家畜育種學課件第四章

家畜育種學課件第四章第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)個體育種值

教學目的與要求：

了解育種值概念及育種值估計的原理重點：

育種值的概念及實質(zhì)

育種值估計的原理難點：

真實育種值與估計育種值

育種值估計的原理

第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日育種工作的重要任務(wù)之一

個體祖先同胞后裔

估計育種值

選種第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日表型值的估計公式其中：

A為加性效應(yīng)，D為顯性效應(yīng)，它們?yōu)榈任换蜷g的效應(yīng)，I為上位效應(yīng)，屬于非等位基因間的效應(yīng)。E又分為一般性環(huán)境效應(yīng)和永久性環(huán)境效應(yīng)。在所有的影響因素中，只有A能夠真實的遺傳下去，故又叫育種值。有關(guān)概念第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日育種值：將控制一個數(shù)量性狀的所有基因座上基因的加性效應(yīng)總和稱為基因的加性效應(yīng)值。此值的高低反映了它在育種上的貢獻大小，因此這部分效應(yīng)也叫育種值。實質(zhì)：基因的加性效應(yīng)值，反映一個種畜作為種用的價值。估計育種值（estimatedbreedingvalue，EBV）：育種值無法直接測量，只能通過一定的統(tǒng)計學方法，通過表型值和個體間的親緣關(guān)系來對育種值進行估計，該估計值稱為估計育種值。估計傳遞力（estimatedtransmittingability，ETA）是個體育種值的一半，對常染色體上的基因而言，一個親本只有一半的基因遺傳給下一代，對數(shù)量性狀而言，個體育種值只有一半傳遞到下一代.第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日相對育種值（relativebreedingvalue，RBV）:

個體育種值與所在群體表型均值的百分比，是沒有單位的相對值形式。這是為了育種實踐中便于比較個體育種值的相對大小而設(shè)定的。因為所以綜合育種值（totalbreedingvalue，TBV）:

考慮不同性狀在育種和經(jīng)濟上的重要性不同，給予不同性狀育種值對應(yīng)的經(jīng)濟加權(quán)值（w），綜合成的一個以貨幣為單位的指數(shù)，也可用H表示。第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日重點：

育種值估計的信息來源

單一親屬信息來源的育種值估計教學目的與要求：

了解育種值估計的信息來源，掌握單一親屬信息來源的育種值估計，了解多親屬信息來源的育種值估計難點：

單一親屬信息來源的育種值估計

第二節(jié)單性狀育種值估計第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日育種值的信息來源

種用個體育種值的信息來源可用下圖表示：

全同胞同胞半同胞后裔種用價值自身性能系譜

祖父父祖母外祖父母外祖母第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、利用單一親屬信息估計育種值1.原理：利用育種值與表型值之間的回歸關(guān)系方程來進行估計第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日而故個體育種值與信息表型值的協(xié)方差信息表型值方差第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日其中：——個體i的估計育種值

——育種值與表型值之間的回歸系數(shù)

——用于評定的個體表型值

——個體所在群體性狀的平均表型值

n——個體本身度量次數(shù)或同類親屬個體數(shù)

——性狀的表型方差

由于一般情況下認為A*與R*不相關(guān)，所以第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日——多個表型值之間的相關(guān)，如果是一個個體多次度量，它就等于重復(fù)力（）

為提供信息的同類個體間的親緣系數(shù)如果為多個同類個體單次度量，那么第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日

表示的是利用選擇指數(shù)估計育種值的準確度，實際上是選擇指數(shù)與育種值之間的相關(guān)系數(shù)利用表型值估計育種值的時候，估計準確度就是表型值與育種值之間的相關(guān)系數(shù)。根據(jù)生統(tǒng)理論有：可知，個體育種值估計的準確度取決于提供信息個體與被估個體間的親緣關(guān)系、性狀的遺傳力、重復(fù)力及可利用的信息量。

個體育種值估計準確度的度量

第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日單項資料估計育種值資料來源：本身記錄、祖先記錄、同胞記錄（全同胞或半同胞）、后裔記錄可根據(jù)單個記錄進行育種值估計，也可根據(jù)多種資料進行復(fù)合評定。

第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日1、根據(jù)個體記錄（1）根據(jù)個體本身一次記錄其中：表示個體x某性狀的估計育種值（EBV）；

Px表示個體x該性狀的表型值；表示該性狀的群體表型平均值；

h2

表示該性狀的遺傳力公式含義：選擇差×遺傳力第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日（2）根據(jù)個體的多次記錄其中：是個體x的n次記錄的平均表型值；

h(n)2

是n次記錄平均值的遺傳力

h(n)2＝

n表示記錄次數(shù)；

re表示各次記錄間的相關(guān)系數(shù)（即重復(fù)率）第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日

