CN104686419B - 鱼虾多家系多分组保种方法 - Google Patents

鱼虾多家系多分组保种方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鱼虾多家系多分组保种方法，所述方法包括：确定测试池数量；测定测试家系的目标性状值；将多个家系以分组的形式、按照指定限定条件分配到测试池中；在测试池中养殖测试家系；测定达到指定养殖要求的存活家系的目标性状值；计算存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值；计算留种选择指数；根据留种选择指数选择留种家系和留种个体。通过对多家系采用多分组方式进行保种，可以解决现有保种方法因直接遗传效应、间接遗传效应、环境效应等混淆在一起而导致遗传评估数据不准确、影响鱼虾选择育种准确度的问题。

Description

鱼虾多家系多分组保种方法
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，具体地说，是涉及一种鱼虾多家系多分组保种方法。
背景技术
在水产动物选择育种体系中，家系保种是一个非常重要的环节。保种家系可以作为育种群体的备份种质，构建下一世代家系。例如，如果混养群体由于养殖管理不当，出现大规模死亡；或者由于对混养群体进行了病毒感染试验，存活个体无法直接留种，可以利用保种家系的个体作为亲本，构建下一世代家系。
现有鱼虾家系保种时，采用单独养殖的方法留种优秀家系和个体。具体来说，是从每个家系中选择一部分个体，单独养殖在一个或几个保种池中，养殖后留种优秀家系及个体。
采用家系独立养殖，如果某个保种家系感染细菌或病毒病，由于每个家系单独养殖，并不会感染至其他家系，其他保种家系仍然处于无特定病原状态(specific pathogenfree，SPF)状态，从而可以保持核心种质的SPF状态。但是这种家系独立养殖也存在着缺点，由于每个保种池都是一个小环境，家系的直接遗传效应、保种池的环境效应以及同家系个体间的竞争效应等都混淆在一起，无法区分，如果通过这种保种方法留种家系和个体，难以对目标性状进行有效的遗传评估,进而严重影响鱼虾选择育种的准确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种鱼虾多家系多分组保种方法，以解决现有保种方法因直接遗传效应、间接遗传效应、环境效应等混淆在一起而导致遗传评估数据不准确、影响鱼虾选择育种准确度的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种鱼虾多家系多分组保种方法，其特征在于，所述方法包括：
确定测试池数量：确定所有测试家系的数量f，设置与所述测试家系数量相等的测试池t＝f；
测定测试家系的目标性状值：将每个所述测试家系中的个体等分为g个分组，每个分组包含k尾个体，测定并记录所述每个分组内每尾个体的目标性状值，计算每个分组内所有个体的目标性状平均值并记录；
家系分配：将所有所述测试家系的所有分组内的个体以分组为单位、按照下述限定条件分配到所述测试池中：每个所述测试家系的g个分组分别分配到g个不同的测试池中，每个所述测试池均包括有g个不同家系的分组，任意两个所述测试家系在每个所述测试池中同时出现的次数不大于1；每个所述测试池内所有g个所述测试家系的家系目标性状变异系数不大于f个所述测试家系的家系目标性状变异系数和/或每个所述测试池内的所有个体的个体目标性状变异系数不大于f个所述测试家系内的所有个体的个体目标性状变异系数；每个所述测试池内所有g个所述测试家系间的亲缘系数平均值不大于f个所述测试家系间的亲缘系数平均值；所述个体目标性状变异系数为相关个体目标性状值的标准差除以相关个体目标性状平均值，所述家系目标性状变异系数为相关家系目标性状值的标准差除以相关家系目标性状平均值，家系目标性状值为该家系内相关个体目标性状值的平均值；
测试池养殖测试家系：将按照上述限定条件分配到测试池中的测试家系进行养殖，达到指定养殖要求；
测定达到指定养殖要求的存活家系的目标性状值：达到指定养殖要求后，测定并记录每个所述测试池内存活个体的目标性状值；
