家畜育种学第四章.ppt

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1、家畜育种学课件第四章现在学习的是第1页，共45页第一节第一节 个体育种值个体育种值教学目的与要求教学目的与要求：了解育种值概念及育种值估计的原理了解育种值概念及育种值估计的原理重点：重点：育种值的概念及实质育种值的概念及实质育种值估计的原理育种值估计的原理难点：难点：真实育种值与估计育种值真实育种值与估计育种值育种值估计的原理育种值估计的原理现在学习的是第2页，共45页育种工作的重要任务之一v个体个体v祖先祖先v同胞同胞v后裔后裔估计育种值选种选种现在学习的是第3页，共45页表型值的估计公式表型值的估计公式其中：其中：A为加性效应，为加性效应，D为显性效应，它们为等位基因间的为显性效应，它们为

2、等位基因间的效应，效应，I为上位效应，属于非等位基因间的效应。为上位效应，属于非等位基因间的效应。E又分又分为一般性环境效应和永久性环境效应。在所有的影响为一般性环境效应和永久性环境效应。在所有的影响因素中，只有因素中，只有A能够真实的遗传下去，故又叫育种值。能够真实的遗传下去，故又叫育种值。有关概念现在学习的是第4页，共45页v育种值育种值：将控制一个数量性状的所有基因座上基因的加性效应总：将控制一个数量性状的所有基因座上基因的加性效应总和称为基因的加性效应值。此值的高低反映了它在育种上的贡献和称为基因的加性效应值。此值的高低反映了它在育种上的贡献大小，因此大小，因此这部分效应也叫育种值。这

3、部分效应也叫育种值。v实质实质：基因的加性效应值，反映一个种畜作为种用的价值。：基因的加性效应值，反映一个种畜作为种用的价值。v估计育种值估计育种值（estimatedbreedingvalue，EBV）：育种值无法直接：育种值无法直接测量，只能通过一定的统计学方法，通过表型值和个体间的亲缘关测量，只能通过一定的统计学方法，通过表型值和个体间的亲缘关系来对育种值进行估计，该估计值称为估计育种值。系来对育种值进行估计，该估计值称为估计育种值。v估计传递力估计传递力（estimatedtransmittingability，ETA）是个体育种值的一半，对常染色体上的基因而言，一个亲本是个体育种值的

4、一半，对常染色体上的基因而言，一个亲本只有一半的基因遗传给下一代，对数量性状而言，个体育种值只只有一半的基因遗传给下一代，对数量性状而言，个体育种值只有一半传递到下一代有一半传递到下一代.现在学习的是第5页，共45页v相对育种值（相对育种值（relativebreedingvalue，RBV）:个体育种值与所在群体表型均值的百分比，是没有单位的相对值形个体育种值与所在群体表型均值的百分比，是没有单位的相对值形式。这是为了育种实践中便于比较个体育种值的相对大小而设定的。式。这是为了育种实践中便于比较个体育种值的相对大小而设定的。因为因为所以所以v综合育种值（综合育种值（totalbreeding

5、value，TBV）:考虑不同性状在育种和经济上的重要性不同，给予不同性状考虑不同性状在育种和经济上的重要性不同，给予不同性状育种值对应的育种值对应的经济加权值经济加权值（w），综合成的一个以货币为单位的指），综合成的一个以货币为单位的指数，也可用数，也可用H表示表示。现在学习的是第6页，共45页v重点：重点：育种值估计的信息来源育种值估计的信息来源单一亲属信息来源的育种值估计单一亲属信息来源的育种值估计v教学目的与要求：教学目的与要求：了解育种值估计的信息来源，掌握单一亲属信息来源了解育种值估计的信息来源，掌握单一亲属信息来源的育种值估计，了解多亲属信息来源的育种值估计的育种值估计，了解多亲

6、属信息来源的育种值估计v难点：难点：单一亲属信息来源的育种值估计单一亲属信息来源的育种值估计第二节第二节 单性状育种值估计单性状育种值估计现在学习的是第7页，共45页育种值的信息来源育种值的信息来源种用个体育种值的信息来源可用下图表示种用个体育种值的信息来源可用下图表示：全同胞全同胞同胞同胞 半同胞半同胞后裔后裔种用价值种用价值自身性能自身性能系谱系谱 祖父祖父父父 祖母祖母 外祖父外祖父 母母 外祖母外祖母现在学习的是第8页，共45页一、利用单一亲属信息估计育种值一、利用单一亲属信息估计育种值1.原理：利用育种值与表型值之间的回归关系方程来进行估计原理：利用育种值与表型值之间的回归关系方程来

