動物育種學-第八章-個體選配

第八章－個體選配1咱們的寶寶長得健康嗎？高大嗎？2如何獲得優(yōu)良后代？選種選配獲得育種價值高的親本人為確定種用個體間的交配個體遺傳評定個體間的交配體制可創(chuàng)造特殊的基因組合3有關概念交配體制（matingsystem）：確定親本間交配組合的一系列規(guī)則方法選配（mating）：人為確定個體間交配的策略4有關概念兩種選配策略品質選配：根據個體間的品質進行選配親緣選配：根據個體間的親緣關系進行選配品質選配同質選配異質選配親緣選配近親交配遠親交配5品質選配親緣選配近交系數6品質選配又稱選型交配（assortativemating）與隨機交配相比，主要改變了公母畜間的交配機率隨機交配：在一個有性繁殖群體中，任何個體與異性的交配機會都是相等的依據交配個體間品質的表現情況同質選配異質選配既可以是質量性狀，也可以是數量性狀既可以根據表型，也可以根據遺傳既可以針對單一性狀，也可以針對綜合性狀7品質選配同質選配品質相同或者相似的個體間進行交配positiveassortativemating,同型選配例：日增重快的公豬與日增重快的母豬間交配異質選配品質不同或者不相似的個體間進行交配negativeassortativemating,異型選配例：日增重快的公豬與繁殖率高的母豬間交配8品質選配－同質選配舉例1例8.1安格斯牛（Angus）的毛色受一個基因座上的兩個等位基因B和b控制，B基因對b基因呈顯性，設一初始牛群毛色狀況如下：基因型基因型頻率表型BBD黑色BbH黑色bbR紅色初始群B、b的基因頻率：9品質選配－同質選配舉例1據毛色的表型進行同質選配，存在兩種情況：黑色公?！梁谏概B/BbBB/Bb紅色公?！良t色母牛bbbb10品質選配－同質選配舉例1母牛圈公牛圈黑色母牛×黑色公牛紅色母?！良t色公牛安格斯牛表型同質選配11品質選配－同質選配舉例1表8－1安格斯牛毛色表型同質選配對下一代基因型頻率的影響交配雙方基因型交配概率對下一代預期基因型頻率的貢獻母牛公牛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預期下一代基因型頻率基因型頻率發(fā)生了改變12品質選配－同質選配舉例1同質選配下一代B和b的基因頻率：基因頻率未改變13品質選配－同質選配舉例2例8.2短角牛（Shorthorn）毛色受一個基因座上兩個等位基因R、r控制，R基因和r基因為共顯性。設初始牛群情況如下：基因型基因型頻率表型RRD紅色RrH花色rrR白色初始群R、r的基因頻率：14品質選配－同質選配舉例2據毛色的基因型進行同質選配，存在三種情況：紅色公牛×紅色母牛RR

RR花色公?！粱ㄉ概r

Rr白色公牛×白色母牛rr

rr15品質選配－同質選配舉例2母牛圈公牛圈紅色公?！良t色母牛白色母?！涟咨６探桥＿z傳同質選配花色母牛×花色公牛16品質選配－同質選配舉例2表8－2短角牛毛色遺傳同質選配對下一代基因型頻率的影響交配雙方基因型交配概率對下一代預期基因型頻率的貢獻母牛公牛RRRrrrRR×RRDD--Rr×RrH(1/4)H(1/2)H(1/4)Hrr×rrR--R下一代預期基因型頻率基因型頻率發(fā)生了改變17品質選配－同質選配舉例2同質選配下一代R和r的基因頻率：基因頻率未改變18品質選配－同質選配的效果同質選配不改變基因頻率（兩個前提）公畜群與母畜群基因頻率相同，使用頻率相同交配前對交配類型沒有選擇，交配后對子一代基因型沒有選擇同質選配改變基因型頻率（效果）純合子基因型頻率增加雜合子基因型頻率降低19品質選配－同質選配舉例1表8－1安格斯牛毛色表型同質選配對下一代基因型頻率的影響交配雙方基因型交配概率對下一代預期基因型頻率的貢獻母牛公牛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預期下一代基因型頻率基因型頻率發(fā)生了改變20品質選配－同質選配舉例2表8－2短角牛毛色遺傳同質選配對下一代基因型頻率的影響交配雙方基因型交配概率對下一代預期基因型頻率的貢獻母牛公牛RRRrrrRR×RRDD--Rr×RrH(1/4)H(1/2)H(1/4)Hrr×rrR--R下一代預期基因型頻率基因型頻率發(fā)生了改變21品質選配－同質選配的效果遺傳同質選配改變基因型頻率的程度大于表型同質選配遺傳同質選配雜合子頻率減少了（1/2）H表型同質選配雜合子頻率減少了（1/2）H（H/(D+H）)二者之比＝1＋（D/H）≥1遺傳同質選配改變基因型頻率是表型同質選配的1＋（D/H）倍遺傳同質選配優(yōu)于表型同質選配RRRr

