动物育种学课件-第8－个体选配.ppt

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） 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,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8－1 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：,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8－2 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8－1 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8－2 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P210,25,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,准确判断基因型难度大、花费高 举例：影响猪产仔数的主效基因 FSH-β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8－3 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,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,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 全同胞交配情况下，因F＝1/4， 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）,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。