CN105025905A - 使用性别分选的精子改进猪中的遗传管理的方法 - Google Patents
使用性别分选的精子改进猪中的遗传管理的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及使用性别分选的精液,通过建立针对猪的一个品系的多个交配亚型,并且确定对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,来增加猪的遗传价值的方法,该百分比相对于对照将导致在该品系中遗传价值的增加。
Description
本申请要求2013年3月15日提交的美国申请号13/840,598的权益和优先权,其要求2012年6月6日提交的美国申请号61/656,446的优先权。
发明领域
本发明涉及使用来自处于交配中的猪系的纯系公猪的性别分选的精子在商品猪生产水平增加猪的遗传价值的方法。该品系的遗传管理的改进是以下项的结果:1)在该品系中的遗传进展的增加和/或2)遗传传递的改进(即,商业产品的遗传价值更接近于在遗传核处的遗传价值)。
背景
当今的猪生产可由多级金字塔表示,其中处于每个级的某一后代在下一个更低级别用于育种。金字塔的顶级是遗传核(GN)。从上到下的紧接级别大体上是子核(DN)、增殖者、或增殖单位、最后为商业级,通常分别包括其中生产屠宰猪的商业农场。
典型地,一个品系的遗传进展发生在处于遗传核的纯系群体中。GN动物将具有处于金字塔的较低级别的亲属,纯种还有杂交种。从这些亲属收集的性状数据有助于估计GN动物的遗传价值。在处于GN的品系之内,一旦选定,通常使产生下一代的亲本彼此随机交配,同时避免在密切相关个体之间的交配,目标在于增加下一代的遗传价值。在下一代的遗传价值上的增加有助于遗传进展。在这种背景下,在遗传价值上的增加意味着对于给定的性状或一套性状而言,在连续世代中的个体将表现出所希望的性状或者比其亲本更强的一套性状。关于不良性状,在遗传价值上的增加意味着在连续世代中的个体将表现出不如其亲本强的性状或一套性状。
遗传改变,包括所希望的遗传改变(即,每年的遗传进展),(“dG”)可以被测量为在一年中出生的所有子代与在下一年出生的所有子代的平均遗传水平之间的差异。该差异是比所有选择候选者(可用于选择的动物)的平均遗传价值具有更高遗传价值的选定亲本的结果。在理想条件下,这取决于性状的遗传力(h2)以及在选定亲本与选择候选者的平均表现之间的差异。性状的遗传力(h2)是相对于环境(E)差异的由于加性遗传(A)所致的在群体内的个体之间的性状上的可观察到的差异(表型方差,σ2 P)的比例(h2=σ2 A/σ2 P=σ2 A/(σ2 A+σ2 E))。在选定亲本与所有选择候选者(其选定亲本是一个子集)的平均表现之间的差异还被称为选择差。
每年的遗传进展是选定雄性和选定雌性的遗传优势的结果。这表示为以下方程式:
dG={(RIH*i)雄性+(RIH*i)雌性}*σH/(L雄性+L雌性),
其中,对于雄性或雌性亲本,R=选择的准确性,i=选择强度,σH=遗传变异,并且L=世代间隔。
H=将用性状的经济价值(v)加权的需要产生的这些性状(1到m)的遗传价值(g)合并的育种目标(H=v1g1+v2g2+……+vmgm)。如果选择是针对更大的表型值,则该经济价值是正的,而如果选择是针对更小的表型值,这该经济价值是负的。
I=将个体及其亲属的所有性状信息合并的指标,并且是对该个体的H值的最佳估计。
当去除非遗传效应(例如,通过将每个表现记录与同期组的平均值进行比较)并且当使用除了该动物自身之外的来自亲属的信息时,选择是更有效的。这是通过使用例如多性状BLUP法计算估计育种值(EBV)来实现的。环境因子如HYS(场-年-季)在模型中用来校正环境效应,并且同时通过使用关系矩阵将来自亲属的信息包括在内。来自更多亲属的更多性状信息导致更高的EBV的准确性(RIH)。
在大群体中,选择强度取决于测试了多少动物和选择了多少动物—在其他条件相同的情况下,选择的比例越低,则选择强度越高并且遗传进展越大。因此,为了使遗传进展最大化,人们应当基于EBV将所有测试动物分级,进而选择维持该品系、育种和/或畜群大小并且避免近亲繁殖问题所需要的顶级公猪和母猪的最小数目。这确保选定动物的平均EBV实质上高于所有测试动物的平均EBV。尤其是通过利用人工授精试验(AI),人们需要选择比小母猪更少的公猪,并且对于雄性的选择强度高于雌性。
对于雄性(或雌性)的世代间隔是在子代出生时的雄性亲本(或雌性亲本)的平均年龄。一般而言,母猪产生在GN处的一胎以上的小仔,并且雌性的L倾向于比雄性的L更大。
遗传进展的年率取决于世代间隔并且取决于亲本相比于这些选择候选者的EBV的优势。一般而言,雄性比雌性对于每年的遗传进展贡献更多。
在养猪业中的重要性状的实例是饲料效率,即,动物在将饲料质量转化为增加的身体质量的效率(也称为饲料转化或料重比)的量度,以及动物的平均日增重,即,平均每日重量增加。以不同单位量度的性状(例如,猪的数目、每天的镑数、英寸,等等)在所有全球市场上并不具有相等的经济重要性,并且在遗传上并非以相同的程度被影响(即,不同的遗传系数)。一般来说,诸如饲料效率和平均日增重之类的生产性状具有高遗传力。相比之下,诸如生育力和胎产仔数之类的生殖性状通常具有低遗传力。
对于在养猪业中增加品系中的遗传进展率以及降低育种和商业养猪场的运营成本存在着需要。
发明概述
本发明的某些实施例包括一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:建立针对一个品系的多个交配亚型;确定这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,这些子代将导致相对于对照的在遗传价值上的增加;将来自处于这些交配亚型之一中的雄性猪的精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个精子细胞亚群中的大多数精子细胞带有X染色体或Y染色体;用该亚群的精子细胞使处于这些交配亚型之一中的一个或多个雌性猪授精,以实现相对于对照被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比或为雌性的子代的百分比;并且从该一个或多个雌性猪生产子代。在一个另外的实施例中,对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致相对于对照在遗传价值上的增加而在该品系中的近亲繁殖上没有增加。在一个另外的实施例中,该授精的步骤可以被用该精子细胞亚群使来自处于这些交配亚型之一中的一个或多个雌性猪的一个或多个卵子在体内或体外授精的步骤代替,以实现相对于对照被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或为雌性的子代的百分比。在本发明的某些实施例中,该品系、该雄性、该一个或多个雌性、和/或子代,可以属于或为遗传核、子核或增殖者的成员。在本发明的其他实施例中,任何或全部上述步骤可以作为一个育种程序的一部分来执行。应当理解,本发明的某些实施例包含上述步骤的一个或多个。
