猪的育种与人工授精,王爱国 中国农业大学动物科技学院,养猪生产,猪的遗传改良,选择出经验证具有生产性能和经济价值高的优良基因型群体, 并将其优良基因逐步传递到生产群 育种群 扩繁群 生产群,猪的育种,简单的两步法 选择遗传上优秀个体 特异的繁殖性能 增加优良基因频率 应用适宜的繁育体系 选择的个体如何选配 使基因得到最佳组合,选择,重要公式 选择反应=遗传力选择差（R= h2 S） 遗传进展=遗传力选择差/ 世代间隔 遗传力=传给后代的遗传优势的比例 选择差= 选择群与大群性能均值之差 世代间隔 = 世代间的时间,最大的选择反应,选择较少的性状 选择中高遗传力且能活体测定的性状 选择差最大 测定大量个体 选择少量后备猪 世代间隔最短 快速更换种猪,应选择哪些重要经济性状,种母猪 初情期 产仔间隔 使用寿命 产仔数 生长/肥育猪 生长性能 生长速度 饲料报酬,胴体性状 组织组成 组织分布 猪肉品质 肉色评分 滴水损失 食用品质 整体 形态结构：肢蹄和运动、奶头数 抗病性、行为,猪的选择方案,选择少数性状可获最大进展 中到高遗传力 初情期前可在活体度量 强化公猪选择 测得多-选得少 快速更换种猪 历史上且至今主选性状是生长和胴体性状,鉴别遗传上优秀个体,表型性能 = 遗传组分+环境组分 鉴别个体间遗传差异需校正环境，如营养、气候和疾病等对性能的影响,消除环境变异,在相同测定环境下比较个体差异 中心测定 同期比较 应用来自其它数据估计的校正因子，校正季节、胎次和体重的影响 在不同环境下采用相同基因型，以校正环境影响,性能测定,本身性能为基础进行个体性能测定 对于能活体测定的中或高遗传力性状是最好方法 用于生长和胴体性状,背膘厚和眼肌厚度测定,必须记录 猪的个体号 (ID号) 体重 (80105kg) 背膘厚 眼肌厚度/面积 异常情况 猪的站立姿势必须正确,测定采食量,采食量的测定，计算饲料报酬（在育种方案中很重要） 以前公猪单圈饲养来测定个体的采食量 建筑和劳工成本高 单圈饲养与群养猪间性能相关不大 单圈饲养与群养猪提高生长的基因不同,公猪单栏饲养,电子采食量自动记录设备,- 测定群养中每个猪的采食量 每组15头 - 每当猪只吃料，其猪号、时间和饲槽重量将被自动记录 - 测定采食行为 进入和离开喂料机的时间 吃料时间 进入和离开的饲槽重量 进食量 饲料消耗率,种猪性能测定自动化系统,自动给料站接收器辨识猪耳号(电子感应器) 计算机记录耳号测量每次的采食量记录个体每日采食次数、时间、重量等计算机完成初步统计 定时称料和详细个体记录 省力、精确,1950年，美国数量遗传学家C. R. Henderson博士提出了最佳线性无偏预测（BLUP）方法,遗传评估- BLUP,主要优点,能充分利用所有亲属的信息 能消除环境的偏差 能矫正选配造成的偏差 能考虑不同群体、不同世代的遗传差异,依靠遗传联系,比较群体内或群体间的种猪优劣 能利用个体多次记录,降低淘汰造成的偏差,70年代中期开始用于育种实践（奶牛，美国） 80年代中期开始用于猪遗传评估(加拿大, 动物模型） 已在几乎在所有养猪业发达的国家(如加拿大、美国、丹麦、荷兰、英国、德国等)普遍使用 1996年开始在我国部分猪场使用 1997年开始制定全国猪遗传评估方案，2000年5月全国畜牧兽医总站颁布了“关于印发全国种猪遗传评估方案（试行）的通知”，在我国全面推行动物模型BLUP,应用情况,估计育种值(EBV),动物模型BLUP 考虑了性状的遗传力 个体本身、祖先、同胞和后裔, 以及群体的信息 群内的遗传差异以及品种的遗传趋势 EBVs的群间比较有效，是因为每个记录中所包含的环境效应等已被剔除。