动物育种学课件-第8－个体选配

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1、动物育种学课件-第8个体选配 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望咱们的宝宝长得健康吗？高大吗？2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3有关概念o交配体制（mating system）：确定亲本间交配组合的一系列规则方法o选配（mating）：人为确定个体间交配的策略4有关概念o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

2、选配同质选配异质选配亲缘选配近亲交配远亲交配5o品质选配o亲缘选配o近交系数6品质选配o又称选型交配（assortative mating）o与随机交配相比，主要改变了公母畜间的交配机率o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o依据交配个体间品质的表现情况n同质选配n异质选配o既可以是质量性状，也可以是数量性状o既可以根据表型，也可以根据遗传o既可以针对单一性状，也可以针对综合性状7品质选配o同质选配n品质相同或者相似的个体间进行交配npositive assortative mating,同型选配n例：日增重快的公猪与日增重快的母猪间交配o异质选配n品质不同或者不

3、相似的个体间进行交配nnegative assortative mating,异型选配n例：日增重快的公猪与繁殖率高的母猪间交配8品质选配同质选配举例1o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：基因型基因型频率表型BBD黑色BbH黑色bbR红色初始群B、b的基因频率：9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 bb10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11品质选配同质选配举例1表

4、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交配双方基因型交配概率对下一代预期基因型频率的贡献母牛 公牛BBBbbbBB BBD2/(D+H)D2/(D+H)-BB BbDH/(D+H)DH/2(D+H)DH/2(D+H)-Bb BBDH/(D+H)DH/2(D+H)DH/2(D+H)-Bb BbH2/(D+H)H2/4(D+H)H2/2(D+H)H2/4(D+H)bb bbR-R预期下一代基因型频率基因型频率S基因型频率发生了改变基因型频率发生了改变12品质选配同质选配举例1o同质选配下一代B和b的基因频率：J基因频率未改变基因频率未改变13品质选配同质选配举例2o例8.2 短角牛

5、（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：基因型基因型频率表型RRD红色RrH花色rrR白色初始群R、r的基因频率：14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 rr15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16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交配双方基因型交配概率对下一代预期基因型频率的贡献母牛 公牛RRRrrrRR RRDD-

6、Rr RrH(1/4)H(1/2)H(1/4)Hrr rrR-R下一代预期基因型频率S基因型频率发生了改变基因型频率发生了改变17品质选配同质选配举例2o同质选配下一代R和r的基因频率：J基因频率未改变基因频率未改变18品质选配同质选配的效果o同质选配不改变基因频率（两个前提）n公畜群与母畜群基因频率相同，使用频率相同n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o同质选配改变基因型频率（效果）n纯合子基因型频率增加n杂合子基因型频率降低19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交配双方基因型交配概率对下一代预期基因型频率的贡献母牛 公牛BBB

7、bbbBB BBD2/(D+H)D2/(D+H)-BB BbDH/(D+H)DH/2(D+H)DH/2(D+H)-Bb BBDH/(D+H)DH/2(D+H)DH/2(D+H)-Bb BbH2/(D+H)H2/4(D+H)H2/2(D+H)H2/4(D+H)bb bbR-R预期下一代基因型频率基因型频率S基因型频率发生了改变基因型频率发生了改变20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交配双方基因型交配概率对下一代预期基因型频率的贡献母牛 公牛RRRrrrRR RRDD-Rr RrH(1/4)H(1/2)H(1/4)Hrr rrR-R下一代预期基因型频率S

8、基因型频率发生了改变基因型频率发生了改变21品质选配同质选配的效果o遗传同质选配改变基因型频率的程度大于表型同质选配n遗传同质选配杂合子频率减少了（1/2）Hn表型同质选配杂合子频率减少了 （1/2）H（H/(D+H）)n二者之比1（D/H）1o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S遗传同质选配优于表型同质选配RR Rr rr 22品质选配同质选配的效果o连续进行同质选配n杂合子频率不断降低n纯合子频率不断增加n群体将分化为由纯合子组成的亚群体o同质选配结合选择n既改变基因型频率又改变基因频率n群体将以更快的速度达到纯合23品质选配同质选配的效果o同质选配对于数量性状而言n

9、不改变其育种值n因杂合子频率降低,可能群体均值n遗传同型选配改变群体均值幅度表型同质选配n推导公式P21024品质选配同质选配的应用o固定优良类型n群体中一旦出现理想类型（如产仔数多）n通过同质选配使其纯合固定下来n扩大优良类型个体在群体中的比率o使群体分化为各具特点且纯合的亚群、品系o同质选配选择性能优越&同质的群体25品质选配同质选配应用注意事项o准确判断个体基因型根据基因型进行同质选配o同质选配与选择有机结合n使基础群体向理想的纯合群体发展o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）o同质选配降低群体均值n适用于育种群体n不适用