rr

22品質選配－同質選配的效果連續(xù)進行同質選配雜合子頻率不斷降低純合子頻率不斷增加群體將分化為由純合子組成的亞群體同質選配結合選擇既改變基因型頻率又改變基因頻率群體將以更快的速度達到純合23品質選配－同質選配的效果同質選配對于數量性狀而言不改變其育種值因雜合子頻率降低,可能↓群體均值遺傳同型選配改變群體均值幅度>表型同質選配推導公式P21024品質選配－同質選配的應用固定優(yōu)良類型群體中一旦出現理想類型（如產仔數多）通過同質選配使其純合固定下來擴大優(yōu)良類型個體在群體中的比率使群體分化為各具特點且純合的亞群、品系同質選配＋選擇→性能優(yōu)越&同質的群體25品質選配－同質選配應用注意事項準確判斷個體基因型→根據基因型進行同質選配同質選配與選擇有機結合使基礎群體向理想的純合群體發(fā)展同質選配獲得的不同亞群之間差異較大，但亞群內差異較少，亞群內進一步的選育提供比較困難（基因純合、固定）同質選配降低群體均值適用于育種群體不適用于繁殖群體必須用得適當，達到目的后立即停止26品質選配－同質選配存在問題準確判斷基因型難度大、花費高只能針對一個或較少性狀進行必須與異質選配有機結合、靈活運用27品質選配－異質選配品質不同或者不相似的個體間進行交配針對單一性狀品質不同針對多個性狀品質不同例8.3單一性狀異質選配舉例，初始群情況為：基因型基因型頻率表型BBD黑色BbH黑色bbR紅色黑色母牛×紅色公牛紅色母?！梁谏?8品質選配－異質選配舉例1母牛圈公牛圈紅色母?！梁谏：谏概！良t色公牛安格斯牛表型異質選配29品質選配－異質選配舉例1表8－3安格斯牛毛色表型異質選配對下一代基因型頻率的影響交配雙方基因型交配概率對下一代預期基因型頻率的貢獻母牛公牛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)預期下一代基因型頻率0基因型頻率發(fā)生改變30品質選配－異質選配舉例1異質選配下一代B和b的基因頻率：基因頻率也發(fā)生改變31品質選配－異質選配的作用單性狀異質選配的作用改變下一代的基因頻率改變下一代的基因型頻率顯性純合子BB全部消失對數量性狀而言，可提高群體的均值32品質選配－異質選配舉例2舉例8.4多個性狀異質選配假設考慮兩個性狀一個性狀由A/a控制，A表現優(yōu)良另一個性狀由B/b控制，B表現優(yōu)良根據兩性狀表型進行異質選配：AbA/abaBaB/b×A_bbaaB_AaBb

