畜育種新技術(shù)生物技術(shù)在動物育種課件

1、/jcyzx/index.htm第十四章 家畜育種新技術(shù)（生物技術(shù)在動物育種中的應用）第一節(jié) 生物技術(shù)概述第二節(jié) 細胞工程技術(shù)的應用第三節(jié) 基因工程技術(shù)的應用/jcyzx/index.htm一、生物技術(shù)的概念生物技術(shù)（Biotechnology）其英語的本意是“生物工藝學”，一些論著又將其譯為“生物工程”，其定義至今沒有一個十分經(jīng)典的表述，常見的表述有兩種：從微觀上認識和控制生物遺傳與繁殖過程的技術(shù)。在探索生物所具有的多種多樣功能的同時，用工程設計的方式把這些功能應用于各個領域、或人工摸擬再現(xiàn)生物功能，為人類提供產(chǎn)品或服務的新興技術(shù)。第一節(jié)

2、生物技術(shù)概述/jcyzx/index.htm生物技術(shù)是以生命科學研究成就為基礎的綜合性技術(shù)，是從微觀上認識和控制生物的遺傳物質(zhì)和遺傳過程，了解生命的全貌，其目的是要解決人類社會中的人口、糧食、肉蛋奶、環(huán)境能源醫(yī)療等各種具體問題。二、生物技術(shù)應用的目的/jcyzx/index.htm三、生物技術(shù)的主要組成部分基因工程技術(shù)細胞工程技術(shù) 酶工程技術(shù)發(fā)酵工程技術(shù)/jcyzx/index.htm四、在家畜育種中應用的生物技術(shù)細胞工程技術(shù)細胞遺傳學技術(shù)動物繁殖學技術(shù)基因工程技術(shù)分子遺傳學技術(shù)（主要涉及基因組分析技術(shù)、DNA診斷技

3、術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等）分子數(shù)量遺傳學技術(shù)/jcyzx/index.htm染色體及染色體片段移植與重組染色體組型與單個染色體的鑒別細胞遺傳學技術(shù)動物繁殖學技術(shù)人工授精配子低溫冷凍保存X、Y精子分離同期發(fā)情、超數(shù)排卵與分娩控制卵母細胞的體外培養(yǎng)與體外授精胚胎冷凍保存與胚胎移植核移植與細胞克隆嵌合體的制備/jcyzx/index.htm分子數(shù)量遺傳（molecular quantitative genetics）學。將分子生物技術(shù)和方法與數(shù)量遺傳學相結(jié)合，研究數(shù)量性狀基因座（Quantitative Traits Loci，QTL）定位與分子標記輔助選

4、擇（Molecular Assistant Selection，MAS）的理論和方法。這一學科領域的發(fā)展，將給家畜育種帶來一次新的飛躍。分子遺傳學技術(shù)基因結(jié)構(gòu)與功能的分析基因組分析基因診斷基因克隆與基因組文庫的建立轉(zhuǎn)基因技術(shù)基因在微生物中的表達轉(zhuǎn)基因動物的制備生物反應器/jcyzx/index.htm第二節(jié) 細胞工程技術(shù)的應用人工授精技術(shù)配子低溫冷凍保存技術(shù)同期發(fā)情、超數(shù)排卵技術(shù)體外受精技術(shù)性別控制與胚胎性別鑒定技術(shù)克隆技術(shù)/jcyzx/index.htm一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應通過人工授精，提高了優(yōu)良種公畜的利用率，迅速擴大優(yōu)良

5、遺傳特性和高產(chǎn)基因在群體中的影響。依靠人工授精，提高了種公畜的利用率，大大減少了種公畜的需要量，在相同的選擇基礎上，提高了種公畜的選擇強度，加快了群體的遺傳進展。從生產(chǎn)上講，節(jié)約了成本。/jcyzx/index.htm建立了AI育種體系（Aggregative Index Breeding System）在畜群中廣泛應用人工授精技術(shù)，精液全部來自經(jīng)遺傳評定驗證的種公畜；在育種群中實施大規(guī)模的、規(guī)范化的生產(chǎn)性能測定；通過“定向選配”，有計劃地培育后備公畜；組織科學、嚴格的公畜后裔測定，并應用先進的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法估計育種值，提高選種的精確性。一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶

