[动物育种学课件]-第8章－个体选配.ppt

1、1,第八章个体选配,2,咱们的宝宝长得健康吗？高大吗？,3,如何获得优良后代？,选 种,选 配,获得育种价值高的亲本,人为确定种用个体间的交配,个体遗传评定,个体间的交配体制,可创造特殊的基因组合,4,有关概念,交配体制（mating system）：确定亲本间交配组合的一系列规则方法 选配（mating）：人为确定个体间交配的策略,5,有关概念,两种选配策略 品质选配：根据个体间的品质进行选配 亲缘选配：根据个体间的亲缘关系进行选配,品质选配,同质选配,异质选配,亲缘选配,近亲交配,远亲交配,6,品质选配 亲缘选配 近交系数,7,品质选配,又称选型交配（assortative mating）

2、 与随机交配相比，主要改变了公母畜间的交配机率 随机交配：在一个有性繁殖群体中，任何个体与异性的交配机会都是相等的 依据交配个体间品质的表现情况 同质选配 异质选配 既可以是质量性状，也可以是数量性状 既可以根据表型，也可以根据遗传 既可以针对单一性状，也可以针对综合性状,8,品质选配,同质选配 品质相同或者相似的个体间进行交配 positive assortative mating,同型选配 例：日增重快的公猪与日增重快的母猪间交配 异质选配 品质不同或者不相似的个体间进行交配 negative assortative mating, 异型选配 例：日增重快的公猪与繁殖率高的母猪间交配,9,

3、品质选配同质选配举例1,例8.1 安格斯牛（Angus）的毛色受一个基因座上的两个等位基因B和b控制，B基因对b基因呈显性，设一初始牛群毛色状况如下：,初始群B、b的基因频率：,10,品质选配同质选配举例1,据毛色的表型进行同质选配，存在两种情况： 黑色公牛黑色母牛 BB/Bb BB/Bb 红色公牛红色母牛 bb bb,11,品质选配同质选配举例1,母牛圈,公牛圈,黑色母牛黑色公牛,红色母牛红色公牛,安格斯牛表型同质选配,12,品质选配同质选配举例1,表81 安格斯牛毛色表型同质选配对下一代基因型频率的影响,基因型频率发生了改变,13,品质选配同质选配举例1,同质选配下一代B和b的基因频率：,

4、基因频率未改变,14,品质选配同质选配举例2,例8.2 短角牛（Shorthorn）毛色受一个基因座上两个等位基因R、r控制，R基因和r基因为共显性。设初始牛群情况如下：,初始群R、r的基因频率：,15,品质选配同质选配举例2,据毛色的基因型进行同质选配，存在三种情况： 红色公牛红色母牛 RR RR 花色公牛花色母牛 Rr Rr 白色公牛白色母牛 rr rr,16,品质选配同质选配举例2,母牛圈,公牛圈,红色公牛红色母牛,白色母牛白色公牛,短角牛遗传同质选配,花色母牛花色公牛,17,品质选配同质选配举例2,表82 短角牛毛色遗传同质选配对下一代基因型频率的影响,基因型频率发生了改变,18,品质

5、选配同质选配举例2,同质选配下一代R和r的基因频率：,基因频率未改变,19,品质选配同质选配的效果,同质选配不改变基因频率（两个前提） 公畜群与母畜群基因频率相同，使用频率相同 交配前对交配类型没有选择，交配后对子一代基因型没有选择 同质选配改变基因型频率（效果） 纯合子基因型频率增加 杂合子基因型频率降低,20,品质选配同质选配举例1,表81 安格斯牛毛色表型同质选配对下一代基因型频率的影响,基因型频率发生了改变,21,品质选配同质选配举例2,表82 短角牛毛色遗传同质选配对下一代基因型频率的影响,基因型频率发生了改变,22,品质选配同质选配的效果,遗传同质选配改变基因型频率的程度大于表型同

6、质选配 遗传同质选配杂合子频率减少了（1/2）H 表型同质选配杂合子频率减少了 （1/2）H（H/(D+H）) 二者之比1（D/H）1 遗传同质选配改变基因型频率是表型同质选配的1（D/H）倍 遗传同质选配优于表型同质选配,RR Rr rr,23,品质选配同质选配的效果,连续进行同质选配 杂合子频率不断降低 纯合子频率不断增加 群体将分化为由纯合子组成的亚群体 同质选配结合选择 既改变基因型频率又改变基因频率 群体将以更快的速度达到纯合,24,品质选配同质选配的效果,同质选配对于数量性状而言 不改变其育种值 因杂合子频率降低,可能群体均值 遗传同型选配改变群体均值幅度表型同质选配 推导公式P2