Aabb

aaBb

aabb

33品質選配－異質選配舉例2兩性狀據基因進行異質選配：AbAbaBaB×AAbbaaBBAaBb34品質選配－異質選配的作用無論表型異質選配還是遺傳異質選配，都有可能出現AaBbAaBb結合了兩個親本的優(yōu)良特性對于數量性狀而言，AaBb在兩個性狀上均處于雜合狀態(tài)，可充分利用基因間的互作效應，使下一代的生產性能表型優(yōu)于兩個親本（雜種優(yōu)勢）35品質選配－異質選配的應用用好改壞（用優(yōu)改劣）結合雙親的優(yōu)良特性豐富后代的遺傳基礎可創(chuàng)造新的遺傳類型36品質選配－異質選配的應用AbAbaBaB×AAbbaaBBAaBbABabABab×AaBbAaBbAABB

aabb

AaBb……異質選配創(chuàng)造新的基因組合37品質選配－異質選配應用的注意事項不能用缺陷糾正缺陷(以豬背為例)凸背×凹背凸背/凹背×背腰平直主要目的是產生雜合子，須準確判斷基因型異質選配主用于繁殖群，以生產商品群一旦達到目的，即應停止或改用同質選配同質選配主用于育種群，以獲得優(yōu)良種畜科學合理地利用異質選配和同質選配背腰平直背腰平直38品質選配親緣選配近交系數39親緣選配根據個體間親緣關系進行選配近交（inbreeding）：交配雙方存在親緣關系遠交（outbreeding）：交配雙方沒有親緣關系、或親緣關系較遠以隨機交配的親緣關系為基準區(qū)分近交和遠交一般地，到共同祖先距離6代以內個體間的交配稱為近交（其后代的近交系數>0.78％）距離6代以上個體間的交配為遠交40親緣選配遠交群體內的遠交在一個群體內選擇親緣關系遠的個體進行交配在群體規(guī)模有限時，可有效避免近交群體間的遠交兩個群體的個體間交配群體內的個體間不交配因涉及不同群體，又稱雜交品種內品系間雜交品種間雜交：雜交屬間雜交：遠緣雜交41親緣選配示意圖自體受精全同胞兄妹半同胞兄妹堂、表兄妹六代品系間品種間種間屬間近交雜交遠緣雜交遠交馬×驢騾子42衡量個體間親緣關系遠近的指標用其下一代的近交系數（F）度量配子基因效應間的相關（wright,1921）一個個體同一基因座上的兩個等位基因為同緣相同基因的概率（Malecot，1948）同態(tài)相同基因（identicalbystate）：核苷酸序列相同的兩個基因（功能相同）同緣相同基因(identicalbydescent):來自于同一祖先同一基因的兩個拷貝（功能相同、核苷酸序列相同）43親緣選配－近交產生的效應增加純合子頻率，每種純合子增加pqF降低雜合子頻率：

