家畜遗传育种-绪论.ppt

1、湖南生物机电职业技术学院,公元前4000年，伊拉克的古代巴比伦石刻上记载了马头部性状在个 世代的遗传。,绪 论,湖南生物机电职业技术学院,一、基本概念,(一)家畜,我是谁?,湖南生物机电职业技术学院,家畜（domestic animal）的概念,家养的动物：畜在家曰畜 野生的动物：兽在野为兽,吐鲁番斗鸡,湖南生物机电职业技术学院, 家猪,野猪,湖南生物机电职业技术学院, 家牛,野牛,湖南生物机电职业技术学院,原鸡 家鸡,湖南生物机电职业技术学院,家畜概念（广义）,在人类的控制干预下 能够进行正常繁殖 有相当大的群体规模 具有有利于人类的经济性状 性状能够稳定遗传到下一代 家养的驯化动物 注意与

2、驯养动物的区别,湖南生物机电职业技术学院,家畜、家禽概念（狭义）,属于哺乳纲的驯化动物：家畜 牛、马、猪、羊、驴、骆驼、兔、狗等 属于鸟纲的驯化动物：家禽 鸡、番鸭、鹅、火鸡、鸽子、鹌鹑等,湖南生物机电职业技术学院,家畜的驯化,中国是世界上最早驯化牛、马、猪、鸡等畜禽的国家之一,湖南生物机电职业技术学院,(1).是研究生物遗传和变异的科学： 遗传学与生命起源和生物进化有关。 (2).是研究生物体遗传信息和表达规律的科学： 解决问题：物种 代代相传； 性状 遗传。 (3).是研究和了解基因本质的科学： 遗传物质是什么？ 遗传物质 性状？, 1遗传学的研究内容：,(二)遗传与变异,湖南生物机电职业

3、技术学院, 遗传学是一门涉及生命起源和生物进化的理论科学， 同时也是一门密切联系生产实际的基础科学，直接指导 医学研究和植物、动物、微生物育种。,湖南生物机电职业技术学院,(1)遗传（heredity）：亲子间的相似现象。 “种瓜得瓜、种豆得豆” (2)变异（variation）：个体之间的差异。 “母生九子，九子各别” (3)遗传和变异是一对矛盾。 (4)遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的 三大因素： 遗传 变异 自然选择 形成物种 遗传 变异 人工选择 动、植物品种 (5)遗传和变异的表现与环境不可分割。, 3遗传和变异的概念：,湖南生物机电职业技术学院,图1耳垂的位置 1、有耳垂

4、2、无耳垂,图2 卷 舌 1、有卷舌 2、无卷舌,图3前额中央发际有一三角形突出称美人尖 1、有美人尖 2、无美人尖,图4 拇指竖起时弯曲情形 1、挺直 2、拇指向指背面弯曲,湖南生物机电职业技术学院,图5上眼脸有无褶皱 1、双眼皮 2、单眼皮,图6 食指长短 1、食指比无名指长 2、食指比无名指短,图 7 脸颊有无酒窝 1、有酒窝 2、无酒窝,图8 双手手指嵌合 1、右手拇指在上 2、左手拇指在上,湖南生物机电职业技术学院,自然选择,人工选择,湖南生物机电职业技术学院,以微生物（细菌、真菌、病毒）、植物和动物以及人类为对象，研究其 遗传变异规律。, 4遗传学研究的对象：,湖南生物机电职业技术

5、学院,遗传学研究的模式生物,拟南芥,湖南生物机电职业技术学院,(1)阐明：生物遗传和变异现象 表现规律； (2)探索：遗传和变异原因 物质基础 内在规律； (3)指导：动植物和微生物育种 提高医学水平。, 5遗传学研究的任务：,湖南生物机电职业技术学院,(三)家畜育种,动物农业(养殖业)：为人类生产肉、蛋、奶、毛、皮等动物性产品，解决“ 小康”问题,湖南生物机电职业技术学院,1.养殖业在国民经济中的意义,改善国民膳食结构、提高健康水平 畜牧业水平与国民经济发达程度一致 促进“三农”的发展 带动食品加工业和轻工业的发展 促进外贸事业的发展,湖南生物机电职业技术学院,1.养殖业在国民经济中的意义,