应当理解,在本发明的某些实施例中,在该精子细胞亚群中至少大约60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或100%的精子细胞带有X染色体或Y染色体。
在本发明的某些实施例中,猪或品系的遗传价值可以是定量或基因组EBV的函数、基于定量或基因组EBV、或者由定量或基因组EBV决定。在本发明的其他实施例中,遗传价值可以是一个或多个性状的函数、基于一个或多个性状、或由一个或多个性状决定,所述性状包括但不限于,生育力、胎产仔数、产奶量、饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率,以及针对此类性状的遗传标记。在一个另外的实施例中,遗传价值可以是有待性别分选和/或冷冻的精子细胞的能力的函数、基于有待性别分选和/或冷冻的精子细胞的能力、或由有待性别分选和/或冷冻的精子细胞的能力决定,其基于在分选和/或冷冻之后的精子细胞的活力、能育性、和/或活动力、以及针对这种性状的遗传标记。
在本发明的某些实施例中,一个品系可以包括一个父系或一个母系。在本发明的某些方面,一个品系可以包括一个父系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约10%到35%或15%到30%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。在其他方面,一个品系可以包括一个母系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约5%到30%或10%到25%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。在又另外的方面,对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比可以在大约0到10%之间或者在大约90%到100%之间,并且所产生的子代可以是子核或增殖者的成员。
在本发明的某些实施例中,大约50%的子代在对照中是雄性。在其他实施例中,用对照中的未分选精子样品使全部有待交配的雌性猪授精。
在本发明的一些方面,在一个或多个交配亚型中的雄性猪的类别或等级可以用一个或多个特征(包括遗传价值或年龄)来定义。在其他方面,在一个或多个交配亚型中的雌性猪的类别或等级可以用一个或多个特征(包括遗传价值或产次)来定义。在一些实施例中,在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个可以包括来自该品系的仅仅一个雄性猪和/或仅仅一个雌性猪。在本发明的一些实施例中,一个交配亚型可以由一个或多个亚组和/或一个或多个雌性亚组组成,其中一个亚组可以由一个或多个标准定义或基于一个或多个标准,所述标准包括但不限于,在生产金字塔中的功能、年龄、产次、遗传价值(例如,EBV)以及遗传标记或突变。本发明的一些实施例包括将可用于交配的雄性和/或雌性分类或分离成多个亚组的步骤,其中这些亚组可以由一个或多个标准定义或基于一个或多个标准,所述标准包括但不限于,在生产金字塔中的功能、年龄、产次、遗传价值(例如,EBV)以及遗传标记或突变。在一个另外的实施例中,上述分类或分离步骤是在一个品系中进行的或者作为一个育种程序的一部分或者作为建立针对一个品系的交配计划的一个步骤来进行。在某些实施例中,一个雄性亚组是由一个或多个标准定义的、或基于一个或多个标准,所述标准包括但不限于,在生产金字塔中的功能、年龄、遗传价值(例如,EBV)以及遗传标记或突变。在某些实施例中,一个雌性亚组是由一个或多个标准定义的、或基于一个或多个标准,所述标准包括但不限于,在生产金字塔中的功能、产次、年龄、遗传价值(例如,EBV)以及遗传标记或突变。在本发明的一些实施例中,一个或多个雄性亚组可以包括一个或多个雄性。在本发明的其他实施例中,一个或多个雌性亚组可以包括一个或多个雌性。
应当理解,在本发明的某些实施例中,可以使用随机性方法或确定性方法、或其组合来确定增加遗传价值的雄性和/或雌性子代的百分比。
在本发明的某些实施例中,猪或品系的遗传价值可以是EBV的函数、基于EBV、或者由EBV决定。在本发明的其他实施例中,遗传价值可以是一个或多个性状的函数、基于一个或多个性状、或由一个或多个性状决定,所述性状包括但不限于,生育力、胎产仔数、产奶量、饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率,以及针对此类性状的遗传标记。在一个另外的实施例中,遗传价值可以是有待性别分选和/或冷冻的精子细胞的能力的函数、基于有待性别分选和/或冷冻的精子细胞的能力、或由有待性别分选和/或冷冻的精子细胞的能力决定,其基于在分选和/或冷冻之后的精子细胞的活力、能育性、和/或活动力、以及针对这种性状的遗传标记。在本发明的某些实施例中,通过对猪或胚胎进行基因分型,可以评定猪或品系的遗传价值。
在本发明的某些实施例中,性别分选的精液可以包含性别分选的精子细胞、或一次射精的性别分选的精子细胞和一种或多种其他成分。在其他实施例中,性别分选的精子细胞样品可以包括其中在该样品中带有X或Y的精子细胞已经通过例如杀死而致使其不能受精的精子细胞样品。在其他实施例中,精子细胞样品或精液样品的性别分选方法包括其中在该样品中带有X或Y的精子细胞被鉴定且被致使其不能受精的任何方法。