2pqF不改變群體的基因頻率基因型基因型值基礎群的基因型頻率近交系數為F時下一代的基因型頻率AAαP=p2p2+pqF=p2(1-F)+pFAadH=2pq2pq-2pqF=2pq(1-F)aa-αR=q2q2+pqF=q2(1-F)+qFA的頻率ppa的頻率qq44親緣選配－近交產生的效應導致近交衰退（inbreedingdepression）隱性有害純合子出現的概率增加舉例：設牛的并蹄畸形隱性基因的頻率q=1/100,發(fā)生并蹄畸形的概率:Hardy-Weinberg平衡情況下，為q2=1/10000全同胞交配情況下，因F＝1/4，為q2+pqF=q2(1-F)+qF＝(1/10000)×(1-1/4)+(1/100)×(1/4)=103/40000=25.75×(1/10000)發(fā)病概率比隨機交配時增加了約26倍45親緣選配－近交的用途揭露隱性有害基因近交增加隱性有害基因的純合→有助于發(fā)現并淘汰攜帶者→降低群體中有害基因頻率例如：豬、牛的近交后代常出現畸形胎兒→嚴格淘汰產生畸形胎兒的父母親→大大減少該遺傳缺陷發(fā)生的機率→CVM牛檢測、氟烷敏感豬檢測檢測種畜是否帶有隱性有害基因，為選種把好關46親緣選配－近交的用途保持優(yōu)良個體血統(tǒng)借助近交可使優(yōu)良祖先血統(tǒng)長期高水平保持下去生產實例：牛群中出現一頭特別優(yōu)秀的公牛，通過與其女兒、或該公牛的子女互配，可保持其優(yōu)良血統(tǒng)常用于品系繁育（系祖建系）47親緣選配－近交的用途提高畜群的同質性隨著近交程度的增加，畜群分化明顯當F=1時，畜群分化為不同品系品系內基因型完全一致且純合品系間卻絕對不同結合選擇，選留理想品系，淘汰不理想品系，可獲得同質且理想的畜群近交系間雜交，獲得品種內雜種優(yōu)勢48親緣選配－近交的用途固定優(yōu)良性狀近交使優(yōu)良性狀基因純合，以固定優(yōu)良性狀固定速度快于同質選配，固定效果優(yōu)于同質選配提供試驗動物近交可產生高度一致的近交系，如近交系小鼠、近交系豬等為醫(yī)學等研究領域提供試驗動物（滇南小耳豬、五指山豬）49親緣選配－如何防止近交衰退嚴格淘汰將近交群中不符合要求、生產力低、體質衰弱、繁殖率差、表現出衰退跡象的個體堅決剔除掉實質：將分化出來的不良隱性純合子個體淘汰，而將有較多優(yōu)良顯性基因的個體留為種畜公認的必須堅決執(zhí)行的原則加強飼養(yǎng)管理近交個體生活力較差，需要良好的飼養(yǎng)管理條件50親緣選配－如何防止近交衰退血緣更新有限規(guī)模群體自群繁育，近交在所難免引進外血：引入同品種同類型、但無親緣關系的種畜或冷凍精液靈活應用遠交人為選擇親緣關系遠或沒有親緣關系的個體交配，可緩和近交的不利影響注意交配雙方的同質性51親緣選配－雜交產生的效應增加雜合子的頻率兩個群體基因頻率差異越大，子一代雜合子頻率增加越大提高雜種群體均值雜種優(yōu)勢（heterosis，H）：雜種群體均值高于親本群體均值的部分產生互補效應同一數量性狀內的增效基因間的互補不同性狀間的互補52A群雞:產蛋多、蛋重小B群雞:產蛋少、蛋重大×后代:產蛋多、蛋重大雜交雜交產生互補效應舉例153A群羊:產毛多、毛較粗B群羊:產毛少、毛較細×后代:產毛多、毛較細雜交雜交產生互補效應舉例254親緣選配－雜交的用途雜交育種

→雜交豐富子一代的遺傳基礎

→將親本群的優(yōu)良基因集于雜種一身

→創(chuàng)造新的遺傳類型

→選種、選配

→固定優(yōu)良遺傳類型

→擴大繁衍

→培育新的品系或品種雜交生產、雜交改良：利用雜種優(yōu)勢55嗯，咱們的寶寶可愛又健康！56品質選配親緣選配近交系數57近交系數定義近交系數（inbreedingcoefficient,Fx）配子基因效應間的相關（wright,1921）一個個體同一基因座上的兩個等位基因為同緣相同基因的概率（Malecot，1948）是對一個個體雙親間親緣程度的間接度量AA58近交系數計算-個體近交系數個體x的近交系數計算公式Fx:個體x的近交系數n1:個體x的父親到共同祖先的世代數n2:個體x的母親到共同祖先的世代數n1+n2+1:連接x的父親、母親與共同祖先通徑鏈中的個體數FA:共同祖先A的近交系數BAC

SD

X59近交系數計算-個體近交系數例1:求下圖中個體X的近交系數通徑鏈A的近交系數個體數通徑鏈的系數S←A→D03(?)3BACSD

X60近交系數計算-個體近交系數例2:求下圖中個體X的近交系數CDEFSD

XAB61近交系數計算-個體近交系數例3:求下圖中個體X的近交系數通徑鏈共同祖先的近交系數個體數通徑鏈的系數S←A→D03(?)3S←B→D03(?)3ABSD

X62近交系數計算-群體近交系數規(guī)則近交親緣關系相同的個體間交配，且代代相同例如世世代代都是全同胞交配參看規(guī)則近交系數表P227小畜群先求出每個個體的近交系數，再計算平均值大畜群隨機抽取一定數量個體→逐個計算近交系數→樣