这是通过建立猪群间遗传联系来实现的,育种工作者面临的挑战,评估新进展及新技术在猪育种中的应用 育种组织只有做到 紧跟最新发展动态 能够充分认识有助于猪育种的发展与创新 能够有效快捷地实施这些进展与创新 才能在今后竞争日趋激烈的种猪市场中获得成功,猪育种技术的发展,十多年来出现的许多重要的育种技术，如 选择指数 BLUP育种值估计法 氟烷检测以及兰尼定受体基因检测 人工授精和超声波技术等 随着分子遗传技术的提高，一些能影响猪育种潜力的新进展也迅速增加,数量遗传学方法,表型选择 估计育种值 在商品群上已经取得的大幅度遗传改进和仍然不断取得的遗传进展清楚地证明了这些育种方法是有效的,数量性状的遗传体系可以看成 黑箱,DNA,主基因 QTL MAS,基因的数量 基因的效应,数量性状,分子遗传学方法在动物育种中实用化,分子遗传学的作用,分子遗传信息能比表型信息获得更大的收获的主要原因 假定基因型没有任何误差，分子遗传信息不受任何环境的影响。性状的遗传力等于l 分子遗传信息能够在生长早期被利用，理论上可以在胚胎时期。可以早期选择，缩短世代间隔 分子遗传信息可以在所有个体中获得，对限性性状、测定或记录很昂贵的性状、必须屠宰后才能测定的性状(如胴体性状)特别有利,分子遗传学的作用,分子遗传学在育种中的应用有赖于以下4个关键领域的研究进展 遗传图谱的构建 绘制高密度遗传图谱 QTL检测 检测和估计已知基因或遗传标记与经济性状的联系 遗传评估技术 综合表型和基因型的资料，运用统计学方法估计育种群体的个体育种值 辅助标记选择 选种和选配过程中分子遗传信息应用的育种方法,一些与猪生产性能有关的基因,猪应激敏感基因(RYR1), Ch6, PSE肉, 应激 雌激素受体基因(ESR), Ch1, 产仔数 促卵泡素亚基基因(FSH), Ch2，产仔数 RN基因, Ch15, 酸肉, Napole产量 黑素皮质激素受体4(MC4R)基因, Ch1, ADG,BF,FI 心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因, Ch6, IMF 脂肪细胞脂肪酸结合蛋白(A-FABP)基因, Ch4, IMF 猪肌肉生长抑制素(MYOG), Ch9, 瘦肉率 大肠杆菌88受体，Chr13；F18，Chr6,兰尼定受体(RYR1)/氟烷基因(Hal),雌激素受体基因(ESR),标记信息在遗传评估中的作用,只有把QTL效应的估计与常规动物模型遗传评估统一起来才能获得理想的效果 因为BLUP育种值(EBV)可以用于QTL检测和估计那些还没有被识别的基因效应(微效多基因),专门化品系选育与配套利用,1964年英国Smith提出在猪的杂交繁育体系中培育专门化品系 世界上一些猪育种公司培育出多个专门化父系与专门化母系，配套杂交生产适合特定市场需要的杂优猪，表现出强大的市场竞争力,专门化品系选育与配套利用是在严密的育种计划下，培育多样化的专门化品系 然后经过严格的配合力测定，筛选确定特定商品猪生产模式，按这种杂交模式建立杂交繁育体系, 组织有特色的商品猪生产,生产适合特定需要的“杂优猪”(Hybrids),专门化品系选育与配套利用,专门化品系的优点,世代间隔短，选择进展快 主选性状少，易选纯 杂种优势明显，互补性强 育种效果好，综合效益显著,现代基因型的管理,改良品系具有 高瘦肉生产率 一些系低采食量 瘦肉增重与采食量间相关不定 低体脂水平 低肌内脂肪含量,生长肥育猪的影响,针对特定基因型设计饲喂方式 考虑瘦肉生长和采食量 大量品系可任食到屠宰体重任然长瘦肉 降低瘦肉率？ 应用高肌内脂肪水平的品种,育种群的影响,保持母猪体况的问题特别是初产母猪产仔和泌乳期 配晚点：89月龄 在培育后期饲喂低蛋白饲料 初产断奶后推迟配种 作为寄养母猪 推迟一个情期,过去、现在和将来遗传改进的估计,将来的育种技术,继续选择瘦肉生长，饲料报酬，产仔数 特别选择产奶量、肉质、抗病、初情期、行为（即母性） 分子与数量遗传相结合 基因型的复制、胚胎性别控制 转基因 增加专门化品系 提高遗传改进率 生产系统的应用,转基因技术,美国密苏里大学通过克隆技术培育出含有荧光水母基因的仔猪,人工授精在育种中的应用,人工授精利于健康控制、畜群管理、降低成本和遗传进展的认识已有很长时间了 人工授精技术已在一些育种规划中扮演了重要角色,国外猪AI技术发展,Sellier和Rothschild，1991 通过对不同国家实行猪人工授精地区的回顾，推断1991年以前，它保持了一个平均的低水平 由于精液运输服务农场主可以进行本场的授精工作，人工授精技术在很多国家都有较快的推广速度 如在法国，人工授精的比例直到1987年还维持在3%的低水平，而10年后已超过50%（Ollivier，1998）。