本发明的其他方面涵盖使用通过所述雌性猪的膜插入的深部宫内导管或针用性别分选的精子细胞使来自所述品系的雌性猪授精或育种。这些实施例中的一些涵盖可以用来将精子细胞置入到雌性猪的生殖道中的已知手术和非手术技术,包括剖腹术(涉及穿过腹壁进入腹腔的大切口的外科手术)。这个实施例考虑到使用总共1x 109个或更少的精子细胞使雌性猪授精。
在其他实施例中,可以采用深部宫内导管将精子细胞样品施用到雌性猪的生殖道的远端部分(一个或多个子宫角或一个或多个子宫输卵管接合处)中。在本发明的另一个方面,该深部宫内导管由一个外管或套管以及一个内柔性探头组成。在本发明的一个另外的方面,该柔性内探头包括一个其中流体或细胞可穿过的柔性内管道。在本发明的某些实施例中,该外管和内柔性探头可由塑料制成,并且在其他实施例中,它们可由被配置为柔性(如处于线圈或弹簧配置)的金属制成。在一个另外的实施例中,该深部宫内导管包括一个使在雌性猪的生殖道内的深部宫内导管的远端部分的位置可视化的视频摄像机或内窥镜。在一个替代性实施例中,可以使用射线照相术或荧光透视使在雌性猪的生殖道内的该深部宫内导管可视化。在本发明的另一个实施例中,可以使用深部宫内导管将胚胎或接合子插入雌性猪的生殖道的远端部分(如从一个或多个子宫角或从一个或多个子宫输卵管接合处)中或从其撤回。
关于用深部宫内导管授精,考虑向雌性猪施用1x 109个精子细胞或更少的剂量。这样的精子细胞可以是性别分选的精子细胞。在本发明的一个实施例中,将一个剂量的性别分选的精子细胞(例如600x 106个,但是可以更多,或者如果在动情期的最佳时间置于最佳位置可以少至10x 106个)通过深部宫内导管施用到雌性猪的一个或两个子宫角(例如,每个角300x 106个精子细胞)中。在其他实施例中,剂量可以在约300x 106、约150x 106、约140x 106、约100x 106、约70x 106、约50x 106、或约5x 106个性别分选的精子细胞或更少的范围内或这些范围之内的任何一点变化并且可以被施用到雌性猪的一个或两个子宫角中。
能以不同的体积施用上述剂量,包括但不限于,对于每150x 106个精子细胞的5ml,或者该相同数目的细胞在5ml、10ml、15ml、20ml、25ml、30ml或100ml的范围内、或者在5-10ml、10-20ml、20-30ml、30-40ml、40-50ml、50-60ml、60-70ml、70-80ml、80-90ml或90-100ml之间某个值的体积中。
可以将本发明的任何实施例中使用的性别分选的精子细胞冷冻保存然后解冻,或者可替代地可以利用新鲜的(即,未曾冷冻)性别分选的精子细胞。还可以将上述剂量施用到雌性猪的一个或多个子宫输卵管接合处中。
本发明的这个实施例还涵盖使用腹腔镜将通过雌性猪的膜施用性别分选的精子细胞样品的针的插入可视化。可以将用于注射精子细胞样品的针和腹腔镜两者、以及操纵仪器(如钳子)通过对于腹腔镜手术而言为典型的小切口插入到雌性猪的腹部中。本发明还涵盖将精子细胞样品注射到在雌性生殖道之内的一个或多个位置中。仅仅是举例,可以该将精子细胞样品注射到在雌性猪的子宫内的一个或多个位置中,包括一个或多个子宫角、输卵管、壶腹、峡部或子宫输卵管接合处。在本发明的另一个实施例中,可以将胚胎或合子经由腹腔镜术插入到雌性猪的生殖道中或从其撤回。
关于经由腹腔镜术授精,考虑向雌性猪施用1x 109个精子细胞或更少的剂量。这样的精子细胞可以是性别分选的精子细胞。在本发明的一个实施例中,可以通过腹腔镜术将约500x 106个或更少的性别分选的精子细胞的剂量注射到雌性猪的一侧或两侧输卵管中(例如,每侧输卵管中250x 106个精子细胞);在其他实施例中,可以将在约10x 106、约5x 106、约3x 106、约2.0x 106、约1.2x 106、约1x 106、或0.6x 106个或更少的性别分选的精子细胞范围内(或这些范围之内的任何一点)的剂量注射到雌性猪的一侧或两侧输卵管中。
在一个另外的实施例中,可以将性别分选的精子细胞注射到输卵管的特定区域中,包括但不限于,峡部、壶腹和/或子宫输卵管接合处。在某些实施例中,可以将在约5x 106、约2x 106、约1x 106、约600x 103、约500x 103、约300x 103、或约150x 103个或更少的性别分选的精子细胞的范围内(或这些范围之内的任何一点)的剂量注射到到单侧或双侧输卵管的一个或多个区域中。
在一个另外的实施例中,就经由腹腔镜术授精而言,可以在输卵管中的不同部位注射性别分选的精子细胞,使用在约500x 103个性别分选的精子细胞范围(或该范围之内的任何一点)的剂量注射到每个壶腹中,同时将约1x 106个性别分选的精子细胞注射到每个子宫输卵管接合处;或者将约1x 106个性别分选的精子细胞的剂量注射到每个壶腹中,同时将约2x 106个性别分选的精子细胞注射到每个子宫输卵管接合处;或者将约5x 105个性别分选的精子细胞的剂量注射到每个壶腹中,同时将约2x 106个性别分选的精子细胞注射到每个子宫输卵管接合处;或者将约5x 105个性别分选的精子细胞的剂量注射到每个壶腹中,同时将约1x 106个性别分选的精子细胞注射到每个子宫输卵管接合处。上述剂量可以包含在不同的体积中,例如,每1x 106(百万)个精子细胞100μl,或者该相同数目的精子在下列体积之一中或者在其间的任何体积中:50μl、100μl、200μl、300μl、400μl或500μl。
本发明的另一个方面包括使用本文披露的实施例通过向雌性猪施用一种或多种激素或激素类似物使有待授精的雌性猪的动情期同步和/或诱导其定时排卵。在一个实施例中,该一种或多种激素或激素类似物包括PG600(包括怀孕母马的血清促性腺激素[“PMSG”]和人绒毛膜促性腺激素[“hCG”];英特威(Intervet)公司)、OvuGel(经由阴道内递送系统的呈缓释配方的醋酸曲普瑞林;凝胶医学科学公司(Gel MedSciences,Inc.))、马绒毛膜促性腺激素(“eCG”)、hCG、孕激素、烯丙孕素或四烯雌酮。
在本发明的一个另外的实施例中,所述一种或多种激素或激素类似物是通过放置于所述雌性猪的生殖道中的可编程装置施用的。本文考虑的可编程装置能够以定时释放的方式释放所述一种或多种激素或激素类似物,而育种者除了对用于释放所述一种或多种激素或激素类似物的初始参数进行编程之外,不必监控该装置或提供任何输入。在本发明的另一个实施例中,通过施用1250到1500IU的eCG并且在72到80小时后施用750IU的hCG,可以诱导雌性猪中的动情期同步/定时排卵。在另一个实施例中,通过施用400到2000IU的PMSG并且在72到83小时后施用500到1000IU的hCG,可以诱导雌性猪中的动情期。