6、改善国民膳食结构、提高健康水平,联合国卫生组织定出成年人健康营养标准下限：,每日75g蛋白质，其中1/3来自动物性食品 发达国家:80-100g(动物蛋白40g） 发展中国家：5060g(10-15g) 我国：70g(15-17g),湖南生物机电职业技术学院,1.养殖业在国民经济中的意义,畜牧业水平与国民经济发达程度一致,畜牧业在农业总产值中的比例：,发达国家：加拿大51；法国56；美国60；荷兰68；德国73；新西兰90 我国改革开发前后：1978年13.2%;2001年33 我国当前经济发达地区：北京市和上海市均超过50，山东省接近40,湖南生物机电职业技术学院,1.养殖业在国民经济中的意

7、义,促进“三农”的发展,畜牧业发展带动了农业全面发展 畜牧业发展促进了农村经济建设的发展 畜牧业在农民增收中起到重要作用,湖南生物机电职业技术学院,带动食品加工业和轻工业的发展 食品加工业（肉、奶、蛋）可使畜产品增值13倍，是第三产业的主要部门 畜禽的毛、皮、副产品是轻工业（制革、毛纺、制药等）的原料,1.养殖业在国民经济中的意义,促进外贸事业的发展 传统的出口畜产品： 猪鬃、肠衣、山羊绒、兔毛等原料型产品 需要开辟加工制品的市场,湖南生物机电职业技术学院,2.我国畜牧业的生产方式,牧区畜牧业 边疆少数民族主要生产方式；生产效率低；需要向生态型发展 农区畜牧业 由“副业”、“化肥厂”型过渡到商

8、品化程度较高的农业产业 城市郊区畜牧业 集约化程度、生产效率、科技水平高；城市服务型,湖南生物机电职业技术学院,3.影响动物生产效率的因素,生产性能 = 遗传 + 环境,遗传：反应较慢，但持久 环境：反应较快，但短暂,种：遗传育种 料：营养饲料 管：饲养管理 病：疾病防治,生产性能 = 能力 + 机遇,湖南生物机电职业技术学院,各种因素对奶牛业的相对贡献率,相对贡献率,遗传育种,营养饲料,疫病防治,饲养管理,其他,湖南生物机电职业技术学院,4.家畜育种对发展畜牧业的作用,充分利用畜禽品种资源,发挥优良品种的珍贵基因库作用 保护品种资源的保护的目的。,培育新品种和品系,提高畜禽群体具有很高生产性

9、能 为市场提供高质量畜产品,湖南生物机电职业技术学院,4.家畜育种对发展畜牧业的作用,现有优良品种中选育优秀的种畜,提高畜禽群体内的良种覆盖率 使群体不断地得到遗传改良,培育或筛选杂交配套系,利用杂种优势 为工厂化畜牧业生产提供高产、低耗的商品畜禽,湖南生物机电职业技术学院,家畜育种是人类应用遗传学理论指导家畜育种实践的有关科学知识体系 家畜育种是人为地控制畜禽个体的繁殖机会，利用适当的育种方法，尽可能“优化”地开发利用畜禽品种的遗传变异的一系列理论和方法,5.家畜育种的概念,湖南生物机电职业技术学院,育种学与遗传学有着直接的密切关系 育种学：应用遗传学(applied genetics) 遗

10、传学：育种生理学(breeding physiology) 所谓的优化是确定一些筛选育种方案、选择种畜等措施的方法和标准 在家畜育种中人是主体，育种的目的是为了人类的福利，人是育种的实施者,育种学与遗传学,湖南生物机电职业技术学院,二、遗传学发展简史,十八世纪下半叶和十九世纪上半叶 拉马克认为环境条件的改变是生物变异的根本原因 提出器官的用进废退和获得性状遗传等学说 达尔文发表了物种起源 提出自然选择和人工选择的进化学说 孟德尔(Mende1，G. J.，1822 1884) 18561864年从事豌豆杂交试验 1866年发表“植物杂交试验”论文 提出分离和独立分配两个遗传基本规律 1900年