,AI技术与猪的育种,各国都将BLUP法用于区域性或全国性遗传评估，大大提高了选种的准确性。但由于缺乏场间基因交流，该方法的使用存在很大的局限性 人工授精技术的广泛使用，使场间可通过种猪精液进行遗传交流，增加场间的遗传联系，为区域性或全国性联合育种开辟新的途径 Haley（1991）指出，随着人工授精提供越来越多的畜群间遗传联系的信息，全国的和公司的育种规划可以在未来得到融合,评估将采用相近的方法集中进行，数据来源是多渠道的，包括了育种场、商品场和屠宰场 例如，丹麦90%95%的母猪采用人工授精。通过人工授精，中心测定站及各育种群之间建立了遗传联系。正是各育种群间的遗传联系使多性状BLUP得以有效使用,AI技术与猪的育种,建立相应的育种组织，统一育种目标、性能测定和遗传评估方法，选择出优秀的种公猪 采用人工授精技术或种猪销售，实现优良种公猪的跨场使用，是建立和加强场间遗传联系的有效途径,采用AI建立遗传联系,遗传联系,遗传联系可以为育种者对不同环境下的动物进行选择决策时提供依据 Mathur等对加拿大猪改良方案猪群的研究表明，一个猪群的平均关联度应大于3%，对两个有较多遗传物质交换的猪群，关联度应大于5% 畜群间的关联度定义为畜群效应的相关系数,Mathur等根据加拿大猪的遗传改良实践，提出了场间遗传联系的措施，即 使用良好遗传联系的AI公猪 从良好遗传联系的猪群中选择AI公猪 从良好遗传联系的公猪获取足够比例的后代,建立遗传联系的措施,为了实现我国养猪业的可持续发展，要以市场为导向，实现联合育种 目前我国正在进行的联合育种的探索，无论是理论还是实践上，这样做有很多好处，但由于许多条件的制约，决定了不可能在短时间内完成,以市场为导向实现联合育种,联合育种,猪的联合育种就是将相同或相近育种目标的种猪场有组织地联合起来建立的良种繁育体系, 形成一个大的核心群, 即“超级核心群”, 具有统一的数据记录系统、性能测定制度和选择方法, 统一进行遗传评估,选出最优秀的种公猪, 以供各场/群共享,联合育种,猪场/群间通过人工授精（AI）或购买种猪进行基因交换，建立遗传联系 每个猪场/群相当于一个子核心群，各猪场/群开放，整个群体（育种系统）闭锁繁育，必要时才导入基因，以达到加快育种进展和提高群体性能水平的目的,联合育种的优点,核心群规模的扩大，加大了选择强度，提高了育种进展，可以逐步缩小与养猪发达国家的差距 采用统一的育种方案，应用育种新技术,提高育种技术水平，加快猪的改良速度，为我国种猪走向国际市场奠定基础,联合育种的优点,规范我国猪的育种工作，建立完整的良种繁育体系，促进我国养猪业的可持续发展 随着我国种猪质量的提高，逐步减少引种数量和引种经费，同时又降低了引进疾病的风险,联合育种的内容,建立相应的育种组织 统一对性状的定义 实施统一的育种方案 建立科学、规范的性能测定体系 应用先进的遗传评估方法(BLUP) 人工授精技术的应用 建立和加强场间遗传联系 实现区域性和全国性的联合遗传评估 实现种猪的跨场、跨区域选择,建立以现场测定为主，通过中心测定站和人工授精站，建立遗传联系的遗传评估体系势在必行 一个复杂的系统工程，需要全国一盘棋统一规划，通过多种渠道共同努力，大规模协作才能完成。单单一个地方搞效果不会太大,实现猪联合育种的途径,各省根据猪的品种、规模及猪场软硬件选择重点场作为全国联合育种合作单位 性能测定与遗传评估由全国成立的测定组织统一进行，同时建立动态测定结果公布制度 可以借鉴加拿大或丹麦的经验，结合中国