10、于繁殖群体n必须用得适当，达到目的后立即停止26品质选配同质选配存在问题o准确判断基因型难度大、花费高o举例：影响猪产仔数的主效基因nFSH-基因nESR基因o只能针对一个或较少性状进行S必须与异质选配有机结合、灵活运用27品质选配异质选配o品质不同或者不相似的个体间进行交配n针对单一性状品质不同n针对多个性状品质不同o例8.3 单一性状异质选配举例，初始群情况为：基因型基因型频率表型BBD黑色BbH黑色bbR红色S黑色母牛红色公牛S红色母牛黑色公牛28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29品质选配异质选配举例1表83 安格斯牛毛色表型异质选

11、配对下一代基因型频率的影响交配双方基因型交配概率对下一代预期基因型频率的贡献母牛 公牛BBBbbbBB bbD-D-Bb bbH-(1/2)H(1/2)Hbb BBRD/(D+H)-RD/(D+H)-bb BbRH/(D+H)-RH/2(D+H)RH/2(D+H)预期下一代基因型频率基因型频率0J基因型频率发生改变基因型频率发生改变30品质选配异质选配举例1o异质选配下一代B和b的基因频率：J基因频率也发生改变基因频率也发生改变31品质选配异质选配的作用o单性状异质选配的作用n改变下一代的基因频率n改变下一代的基因型频率n显性纯合子BB全部消失n对数量性状而言，可提高群体的均值32品质选配异质

12、选配举例2o举例8.4 多个性状异质选配o假设考虑两个性状n一个性状由A/a控制，A表现优良n另一个性状由B/b控制，B表现优良n根据两性状表型进行异质选配：A bA/a ba Ba B/bA_bbaaB_AaBb Aabb aaBb aabb 33品质选配异质选配举例2n两性状据基因进行异质选配：A b A ba Ba BAAbbaaBBAaBb34品质选配异质选配的作用o无论表型异质选配还是遗传异质选配，都有可能出现AaBbnAaBb结合了两个亲本的优良特性n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）35

13、品质选配异质选配的应用o用好改坏（用优改劣）o结合双亲的优良特性o丰富后代的遗传基础o可创造新的遗传类型36品质选配异质选配的应用A b A ba Ba BAAbbaaBBAaBbA B a bA Ba bAaBbAaBbAABB aabb AaBb异异质质选选配配创创造造新新的的基基因因组组合合37品质选配异质选配应用的注意事项o不能用缺陷纠正缺陷(以猪背为例)n凸背凹背n凸背/凹背背腰平直o主要目的是产生杂合子，须准确判断基因型o异质选配主用于繁殖群，以生产商品群o一旦达到目的，即应停止或改用同质选配o同质选配主用于育种群，以获得优良种畜S科学合理地利用异质选配和同质选配背腰平直背腰平直3

14、8o品质选配o亲缘选配o近交系数39亲缘选配o根据个体间亲缘关系进行选配n近交（inbreeding）：交配双方存在亲缘关系n远交（outbreeding）：交配双方没有亲缘关系、或亲缘关系较远n以随机交配的亲缘关系为基准区分近交和远交S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）S距离6代以上个体间的交配为远交40亲缘选配o远交n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n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41亲缘选配示意图

15、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近 交交杂 交远缘杂交远交马马驴驴骡子骡子42衡量个体间亲缘关系远近的指标o用其下一代的近交系数（F）度量n配子基因效应间的相关（wright,1921）n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）同态相同基因（identical by state）：n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):n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）43亲缘选配近交产生的效应o增加纯合子频率，每种纯合子增加pqFo降低杂合子频率：2p

16、qFo不改变群体的基因频率基因型基因型值基础群的基因型频率近交系数为F时下一代的基因型频率AAP=p2p2+pqF=p2(1-F)+pFAadH=2pq2pq-2pqF=2pq(1-F)aa-R=q2q2+pqF=q2(1-F)+qFA的频率ppa的频率qq44亲缘选配近交产生的效应o导致近交衰退（inbreeding depression）n隐性有害纯合子出现的概率增加n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全同胞交配情况下，因F1/4，为q2+pqF=q2(1-F)+qF(1/10000)(1-1

17、/4)+(1/100)(1/4)=103/40000=25.75(1/10000)S发病概率比随机交配时增加了约26倍45亲缘选配近交的用途o揭露隐性有害基因n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n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n检测种畜是否带有隐性有害基因，为选种把好关46亲缘选配近交的用途o保持优良个体血统n借助近交可使优良祖先血统长期高水平保持下去n生产实例：牛群中出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n常用于品系繁育（系祖