6、來的效應/jcyzx/index.htmAI育種體系在奶牛育種中取得的效果：在過去40余年中，美國、加拿大等奶牛生產(chǎn)發(fā)達國家，因堅持AI育種體系，全國奶牛群體數(shù)量減少了1/3，而總產(chǎn)奶量卻穩(wěn)中有升，說明奶牛的平均產(chǎn)奶量提高了30%以上。據(jù)2019年統(tǒng)計分析結(jié)果，我國北京市自1972年建立種公牛站開始全面推廣冷凍精液人工授精以來，奶牛產(chǎn)奶量平均每年獲得近50kg的遺傳進展，在25年中奶牛平均單產(chǎn)凈增2200kg。 一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應/jcyzx/index.htmAI育種體系在豬育種中取得的效果：在上個世紀80年代末90年代初

7、，AI育種體系開始在豬育種中應用，至今，豬的主要生產(chǎn)性能已有大幅度提高。瘦肉率可達65%以上；70日齡以后的日增重最高可達2000g以上；料肉比可達2.51，接近雞的飼料利用率。一、人工授精技術(shù)給家畜育種帶來的效應/jcyzx/index.htm二、配子低溫冷凍保存技術(shù)給家畜育種帶來的效應低溫冷凍保存精液技術(shù)，延長了優(yōu)秀種公畜的使用年限，拓寬了優(yōu)良種畜的覆蓋面，擴大了優(yōu)秀種公畜在家畜遺傳改良中的作用。冷凍精液的使用，使參加后裔鑒定的公畜與不同地區(qū)、不同群體的母畜交配，獲得數(shù)量更多、分布更廣的后代及其測定數(shù)據(jù)，從而提高對公畜遺傳評估的準確性和精確度。利用精液長期冷凍保存

8、技術(shù)，可更經(jīng)濟、可靠地實現(xiàn)家畜品種資源的保護。/jcyzx/index.htm人工控制母畜發(fā)情，更準確地掌握母畜的繁殖生理周期，適時輸精，大大提高了母畜受胎率。通過同期發(fā)情處理，便于實施遺傳改良措施。如實施胚胎移植、冷凍精液的輸精等，都有必要進行同期發(fā)情處理。超數(shù)排卵技術(shù)的應用，可提高母畜繁殖率。人工促進母畜性早熟，實現(xiàn)提前配種，可縮短世代間隔，加快遺傳進展。產(chǎn)后人工催情，縮短母畜胎間距，提高種畜使用效率，從而提高育種效益。三、同期發(fā)情、超數(shù)排卵與分娩控制/jcyzx/index.htm三、胚胎移植與MOET核心群育種體系MOET是超數(shù)排卵（

9、Multiple Ovulation）與胚胎移植（Embryo Transfer）是兩項相互聯(lián)系的生物技術(shù)的縮寫。超排是基礎，胚移是手段。人們習慣將兩項技術(shù)統(tǒng)稱為胚胎移植，用“MOET”表示。MOET在家畜育種中可實現(xiàn)的一般效應擴大優(yōu)秀母畜在畜群遺傳改良中的作用。利用胚胎冷凍保存技術(shù)，有效地保存家畜品種資源。冷凍胚胎的進出口，消除了家畜品種之間的地理隔離，促進優(yōu)良種畜的基因交流，加速育種進程。冷凍胚胎的傳遞，可獲得正常情況下難以得到的育種材料。MOET可使一些遺傳素質(zhì)十分優(yōu)秀，但因繁殖障礙而無法妊娠的母畜延續(xù)其在育種中的作用；甚至克服種間隔離，挽救瀕危動物。/jcyz

10、x/index.htmMOET核心群育種體系基本流程示意圖供體母畜（人工授精站）核心公畜群青年公畜群胚 胎母 畜核心群ET幼畜 青年家畜性能測定站（測定生長發(fā)育性狀）生 產(chǎn) 群MOET育 成生產(chǎn)群核 心 群/jcyzx/index.htm卵母細胞采集卵母細胞體外成熟精液預處理體外受精胚胎體外培養(yǎng)與胚胎移植迄今，體外受精在各主要技術(shù)環(huán)節(jié)上的效率還不夠高，總體技術(shù)水平還未達到應用的要求，胚胎工程學家們正在探索新的技術(shù)途徑，如供體的活體取卵技術(shù)、腔前期或小腔期卵細胞的體外培養(yǎng)技術(shù)等。因此，體外受精技術(shù)的全面應用尚需一段時間。但仍可預測該技術(shù)在家畜育種和生產(chǎn)中廣闊的應用前景。