计算存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值：依据上述家系分配分案、所述存活个体的目标性状值和所述存活个体的系谱信息建立线性混合效应模型，利用最佳线性无偏预测法计算每个所述存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值；
计算综合选择指数：按照公式计算每个所述存活个体的综合育种值，按照公式计算每个所述存活个体的个体综合选择指数；对属于同一家系的存活个体的个体综合选择指数求平均值，获得家系综合选择指数；
其中，Ti表示第i个存活个体的综合育种值，表示第i个存活个体的直接遗传效应值，表示第i个存活个体的间接遗传效应值,Ii表示第i个存活个体的个体综合选择指数，表示所有存活个体综合育种值的平均值，σT表示所有存活个体综合育种值的标准差；
选择留种家系和留种个体：根据所述家系综合选择指数从高到低依次选择一定数量的家系作为留种家系，从留种家系内根据所述个体综合选择指数从高到低依次选择一定数量的存活个体作为留种个体。
优选的，所述测试家系的数量f满足：f≥31；每个所述测试家系的分组数g满足：3≤g≤6；所述每个分组包含的个体数量k满足：5≤k≤30。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
本发明通过设计新的保种分配方案，将多个测试家系进行分组，以分组为单位进行分配养殖和保种测试，有效剖分出了个体的直接遗传效应和间接遗传效应，根据直接遗传效应和间接遗传效应获得的目标性状值充分利用了个体间的遗传变异，准确度高、结果可靠、遗传进展性强，有助于降低后续鱼虾选择育种过程中个体间竞争和提高选择育种准确度。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明鱼虾多家系多分组保种方法一个实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
请参见图1，该图所示为本发明一种鱼虾多家系多分组保种方法一个实施例的流程图。具体而言，是对凡纳滨对虾采用多家系多分组保种的一个实施例。如图1所示，该实施例的方法包括如下的步骤：
步骤1：确定测试池数量。
确定进行测试的测试家系的数量f，设置与测试家系数量相等的测试池t＝f。
凡纳滨对虾是目前我国养殖产量最高的对虾品种，年养殖产量超过120万吨，占我国对虾养殖总产量的80％以上。目前我国凡纳滨对虾种质主要引自美国，国内商品苗种多为二代苗种或者多代自繁苗种。凡纳滨对虾产卵量大，苗种累代养殖后可能会产生近交衰退现象。当前我国养殖的凡纳滨对虾已经出现了发病率与死亡率上升、生长速度下降、规格参差不齐、形态畸形等种质衰退的现象。培育生长快、抗逆性强的新品种(系)是当前凡纳滨对虾产业可持续发展亟待解决的关键问题。
收获体重一直是凡纳滨对虾遗传改良的主要目标性状。利用凡纳滨对虾2012G1代核心群性腺发育成熟的亲虾，通过人工授精技术，每个家系2-3尾雄虾与来自不同家系的2-3个雌虾配对，建立了105个全同胞家系。每个家系在一个单独的170L圆通内养殖，幼体饵料由角毛藻、虾片、螺旋藻、卤虫和配合饲料组成，每4小时投喂一次，投喂量和投喂比例根据对虾不同发育阶段进行调整。每天换水，换水量逐渐增加，仔虾阶段换水量达到100％。
凡纳滨对虾体长达到3cm时候，对每个家系随机抽取100尾进行可视嵌入性橡胶标志(VIE)标记，以区分不同的家系，为随后的同池混养测试和保种测试做好准备。
将105个全同胞家系均作为测试家系，也即测试家系数量f＝105。根据测试家系数量，设置t＝105个测试池。
步骤2：测定测试家系的目标性状值。
从每个测试家系中随机选取已标记的测试个体45尾，105个测试家系共选取4725个测试个体。将每个测试家系中选取的45尾测试个体随机等分为3个分组，每个分组包含15尾个体。105个测试家系共形成315个分组。测定每个分组内每尾个体的体重值作为目标性状值并记录。计算每个分组内所有个体的体重平均值，作为分组目标性状平均值，并记录。
步骤3：测试家系分配。
将步骤2得到的105个测试家系的315个分组以分组为单位、按照设定的分配方案分配到105个测试池中。