2、根據(jù)祖先記錄根據(jù)系譜記錄對種畜的育種值進行估計，最重要的是父母記錄。

（1）只有一個親本記錄時：其中：為一個親本n次記錄的平均值

hp(n)2為親本n次記錄平均值的遺傳力

第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日（2）同時有父母的記錄：

其中：、為父親和母親n次記錄平均值

hS(n)2、hD(n)2為父母n次記錄平均值遺傳力（3）利用雙親的一次記錄：注意：用祖先記錄估計的育種值不如根據(jù)個體本身記錄準確，但可作為早期選種的依據(jù)。第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日3、根據(jù)同胞記錄

（1）全同胞記錄：其中：為全同胞的平均表型值；

h(FS)2為全同胞均值的遺傳力

h(FS)2=第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日（2）半同胞記錄：

其中：為半同胞的平均表型值；

h(HS)2

為半同胞均值的遺傳力：

h(HS)2＝注意：同胞數(shù)越多，同胞均值遺傳力越大。故對于低遺傳力性狀，用同胞資料選種的可靠性大。第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日利用同胞信息估計育種值的優(yōu)點：可進行早期選種可進行限性性狀的選擇可進行本身難以度量的性狀的選擇對低遺傳率性狀，同胞資料選種的可靠性大缺點:只能區(qū)別家系間優(yōu)劣，不能鑒別家系內(nèi)好壞第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日4、根據(jù)后裔記錄——主要用于公畜選擇

（1）公畜與隨機母畜群體交配的后代：其中：是子女的平均表型值；

h(0)2是子女均值的遺傳力：h(0)2＝2h(HS)2

即有：由后裔資料估計育種值的可靠性高于用半同胞資料估計育種值。第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日（2）與配母畜為挑選出的群體

上式中考慮并消除了母畜群體高于全群均值的偏差部分。（方法：從子女高出群體平均值的部分中減去由于母親的作用使子女高出群體的部分）。

第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日信息資料類型一個體單次度量值一個體K次度量均值n個同類個體單次度量均值本身——親本0.5

（這時n=2）（非近交，雙親均值）全同胞兄妹0.5半同胞兄妹0.25全同胞后裔0.5半同胞后裔0.5第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日2.實例

例題1.以P151頁例6.1中表6-2資料為例。

種公羊9-781的親本資料估計育種值：例題2.（P151頁）例6.1中表6-2資料為例計算9-794號公羊半同胞子女信息估計育種值和半同胞兄妹估計育種值。第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日

二、多項資料估計育種值

即：利用多種親屬信息育種值估計祖父祖母外祖父外祖母父親母親半同胞個體全同胞子女后代信息個體信息親代信息祖代信息估計育種值常用的各種信息關(guān)系示意圖（盛志廉和陳瑤生，1999）第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日有多種資料來源時，由于親屬間親緣相關(guān)系數(shù)的差異，要利用不同的偏回歸系數(shù)對各項資料進行加權(quán)，以求得復(fù)合育種值。不同資料來源的比較：祖先資料估計育種值的可靠性較差；對于遺傳力低的性狀，同胞選擇優(yōu)于個體選擇，遺傳力高時，相反；對于遺傳力高而本身又能直接度量的性狀，個體選擇的效果優(yōu)于后裔測定。第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日

簡化的復(fù)合育種值估計計算偏回歸系數(shù)的過程復(fù)雜，故簡化：簡化處理的方法：在單項育種值基礎(chǔ)上，根據(jù)不同資料在不同情況下的育種重要性，給予不同的加權(quán)值，并使各項加權(quán)值之和為1。即：式中的A1～A4分別代表哪種信息估計的育種值，由性狀的h2來確定，如有缺項，該項以零計。

第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日A1A2A3A4h2

＜0.2親本自身同胞后裔h2

＜0.6親本同胞自身后裔h2

≥0.6親本同胞后裔自身第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三節(jié)多性狀綜合遺傳評定

一、多性狀的選擇方法

實際育種過程中，必須同時考慮對多個性狀進行選擇——多性狀綜合遺傳評定。順序選擇法獨立淘汰法綜合選擇（選擇指數(shù)）法多性狀BLUP法第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日

制訂選擇計劃的步驟：

1、各性狀表型參數(shù)和遺傳參數(shù)的估計；

2、各性狀經(jīng)濟加權(quán)值的確定；

3、選擇強度的估計；

4、選擇指數(shù)的制訂和選擇效果的估計；

5、計算個體指數(shù)值，確定選擇策略第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日

二、綜合選擇指數(shù)的制訂簡化選擇指數(shù)的制訂

通用選擇指數(shù)的制訂第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日（一）簡化選擇指數(shù)的制訂