11、四、體外受精（在牛和羊的胚胎生產(chǎn)中得到部分應用）（一）技術(shù)步驟：/jcyzx/index.htm大幅度降低胚胎的生產(chǎn)成本，若與超排技術(shù)相結(jié)合，可生產(chǎn)更多的可移植胚胎。使優(yōu)秀母畜產(chǎn)生更多的胚胎和后代，擴大優(yōu)良基因在群體中的影響；對不小心宰了的優(yōu)秀個體，還可利用其卵巢，通過體外受精繼續(xù)在育種上加以利用。在母畜更新率一定的情況下，利用體外受精生產(chǎn)胚胎，可降低種母畜的留種率，提高母畜選擇強度，加速群體遺傳進展。在同胞測定中，應用體外受精技術(shù)可增加同胞數(shù)量，提高種畜選擇的準確性。 （二）體外受精技術(shù)的應用前景/jcyzx/index.htm可實施一頭母

12、畜的卵母細胞用不同公畜的精液受精，產(chǎn)生同齡母系半同胞，利用同齡母系半同胞資料估計公畜育種值，將提高估計的準確性。體外受精耗精量少，可充分利用數(shù)量稀少而十分珍貴的種公畜的精液。體外受精技術(shù)的應用，可打破常規(guī)的生產(chǎn)體系，建立新的動物生產(chǎn)模式。如用乳用家畜生產(chǎn)肉用品種。體外受精技術(shù)的應用，可為克隆和轉(zhuǎn)基因操作提供大量胚胎。（二）體外受精技術(shù)的應用前景/jcyzx/index.htm（一）性別控制的效應提供更多表現(xiàn)限性經(jīng)濟性狀的個體（如母牛、母雞、雄鹿等），對性別影響生產(chǎn)性能的畜種（如豬、肉牛、家蠶、馬等），則能多生產(chǎn)雄性動物，提高動物生產(chǎn)的專門化程度和生產(chǎn)效率。對廣泛使用人

13、工授精技術(shù)的畜種，公畜飼養(yǎng)量有限，則可通過性別控制增加母畜數(shù)量，提高母畜選擇強度，加快母畜遺傳進展。通過性別控制實現(xiàn)不同階段對公母比例的需要。在雜交育種中，不同階段對公母比例的需要不同。如，肉牛雜交育種的初始階段需要更多的雜種母牛，而在橫交固定階段則需要選育一定數(shù)量的公牛，生產(chǎn)群中希望有更多的公牛用于肥育。五、性別控制與胚胎性別鑒定/jcyzx/index.htm（二）性別鑒定的作用性別鑒定后可對單胎動物實施同性別雙胚移植，提高生產(chǎn)效率。性別鑒定是胚胎克隆的必要技術(shù)環(huán)節(jié)。胚胎克隆之前，首先要進行胚胎性別鑒定。五、性別控制與胚胎性別鑒定/jcy

14、zx/index.htm克?。–lone）的作用：由克隆獲得的個體在遺傳上是同質(zhì)的（不考慮細胞質(zhì)遺傳）或基本同質(zhì)的，因此克隆技術(shù)只能實現(xiàn)基因型的復制，而不能使一個群體的基因庫得到創(chuàng)新或擴充。實現(xiàn)克隆的途徑：胚胎分割、胚胎細胞中卵裂球細胞核的移植、體細胞的核移植。六、克隆技術(shù)/jcyzx/index.htm胚胎克隆及其應用前景取8-32細胞期的胚胎卵裂細胞核去核的成熟卵子發(fā)育成新個體移植電融合、體外或體內(nèi)培養(yǎng)1、獲得更多的胚胎，進一步提高MOET及其核心群育種體系的效率。理論上，一個32細胞期的供體胚胎，經(jīng)過兩次克隆即可得1024個胚胎。2、獲得數(shù)量很大的遺傳同質(zhì)個體，