具体来说，设定的分配分案是满足下述限定条件的一个方案：
每个测试家系的3个分组分别分配到3个不同的测试池中；也即，1个测试池内最多只能包含有同1个测试家系的1个分组。
每个测试池包括有3个不同家系的分组，且任意两个测试家系在每个测试池中同时出现的次数不大于1。因而，每个家系的3个分组共计与6个不同家系在3个保种池中共同测试。
每个测试池内所有3个测试家系的家系目标性状变异系数不大于步骤2中的105个测试家系的家系目标性状变异系数。其中，家系目标性状变异系数为相关家系目标性状值的标准差除以相关家系目标性状平均值。相关家系是指参与变异系数计算的所有家系，例如，3个测试家系的家系目标性状变异系数计算时的相关家系是指这3个家系，105个测试家系的家系目标性状变异系数计算时的相关家系是指这105个测试家系。家系目标性状值为该家系内相关个体目标性状值的平均值，家系目标性状平均值是指相关家系目标性状值的平均值。。该实施例中，经计算，105个测试家系的家系目标性状变异系数为0.28，因此，每个测试池内所有3个测试家系的家系目标性状变异系数均不大于0.28。除了以家系目标性状变异系数对家系分配进行限定之外，还可以个体目标性状变异系数进行限定。具体来说，个体目标变异系数的限定为：每个测试池内的所有个体的个体目标性状变异系数不大于105个测试家系内的所有个体的个体目标性状变异系数。其中，个体目标性状变异系数为相关个体目标性状值的标准差除以相关个体目标性状平均值。相关个体，是指参与计算个体目标性状变异系数的所有个体。作为更优选的技术方案，采用家系目标性状变异系数和个体目标性状变异系数同时对家系分配进行限定。
每个测试池内所有3个测试家系的亲缘系数平均值不大于105个测试家系的亲缘系数平均值。家系亲缘系数平均值的计算方法为现有技术，可采用现有技术获得，在此不作详细阐述。在该实施例中，所有105个测试家系间的亲缘系数平均值为0.0038，因此，每个测试池内3个测试家系的亲缘系数平均值不大于0.0038。
按照上述限定条件进行分配，部分测试池的详细分配方案如表1所示。
步骤4：在测试池养殖测试家系。
将105个测试家系按照步骤3的分配方案分配到相应的测试池之后，对测试池内的测试家系进行养殖，直至达到指定养殖要求。例如，达到指定收获规格。
步骤5：测定达到指定养殖要求的存活家系的目标性状值。
达到指定养殖要求后，测定并记录每个测试池内存活个体的体重值作为目标性状值。同时，记录存活个体所在的测试池编号、所在测试家系、测试个体编号、性别、测定日期等信息。
步骤6：计算每个存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值。
根据前述家系分配方案(如测试个体所在测试池、同一测试池中其他交互个体等)、步骤5测定的存活个体的体重值及存活个体的系谱信息(在步骤1中建立家系时，记录个体所在家系的父本和母本，追溯并构建个体的系谱信息)建立线性混合效应模型，利用最佳线性无偏预测法计算每个存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值利用家系分配方案、个体目标性状值及个体的系谱信息计算每尾个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值是现有技术，可以采用现有技术的方法计算得到，此处不作具体阐述。
通过采用上述的家系分配方案，将多个家系以分组的方式分配到不同的测试池中养殖，每个家系的3个分组共计与6个不同家系在3个保种池中共同交互测试，因而能够区分出直接遗传效应和间接遗传效应。
步骤7：计算综合选择指数。
步骤6计算出存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值之后，按照下述公式计算每个存活个体的综合育种值：再按照公式计算每个存活个体的个体综合选择指数。然后，对属于同一家系的存活个体的个体综合选择指数求平均值，获得家系综合选择指数。
其中，Ti表示第i个存活个体的综合育种值，表示第i个存活个体的直接遗传效应值，表示第i个存活个体的间接遗传效应值,g是指测试家系的分组数，在该实施例中为3，优选为3≤g≤6，k是指每个分组内所包含的个体数，在该实施例中为15，优选为5≤k≤30，Ii表示第i个存活个体的个体综合选择指数，表示所有存活个体综合育种值的平均值，σT.表示所有存活个体综合育种值的标准差。