常用的簡化選擇指數(shù)公式：為第i個性狀的經(jīng)濟加權(quán)值；為第i個性狀的遺傳加權(quán)值（遺傳率）；為第i個性狀的個體表型值；為第i個性狀的群體均值；為簡化選擇指數(shù)。第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日為了便于比較和相加，將各性狀的離差標準化，即：因為的變化趨勢與的變化一致，由此衍生出第二種表達式：第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日上式中，不同性狀在指數(shù)中占的比重受大小的影響很大，小的性狀占比重較大，而一些受環(huán)境影響大的重要經(jīng)濟性狀,由于它們的變異范圍大，值大，在指數(shù)中占的比重就小，這顯然是不合理的。為了克服這一缺點，改用性狀的群體均值來標準化性狀的表型值，就獲得了第三種表達式：第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日（二）通用選擇指數(shù)的制訂出發(fā)點：通過對可度量性狀的選擇，經(jīng)濟上獲得最大遺傳進展思路：結(jié)合考慮經(jīng)濟上的遺傳進展（綜合育種值H）和綜合選擇指數(shù)值（I），使兩者相關(guān)達最大。

H＝W1A1＋W2A2＋……＋WnAnI＝b1P1+b2P2+……+bnPn其中：Wi為各性狀的經(jīng)濟加權(quán)值；

Ai為各性狀育種值；

Pi為各性狀表型值；

bi為H和I相關(guān)達到最大時的待定系數(shù)第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日目標：使H與I相關(guān)達到最大（LS法）

當以下關(guān)系成立時，H與I的相關(guān)性達到最大：b1P11+b2P12+┄+bnP1n＝W1A11＋W2A12＋┄＋WnA1nb1P21+b2P22+┄+bnP2n＝W1A21＋W2A22＋┄＋WnA2n┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇┇b1Pn1+b2Pn2+┄+bnPnn＝W1An1＋W2An2＋┄＋WnAnn第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日例如：對兩個性狀的選擇

有：b1P11+b2P12＝W1A11＋W2A12b1P21+b2P22＝W1A21＋W2A22其中：P11、P22為性狀1和2的表型方差；

A11和A22為性狀1和2的遺傳方差；

P12＝P21為性狀1和2的表型協(xié)方差；

A12＝A21為性狀1和2的遺傳協(xié)方差第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日將上式用矩陣表示：Pb=AW

那么：b=P-1AW

其中：P表示方差、協(xié)方差矩陣；

A表示遺傳方差、協(xié)方差矩陣；

W表示經(jīng)濟加權(quán)值矩陣；

b表示待定系數(shù)矩陣；

P－1為P的逆矩陣第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日

一、應(yīng)用選擇指數(shù)的前提

所有觀測值間沒有系統(tǒng)環(huán)境效應(yīng)（場、年度、季節(jié)等），或者在使用前對系統(tǒng)環(huán)境效應(yīng)進行了校正；侯選個體間不存在固定遺傳差異，即要求個體源于同一遺傳基礎(chǔ)的群體（導致了選擇指數(shù)法不能用于對不同群體和不同世代個體間進行比較）；各種群體參數(shù)已知。如誤差方差協(xié)方差、育種值方差協(xié)方差等都已知。

第四節(jié)選擇指數(shù)法應(yīng)用的注意事項第四十頁，共四十五頁，2022年，8月28日實際情況下，上述三個條件往往是不成立的。鑒于選擇指數(shù)法有這些缺陷，所以提出多性狀BLUP（BestLinearUnbiasedPrediction,最優(yōu)線性無偏預(yù)測）育種值預(yù)測法，這種方法的思想就是在消除各種系統(tǒng)環(huán)境誤差的基礎(chǔ)上，充分利用各方面的信息，對個體的育種值進行一種最優(yōu)化的準確估計。BLUP方法應(yīng)用起來比較復(fù)雜，所以在實際生產(chǎn)中，特別是一般豬場、家禽場，選擇指數(shù)方法應(yīng)用的仍然比較多。第四十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日

二、選擇效果偏差產(chǎn)生的原因

參數(shù)估計誤差的存在；經(jīng)濟加權(quán)值確定的依據(jù)不充分；侯選群體太小，導致選擇強度估計偏高；信息性狀和目標性狀的不一致。假定的所有候選個體信息來源相同，在實際情況下不成立。

第四十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日

三、制訂選擇指數(shù)的注意事項強調(diào)經(jīng)濟加權(quán)值的制訂：

1、突出主要經(jīng)濟性狀：2－4個為宜

2、所選性狀容易度量：

3、盡可能是早期性狀：早期選種

4、對“向下”選擇的性狀，加權(quán)值為負

5、對負相關(guān)的性狀盡可