7、10,25,品质选配同质选配的应用,固定优良类型 群体中一旦出现理想类型（如产仔数多） 通过同质选配使其纯合固定下来 扩大优良类型个体在群体中的比率 使群体分化为各具特点且纯合的亚群、品系 同质选配选择性能优越&同质的群体,26,品质选配同质选配应用注意事项,准确判断个体基因型根据基因型进行同质选配 同质选配与选择有机结合 使基础群体向理想的纯合群体发展 同质选配获得的不同亚群之间差异较大，但亚群内差异较少，亚群内进一步的选育提供比较困难（基因纯合、固定） 同质选配降低群体均值 适用于育种群体 不适用于繁殖群体 必须用得适当，达到目的后立即停止,27,品质选配同质选配存在问题,准确判断基因型难

8、度大、花费高 举例：影响猪产仔数的主效基因 FSH-基因 ESR基因 只能针对一个或较少性状进行 必须与异质选配有机结合、灵活运用,28,品质选配异质选配,品质不同或者不相似的个体间进行交配 针对单一性状品质不同 针对多个性状品质不同 例8.3 单一性状异质选配举例，初始群情况为：,黑色母牛红色公牛 红色母牛黑色公牛,29,品质选配异质选配举例1,母牛圈,公牛圈,红色母牛黑色公牛,黑色母牛红色公牛,安格斯牛表型异质选配,30,品质选配异质选配举例1,表83 安格斯牛毛色表型异质选配对下一代基因型频率的影响,基因型频率发生改变,31,品质选配异质选配举例1,异质选配下一代B和b的基因频率：,基因

9、频率也发生改变,32,品质选配异质选配的作用,单性状异质选配的作用 改变下一代的基因频率 改变下一代的基因型频率 显性纯合子BB全部消失 对数量性状而言，可提高群体的均值,33,品质选配异质选配举例2,举例8.4 多个性状异质选配 假设考虑两个性状 一个性状由A/a控制，A表现优良 另一个性状由B/b控制，B表现优良 根据两性状表型进行异质选配：,A b,A/a b,a B,a B/b,A_bb,aaB_,AaBb Aabb aaBb aabb,34,品质选配异质选配举例2,两性状据基因进行异质选配：,A b,A b,a B,a B,AAbb,aaBB,AaBb,35,品质选配异质选配的作用,

10、无论表型异质选配还是遗传异质选配，都有可能出现AaBb AaBb结合了两个亲本的优良特性 对于数量性状而言， AaBb在两个性状上均处于杂合状态，可充分利用基因间的互作效应，使下一代的生产性能表型优于两个亲本（杂种优势）,36,品质选配异质选配的应用,用好改坏（用优改劣） 结合双亲的优良特性 丰富后代的遗传基础 可创造新的遗传类型,37,品质选配异质选配的应用,A b,A b,a B,a B,AAbb,aaBB,AaBb,A B,a b,A B,a b,AaBb,AaBb,AABB aabb AaBb,异质选配,创造新的基因组合,38,品质选配异质选配应用的注意事项,不能用缺陷纠正缺陷(以猪背

11、为例) 凸背凹背 凸背/凹背背腰平直 主要目的是产生杂合子，须准确判断基因型 异质选配主用于繁殖群，以生产商品群 一旦达到目的，即应停止或改用同质选配 同质选配主用于育种群，以获得优良种畜 科学合理地利用异质选配和同质选配,背腰平直,背腰平直,39,品质选配 亲缘选配 近交系数,40,亲缘选配,根据个体间亲缘关系进行选配 近交（inbreeding）：交配双方存在亲缘关系 远交（outbreeding）：交配双方没有亲缘关系、或亲缘关系较远 以随机交配的亲缘关系为基准区分近交和远交 一般地，到共同祖先距离6代以内个体间的交配称为近交（其后代的近交系数 0.78） 距离6代以上个体间的交配为远交

12、,41,亲缘选配,远交 群体内的远交 在一个群体内选择亲缘关系远的个体进行交配 在群体规模有限时，可有效避免近交 群体间的远交 两个群体的个体间交配 群体内的个体间不交配 因涉及不同群体，又称杂交 品种内品系间杂交 品种间杂交：杂交 属间杂交：远缘杂交,42,亲缘选配示意图,自体受精,全同胞兄妹,半同胞兄妹,堂、表兄妹,六代,品系间,品种间,种间,属间,近 交,杂 交,远缘杂交,远交,马驴骡子,43,衡量个体间亲缘关系远近的指标,用其下一代的近交系数（F）度量 配子基因效应间的相关（wright,1921） 一个个体同一基因座上的两个等位基因为同缘相同基因的概率（Malecot，1948） 同