该实施例中，部分存活个体的入池前体重、收获体重、直接遗传效应值间接遗传效应值综合育种值、综合选择指数等信息如表2所示。
步骤8：选择留种家系和留种个体。
具体来说，根据家系综合选择指数从高到低依次选择一定数量的家系作为留种家系，从留种家系内根据个体综合选择指数从高到低依次选择一定数量的存活个体作为留种个体。
该实施例通过设计新的保种分配方案，将多个测试家系进行分组，以分组为单位进行分配养殖和保种测试，有效剖分出了个体的直接遗传效应和间接遗传效应，根据直接遗传效应和间接遗传效应获得的目标性状值充分利用了个体间的遗传变异，准确度高、结果可靠、遗传进展性强，有助于降低后续鱼虾选择育种过程中个体间竞争和提高选择育种准确度。
需要说明的是，上述保种方法不仅适用于凡纳滨对虾，同样适用于罗氏沼虾、日本对虾、中国对虾、斑点叉尾鮰、虹鳟、罗非鱼和鲆鲽等其它鱼、虾种类。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种鱼虾多家系多分组保种方法，其特征在于，所述方法包括：
确定测试池数量：确定所有测试家系的数量f，设置与所述测试家系数量相等的测试池t＝f；
测定测试家系的目标性状值：将每个所述测试家系中的个体等分为g个分组，每个分组包含k尾个体，测定并记录所述每个分组内每尾个体的目标性状值，计算每个分组内所有个体的目标性状平均值并记录；
家系分配：将所有所述测试家系的所有分组内的个体以分组为单位、按照下述限定条件分配到所述测试池中：每个所述测试家系的g个分组分别分配到g个不同的测试池中，每个所述测试池均包括有g个不同家系的分组，任意两个所述测试家系在每个所述测试池中同时出现的次数不大于1；每个所述测试池内所有g个所述测试家系的家系目标性状变异系数不大于f个所述测试家系的家系目标性状变异系数和/或每个所述测试池内的所有个体的个体目标性状变异系数不大于f个所述测试家系内的所有个体的个体目标性状变异系数；每个所述测试池内所有g个所述测试家系间的亲缘系数平均值不大于f个所述测试家系间的亲缘系数平均值；所述个体目标性状变异系数为相关个体目标性状值的标准差除以相关个体目标性状平均值，所述家系目标性状变异系数为相关家系目标性状值的标准差除以相关家系目标性状平均值，家系目标性状值为该家系内相关个体目标性状值的平均值；相关家系是指参与变异系数计算的所有家系，相关个体是指参与计算个体目标性状变异系数的所有个体；
测试池养殖测试家系：将按照上述限定条件分配到测试池中的测试家系进行养殖，达到指定养殖要求；
测定达到指定养殖要求的存活家系的目标性状值：达到指定养殖要求后，测定并记录每个所述测试池内存活个体的目标性状值；
计算存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值：依据上述家系分配方案、所述存活个体的目标性状值和所述存活个体的系谱信息建立线性混合效应模型，利用最佳线性无偏预测法计算每个所述存活个体的直接遗传效应值和间接遗传效应值；
计算综合选择指数：按照公式计算每个所述存活个体的综合育种值，按照公式计算每个所述存活个体的个体综合选择指数；对属于同一家系的存活个体的个体综合选择指数求平均值，获得家系综合选择指数；
其中，Ti表示第i个存活个体的综合育种值，表示第i个存活个体的直接遗传效应值，表示第i个存活个体的间接遗传效应值,Ii表示第i个存活个体的个体综合选择指数，表示所有存活个体综合育种值的平均值，σT.表示所有存活个体综合育种值的标准差；
选择留种家系和留种个体：根据所述家系综合选择指数从高到低依次选择一定数量的家系作为留种家系，从留种家系内根据所述个体综合选择指数从高到低依次选择一定数量的存活个体作为留种个体。
2.根据权利要求1所述的鱼虾多家系多分组保种方法，其特征在于，所述测试家系的数量f满足：f≥31；每个所述测试家系的分组数g满足：3≤g≤6；所述每个分组包含的个体数量k满足：5≤k≤30。
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