家畜育种学选择的原理与方法

1、家畜育种学选择的原理与方法第1页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三第一节 选择相关概念自然选择指在自然环境条件下，自然界对物种的选择作用“物竞天择、适者生存”作 用：在生物进化中起主导作用，自然环境条件控制着变异发展的方向，导致适应性状的产生人工选择指在动植物育种过程中，人类发挥其主观能动性，对家养动植物进行的有目的性的选择作用。作 用：进化的方向由适应自然环境条件转向有利于为人类提供更多的畜产品。控制进化方向的是人的意愿。第2页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三人工选择和自然选择的差异1、针对维持群体均值而言自然选择是向心选择人工选择是离心选择2、选择

2、的目的与方向自然选择没有明确的目的性和方向性人工选择有明确方向性和目的性：选择目标选择方案3、选择的过程自然选择是一个漫长的过程，时间长，见效慢人工选择的过程则相对较短，见效较快第3页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三人工选择和自然选择间的关系1、当选择的方向一致时，自然选择能加快人工选择的进程，增强人工选择的效果。2、当选择方向不一致时，人工选择会受到自然选择的制约或影响。此时，要获得人工选择的预期效果，就必须加强或改善饲养管理条件来克服自然选择的作用。高产对家畜适应自然环境条件往往是有害的，故应加强对高产品种的营养条件供应和环境条件控制。3、当两种选择作用严重抵触时，人

3、工选择就不会取得进展（品种退化） 第4页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三选择的实质 打破了繁殖的随机性，定向地改变了群体中相关基因的频率打破了自然状态条件下生物群体的“哈代温伯格”平衡 ，改变了生物类型。第5页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三改变一个种群的步骤：首先，创造或发现变异方法：诱变或杂交其次，通过选择的作用在群体中定向地扩散所需变异型基因，并逐步使之成为群体的主导类型。方法：通过定向选择来增高理想基因的频率。 有变异存在，才有新品种的产生，变异为育种提供素材，变异是育种的基础。 第6页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三选

4、择的创造性作用 育种是根据家畜的遗传和变异两种特性，通过选择和繁育两种手段来引导变异发展的方向而进行的工作。理论基础选择的创造性作用选择能积累变异，决定变异的方向，产生新类型个体，最终使畜群结构发生根本改变。选择的创造性作用在家畜育种中的体现1针对特定数量性状的系统选育可能育成新品种选择的重点数量性状（经济重要性）2针对特定质量性状的系统选育也可能育成新品种3选择有益突变也能培育新品种第7页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三第二节 质量性状的选择质量性状（qualitative trait）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

5、孟德尔经典遗传学理论。主要质量性状：表型特征、血型和血液蛋白多态性、遗传缺陷、伴性性状。第8页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三质量性状选择及效应基本工作：依据对群体的表型分析、系谱分析和测交实验对特定基因型的判别。效应：选择不能产生新的基因，但可增加群体中有利基因的频率，降低不利基因的频率。 第9页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三一、对隐性有利基因的选择目的：淘汰显性不利基因例：一对等位基因A/a：基因型为AA、Aa、aa。其中，A对a为完全显性，则AA和Aa具有相同的表现型，均为显性性状。设原始群体(随机交配大群体)基因频率为Ap，a=q（则相应基

6、因型频率为：Dp2，H2pq，R=q2），淘汰率为S，留种率为1S。第10页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三等位基因Aa在大群体中的频率为pq由这对基因构成的基因型为AAAaaa基因型频率为p22pqq2淘汰率SS0留种率1-S1-S1选择后基因型频率第11页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三经过一代的选择后，隐性基因频率为：若：S1，则q1=1；经过一代选择，群体固定（条件：外显率为100） S0，则q1=q，此时群体处于自然平衡状态结论：隐性基因的选择比较容易实现。第12页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三例：100头的牛群，有

7、角81头，无角19头 其中：有角81头（隐性纯合子qq） ；无角19头（显性纯合子QQ、杂合子Qq） 则：有角隐性基因q的频率为： 无角显性基因Q的频率为：Q=10.9=0.1 杂合子频率为：H=2Qq=20.10.9=0.18. 每次淘汰50%的无角牛，则经过一代选择后，隐性基因的频率为：q1=0.945；即：隐性基因的频率增加了0.045。第13页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三二、对显性有利基因的选择 目的：淘汰隐性有害基因 1根据表型淘汰隐性个体：隐性显性性状：牛的红毛黑毛；猪的黑毛白毛；从表型上不能区分完全显隐性基因的显性纯合子（AA）和杂合子个体(Aa)，故隐

8、性基因难以从群体中彻底剔除。例如：猪的氟烷基因(Haln)海福牛的侏儒症（隐性纯合子）一岁前死亡，但杂合子公牛具有粗壮而紧凑的体躯和清新的头部，易被选留种用，导致该基因扩散。第14页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三考虑完全淘汰隐性基因型个体而保留表型为显性的个体时的群体基因型变化：设有一对等位基因Aa在大群体中的频率为p0q0由这对基因构成的基因型为AAAaaa基因型频率为p022p0q0q02淘汰率001留种率110选择后基因型频率0第15页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三则经过一代选择后，隐性基因a的频率为：经过t代选择后：所以：第16页，共84