15、為遺傳效應、參數(shù)估計和育種值估計提供更準確的信息，提高估計的精確度。3、在MOET核心群育種體系中，快速建立具有特定基因組合的多個純系。4、迅速推廣胚胎克隆家畜，提高生產(chǎn)總體水平?，F(xiàn)階段，胚胎克隆還有許多技術(shù)問題有待研究解決。但可預期，5-10年后這項技術(shù)將達到應用水平。其應用的潛在領域有：/jcyzx/index.htm取體細胞的細胞核去核的成熟卵子發(fā)育成新個體移植電融合、體外或體內(nèi)培養(yǎng)盡管這項技術(shù)獲得成功的報道屈指可數(shù)，達到應用水平的時間也尚難預測，但動物遺傳育種學家們?nèi)允株P(guān)注這項技術(shù)的發(fā)展，并潛心研究它對未來家畜遺傳育種產(chǎn)生的效應。由于體細胞克隆可產(chǎn)生已知基因

16、個體的復制品，且移植所需細胞核來源不受限制，其意義遠大于胚胎克隆。體細胞克隆體細胞克隆的技術(shù)難度遠大于胚胎克隆。/jcyzx/index.htm該技術(shù)與其它胚胎生物工程技術(shù)結(jié)合，可建立最佳遺傳資源保護模式。如挽救瀕危動物、克隆已絕滅了的物種、冷凍保存優(yōu)秀個體的克隆胚胎等。體細胞克隆獲得的遺傳同質(zhì)個體是比胚胎克隆更好的遺傳學研究材料。體細胞克隆可最大限度地增加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)個體在群體中的數(shù)量，提高畜群總體水平；同時提高生產(chǎn)的一致化程度，便于管理和標準化生產(chǎn)。體細胞克隆產(chǎn)生的遺傳同質(zhì)個體，是動物營養(yǎng)、基礎醫(yī)學、藥物學等領域最好的試驗材料。該技術(shù)為發(fā)展其它生物技術(shù)提供了最佳手段。

17、如解決轉(zhuǎn)基因動物的傳代難問題 。體細胞克隆潛在的應用領域/jcyzx/index.htm第三節(jié) 基因工程技術(shù)的應用生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物進行基因診斷研制基因疫苗分子遺傳標記應用前景/jcyzx/index.htm一、生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物（一）轉(zhuǎn)基因動物的概念轉(zhuǎn)基因動物是指將體外重組DNA（rDNA）移植到成熟卵泡中，使rDNA整合到核基因組中發(fā)育而成的動物個體。生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動物的目的是使整合到動物核基因組中的rDNA高效表達，改變受體的生理特征或產(chǎn)生新的功能。/jcyzx/index.htm提高生產(chǎn)性能。如通過轉(zhuǎn)生長激素基因或生長激

18、素釋放因子基因，可提高動物生長速度；轉(zhuǎn)外源半胱氨酸生物合成基因羊，其羊毛生長速度大幅度提高。提高產(chǎn)品質(zhì)量。如轉(zhuǎn)乳球蛋白基因奶牛和奶山羊，其奶中的乳蛋白構(gòu)成受到改變，大大提高了奶的質(zhì)量和價值；再如，將調(diào)控蛋白結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)入羊或蠶中，可以改變羊和蠶支持蛋白的合成，改變羊毛或蠶絲成份，提高其質(zhì)量。實現(xiàn)抗病育種。如轉(zhuǎn)外源Mx-基因豬具有強抗流感病毒能力；轉(zhuǎn)乳鐵蛋白基因奶牛，具有很強的乳房炎抗病力。 （二）轉(zhuǎn)基因動物的價值/jcyzx/index.htm制造生物反應器。比較成功的是乳腺生物反應器，利用奶?；蚰躺窖颢@得在乳腺中生產(chǎn)對合成藥物有重要意義的肽或蛋白質(zhì)。目前研制生物反應器