其他实施例进一步考虑通过检查所述雌性猪的卵泡来检测雌性猪中的排卵。在本发明的一个具体实施例中,使用超声检查所述雌性猪的卵泡。在一个另外的实施例中,在hCG注射之后25-35小时开始,通过经直肠超声针对排卵前卵泡的存在每3-5小时检查一次所述雌性猪的卵巢。在本发明的一个另外的实施例中,在超声检查之后2-3小时选择显示出多个排卵前卵泡的雌性猪用于授精。
附图简要说明
图1显示了用于生产杂交亲本公猪和亲本小母猪的生产金字塔。
图2显示了在应用精确育种时导致父系和母系两者中的复杂性水平增加的雄性子代在dG上的增加和在总百分比上的降低。
图3示意性地展示了可以用来将精子细胞样品分选成带有X-或Y-染色体的一个或多个亚群的流式细胞仪。
发明详细说明
本文描述的这些方法通过增加一个品系的遗传进展率和/或降低在GN与商业生产之间的遗传时距同时使增殖更具成本效益和/或有利益而在商业级别增加了猪的遗传价值。
如本文使用的“品系”是指具有共同起源和相似识别特征的猪。如本文使用的“纯系”等同于“品系”,并且可以在下文中使用,以便将纯种个体或交配与杂种个体或交配区分开。
如本文使用的“育种程序”包括一个或多个品系开发程序。
“商品猪”是指用于商业销售其肉而被屠宰的猪或生产用于商业销售其肉的猪的母猪。
如本文使用的“商业农场”是指用于容纳商品猪的设施。
如本文使用的“增殖者”或“增殖单位”是指雄性和雌性猪的一个或多个群,包括一个或多个品系,所述品系为用于增加具有渐增遗传价值的个体的数目的增殖程序的一部分,其中为纯系或杂交产物的个体用作商品猪的亲本、祖代亲本或曾祖代亲本。
如本文使用的“子核”是指用于纯系增殖的雄性和雌性猪的一个或多个群。
如本文使用的“遗传核”是指雄性和雌性猪的一个或多个群,包括一个或多个品系,所述品系为用于增加该一个或多个品系的遗传价值的育种程序的一部分,并且可以包括或包含子核的功能。
如本文使用的“交配亚型”是指在下列项之间交配的潜能的定义类:1)雄性的定义类别、种类或类型和可用的雌性;2)可用的雄性和雌性的定义类别、种类或类型;或3)雄性的定义类别、种类或类型和雌性的定义类别、种类或类型。
如本文使用的“父系”是指贡献于在商业农场上使用的亲本公猪的生产的品系。
如本文使用的“母系”是指贡献于在商业农场上使用的亲本小母猪/母猪的生产的品系。
在猪生产金字塔中从遗传核(“GN”)到商业生产的每一个级别处,对于每一种交配类型而言,具有供选择的用于生产子代的雄性(公猪和/或其精液)和雌性(小母猪/母猪和/或其卵子)。
在GN处,发生纯系交配,产生了雄性和雌性,并且将最佳测试的雄性和雌性用来生产下一代。一般而言(但不总是如此),仅有GN雄性(或其精液)用于向金字塔的更低级别(子核[“DN”]或增殖者[“M”])的遗传传递。
通常,在DN处产生屠宰猪的祖代亲本,并且在M级别处产生屠宰猪的亲本。在图1中给出的实例中,对于一种交配类型而言,两种性别中仅有一种性别需要在DN或M级别处产生。在商业级别处,亲本公猪和亲本小母猪/母猪产生屠宰猪。在生产金字塔的级别之间的分开取决于生产系统的具体特征。在一个闭合的畜群商业结构中,可以在一个农场(结构)之内发现几个级别。但是就交配而言,通常仍然如图1中所述来处理这些交配类型。
参考图1,每个字母—“A”、“B”、“C”、“D”和“E”—代表纯系,其中A和B是父系,并且C、D和E是母系。在图1的每个方块中,显示了交配类型或多个交配类型(例如“A*A”、“D*E”、“C*DE”等等)和所希望的小猪性别(“♂”和/或“♀”)。增殖结构的详情(DN和M,其中M通常包括亲本公猪M和亲本小母猪M)取决于育种公司(大或小)、其消费者(大或小)和终产品(3、4或5-元杂交)。图1给出了生产金字塔的一个实例。可以看见产生小母猪的父系(例如,B)和产生公猪的母系(例如,C)。对于这些品系的每一者,最优越的测试公猪被移动到AI站点并且其精液用于:1)在GN处的纯系交配,产生所希望的雄性和雌性子代和2)在DN/M处的纯系交配或杂种交配,产生所希望的雄性或雌性子代。
在GN上的遗传进展的增加通常涉及公猪和小母猪的生产、测试和选择。在传统情形下(即,使用未分选的精液),有效地存在两种选择途径:产生父系和母系的父系以及产生父系和母系的母系。使用性别分选的精液建立使用四种选择途径的机会(即,产生父系的父系[“SS”]、产生母系的父系[“SD”]、产生父系的母系[“DS”]、和产生母系的母系[“DD”]),并且在商业级别上增加遗传价值和遗传进展率。在GN处在一个品系中的每年遗传进展率是选择准确性、选择强度、遗传变异和世代间隔的函数:
dG={(R*i)SS+(R*i)SD+(R*i)DS+(R*i)DD}*σH/(LSS+LSD+LDS+LDD),
其中,
R是选择准确性,其中大体上RSS=RSD≥RDS=RDD
L是世代间隔,其中LSS为当雄性子代出生时的公猪的平均年龄,LSD为当雌性子代出生时的公猪的平均年龄,LDS为当雄性子代出生时的母猪的平均年龄,并且LDD为当雌性子代出生时的母猪的平均年龄。
‘i’为对于四种途径中的每一种的选择强度。
对于可用的四种选择途径,人们有机会选择在一个群体之内哪一个具体雄性亲本或哪一个具体雌性亲本产生雄性后代,并且在一个群体之内哪一个具体雄性亲本或哪一个具体雌性亲本产生雌性后代。如本文所述,“精确育种”的概念允许人们精确地找到用于产生特定性别的最佳雄性、以及雌性亲本,以便通过使用性别分选的精液的交配、测试和选择计划在商业级别增加遗传价值和遗传进展率。这种新的育种方法的使用被称为“精确育种”。
精确育种的基础核心原则在于,对于每种交配类型而言,如图1中所展示,具有可用于产生雄性和/或雌性子代的在GN和DN/M处的雄性(公猪和/或其精液)和雌性(小母猪/母猪和/或其卵子)。为了使用精确育种生成针对交配类型的交配计划,首先基于一定的标准将可用于交配的雄性和/或雌性分类或“分离”成亚组,所述标准包括但不限于,在生产金字塔中的功能、年龄、产次、遗传价值(例如,EBV)和/或遗传标记或突变。
表1.