7、进行估计现在学习的是第9页，共45页而而故故个体育种值与信息表型值的协方差个体育种值与信息表型值的协方差信息表型值方差信息表型值方差现在学习的是第10页，共45页其中：个体i的估计育种值育种值与表型值之间的回归系数用于评定的个体表型值个体所在群体性状的平均表型值n个体本身度量次数或同类亲属个体数性状的表型方差由于一般情况下认为A*与R*不相关，所以现在学习的是第11页，共45页多个表型值之间的相关，如果是一个个体多次度量，它就等于重复力（）为提供信息的同类个体间的亲缘系数如果为多个同类个体单次度量，那么现在学习的是第12页，共45页表示的是利用选择指数估计育种值的准确度，实际上是选择指数表示的

8、是利用选择指数估计育种值的准确度，实际上是选择指数与育种值之间的相关系数与育种值之间的相关系数利用表型值估计育种值的时候，估计准确度就是表型值与育种值之间的利用表型值估计育种值的时候，估计准确度就是表型值与育种值之间的相关系数相关系数。v根据生统理论有：根据生统理论有：v可知，个体育种值估计的可知，个体育种值估计的准确度取决于提供信息个体与被估个体间的亲准确度取决于提供信息个体与被估个体间的亲缘关系、性状的遗传力、重复力及可利用的信息量。缘关系、性状的遗传力、重复力及可利用的信息量。个体育种值估计准确度的度量现在学习的是第13页，共45页单项资料估计育种值资料来源：资料来源：本身记录、祖先记录

9、、同胞记录（全同胞或半同胞）本身记录、祖先记录、同胞记录（全同胞或半同胞）、后裔记录、后裔记录可根据单个记录进行育种值估计，也可根据多种可根据单个记录进行育种值估计，也可根据多种资料进行复合评定。资料进行复合评定。现在学习的是第14页，共45页1、根据个体记录、根据个体记录（1）根据个体本身）根据个体本身一次一次记录记录其中：其中：表示个体表示个体x某性状的某性状的估计育种值估计育种值（EBV）；）；Px表示个体表示个体x该性状的表型值；该性状的表型值；表示该性状的群体表型平均值；表示该性状的群体表型平均值；h2表示该性状的遗传力表示该性状的遗传力v公式含义：选择差公式含义：选择差遗传力遗传力

10、现在学习的是第15页，共45页（2）根据个体的）根据个体的多次多次记录记录其中：其中：v是个体是个体x的的n次记录的平均表型值；次记录的平均表型值；h(n)2是是n次记录平均值的遗传力次记录平均值的遗传力h(n)2n表示记录次数；表示记录次数；re表示各次记录间的相关系数（即重复率）表示各次记录间的相关系数（即重复率）现在学习的是第16页，共45页2、根据祖先记录、根据祖先记录v根根据据系系谱谱记记录录对对种种畜畜的的育育种种值值进进行行估估计计，最最重重要要的的是是父父母记录。母记录。（1）只有）只有一个一个亲本记录时：亲本记录时：v其中：其中：为一个亲本为一个亲本n次记录的平均值次记录的平

11、均值hp(n)2为亲本为亲本n次记录平均值的遗传力次记录平均值的遗传力现在学习的是第17页，共45页（2）同时有父母的记录：同时有父母的记录：其中：其中：、为父亲和母亲为父亲和母亲n次记录平均值次记录平均值hS(n)2、hD(n)2为父母为父母n次记录平均值遗传力次记录平均值遗传力（3）利用双亲的一次记录：）利用双亲的一次记录：注注意意：用用祖祖先先记记录录估估计计的的育育种种值值不不如如根根据据个个体体本本身身记记录录准准确，但可作为确，但可作为早期选种早期选种的依据。的依据。现在学习的是第18页，共45页3、根据同胞记录、根据同胞记录v（1）全同胞记录：）全同胞记录：v其中：其中：为全同胞

12、的平均表型值；为全同胞的平均表型值；h(FS)2为全同胞均值的遗传力为全同胞均值的遗传力h(FS)2=现在学习的是第19页，共45页（2）半同胞记录：v其中：其中：为半同胞的平均表型值；为半同胞的平均表型值；h(HS)2为半同胞均值的遗传力：为半同胞均值的遗传力：h(HS)2v注意：同胞数越多，同胞均值遗传力越大。故对于低遗传注意：同胞数越多，同胞均值遗传力越大。故对于低遗传力性状，用同胞资料选种的可靠性大。力性状，用同胞资料选种的可靠性大。现在学习的是第20页，共45页v利用同胞信息估计育种值的优点：利用同胞信息估计育种值的优点：可进行早期选种可进行早期选种可进行限性性状的选择可进行限性性状