19、的主要目的基因有：人凝血因子、抗胰蛋白酶、胰島素、人體白蛋白、干擾素等。為醫(yī)學試驗提供實驗動物，建立毒理試驗、玩癥研究和治療等的動物模型。如，生產(chǎn)對致癌物質(zhì)、誘變劑、毒物等敏感的轉(zhuǎn)基因動物，有助于對環(huán)境危險因素的認識；制備用于人類臟器移植的轉(zhuǎn)基因豬。（二）轉(zhuǎn)基因動物的價值/jcyzx/index.htm成本高。轉(zhuǎn)基因的成功率極低，約為0.06%；轉(zhuǎn)基因動物為半合子，傳代不穩(wěn)定；轉(zhuǎn)基因的表達率低，甚至不表達；轉(zhuǎn)基因品種無專利保護。轉(zhuǎn)基因動物具有負面效應外源基因的導入可能誘發(fā)基因組中其它基因突變、失活或激活致癌基因，造成遺傳缺陷或個體致死；載體DNA表達產(chǎn)生的負作用，如反

20、轉(zhuǎn)錄病毒載體DNA的非生理性表達，擾亂正常生理功能；轉(zhuǎn)基因本身的負作用，如轉(zhuǎn)人生長激素基因鼠，其生長速度提高、乳腺發(fā)育提前、母鼠繁殖力降低甚至不育等。（三）轉(zhuǎn)基因動物的缺點/jcyzx/index.htm基因診斷的技術(shù)手段：PCR（Polymerase Chain Reaction）、RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphisms）、SSCP（Single Strand Conformation Polymorphism）等技術(shù)?；蛟\斷的目的為育種提供配種方案。實現(xiàn)對種畜的基因型選擇，在選育群中淘汰有害或不利基因。二、

21、基因診斷/jcyzx/index.htm基因診斷技術(shù)已在豬、牛、羊育種中得到了廣泛應用。目前能診斷的基因主要有：豬的氟烷基因（Hal）、雌激素受體基因（ESR）、酸豬肉基因（RN）、生長激素基因（PGH）等；牛的雙?。―ouble Muscling）基因；羊的產(chǎn)羔數(shù)（Booroola）基因等?，F(xiàn)以豬的Hal基因為例來介紹基因診斷的技術(shù)要點及其在育種中的應用?；蛟\斷技術(shù)應用情況/jcyzx/index.htm提取基因組DNA進行PCR進行PCR-RFLP分析，判定基因型制定育種方案分析基因型與表型的關(guān)系在一定條件下，體外擴增目的基因。這是基因

22、診斷的關(guān)鍵技術(shù)。從動物任何組織中均可獲得基因組DNA用特定內(nèi)切酶消化PCR產(chǎn)物后，電泳分離酶切片段，根據(jù)酶切片段多態(tài)性判定基因型?；蛟\斷的技術(shù)環(huán)節(jié)/jcyzx/index.htm-+從組織中獲得的動物基因組DNA電泳圖譜（瓊脂糖凝膠）/jcyzx/index.htm659 bp-+659 bp豬Hal基因PCR產(chǎn)物電泳圖譜（瓊脂糖凝膠）/jcyzx/index.htmnnNnNN豬Hal基因PCR-Hha-RFLP電泳圖譜（瓊脂糖凝膠）1543994695515377237Marker-+NNnnNnNNjpk.s

23、/jcyzx/index.htm四川省三大外種豬及新榮系氟烷基因分布/jcyzx/index.htm豬PGH基因PCR產(chǎn)物電泳圖譜（瓊脂糖凝膠）-+/jcyzx/index.htm豬PGH基因PCR-Bst-RFLP電泳圖譜（瓊脂糖凝膠）-+/jcyzx/index.htmCCCCCCCCCCCCCCAAACAAACBCCD豬PGH基因PCR-Apa-RFLP電泳圖譜（聚丙烯酰胺凝膠）-+/jcyzx/index.htm三、研制基因疫苗偽狂犬病基因工程苗偽狂犬病基因缺失苗大腸

24、桿菌基因缺失苗K88、K89/jcyzx/index.htm（一）遺傳標記的概念及其發(fā)展概念：遺傳標記是指那些可準確鑒別、能反映個體特異性的遺傳特征。遺傳標記應具備的條件：具有豐富的多態(tài)性；數(shù)量多，且覆蓋整個基因組；等位基因間呈共顯性，能準確判別所有可能的基因型；其測定不受年齡、性別、環(huán)境等因素的限制。遺傳標記的發(fā)展：形態(tài)學標記 細胞學標記 生化標記 DNA分子標記。 四、分子遺傳標記/jcyzx/index.htmRFLP（Restriction Fragment Length Polymorphisms）：指用同一限制性內(nèi)切酶酶切不同個體