a)由雄性亚组和雌性亲本亚组产生的在胎(litter)中的雄性子代的百分比(Pij)。
b)基于年龄和/或价值将可用于交配的这些雄性分成5个亚组。
c)基于年龄和/或价值将可用于交配的这些雌性分成4个亚组。
在表1中的实例中,我们已经定义了针对这些雄性的五个亚组和针对这些雌性的四个亚组。对于每一第i个雄性和第j个雌性亚组组合(每个亚组组合代表一个交配亚型),人们可以确定导致在遗传价值上的最大增加的雄性子代的百分比(Pij)和雌性子代的百分比(Qij)。Pij+Qij=100。Pij的范围可以为0到100。
这些雄性可以被分成‘a’个年龄亚组,并且在每个年龄亚组内基于其EBV分成‘b’个另外的亚组。例如,这些母猪可以被分成在GN处的‘p’个产次亚组和在DN/M处的‘q’个产次亚组。此外,在每个产次亚组之内,母猪可以基于例如其EBV被分成‘n’个另外的亚组。这将导致针对雄性的‘ab’个亚组和针对雌性的‘(p+q)n’个亚组,产生针对在图1中所展示的特定交配类型的总共‘ab(p+q)n’个交配亚型。
在精确育种的一个实施例中,每个雄性和每个雌性被当做一个交配亚组对待,并且确定针对每种可能的交配产生在遗传价值上的最大增加的雄性子代的百分比。
这个一般原则可以在不同的情形下应用并且具有不同的目标。通常,为了在一个遗传改良程序中实施精确育种技术,存在着可以执行的多个步骤:
一个步骤是确定可用于品系的开发和增殖的资源。有关资源包括但不限于,在GN和DN/M处的母猪位置、在GN和DN处的性能测试能力、在每GN公猪(用于在GN处育种的纯系公猪)商业农场测试的杂交子代的数目、以及预算。
另一个步骤是定义不使用精确育种技术的遗传改良程序。在本发明的某些实施例中,遗传改良程序可以被设计为产生针对给定的近亲繁殖水平和/或随可用资源的变化产生最大遗传进展。主要要素包括但不限于,最大产次、被选择用于每年育种的GN公猪的数目、选定GN公猪用于育种的时期(天数)、育种目标和表型数据收集。
一个另外的步骤是使用确定性和/或随机性方法估计关于品系开发程序的每年遗传改良。
一个附加步骤是定义使用精确育种和性别分选的精液技术的品系开发程序。在本发明的某些实施例中,除了定义品系开发程序连同常规参数之外,这将包括可用于交配的雄性和雌性分为亚组。例如,可以将雌性分为‘n’个产次亚组并且分为在每个产次亚组内的‘p’个EBV亚组。这导致‘n*p’个雌性亚组。可以将雄性分为‘a’个年龄亚组并且分为在每个年龄亚组内的‘b’个EBV亚组。这导致‘a*b’个雄性亚组。然后可以使用‘np’*‘ab’交配亚型的矩阵开发交配计划。
另一个步骤是开发针对使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划。通常,相对于其中未使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划(即,对照),这样一个交配计划的目标将增加遗传进展而不增加该品系中的近亲繁殖。关于使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划,可以使用随机性和/或确定性方法确定相对于对照的导致在遗传进展上增加(而没有在近亲繁殖上的增加)的针对每个交配亚型为雄性或雌性的子代的百分比、或百分比范围。在本发明的某些实施例中,可以使用随机性和/或确定性方法确定相对于对照的导致在遗传进展上的最大增加(而没有在近亲繁殖上的增加)的针对每个交配亚型为雄性或雌性的子代的百分比。
可以在使用精确育种技术的品系开发程序中执行的一个附加步骤是用性别分选的精液使一个交配亚型中的一个或多个雌性授精,以实现在一个交配计划中被确定为雄性或雌性的子代的百分比。为此目的,可以从与这些雌性相同的交配亚型中的一个或多个雄性获得性别分选的精液。
在本发明的某些实施例中,一个对照可以包括与在使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划中所使用的那些相同的个体并且可以使用本领域已知的任何方法进行模拟。另外,可以相同地定义使用精确育种技术的品系开发程序和关于对照的品系开发程序,除了仅仅在使用精确育种技术的品系开发程序中发现的那些特征之外。
对于使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划和对照两者都可以假定的条件是在任何时间点的每个雌性仅仅可以与一个雄性组合使用,除非使用混合精液。关于对照,可以进一步假定,除了避免在紧密相关个体(如全同胞和半同胞)之间的交配之外,被选定为亲本的雌性与可用的雄性随机交配,并且每胎平均具有在雄性和雌性子代之间的50/50分离。可替代地,对于使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划可以假定,每个交配亚型将具有用于生产一定的平均百分比的雄性或雌性的范围从0%到100%的目标,并且对于每胎大体上为0%、50%或100%的目标。
在本发明的某些实施例中,使用精确育种技术的品系开发程序的交配计划可以仅仅包括一个框架或来源于对每个交配亚型确定的特定目标百分比的一般准则。例如,一般准则可以是每个世代包括一定百分比的全部雄性,或者年幼的高EBV亲本应当优先产生雄性。框架或一般准则总体上被实施为相对于对照增加遗传进展,而不增加近亲繁殖。
另一个步骤包括在具有最佳百分比的雄性或雌性猪的交配计划中在DN/M水平的交配,以便最佳地利用每个公猪的精液产生能力,并且利用最优越的公猪来促成遗传改良和控制近亲繁殖以及最终向商业级别的遗传传递。
作为一个替代方案或者另外地,在本发明的某些实施例中为了在表型上测试或评定子代,可以实施基因组选择或突变辅助选择。对于突变辅助选择,GN育种动物将携带已知数目的有利突变,并且某些个体对于遗传改良程序可以变得非常重要。例如,如果有存在三个感兴趣的突变,并且有利的等位基因频率为0.5,则仅仅1.56%的动物将被发现对于所有三个有利的等位基因是纯合的。如果鉴定的有利突变的数目增加和/或有利等位基因的频率降低,则具有理想基因型的个体的百分比将下降。
在精确育种中的最佳遗传贡献理论的应用
在物种(例如猪)中的强度选择通过在一个群中的动物之间近亲繁殖和关系的增加而增加了遗传多样性丧失的风险,从而导致更高百分比的处于纯合状态和处于近亲繁殖衰退的有害隐性基因。近亲繁殖对于现有育种程序总体上不成问题,因为它们将近亲繁殖考虑在内。在这些现有的育种程序之中,近亲繁殖通常局限于每个世代小于1%的增加。
最初通过限制产生的和/或选择的全同胞和半同胞的数目并且通过避免在全同胞和半同胞之间的交配来控制近亲繁殖。现在,大多数育种程序通过实施基于最佳遗传贡献理论(“OGC”)的原则而限制近亲繁殖。OGC使遗传进展最大化,同时制约近亲繁殖率或在选定候选者之间的关系(参见伍尔莱姆斯(Woolliams)J.和麦威森(Meuwissen)T.,1993,“在育种方案中的决策规则和响应差异”(Decision rules andvariance of response in breeding schemes),《动物生产科学》(Anim.Prod.)56:179-186;以及麦威森(Meuwissen)T.,1997,“以预定近亲繁殖率将选择响应最大化”(Maximizing the response of selection with a predefined rate of inbreeding),《动物科学杂志》(J.Anim.Sci.)75:934-940)。
OGC在育种程序中的应用通常包括两个步骤:
1.选择来自选择候选者的选定亲本,并且针对每个选定的候选者将遗传贡献分配到下一个世代。
2.开发涉及使在下一个世代中的平均近亲繁殖最小化的选定候选者的交配计划。
在猪中实施如下:
-每世代或每时期(例如每周)产生一定数目的雄性和雌性子代。
-在性能测试之后,需要进行选择决定。使用OGC理论生成针对每个性能测试的个体的最佳遗传贡献的计算。剔除具有在某一阈值(针对雄性和雌性的不同阈值)之下的计算的贡献的个体,并且选定的个体然后可用于育种。
-在每个时期,许多个雄性和雌性可用于育种,并且可以使用算法来开发导致最小平均近亲繁殖的交配计划。
有若干商业软件包可用来实施以上概念。对于使用OGC,可用软件包例如GENCONT、EVA(Nordgen)和TGRMTM(X’Prime,并且对于交配设计,如果内部软件开发不可行的话,可以使用模拟退火算法的用途(索内松(Sonesson)A.和麦威森(Meuwissen)T.,2000,“具有制约的近亲繁殖率的最佳贡献选择的交配方案”(Mating schemes for optimum contribution selection with constrained rates ofinbreeding),《选择进化遗传学》(Genet.Sel.Evol.)32:231-248)或X’MateTM(X’Prime)。
在本发明的某些实施例中,可以实施OGC来限制或控制在利用精确育种技术的品系开发程序中的近亲繁殖。
OGC软件通常需要系谱信息和育种程序的结构说明,包括但不限于,群体大小、测试能力和母猪的最大产次。对于使用精确育种技术,还需要包括年龄和遗传价值亚类的定义。
当使用精确育种技术时,代替计算针对每一个经性能测试的个体的最佳遗传贡献,现在计算用于生产雄性子代的每一个经性能测试的个体的最佳遗传贡献以及用于生产雌性子代的每一个经性能测试的个体的最佳遗传贡献。剔除具有低于用于生产雄性的某一阈值和低于用于生产雌性的某一阈值的计算贡献的个体,并且选定的个体然后可用于育种以生产雄性和/或雌性子代。产生使近亲繁殖最小化并且生成已经计算的贡献的交配计划。
下表2给出了产生雄性和/或雌性子代的选择候选者(雄性以及雌性)的计算的贡献的实例。
表2.