13、的选择可进行本身难以度量的性状的选择可进行本身难以度量的性状的选择对低遗传率性状，同胞资料选种的可靠性大对低遗传率性状，同胞资料选种的可靠性大v缺点缺点:只能区别只能区别家系间家系间优劣，不能鉴别优劣，不能鉴别家系内家系内好坏好坏现在学习的是第21页，共45页4、根据后裔记录、根据后裔记录主要用于公畜选择主要用于公畜选择（1）公畜与随机母畜群体交配的后代：）公畜与随机母畜群体交配的后代：v其中：其中：是子女的平均表型值；是子女的平均表型值；h(0)2是子女均值的遗传力：是子女均值的遗传力：h(0)22h(HS)2即有：即有：由后裔资料估计育种值的可靠性高于用半同胞资由后裔资料估计育种值的可靠性

14、高于用半同胞资料估计育种值。料估计育种值。现在学习的是第22页，共45页（2）与配母畜为挑选出的群体）与配母畜为挑选出的群体 上式中考虑并消除了母畜群体高于全群均值的偏差上式中考虑并消除了母畜群体高于全群均值的偏差部分。部分。（方法：从子女高出群体平均值的部分中减去由于母亲的作（方法：从子女高出群体平均值的部分中减去由于母亲的作用使子女高出群体的部分）。用使子女高出群体的部分）。现在学习的是第23页，共45页信息资料类型一个体单次度量值一个体K次度量均值n个同类个体单次度量均值本身亲本0.5（这时n=2）（非近交，双亲均值）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现在

15、学习的是第24页，共45页2.实例实例例题例题1.以以P151页例页例6.1中表中表6-2资料为例。资料为例。种公羊种公羊9-781的的亲本资料亲本资料估计育种值：估计育种值：例题例题2.（P151页）例页）例6.1中表中表6-2资料为例计算资料为例计算9-794号公号公羊羊半同胞子女信息半同胞子女信息估计育种值和估计育种值和半同胞兄妹半同胞兄妹估计育种估计育种值。值。现在学习的是第25页，共45页二、多项资料估计育种值即：利用多种亲属信息育种值估计即：利用多种亲属信息育种值估计祖父祖母外祖父外祖母父亲母亲半同胞个体全同胞子女后代信息个体信息亲代信息祖代信息估计育种值常用的各种信息关系示意图（

16、盛志廉和陈瑶生，1999）现在学习的是第26页，共45页v有有多多种种资资料料来来源源时时，由由于于亲亲属属间间亲亲缘缘相相关关系系数数的的差差异异，要要利利用用不不同同的的偏偏回回归归系系数数对对各各项项资资料料进进行行加加权权，以以求求得得复合育种值复合育种值。v不同资料来源的比较：不同资料来源的比较：祖先资料祖先资料估计育种值的可靠性较差；估计育种值的可靠性较差；对于遗传力低的性状，对于遗传力低的性状，同胞选择同胞选择优于个体选择，遗传力优于个体选择，遗传力高时，相反；高时，相反；对于遗传力高而本身又能直接度量的性状，对于遗传力高而本身又能直接度量的性状，个体个体选择选择的效果优于后裔测

17、定。的效果优于后裔测定。现在学习的是第27页，共45页简化的复合育种值估计v计算偏回归系数的过程复杂，故简化：计算偏回归系数的过程复杂，故简化：v简化处理的方法：简化处理的方法：在单项育种值基础上，根据不同资料在不同情况下的育种重在单项育种值基础上，根据不同资料在不同情况下的育种重要性，给予不同的加权值，并使各项加权值之和为要性，给予不同的加权值，并使各项加权值之和为1。即：。即：式中的式中的A1A4分别代表哪种信息估计的育种值，由分别代表哪种信息估计的育种值，由性状性状的的h2来确定，如有缺项，该项以零计。来确定，如有缺项，该项以零计。现在学习的是第28页，共45页A1A2A3A4h20.2