25、的基因組DNA后，所獲得的含有同源序列的酶切片段在長度上存在的差異。這是最早開發(fā)的DNA標記，在同一基因座上只有兩個等位基因，多態(tài)性不夠高，且測定方法比較復雜，近年已很少使用。AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphisms）：用特定引物，通過PCR反應，復制并擴增不同個體基因組DNA模板，所得DNA片段在長度上的差異。該方法較RFLP簡單，但需要設計和合成特定引物，且AFLP標記可能是顯性的，無法區(qū)分純合子與雜合子。（二）DNA分子標記的類型/jcyzx/index.htmRAPD（Randomly Amplified Pol

26、ymorphic DNA）：這也是基于PCR的分子標記，用隨機序列組成的寡核苷酸作為引物通過PCR反應獲得的長度不同的多態(tài)性DNA片段。該方法的重復性性較差，且多數(shù)RAPD標記為顯性標記。SNPs（Single Nucleotide Polymorphisms）：指單個核苷酸突變而產(chǎn)生的多態(tài)，只有兩個等位基因。雖其多態(tài)性不高，但在基因組中SNP的數(shù)量很大。如人類基因組中，單核苷酸突變的概率為10-6左右，人類基因組約含30億個堿基，因而平均每1000個堿基就有1個以上的SNP標記。測定SNP最快速準確的方法是用DNA芯片技術(shù)。（二）DNA分子標記的類型/jcyzx/i

27、ndex.htmVNTR（Variable Number Tandem Repeat）：在真核生物基因組中存在許多串狀重復序列，如CACACA 或GTGTGT ，由于重復單位在個體間有很大差異，因而可作為一種遺傳標記，不同的重復次數(shù)就構(gòu)成不同的等位基因。按重復單位大小可分為微衛(wèi)星標記和小衛(wèi)星標記。微衛(wèi)星標記（Microsatelite Marker）的重復單位在6個堿基對以內(nèi)，或稱簡單序列重復（Simple Sequence Repeat，SSR）。小衛(wèi)星標記（Minisatelite Marker）的重復單位大于6個堿基對 。對DNA的微衛(wèi)星多態(tài)性，可設計特定引物通過PCR加以鑒別。對小衛(wèi)星

28、多態(tài)性，可用重復單位的同源序列作為探針進行RFLP分析。（二）DNA分子標記的類型/jcyzx/index.htm微衛(wèi)星標記：M5 PCR擴增及電泳結(jié)果-+/jcyzx/index.htmRAPD標記：R93 PCR擴增及電泳結(jié)果-+/jcyzx/index.htm微衛(wèi)星MCW0120 擴增產(chǎn)物變性聚丙烯酰胺電泳檢測-+/jcyzx/index.htmABI遺傳分析程序檢測微衛(wèi)星標記圖譜圖中共有7個微衛(wèi)星標記，獲得PCR產(chǎn)品后，用ABI遺傳分析技術(shù)20分鐘獲得的結(jié)果。該圖譜還可進行群體的精確

29、系譜鑒定，即通常講的親子鑒定。該技術(shù)還可以用以進行遺傳病的基因診斷。 目前正在研究一次獲得20個以上標記的程序，已經(jīng)通過初步實驗。/jcyzx/index.htm分子標記為我們提供了非常豐富的遺傳育種信息，這些信息可用于：用于QTL檢測；用于標記輔助選擇；研究品種起源與發(fā)展；用于標記輔助基因的導入；標記輔助雜種優(yōu)勢的利用；標記輔助遺傳資源的保存；親子鑒定等。 其中前3項是目前家畜遺傳育種中研究得最多的內(nèi)容，可望在家畜育種中得到廣泛應用。（三）DNA分子標記的作用/jcyzx/index.htm概念：QTL（Quantitative Trait

30、 Loci）理論上是指所有影響數(shù)量性狀的基因位點。實際上，通常是將那些有較大效應的、可被檢測出的基因或染色體片段稱為QTL。當一個QTL就是一個基因時，該基因就是主效基因。若對影響數(shù)量性狀的各個單基因都有清楚的了解，將大大提高對數(shù)量性狀選擇的有效性的準確性，同時還可利用克隆、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等對群體進行遺傳改良。QTL檢測的方法：主要有標記-QTL連鎖分析法（Marker-QTL Linkage Analysis，又稱基因組掃描法）和候選基因分析法（Candidate Gene Approach）兩種。1、QTL檢測/jcyzx/index.htm構(gòu)建資源群體選擇標記收集數(shù)