该过程可以使用迭代,最有可能的演化算法,以找到满足所有定义要求的最佳解决方案。在这个实例中,要求可能是:
-定义的近亲繁殖增加的最大级别
-给定近亲繁殖限制的遗传改良最大化
-每一贡献是8的倍数。
如果定义动物的亚组,则在一个组中的每一动物的目标是相同的。
在生产金字塔中,与性别分选过程相关联的经济成本本身是一个在其实施中的因素。然而,可以通过使用本文披露的低剂量授精技术和/或通过使用本文披露的动情期同步技术将每动情期的剂量数目(授精)从二降低到一来缓和这些成本。
产生性别分选的精子细胞样品的过程通常是耗时且昂贵的,一般需要使用专门的流式细胞术设备、高度训练的技术人员和复杂的过程。遗憾的是,使用常规的人工授精技术(如宫颈内授精)成功授精所需要的公猪精子细胞的典型剂量是1x 109个精子细胞到3x 109个精子细胞,其中典型的公猪一次射出的精液含有大约6x 1010个精子细胞。因此,典型的公猪一次射出的精液含有大约20到60个人工授精剂量,这极大地限制了性别分选的精子细胞样品在育种猪中的商业应用。此外,如上所述,雌性在每个动情周期中通常授精两次。因此,如果可以减少用于成功授精所需要的精子细胞数目,则在给定的时间量中,对于给定的公猪而言可以产生更大数目的人工授精剂量,从商业立场来看,对于性别分选的精子细胞样品的利用要理想得多。为了增宽性别分选的精子细胞样品在猪中的商业应用,本发明的某些实施例涵盖低剂量授精方法,包括经由深部子宫内导管和腹腔镜术授精、以及使动情期同步的方法。这些方法使得降低产生的在生产金字塔中用于育种的雄性的数目以及因而在生产金字塔中用来产生用于育种的这些雄性的母猪的数目的选项可用。可替代地,代替降低用于育种的雄性的生产,通过在每个生产级别选择更少的具有更高遗传价值的用于育种的雄性,可以加速通过该生产金字塔的遗传传递,最终产生更高质量的商品猪。
仅仅是通过举例的方式披露了以下实例,这些实例并非旨在以任何方式限制本文披露的本发明的实施例。
实例1.
在以下实例中,感兴趣于使用确定性方法预测在猪育种程序中使用精确育种技术的平均效应。
步骤1:定义不使用精确育种技术的育种程序(对照):
步骤1.1:基于以下变量定义针对在GN处的品系的母猪群:
-每产次母猪的数目
-每时期(例如周,年)进入母猪群的选定小母猪的数目
-针对父系和针对母系的最大产次
-在第一胎和后续胎的生产时的年龄
步骤1.2:定义公猪的生产
-每时期(例如周,年)选定的公猪的数目
-用于育种的公猪的天数。
-在第一子代出生时的公猪的年龄
步骤1.3:子代生产
-可用的小母猪和母猪与可用的公猪随机交配,并且每胎具有在雄性与雌性子代之间的50/50分离。
-每胎8只小猪(4只雄性和4只雌性)可用于性能测试。
-每时期可用于性能测试的雄性和雌性子代的数目。
步骤1.4:性能测试
-每胎测试八个子代。
-NSd=每时期选择的小母猪的数目;NPTd=每时期性能测试的数目。针对小母猪的选定部分(“pd”)=NSd/NPTd。类似地,针对公猪的选定部分(“ps”)=NSs/NPTs。该“d”代表母系并且该“s”代表父系。
-p-值可以使用p的函数被转化为选择强度,或者可以在表中查找。
-Ld是当子代出生时母猪(母系)的平均年龄。
-Ls当子代出生时公猪(父系)的平均年龄。
-遗传改良dG=RIH*σH*(id+is)/(Ld+Ls)。该“σH”,遗传变异,是一个常数,并且假定选择准确性RIH对于测试的小母猪和公猪是相同的。因此可以通过比较(id+is)/(Ld+Ls)值来评估育种程序选项。
步骤2:定义使用精确育种技术的育种程序。除了上文所述之外,以下细节是重要的:
步骤2.1:定义母猪群:
-基于遗传价值(“母猪GGM”)将母猪分为亚组。
-每“产次*母猪GGM”亚类母猪的数目。
步骤2.2:定义公猪群。
-基于年龄和遗传价值(“公猪GGM”)将该时期用于育种的公猪分为亚组。
-对于每个年龄*公猪GGM亚组在子代出生时的公猪的平均年龄。
步骤2.3:子代生产
-对于每个(产次*母猪GGM)*(年龄*公猪GGM)组合(即,对于每个交配亚型)分配一定百分比的有待产生的雄性子代,其中剩余部分为雌性子代。例如,如果有两个产次和三个母猪GGM类别、两个公猪年龄类别和两个公猪GGM类别,则雄性子代的百分比需要被分配为24个交配类别(即,2*3*2*2=24)。
-每时期可用于性能测试的雄性和雌性子代的数目
-每产次产生的雄性子代%。
-每公猪年龄组的雄性子代%。
步骤2.4:性能测试
-选定的小母猪和公猪基于它们的遗传价值被分为多个亚组,并且该最好的个体组将比第二好的组等等具有更高的选择强度。可以针对每个母猪GGM并且针对每个公猪GGM类别计算‘i’值。
在没有精确育种的育种程序(即,对照情形)中,这些相同的母猪产生该雄性和雌性子代。在使用精确育种的育种程序中,可以用除了该雌性子代之外的母猪的不同混合产生该雄性子代。此外,在对照的情形下,这些相同的公猪产生该雄性和雌性子代。使用精确育种,可以用除了该雌性子代之外的公猪的不同混合产生该雄性子代。此外,当使用精确育种时,实际上有两种类型的母猪(DD=产生雌性子代的母猪并且DS=产生雄性子代的母猪)和两种类型的公猪(SD=产生雌性子代的公猪并且SS=产生雄性子代的公猪)。因此,当使用精确育种时,遗传改良dG=RIH*σH*(idd+ids+isd+iss)/(Ldd+Lds+Lsd+Lss)。该σH是一个常数,并且假定选择准确性RIH对于所有测试的小母猪和公猪是相同的。因此,可以通过比较(idd+ids+isd+iss)/(Ldd+Lds+Lsd+Lss)值评估育种程序选项。
步骤3:使用精确育种使育种程序的遗传进展最大化
步骤3.1:“对照i/t”=(id+is)/(Ld+Ls)。
步骤3.2:定义针对在每种交配亚型中的这些胎中的雄性子代的百分比的选项每种交配亚型可能具有产生的0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或100%的雄性小猪。例如,评估将产生(11)24个选项的24种交配亚型。
步骤3.3:对于每一个选项,“精确育种i/t”=(idd+ids+isd+iss)/(Ldd+Lds+Lsd+Lss)。
步骤3.4:dG比率=“精确育种i/t”除以“对照i/t”。
步骤3.5:具有对于dG比率的最高值的选项接近于最佳。
步骤3.6:以1%而不是10%的步骤围绕在步骤3.5中发现的最佳值定义针对在每个交配类别的这些胎中的雄性子代的百分比的选项。
步骤3.7:重复步骤3.3到3.5并且寻找最佳值。
可替代地,可以使用演化算法执行步骤3。该‘解决方案’以定义的解决方案开始。在我们的实例中,在24种交配类型中的每一种中,这可以是每胎50%/50%的雄性/雌性子代。然后该程序定义小偏差(例如对于每种交配类型49/51和51/49)并且找到最佳解决方案。然后该程序围绕最后解决方案定义小偏差并且找到最佳的新的解决方案等等,直到该解决方案稳定时为止。
步骤4:以不同的假设并且针对不同的策略重复该过程
-针对父系或母系。
-每周期进入群的小母猪的数目=50、100、150、200、300等等。
-每周期用于育种的公猪的数目=10、20、30、50、100等等。
-最大产次=1、2、3、4、5或6。
-用于育种的公猪的周期=35天、70天、140天等等。
-将小母猪/母猪分为2、3、4、…个遗传价值类别(或者不分)。
-将育种公猪分为2、3、4、…个遗传价值类别(或者不分)。
-等等。
实例2.