18、亲本自身同胞后裔h20.6亲本同胞自身后裔h20.6亲本同胞后裔自身现在学习的是第29页，共45页第三节第三节 多性状综合遗传评定多性状综合遗传评定一、多性状的选择方法实际育种过程中，必须同时考虑对多个实际育种过程中，必须同时考虑对多个性状进行选择性状进行选择多性状综合遗传评定。多性状综合遗传评定。顺序选择法顺序选择法独立淘汰法独立淘汰法综合选择（选择指数）法综合选择（选择指数）法多性状多性状BLUP法法现在学习的是第30页，共45页制订选择计划的步骤：制订选择计划的步骤：1、各性状、各性状表型参数表型参数和和遗传参数遗传参数的估计；的估计；2、各性状、各性状经济加权值经济加权值的确定；的确定

19、；3、选择强度选择强度的估计；的估计；4、选择指数选择指数的制订和的制订和选择效果选择效果的估计；的估计；5、计算个体、计算个体指数值指数值，确定选择策略，确定选择策略现在学习的是第31页，共45页二、综合选择指数的制订v简化选择指数的制订v通用选择指数的制订现在学习的是第32页，共45页（一）简化选择指数的制订常用的简化选择指数公式：常用的简化选择指数公式：为第为第i个性状的经济加权值；个性状的经济加权值；为第为第i个性状的遗传加权值（遗传率）；个性状的遗传加权值（遗传率）；为第为第i个性状的个体表型值；个性状的个体表型值；为第为第i个性状的群体均值；个性状的群体均值；为简化选择指数。为简化

20、选择指数。现在学习的是第33页，共45页v为了便于比较和相加，将各性状的离差标准化，即：为了便于比较和相加，将各性状的离差标准化，即：v因为因为的变化趋势与的变化趋势与的变化一致，由此衍生出第的变化一致，由此衍生出第二种表达式二种表达式：现在学习的是第34页，共45页v上式中，不同性状在指数中占的比重受上式中，不同性状在指数中占的比重受大小大小的影响很大，的影响很大，小的性状占比重较大，而一些小的性状占比重较大，而一些受环境影响大的重要经济性状受环境影响大的重要经济性状,由于它们的变异由于它们的变异范围大，范围大，值大，在指数中占的比重就小，值大，在指数中占的比重就小，这显然是不合理的。这显然

21、是不合理的。v为了克服这一缺点，改用性状的群体均值来标准为了克服这一缺点，改用性状的群体均值来标准化性状的表型值，就获得了第三种表达式化性状的表型值，就获得了第三种表达式：现在学习的是第35页，共45页（二）通用选择指数的制订v出出发发点点：通通过过对对可可度度量量性性状状的的选选择择，经经济济上上获获得得最最大大遗遗传传进进展展v思思路路：结结合合考考虑虑经经济济上上的的遗遗传传进进展展（综综合合育育种种值值H）和和综综合选择指数值合选择指数值（I），使两者），使两者相关达最大相关达最大。HW1A1W2A2WnAnIb1P1+b2P2+bnPnv其中：其中：Wi为各性状的为各性状的经济加权值

22、经济加权值；Ai为各性状为各性状育种值育种值；Pi为各性状为各性状表型值表型值；bi为为H和和I相关达到最大时的相关达到最大时的待定系数待定系数现在学习的是第36页，共45页目标：使目标：使H与与I相关达到最大（相关达到最大（LS法）法）v当以下关系成立时，当以下关系成立时，H与与I的的相关相关性达到最大：性达到最大：b1P11+b2P12+bnP1nW1A11W2A12 WnA1nb1P21+b2P22+bnP2nW1A21W2A22 WnA2n b1Pn1+b2Pn2+bnPnnW1An1W2An2 WnAnn现在学习的是第37页，共45页例如：对两个性状的选择例如：对两个性状的选择有：有

23、：b1P11+b2P12W1A11W2A12b1P21+b2P22W1A21W2A22v其中：其中：P11、P22为性状为性状1和和2的的表型方差表型方差；A11和和A22为性状为性状1和和2的的遗传方差遗传方差；P12P21为性状为性状1和和2的表型的表型协方差协方差；A12A21为性状为性状1和和2的遗传的遗传协方差协方差现在学习的是第38页，共45页将上式用矩阵表示：Pb=AW那么：那么：b=P-1AWv其中：其中：P表示方差、协方差矩阵；表示方差、协方差矩阵；A表示遗传方差、协方差矩阵；表示遗传方差、协方差矩阵；W表示经济加权值矩阵；表示经济加权值矩阵；b表示待定系数矩阵；表示待定系数