11、，弗里斯、柴马克和柯伦斯同时重新发现 1900年被公认为是遗传学建立和开始发展的一年,达尔文以博物学家的身份进行了年的环球考察工作。,湖南生物机电职业技术学院,贝特生（1906）首先提出“遗传学” 弗里斯（19011903）发表“突变学说” 贝特生等（1906）在香豌豆杂交试验中发现性状连锁 约翰生（1909）发表了“纯系学说”，提出“基因”一词 摩尔根（1910）等用果蝇为材料发现性状连锁现象 创立了基因理论，连锁遗传规律，细胞遗传学1933N ,湖南生物机电职业技术学院,1941年比德尔等用红色面包霉为材料 提出“一个基因一个酶”的假说 发展了微生物遗传学和生化遗传学 1958N 1953

12、年瓦特森和克里克提出DNA分子结构模式理论 1962N 七十年代初，人工分离基因和人工合成基因 建立了遗传工程这一个新的研究领域 九十年代初实施“人类基因组计划”，全部约32亿个 核苷酸对的排列次序，约3.5万个基因的遗传和物理图谱 确定人类基因组DNA编码的遗传信息 21世纪，将进入“后基因组时代”，将阐明蛋白质的功能 弄清DNA序列所包含遗传信息的生物学功能,湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genomics (18651953),湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genomics (19531977)

13、,湖南生物机电职业技术学院,James Watson (left) and Francis Crick (right) proposed a model for the physical and chemical structure of the DNA molecule.,湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genomics (19771987),湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genomics (19871990),湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genom

14、ics (19901994),湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genomics (19951999),湖南生物机电职业技术学院,Landmarks in genetics and genomics (20002003),湖南生物机电职业技术学院,九十年代初实施“人类基因组计划”，全部约32亿个核苷酸对的排列次序，约3.5万个基因的遗传和物理图谱确定人类基因组DNA编码的遗传信息 21世纪，将进入“后基因组时代”，将阐明蛋白质的功能弄清DNA序列所包含遗传信息的生物学功能,湖南生物机电职业技术学院,1986 美 Dulbecco首次提出了“人类基因组

15、工程” 1990 4月美国宣布人类基因组测序工作的5年计划。 1991 Stepken Fodor 把基因芯片的设想第一次变成了现实. 1992 10月美Vollrath D.等分别完成人类Y染色体染色体的物理图谱. 1993 10月 美国公布了19931995年的人类基因组测序工作计划，并预计2005年完成整个的测序工作。 1995 Smith,H.O等第一个细菌基因组流感嗜血杆菌(H.influenzae)全基因组序列发表。 1995 12月美、法科学家公布了有15000个标记的人类基因组的物理图谱。,基因组和蛋白质组时期 (1986-至今),湖南生物机电职业技术学院,1996 Dietr

16、ich W.F等绘制了小鼠基因组的完整遗传图谱。 1996 10月Goffeau等完成了酵母基因组的测序 1996 DNA芯片进入商业化 1997 Wilmut 完成了体细胞克隆 1998 12月，第一个多细胞真核生物线虫的基因组在Science上发表。 1999 Cate J.H第一次绘制出完整核糖体的晶体结构，揭示了其中的很多细节。 1999 国际人类基因组计划联合研究小组完成了人类第22号染色体测序工作。 2000 3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因组测序。,湖南生物机电职业技术学院,2000 完成了人类第21号染色体的测序 2000 6,26 人类基因组草图发表 2000 12,14

17、英美等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱 2001 1,12 中、美、日、德、法、英等国科学家 (Nature,15日) 和美国塞莱拉公司 (Science,16日) 各自公布人类基因组图谱和初步分析结果。约3万基因。,湖南生物机电职业技术学院,2000年5月中国完成了人类基因组3p区域（3pter-D3S3610）“工作框架图”的任务，即 “1 % 项目”。由中国承担的由我所人类基因组中心完成的人类3号染色体短臂上的一个约30 Mb的区域的测序任务。由于该区域约占人类整个基因组的1 %，因此简称“1 % 项目”。,2000年，完成HGP 1 % 项目,湖南生物机电职业技术学院,籼稻基因组