以下表3到5提供了在使用精确育种技术的品系开发程序中的交配计划的实例。这个交配计划包括被分为三个产次亚组的30个雌性和被分为两个雄性年龄亚组的4个雄性,其中这些雄性和雌性亚组中的每一个进一步被分为两个遗传价值亚组。假定100%产仔率。表3给出了在24个交配亚型类别的每一个中母猪的数目。
表3.
a)这个表给出了每交配亚型(=雄性亚组和雌性亚组的组合)产生的胎数。
b)基于年龄将雌性分为三个亚组(产次1、2和3)。
c)基于年龄将雄性分为两个亚组(1和2)。
d)将产次内的雌性分为两个EBV亚组(1和2)并且将年龄组内的雄性分为两个EBV亚组(1和2)。
将产次内的雌性分为两个EBV亚组(1和2)并且将年龄组内的雄性分为两个EBV亚组(1和2)。
对于24种交配亚型中的每一种,针对每种交配亚型的雄性子代的百分比的目标是相对于对照而被确定的,从而使该品系中的遗传进展最大化并将近亲繁殖的增加保持在定义的级别。表4给出了在每个交配亚型类别中的雄性子代的目标百分比。
表4.
a)该表给出了每交配亚型(=雄性亚组和雌性亚组的组合)的胎中产生的雄性的平均百分比。
b)基于年龄将雌性分为三个亚组(产次1、2和3)。
c)基于年龄将雄性分为两个亚组(1和2)。
d)将产次内的雌性分为两个EBV亚组(1和2)并且将年龄组内的雄性分为两个EBV亚组(1和2)。
然后可以使用来自表3和4的数据来确定产生的并且可用于性能测试的雄性小猪的数目,如表5中所示。在这个交配计划下,假定每胎8只小猪可用于性能测试。
表5.
a)这个表给出了每交配亚型(=雄性亚组和雌性亚组的组合)产生的雄性的数目。
b)基于年龄将雌性分为三个亚组(产次1、2和3)。
c)基于年龄将雄性分为两个亚组(1和2)。
d)将产次内的雌性分为两个EBV亚组(1和2)并且将年龄组内的雄性分为两个EBV亚组(1和2)。
在这个交配计划实例中,可用于性能测试的所有240个子代中的68个(28%)为雄性。
实例3
以下实例证明,通过增加将雄性或雌性分为亚组(例如EBV、年龄、产次,等等)的标准的数目,通过增加针对给定标准的亚组的数目,或通过定义雄性和雌性亚组,人们可以增加品系的遗传进展。
将使用精确育种(PB)的程序与使用如实例1中所述的确定性方法的对照程序进行比较。
针对父系的程序参数
-每周期150个第一产次母猪
-每5个月周期10个选定公猪
-公猪被分为2个年龄组和2个EBV类别,生成4个亚组
-母猪被分为2个年龄组(产次1和2)和3个EBV类别,生成6个亚组
-24种交配亚型(4*6)
针对母系的程序参数
-每周期200个第一产次母猪
-每5个月周期15个选定公猪
-公猪被分为2个年龄组和2个EBV类别,生成4个亚组
-母猪被分为3个年龄组(产次1、2和3-5)和3个EBV类别,生成9个亚组
-36种交配亚型(4*9)。
对于使用精确育种技术的品系的交配计划,雄性被分为两个年龄组:“较年轻的雄性”(在前三个月使用它们)和“较年长的雄性”(后续三个月时期)。这些雄性进一步经由它们的EBV分为两个组(“HH”和“H”),其中该第一个组包括最佳的公猪(“HH”)并且该第二个组包括第二最佳的公猪(“H”)。父系的雌性被分类为两个年龄组:“1”(产次1)和“2”(产次2),同时母系的这些雌性被分为三个年龄组:“1”(产次1)、“2”(产次2)和“3”(产次3-5)。这些小母猪/母猪基于它们的EBV进一步被分为具有相等大小的三个组(“HH”、“H”和“M”,从最高到最低的育种值)。
对照:在每个交配亚型中的50%雄性子代
PB-1:在每个交配亚型中的雄性子代的相同最佳百分比
PB-2:在第一胎中的雄性的最佳百分比以及在后续胎中的100%雌性。
PB-3s:父系:对于小母猪使用最年轻的公猪来产生具有最佳百分比雄性的第一胎。对于母猪使用最年长的公猪来产生具有100%雌性的第二胎。
PB-3d:母系:对于小母猪使用最年轻的公猪来产生具有最佳百分比雄性的第一胎并且对于母猪使用最年轻的公猪来产生具有100%雌性的第二胎。对于母猪使用最年长的公猪来产生具有100%雌性的产次2-5胎。
PB-4s:父系:与PB-3s相同,但是现在利用EBV类别。雄性子代的百分比在6个EBV类别(2个公猪EBV和3个小母猪EBV类别)中的每一个中被优化。
PB-4d:母系:与PB-3d相同,但是现在利用EBV类别。
PB-5:增加EBV类别的数目
PB-6:每一个体被当作EBV类别对待。
针对程序PB-1到PB-4进行评估。通过推断结果估计了最后两个程序,PB-5和PB-6。结果总结于图2中,表明在精确育种中增加的复杂性水平导致对dG的更大影响,在父系中高达约+10%并且在母系中约+13%。雄性猪的总百分比在父系中下降到约20%并且在母系中下降到15%。
实例4-性别分选的公猪精子细胞样品的制备
仅以非限制性实例的方式提供下列用于制备性别分选的公猪精子细胞样品的过程。在性别分选的公猪精子细胞样品的制作中的第一步是从适合的公猪获得射出精液。一旦收集了射出精液,可以将它在一种适合的增容剂中增容,该增容剂可以包含一种抗氧化剂。然后可以将该射出精液的富含精子的部分稀释。如果该样品需要在性别选择之前被运输,则该样品可以被保持在0℃-39℃的温度(典型地16℃-17℃)持续从约12小时到约18小时之间,到它从收集点被运送到流式细胞仪上用于性别分选过程时为止。