13、态相同基因（identical by state）： 核苷酸序列相同的两个基因（功能相同） 同缘相同基因(identical by descent): 来自于同一祖先同一基因的两个拷贝（功能相同、核苷酸序列相同）,44,亲缘选配近交产生的效应,增加纯合子频率，每种纯合子增加pqF 降低杂合子频率： 2pqF 不改变群体的基因频率,45,亲缘选配近交产生的效应,导致近交衰退（inbreeding depression） 隐性有害纯合子出现的概率增加 举例：设牛的并蹄畸形隐性基因的频率q=1/100, 发生并蹄畸形的概率: Hardy-Weinberg平衡情况下，为q2=1/10000 全同胞交配

14、情况下，因F1/4， 为q2+pqF=q2(1-F)+qF(1/10000)(1-1/4)+(1/100)(1/4) =103/40000=25.75(1/10000),发病概率比随机交配时增加了约26倍,46,亲缘选配近交的用途,揭露隐性有害基因 近交增加隐性有害基因的纯合有助于发现并淘汰携带者降低群体中有害基因频率 例如：猪、牛的近交后代常出现畸形胎儿 严格淘汰产生畸形胎儿的父母亲 大大减少该遗传缺陷发生的机率 CVM牛检测、氟烷敏感猪检测 检测种畜是否带有隐性有害基因，为选种把好关,47,亲缘选配近交的用途,保持优良个体血统 借助近交可使优良祖先血统长期高水平保持下去 生产实例：牛群中出

15、现一头特别优秀的公牛，通过与其女儿、或该公牛的子女互配，可保持其优良血统 常用于品系繁育（系祖建系）,48,亲缘选配近交的用途,提高畜群的同质性 随着近交程度的增加，畜群分化明显 当F=1时，畜群分化为不同品系 品系内基因型完全一致且纯合 品系间却绝对不同 结合选择，选留理想品系，淘汰不理想品系，可获得同质且理想的畜群 近交系间杂交，获得品种内杂种优势,49,亲缘选配近交的用途,固定优良性状 近交使优良性状基因纯合，以固定优良性状 固定速度快于同质选配，固定效果优于同质选配 提供试验动物 近交可产生高度一致的近交系，如近交系小鼠、近交系猪等 为医学等研究领域提供试验动物（滇南小耳猪、五指山猪）

16、,50,亲缘选配如何防止近交衰退,严格淘汰 将近交群中不符合要求、生产力低、体质衰弱、繁殖率差、表现出衰退迹象的个体坚决剔除掉 实质：将分化出来的不良隐性纯合子个体淘汰，而将有较多优良显性基因的个体留为种畜 公认的必须坚决执行的原则 加强饲养管理 近交个体生活力较差，需要良好的饲养管理条件,51,亲缘选配如何防止近交衰退,血缘更新 有限规模群体自群繁育，近交在所难免 引进外血：引入同品种同类型、但无亲缘关系的种畜或冷冻精液 灵活应用远交 人为选择亲缘关系远或没有亲缘关系的个体交配，可缓和近交的不利影响 注意交配双方的同质性,52,亲缘选配杂交产生的效应,增加杂合子的频率 两个群体基因频率差异越

17、大，子一代杂合子频率增加越大 提高杂种群体均值 杂种优势（heterosis，H）：杂种群体均值高于亲本群体均值的部分 产生互补效应 同一数量性状内的增效基因间的互补 不同性状间的互补,53,A群鸡:产蛋多、蛋重小,B群鸡:产蛋少、蛋重大,后代:产蛋多、蛋重大,杂 交,杂交产生互补效应举例1,54,A群羊:产毛多、毛较粗,B群羊:产毛少、毛较细,后代:产毛多、毛较细,杂 交,杂交产生互补效应举例2,55,亲缘选配杂交的用途,杂交育种 杂交丰富子一代的遗传基础 将亲本群的优良基因集于杂种一身 创造新的遗传类型 选种、选配 固定优良遗传类型 扩大繁衍 培育新的品系或品种 杂交生产、杂交改良：利用杂

18、种优势,56,嗯，咱们的宝宝可爱又健康！,57,品质选配 亲缘选配 近交系数,58,近交系数定义,近交系数（inbreeding coefficient, Fx） 配子基因效应间的相关（wright,1921） 一个个体同一基因座上的两个等位基因为同缘相同基因的概率（Malecot，1948） 是对一个个体双亲间亲缘程度的间接度量,A,A,59,近交系数计算-个体近交系数,个体x的近交系数计算公式 Fx:个体x的近交系数 n1:个体x的父亲到共同祖先的世代数 n2:个体x的母亲到共同祖先的世代数 n1+n2 +1: 连接x的父亲、母亲与共同祖先通径链中的个体数 FA:共同祖先A的近交系数,B A C,S D,X,60,近交系数计算-个体近交系数,例1:求下图中个体X的近交系数,B A C,S D,X,61,近交系数计算-个体近交系数,例2:求下图中个体X的近交系数,C D E F,S D,X,A B,62,近交系数计算-个体近交系数,例3:求下图中个体X的近交系数,A B,S D,X,63,近交系数计算