31、據(jù)構(gòu)建標記連鎖圖QTL的檢測與參數(shù)估計一般家畜群體中，標記與QTL可能處于連鎖平衡狀態(tài)，需要設計特定的資源群體，以產(chǎn)生足夠的連鎖不平衡。近交或雜交試驗設計、家系試驗設計。根據(jù)所選資源群、試驗經(jīng)費、技術(shù)水平、工作條件等，選擇適當類型和數(shù)目的標記。對分子遺傳標記基因型測定的數(shù)據(jù)；需要檢測的數(shù)量性狀表型值測定的數(shù)據(jù)。測定標記所在的連鎖群（染色體），估計標記間的相對距離（用重組率或圖距表示），確定標記的排列順序。根據(jù)已確定的遺傳圖譜，利用已測得的標記基因型及其表型值，用統(tǒng)計分析方法估計QTL在染色體上的位置、基因頻率、效應大小等。標記-QTL連鎖分析/jcyzx/index.

32、htm以回交試驗設計為例來說明M-QTL連鎖分析親本 F1M1 Q1M2 Q2M2 Q2M2 Q2M2 Q2M2 Q2回交一代M1 Q1M1 Q1 M1 Q1M2 Q2M2 Q2M2 Q2M1 Q2M2 Q2M2 Q1M2 Q2親本型個體重組型個體/jcyzx/index.htm這是利用微衛(wèi)星標記繪制的綿羊1、2號染色體連鎖圖譜/jcyzx/index.htm該研究通過組建 F2 分離群體，構(gòu)建了雞RAPD連鎖圖譜，用區(qū)間作圖分析法，對雞19種產(chǎn)肉性狀基因位點（QTL）進行定位和效應分析。 連鎖圖譜包含32個RAPD標記，分布于5個連鎖群；檢

33、測到控制17種產(chǎn)肉性狀的QTL 35個，控制雞脛長的主效基因2個。該論文在畜牧獸醫(yī)學報發(fā)表，全國家禽研究會交流，引起同行專家高度重視。 雞產(chǎn)肉性狀與分子標記的連鎖分析/jcyzx/index.htm標記-QTL連鎖分析法的優(yōu)、缺點優(yōu)點：成功率高。可檢測出基因組中所有的QTL。因為標記覆蓋整個基因組。缺點:成本高，耗時長。因測定標記基因型及個體數(shù)多。統(tǒng)計分析難度大。方法及計算復雜，統(tǒng)計量的分布不確定，對多性狀、多染色體分析時犯型錯誤的概率大。很難精確定位。只能給出QTL位點的一個估計值或一個置信區(qū)間。不便應用。實際育種群多為遠交群體，標記與QTL間的關(guān)系因家系而異，用標

34、記-QTL連鎖分析找到的QTL很難直接用于這些群體。/jcyzx/index.htm候選基因法候選基因：已知在性狀發(fā)育或生理過程中具有某種生物學功能并經(jīng)測序的基因，這些基因可能是QTL基因。候選基因法：從一些可能是QTL的基因中篩選出QTL的方法。/jcyzx/index.htm選擇候選基因獲得用于擴增基因的引物序列揭示候選基因內(nèi)的多態(tài)性建立大規(guī)模測定候選基因基因型的方法選擇進行候選基因分析的群體研究候選基因與性狀的關(guān)系證實所發(fā)現(xiàn)的候選基因與性狀的關(guān)系，并確定其是否是QTL根據(jù)所掌握的生物學或生理學知識、或標記-QTL連鎖分析的結(jié)果選擇候選基

