程中，常常同时考虑对多个性状进行选择择-多性状综合遗传评定。多性状综合遗传评定。n 顺序选择法顺序选择法n 独立淘汰法独立淘汰法n 综合选择（选择指数）法综合选择（选择指数）法n 多性状多性状BLUP法法u顺序选择法：顺序选择法：l指指对育种目标中待选择的几个性状逐一进行选择对育种目标中待选择的几个性状逐一进行选择l花时太长、性状的选择花时太长、性状的选择顾此失彼顾此失彼，已不，已不使用使用u独立淘汰法：独立淘汰法：l指育种目标中包含的每个性状

24、都有一个最低选择标准，指育种目标中包含的每个性状都有一个最低选择标准，各性状都超过相应标准的个体留作种畜各性状都超过相应标准的个体留作种畜l选择的个体可能在选择的个体可能在各性状上都表现各性状上都表现平平平平u综合选择指数法：综合选择指数法：l根据根据育种目标中各性状的育种目标中各性状的遗传基础和经济重要性遗传基础和经济重要性，分别，分别给予各性状一个适当的给予各性状一个适当的加权系数加权系数，综合到一个指数中，综合到一个指数中，根据指数的大小进行选择根据指数的大小进行选择l选择效果优于独立淘汰法和顺序选择法选择效果优于独立淘汰法和顺序选择法n常用的简化选择指数公式：n 为第i个性状的经济加权

25、值；n 为第i个性状的遗传加权值（遗传率）；n 为第i个性状的个体表型值；n 为第i个性状的群体均值；n 为简化选择指数。 2221 1112222211.()()()()nnnnniiiiiIWhPPW hPPW hPPWhPPiW2ihiPiPI多性状BLUP（Best Linear Unbiased Prediction,最优线性无偏预测）育种值预测法，这种方法的思想就是在消除各种系统环境误差的基础上，充分利用各方面的信息，对个体的育种值进行一种最优化的准确估计。BLUP方法应用起来比较复杂，所以在实际生产中，特别是一般猪场、家禽场，选择指数方法应用的仍然比较多。 思考：为什么我们强调的

26、是新品系选育，而不是思考：为什么我们强调的是新品系选育，而不是新品种的培育？新品种的培育？品系培育的方法：品系培育的方法：-最常用的是最常用的是群体继代选育法群体继代选育法 群体继代选育法：群体继代选育法：先选基础群，然后闭群，再在闭锁群体内逐代选先选基础群，然后闭群，再在闭锁群体内逐代选种选配，以培育符合预定品系标准、遗传性稳定种选配，以培育符合预定品系标准、遗传性稳定、整齐均一的畜群。、整齐均一的畜群。布骤：（布骤：（1 1）组建基础群：）组建基础群： （2 2）闭锁繁育：）闭锁繁育： （3 3）选种选配：）选种选配： 优点：基础群采用优点：基础群采用随机交配，近交衰退小，遗传随机交配，近

27、交衰退小，遗传基础宽基础宽，继代种畜选留容易。，继代种畜选留容易。 （1 1）组建基础群：）组建基础群：如预期品系要求有多方面优秀性状，基础群间如预期品系要求有多方面优秀性状，基础群间异质异质，以在基础群中汇集所有所需优良基因；，以在基础群中汇集所有所需优良基因；如只突出个别性状，基础群以如只突出个别性状，基础群以同质同质为好。为好。为使基础群具更广泛的遗传基础，群内个体间为使基础群具更广泛的遗传基础，群内个体间近交系数最好都为近交系数最好都为0 0。数量要求（以猪为例）：基础群最少数量要求（以猪为例）：基础群最少1010公公5050母母，一般用，一般用1515头公猪，头公猪，100-1201

28、00-120头母猪。头母猪。（2）闭锁繁育：闭锁繁育：畜群封闭，群内畜群封闭，群内随机交配随机交配，但，但近交是必要的。近交是必要的。（3 3）严格选留：）严格选留：l每世代出生时间、饲养条件和选种标准保持一致每世代出生时间、饲养条件和选种标准保持一致l选择强度随年龄的增长而加大选择强度随年龄的增长而加大l要特别照顾家系：每个家系都留后代要特别照顾家系：每个家系都留后代l缩短世代间隔缩短世代间隔u专门化品系专门化品系生产性能生产性能“专门化专门化”的品系，按育种目标分化选择的品系，按育种目标分化选择育成，每个品系有育成，每个品系有某方面的突出优点某方面的突出优点，不同的品，不同的品系配置在完整

29、繁育体系内不同层次指定位置，承系配置在完整繁育体系内不同层次指定位置，承担担专门任务专门任务的品系。一般分父系和母系。的品系。一般分父系和母系。PIC 427L高瘦肉性能高瘦肉性能PIC 337G优异生长性能优异生长性能PIC 280M优良的肉质优良的肉质u杂交杂交：l不同不同品种、品系或类群间的交配品种、品系或类群间的交配。u杂种优势：杂种优势：l不同不同种群个体杂交的后代往往在生活力、生长和种群个体杂交的后代往往在生活力、生长和生产性能等方面在一定程度上优于其亲本纯繁群生产性能等方面在一定程度上优于其亲本纯繁群平均值的现象平均值的现象。表现。表现为生活力、耐受力、抗病力为生活力、耐受力、抗

30、病力和繁殖力提高，饲料利用率加强和生长速度和繁殖力提高，饲料利用率加强和生长速度加快加快等等。取决于基因的显性效应和上位效应。取决于基因的显性效应和上位效应。l注：两个杂交的群体越纯，杂交效果越好；同时，注：两个杂交的群体越纯，杂交效果越好；同时，遗传力越低的性状，杂种优势越明显。遗传力越低的性状，杂种优势越明显。l研究研究表明：二元杂交商品猪比纯繁商品猪生产效益提高表明：二元杂交商品猪比纯繁商品猪生产效益提高10%左右，提高主要来源于产仔数（提高左右，提高主要来源于产仔数（提高5%左右），生左右），生长率（提高长率（提高5%左右），以及体况和抗病力等方面的提高左右），以及体况和抗病力等方面的

31、提高。l杂种优势的水平：杂种优势的水平：（1）窝）窝数数/每头母猪每头母猪/年年18（2）窝）窝产仔数产仔数8（3）断奶）断奶前死亡率前死亡率5（4）生长率）生长率5总计总计：产肉量：产肉量(公斤公斤)/头母猪头母猪/年年=46； 有效有效的杂交体系可将每头母猪每年的上市肉总量提高的杂交体系可将每头母猪每年的上市肉总量提高45左右。左右。杂种优势杂种优势u配合力测定及配套系利用配合力测定及配套系利用 配合力配合力：种群通过杂交能获得的种群通过杂交能获得的杂种优势程度杂种优势程度，也即杂交效果的好坏和大小。取决于亲本群体基也即杂交效果的好坏和大小。取决于亲本群体基因加性效应和基因间的显性和上位效应因加性效应和基因间的显性和上位效应。u配套系：配套系：指通过配合力测定，筛选出的指通过配合力测定，筛选出的最佳杂交最佳杂交组合组合中相互配套的品种或品系。中相互配套的品种或品系。l配套系利用过程中通常采用配套系利用过程中通