24、矩阵；P1为为P的逆矩阵的逆矩阵现在学习的是第39页，共45页一、应用选择指数的前提一、应用选择指数的前提所有观测值间没有系统环境效应（场、年度、季节等），所有观测值间没有系统环境效应（场、年度、季节等），或者在使用前对系统环境效应进行了校正；或者在使用前对系统环境效应进行了校正；侯选个体间不存在固定遗传差异，即要求个体源于同一遗侯选个体间不存在固定遗传差异，即要求个体源于同一遗传基础的群体（导致了选择指数法不能用于对不同群体和传基础的群体（导致了选择指数法不能用于对不同群体和不同世代个体间进行比较）；不同世代个体间进行比较）；各种群体参数已知。如误差方差协方差、育种值方差协方差各种群体参数已

25、知。如误差方差协方差、育种值方差协方差等都已知。等都已知。第四节 选择指数法应用的注意事项现在学习的是第40页，共45页v实际情况下，上述三个条件往往是不成立的。实际情况下，上述三个条件往往是不成立的。v鉴鉴于于选选择择指指数数法法有有这这些些缺缺陷陷，所所以以提提出出多多性性状状BLUP（BestLinearUnbiasedPrediction,最最优优线线性性无无偏偏预预测测）育育种种值值预预测测法法，这这种种方方法法的的思思想想就就是是在在消消除除各各种种系系统统环环境境误误差差的的基基础础上上，充充分分利利用用各各方方面面的的信信息息，对对个个体体的的育育种种值值进进行行一一种种最最优

26、化的准确估计优化的准确估计。vBLUP方方法法应应用用起起来来比比较较复复杂杂，所所以以在在实实际际生生产产中中，特特别别是一般猪场、家禽场，选择指数方法应用的仍然比较多。是一般猪场、家禽场，选择指数方法应用的仍然比较多。现在学习的是第41页，共45页二、选择效果偏差产生的原因二、选择效果偏差产生的原因1.参数估计误差的存在；参数估计误差的存在；2.经济加权值确定的依据不充分；经济加权值确定的依据不充分；3.侯选群体太小，导致选择强度估计偏高；侯选群体太小，导致选择强度估计偏高；4.信息性状和目标性状的不一致。信息性状和目标性状的不一致。5.假定的所有候选个体信息来源相同，在实际情况假定的所有

27、候选个体信息来源相同，在实际情况下不成立。下不成立。现在学习的是第42页，共45页三、制订选择指数的注意事项三、制订选择指数的注意事项v强调经济加权值的制订：强调经济加权值的制订：1、突出主要经济性状：、突出主要经济性状：24个为宜个为宜2、所选性状容易度量：、所选性状容易度量：3、尽可能是早期性状：早期选种、尽可能是早期性状：早期选种4、对、对“向下向下”选择的性状，加权值为负选择的性状，加权值为负5、对负相关的性状尽可能合并为一个性状来处、对负相关的性状尽可能合并为一个性状来处理理现在学习的是第43页，共45页v在多性状选择中，需要对不同性状的改进量作控制：在多性状选择中，需要对不同性状的

28、改进量作控制：希望在一些性状改进的同时，保持另一些性状不变的选择希望在一些性状改进的同时，保持另一些性状不变的选择称为称为约束选择约束选择；希望在选择过程中控制某些性状按照人们设计的方希望在选择过程中控制某些性状按照人们设计的方向和大小改进的选择称为向和大小改进的选择称为最宜选择最宜选择。并非说这种选。并非说这种选择是最好的。择是最好的。第五节第五节 约束选择和最宜选择约束选择和最宜选择现在学习的是第44页，共45页第三章第三章选择原理选择原理-习题习题习题习题8.8.已知：已知：N=30000头，头，n1=18500头，头，n2=1450头，头，P=600kg；A=300kg，求：，求：p1=？p2=？，？，i1=？i2=？,R 1=？R2=？解：解：p1=n1/N=18500/30000=0.6167 p2=n2/N=1450/30000=0.0483选择强度选择强度i1查表可知为查表可知为0.619，i2查表可知为查表可知为2.071选择差：选择差：S 1=i1 P=0.619 600kg=371.4kg；S2=i2 P=2.071 600kg=1242.6kgR 1=S 1h2=S1 2A/2P=371.4 3002/6002=92.85kgR2=S2 h2=S 2 2A/2P=1242.6 3002/6002=310.65kg现在学习的是第45页，共45页