35、因。從現(xiàn)有基因庫中尋找，或自行設計特異性引物。用PCR-RFLP或SSCP等方法進行研究。PCR-RFLP和SSCP是目前用于大規(guī)模檢測基因型的主要方法。原則上，任何群體都可用于候選基因分析，但最好是候選基因的平衡群體（未經(jīng)選擇的地方品種群或常規(guī)育種的商業(yè)化育種群）。否則不易區(qū)分候選基因與其連鎖的其它基因的效應?？煞治龊蜻x基因各多態(tài)位點與性狀的關(guān)系，也可分析整個候選基因與性狀的關(guān)系。/jcyzx/index.htm采用候選基因法對豬產(chǎn)仔數(shù)分子標記及其效應的研究結(jié)果通過對ESR、PRLR、FSHR和RYR1四個基因與豬產(chǎn)仔數(shù)間的關(guān)系及第八號染色體上的 9 個微衛(wèi)星分析研

36、究，初步確立了三個新的豬產(chǎn)仔數(shù)分子標記：雌激素受體基因（ESR）第八外顯子內(nèi)的ESRB酶切位點。促卵泡生長激素受體基因（FSHR）第七外顯子的FSHRB酶切位點。豬第八號染色體上的SWR1101微衛(wèi)星。/jcyzx/index.htmESR基因的BB基因型；ESRB酶切位點的AA型；FSHRB酶切位點的BB型；豬催乳素受體(PRLR)基因的AA基因型；RYR1基因的BB基因型等。用這5個分子遺傳標記選擇母豬，群體窩平產(chǎn)仔數(shù)可提高2.2頭。對提高母豬產(chǎn)仔數(shù)有利而不影響仔豬生長的分子標記有5個/jcyzx/index.htmESR基因的AA基因型

37、；ESRB酶切位點的BB型；FSHRB酶切位點的AA型；PRLR基因的BB基因型；微衛(wèi)星SWR1101的BD基因型。對提高母豬產(chǎn)仔不利的分子標記也有5個/jcyzx/index.htm候選基因分析法的優(yōu)、缺點優(yōu)點統(tǒng)計檢驗效率高。只要是QTL，就能檢測出來。應用范圍廣。只需一個世代的群體，結(jié)果可用于任何群體。成本低，容易實施。因為是對單個基因進行分析，而非對整個基因掃描。便于應用。一旦確定某個候選基因就是QTL，可直接用于遺傳評估，而不必借助其它標記信息。缺點不能找出所有的QTL。難以確定候選基因就是QTL。除非候選基因的效應非常大，否則其效應很有可能是與其連鎖的一個或

38、幾個相鄰QTL之間連鎖不平衡造成的。所以在候選基因的效應未被明確證實之前，不能輕易下結(jié)論/jcyzx/index.htm1）標記輔助選擇的基本原理最理想的情況是基因輔助選擇通過測定QTL基因型，直接選擇理想基因型的個體。如豬的Hal基因 ESR基因 RN基因、羊的Booroola基因、肉牛的Double Muscling基因等。標記輔助選擇（Marker Assistant Selection）：當QTL的基因型不能直接測定，只能根據(jù)標記信息推測時，就可根據(jù)與QTL緊密連鎖的Marker進行選擇。 2 標記輔助選擇（MAS）/jcyzx/in

39、dex.htm標記輔助選擇的前提 若M與QTL在傳代過程中有可能發(fā)生重組，就會導致選擇錯誤。因此，進行標記輔助選擇的前提條件是：父親在Marker和QTL上都必須是雜合子；父親的Marker和QTL的連鎖相已知；能準確判斷后代從父親處獲得了哪個Marker等位基因（母親的Marker基因型是純合子）。/jcyzx/index.htmMAS的優(yōu)越性增加遺傳評定的準確性進行早期遺傳評定降低遺傳評定的成本獲得更大的遺傳進展和育種效益/jcyzx/index.htmMAS的基本策略A保持現(xiàn)行的育種方案，但同時利用標記信息、表型信息和系譜信息對個體進行遺傳評定。提高遺傳評定的準確性！2）標記輔助選擇的策略/jcyzx/index.htmMAS的基本策略 B兩階段選擇降低育種成本！基因型選擇EBV選擇第一階段：(生產(chǎn)性能測定之前)第二階段：(生產(chǎn)性能測定之后)利用標記或主基因信息利用表型和系譜信息性能測定2）標記輔助選擇的策略/jcyzx/index.htmMAS的基本策略 C早期選擇縮短世代間隔！選 擇基因型信息親代信息同胞信息繁殖生物技術(shù)+2）標記輔助選擇的策略/jcyzx/index.htmQTL效