18、建系）47亲缘选配近交的用途o提高畜群的同质性n随着近交程度的增加，畜群分化明显n当F=1时，畜群分化为不同品系n品系内基因型完全一致且纯合n品系间却绝对不同n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n近交系间杂交，获得品种内杂种优势48亲缘选配近交的用途o固定优良性状n近交使优良性状基因纯合，以固定优良性状n固定速度快于同质选配，固定效果优于同质选配o提供试验动物n近交可产生高度一致的近交系，如近交系小鼠、近交系猪等n为医学等研究领域提供试验动物（滇南小耳猪、五指山猪）49亲缘选配如何防止近交衰退o严格淘汰n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

19、迹象的个体坚决剔除掉n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n公认的必须坚决执行的原则o加强饲养管理n近交个体生活力较差，需要良好的饲养管理条件50亲缘选配如何防止近交衰退o血缘更新n有限规模群体自群繁育，近交在所难免n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o灵活应用远交n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n注意交配双方的同质性51亲缘选配杂交产生的效应o增加杂合子的频率n两个群体基因频率差异越大，子一代杂合子频率增加越大o提高杂种群体均值n杂种优势（heterosis，H）：杂种群体均值高于亲本群体均值的

20、部分o产生互补效应n同一数量性状内的增效基因间的互补n不同性状间的互补52A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153A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254亲缘选配杂交的用途o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p杂交生产、杂交改良：利用杂种优势55嗯，咱们的宝宝可爱又健康！56o品质选配o亲缘选配o近交系数57近交系数定义o近交系数（inbreeding coefficient

21、,Fx）n配子基因效应间的相关（wright,1921）n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）n是对一个个体双亲间亲缘程度的间接度量AA58近交系数计算-个体近交系数o个体x的近交系数计算公式oFx:个体x的近交系数on1:个体x的父亲到共同祖先的世代数on2:个体x的母亲到共同祖先的世代数on1+n2+1:连接连接x x的父亲、母亲与共同祖先通径链中的的父亲、母亲与共同祖先通径链中的个体数个体数oFA:共同祖先A的近交系数B A C S D X59近交系数计算-个体近交系数o例1:求下图中个体X的近交系数通径链A的近交系数个体数通径链的系数SAD

22、03()3B A C S D X60近交系数计算-个体近交系数o例2:求下图中个体X的近交系数C D E F S D XA B61近交系数计算-个体近交系数o例3:求下图中个体X的近交系数通径链共同祖先的近交系数个体数通径链的系数SAD03()3SBD03()3 A B S D X62近交系数计算-群体近交系数o规则近交n亲缘关系相同的个体间交配，且代代相同n例如世世代代都是全同胞交配n参看规则近交系数表P227o小畜群小畜群n先求出每个个体的近交系数，再计算平均值o大畜群n随机抽取一定数量个体 逐个计算近交系数样本平均值代表畜群平均近交系数63近交系数计算-群体近交系数o闭锁群：对于长期不引

23、进种畜、且采用随机交配的闭锁群体，平均近交系数为FtF 近交系数每代增量FNs：每代参配的公畜数FNd：每代参配的母畜数Ft：世代数FFt：第t代的近交系数(参配公母数不等时)64亲缘系数o近交系数：是对一个个体双亲间亲缘程度的间接度量o亲缘系数：是对一个个体双亲间亲缘程度的是对一个个体双亲间亲缘程度的直接度量直接度量oWright(1921):亲缘系数是两个个体间加性基因效应间的相关65亲缘系数计算o个体S和D间的亲缘系数计算公式orSD:个体x和y间的亲缘系数on1:个体x到共同祖先的世代数on2:个体x到共同祖先的世代数oFS和FD:个体x和y的近交系数oFA：共同祖先A的近交系数B A C S D X66亲缘系数计算o例1:求下图中个体S和D的亲缘系数通径链A的近交系数世代数通径链的系数SAD02()3B A C S D X67亲缘系数计算o例2:求下图中个体S和D的亲缘系数C D E F S D XA B68亲缘系数计算o例3:求下图中个体S和D的亲缘系数通径链共同祖先的近交系数世代数通径链的系数SAD02()2SBD02()2 A B S D X69o有三种东西必须控制有三种东西必须控制n情绪、语言和行为情绪、语言和行为70o有三种东西必须捍卫有三种东西必须捍卫n祖国、荣誉和家庭祖国、荣誉和家庭71