18、序列草图的测定和初步分析。覆盖整个水稻基因组92的草图显示，籼稻基因组共包含4.66亿个碱基对，基因数目在4.6万至5.6万之间。他们还发现，籼稻基因组有约70以上的基因出现重复现象。,2002年 水稻基因组序列草图,湖南生物机电职业技术学院,2002年，第四号染色体精确测序,完成了水稻粳稻基因组第四号染色体全长序列的精确测定，拼接后总长为3500万碱基对，精确度为99.99%，覆盖了染色体全长序列98%的区域 对水稻第四号染色体所含基因进行预测分析，鉴定出4658个基因，并注释在染色体的准确位置上；完整地测定了水稻4号染色体的着丝粒序列，这是迄今首次完成的高等生物染色体着丝粒序列。,湖南生物

19、机电职业技术学院,1完成了水稻（籼稻）的基因组“精细图”。这张 “精细图”覆盖了97的基因序列，其中97%的基因被精确地定位在染色体上，覆盖基因组94%染色体定位序列的单碱基准确性达到了99.99%。 2绘制了水稻亚种内和亚种间分子遗传标记图谱。发现了一百多万个单核苷酸多态性位点，将这些分子遗传标记在染色体上定位，并且整合在基因组精细图上。 3预测出约6万个水稻基因，利用这些信息制备出了全基因组基因芯片，为功能基因组研究提供了强有力的工具，为大规模分离抗病、高产、优质的相关基因奠定了基础。,2002年12月 中国水稻（籼稻）基因组“精细图”,湖南生物机电职业技术学院,三、家畜育种学的发展简史,

20、1.由表及里，由浅入深的不断深化和完善的发展过程,传统的家畜育种思想与实践（18世纪以前）,对“品种”的描述：某一畜种的畜群，在一些性状和特征上，与另一畜群有着明显的区别。 育种者经验与灵感的结合，“表型观察”的育种方式，最古老的家畜育种学知识的雏形 世界范围内开始了培育专门化品种的工作，瑞士褐牛的培育，后来发展为著名的大型乳用品种瑞士褐牛(Brown Swiss),湖南生物机电职业技术学院,2.近代育种学与育种实践（18世纪开始）,将“品种”理解为：形态学和生理学上十分相似的一组家畜 根据实践经验从血统、个体和后代选择种畜 培育品种的新高潮，100多年时间内，全世界培育了许多畜禽品种，仅在英

21、国就育成了10个牛品种、20个猪品种、6个马品种和30个羊品种 在英国的短角牛群中建立了世界上第一本良种登记册，其后成立了世界上第一个育种组织品种协会。,湖南生物机电职业技术学院,3.现代育种学理论的发展与育种实践,达尔文（18091882）进化论的理论对家畜育种的影响是深远的 孟德尔（18221884）遗传学的诞生（1900年）对现代家畜育种学的发展起到了决定性作用 20世纪20年代创建了数量遗传学理论，构成了现代家畜育种学的重要科学基础 Lush(1896-1982) 建立了现代家畜育种理论体系 20世纪60年代以来，以Henderson的线性模型理论和方法，更精确的统计推断方法得以在育种

22、中应用,湖南生物机电职业技术学院,四、家畜遗传育种的内容与任务,遗传物质基础 遗传基本规律 遗传 变异 数量性状的遗传 基因频率与基因型频率 选种 育种 选配 品种及其选育 杂交 品系繁育,湖南生物机电职业技术学院,五、遗传育种有关资料的查找,1.通过数据库查找 2.通过搜索引擎查找 如雅虎等 3.通过期刊网查找 4.通过电子阅览室查找 5.收集有关资料,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,湖南生物机电职业技术学院,*六、家畜遗传育种的特点与学习方法,试验研究材料：所有动物和微生物 生物形态、生理、生态及特征(性状) 通过生物体内的生理、生化过程表现 以生物细胞内遗传物质为基础，在特定环境下 采用一定的物理、化学与数学方法,综合性强 生物学(动物、微生物学)、细胞学、生理学、生物化学的基础 环境、气象学、生态学等相关学科的基础知识 物理、化学和数学(包括生物统计)方