9、页，2022年，5月20日，1点42分，星期三例如：假设某群体一隐性基因型个体占总体的1/20000(q2)，隐性基因频率为q=1/141；每代淘汰隐性基因型个体，将隐性基因型频率降低一半即q2=1/40000，q=1/200, 需要： 代；如果家畜的世代间隔较长， 则所需时间非常长。可见选择进展非常缓慢。 故单纯靠表型淘汰隐性个体不能彻底剔除隐性基因。 第17页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三2应用测交淘汰杂合个体目的：区分显性纯合子和杂合子 。原则：当一个显性表现型个体的双亲之一或其后代之一为纯合隐性个体时，则它一定是一个杂合子个体。 第18页，共84页，2022年，

10、5月20日，1点42分，星期三测交的检验概率在测交后代中观测到至少一个隐性纯合子表型的概率，称为测交的检验概率测交实验统计分析的基本步骤： （1）假设被测个体为杂合子，计算出单个后代中出现显性表型的概率P； （2）推测n个后代全部为显性表型的概率： ； （3）计算在n个后代中至少观测到一个隐性纯合个体的概率： 。第19页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三测交方法 （1）被测公畜与隐性纯合(aa)母畜交配 （2）被测公畜与已知为杂合体(Aa)的母畜交配 （3）被测公畜与其女儿或与另一头已知为杂合公畜的女儿交配 （4）被测公畜与其未经选择的半姐妹交配 （5）被测公畜与其全同胞交

11、配 （6）其他方法：直接进行后裔调查，只要发现一头隐性个体，则其父母都是杂合子。 第20页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三（1）与隐性纯合(aa)母畜交配如公畜为杂合子，则后代中隐性纯合子个体出现的机率为0.5。若生产n个后代，则n个个体都为显性的机率为(1/2)n。5个后代都为显性个体的机率为(1/2)53.125%。有95以上的把握断定它是一个显性纯合子。 特点：所需交配数最少条件：隐性纯合个体能够活到成年，且生活力、繁殖力不降低。第21页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三（2）与杂合体(Aa)母畜交配隐性纯合个体活不到成年或繁殖率低时采用与表型正

12、常母畜交配，后裔全部为正常后代（包含显性纯合子和杂合子个体）的概率公式为：其中：D为与配母畜中显性纯合子的比例； H为与配母畜中杂合子的比例； k为每胎产仔数；n为与配母畜数； P为后代全部为正常型的概率（即判定该公畜为纯合子的机误）第22页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三例如：全部使用杂合子母畜测交时： D0，H1；若k=1，则此公式为：P(0.75)n。 在此情况下，取P0.05 时，n11; P0.01时，n16；故如果测交产生11头（16头）后代全部为正常型个体，则有95（99）以上的把握判定该公畜为显性纯合子个体。 第23页，共84页，2022年，5月20日，1

13、点42分，星期三（3）用公畜与其女儿或与另一头已知为杂合公畜的女儿交配此时：与配母畜为纯合或杂合的机率相等，且k=1， PD（3/4）kHn，则： P0.5（3/4）0.5n=(0.875)n取P0.05时，n23; P0.01时，n35故:如果测交产生23头（35头）后代全部为正常型个体，则有95（99）以上的把握判定该公畜为显性纯合子个体。第24页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三单胎家畜测交所需最少子女数 第25页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三对多胎家畜则k不为1，例如k=10时，与其未经选择的n头女儿测交，其后代全部为正常型个体的概率为：P0

14、.5（3/4）100.5n。在此情况下，因为：P0.05时，n4.6h2。 家系内选择的适用条件是：性状遗传率低、家系内表型相关高、共同环境造成家系间差异大。当共同环境使家系间有大量差异时，在每个家系内选优可以弥补家系选择的不足。此外，还可减少近亲繁殖的速率，有利于保种。第78页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三4、合并选择(结合个体表型值与家系均值进行选择： Ihw2Pwhf2Pf ； PPwPf)合并选择利用了个体和家系两方面的信息，故准确性高。是复合育种值的一种形式。 选择反应：根号内（选择的准确性rAI）恒大于1（rA不等于 r），所以合并选择的选择反应始终超过个体

15、选择。第79页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三（二）不同选择方法的遗传率和选择反应第80页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三四、多性状选择的方法（一）方法：1、顺序选择对所有要选育的性状一个一个按顺序进行选择，一个达到选育目标后，再选择下一个性状。优点：简便易行、便于操作。缺点：耗时长、没有考虑遗传颉颃性。第81页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三2、独立淘汰对所有要选性状都给予一个最低值，候选个体如果有任何一个性状指标没有达到该标准，则淘汰，只有全部都满足最低值的个体才被留种。 优点：全面平衡了所有性状； 缺点：选择的余地小3、综合选择（选择指数法）综合考虑所有选育性状，按各性状的育种学重要性和经济学重要性制订加权值，得到一个综合选择指数，按指数高低留种。考虑了性状间的相关，是最好的选种方法，遗传进展最大。第82页，共84页，2022年，5月20日，1点42分，星期三二、总体比较1、性状间无相关时，综合选择优于独立淘汰，独立淘汰优于顺序选择。2、性状间有相关时，综合选择的效果