一旦该精子细胞样品处于实验室中,可以在该精子细胞样品上进行各种质量检查,包括检查活动性(例如,经由CASA系统)、活力(例如,经由流式细胞仪)、形态(例如,经由显微镜检查)和浓度(例如,经由Nucleo计数仪)。然后制备通过这些质量检查的精子细胞样品用于分选。
在使该样品通过流式细胞仪之前,用DNA选择性染料将该样品染色,暴露于淬灭式染料中以形成染色的精子细胞样品,随后放置于流式细胞仪的精子细胞源中。具体地说,在一些实施例中,可以首先用一种缓冲液或增容剂如BTS(参见表6)将精子细胞样品增容到在一些情况下可以为100x 106个细胞/ml的终浓度,然后加入DNA选择性染料Hoechst 33342(可以在MiliQ水中,5mg/ml;Ref:B-2261),良好的工作浓度可以是约5μl/100百万个细胞/ml,但是可以使用在0.5到20ul/100百万个细胞/ml范围内的较低和较高浓度的DNA染料。然后将该样品常常放置于在30℃与42℃(通常接近35℃)之间的密封浴水中持续10分钟到12小时,除染色约50分钟之外,随后在室温(21℃-22℃)下置于黑暗区域中,然后分选。在分选该样品之前,将该样品过滤以去除大的碎片和细胞(例如,用0.30μm的CellTricks),在过滤之后可以加入红色食用染料(当加入时,常常为0.5-5μl,或者在MiliQ水中的25mg/ml的储备溶液1μl)或可以将另一种淬灭式染料加到该样品中。然后可以使用具有鞘液的流式细胞仪分选该样品,在一些情况下该鞘液可以包含如表7中列出的组分,但是也可以使用其他鞘液。
图3以示意性形式展示了用来分选形成一个或多个亚群的精子细胞样品的流式细胞仪的一部分,该流式细胞仪通常被表示为10。在这个具体的实施例中,进行性别分选,这样,这些亚群是带有X染色体的精子细胞和带有Y染色体的精子细胞。图3代表用于分选精子的单项技术,但是本领域已知的用于分选细胞的任何已知技术可以与本发明的某些实施例一起使用。
可以由操作者将图3的流式细胞仪10编程以生成两个带电的液滴流,一个含有带X染色体的精子细胞,带正电,12,一个含有带Y染色体的精子细胞,带负电,13,而不带电的未偏转的死细胞流14只不过是被浪费掉。
操作者还可以这样一种方式选择对该流式细胞仪编程,即,使用“高纯度分选”收集带有X染色体的精子和带有Y染色体的精子(换言之,仅仅活的带有X染色体的精子和带有Y染色体的精子被收集),或者使用“富集分选”对该流式细胞仪编程以便收集带有X染色体的精子和带有Y染色体的精子(换言之,将收集含有先前未被分选的活细胞并且通过使用通过使用对于控制流式细胞仪的计算机可用的布尔逻辑门(Boolean Gate logic)再次排除所有初始死细胞的液滴)。还可以使用布尔逻辑门来收集带有X染色体的精子或带有Y染色体的精子中的仅仅一者。
最初,在压力下的精子细胞流以这样一种方式从精子细胞源11沉积到喷嘴15中,使得它们能在来自鞘液源16的压力之下被供应到喷嘴15中的鞘液同轴地围绕。可以经由一个振荡器控制机构18非常精确地控制可能存在的振荡器17,从而在喷嘴15之内产生压力波,这些压力波被传递到该同轴地围绕的精子细胞流(当它离开喷嘴孔口19时)。结果,退出的同轴地围绕的精子细胞流20可以最终并且有规律地形成液滴21。
通过细胞传感系统22而使各个液滴流的带电有可能,该细胞传感系统包括一个对喷嘴退出流20照明的激光器23,并且该荧光(fluorescing)流的光发射由传感器24进行检测。由该传感器24接收的信息被馈送到分选机判别系统25,该分选机判别系统就是否使成型液体带电并且如果这样对该成型液滴提供哪一种电荷迅速作出决定,进而相应地使液滴21带电。
带有X染色体的精子的一个特征在于由于存在更多的DNA它们比带有Y染色体的精子吸收更多的荧光染料,并且正因为如此,由在带有X染色体的精子中的吸收染料被该激光激发而发射出的光的量不同于带有Y染色体的精子,并且这种差异就施加给理论上仅仅含有单一的带有X染色体的精子细胞或带有Y染色体的精子细胞的各个液滴的电荷类型而言与分选机判别系统25通信。死细胞(或者将要死亡的那些细胞)典型地吸收淬灭式染料,这与分选机判别系统25通信为不向含有这样的细胞的液滴施加电荷。
然后这些带电或不带电的液滴流在一对带静电板26之间穿过,使它们根据其电荷在一个或另一个方向上偏转到各自的收集容器28和29中或者根本不偏转,从而对应地形成具有与其DNA相关联的DNA选择性染料的带有X染色体的精子细胞的性别富集群体和性别富集的带有Y染色体的精子细胞。含有死细胞(或将要死亡的那些细胞)的不带电的非偏转的亚群流进入废物容器30中。
该性别分选的精子细胞样品被收集在一个具有2.5ml的捕获液体的50ml的管中,在一些实施例中该捕获液体可以是对于每2千万个细胞具有2%蛋黄的TesTris葡萄糖(TTG)(参见表8)。在这个实施例中,该性别分选的精子细胞样品将典型地具有大约24ml的终体积,约1x 106个细胞/ml。然后将这个管在室温下在暗室中储存约2个小时。
表6-BTS增容剂
化学成分 | 西格玛代码 | g/升 |
葡萄糖 | G6152 | 36,941 |
柠檬酸钠 | S4641 | 5,999 |
碳酸氢钠 | S5761 | 1,261 |
EDTA | ED2SS | 1,250 |
氯化钾 | P3911 | 0,7456 |
硫酸卡那霉素 | K4000 | 0,05 |
表7-鞘液(PBS)
化学成分 | 西格玛代码 | g/升 |
氯化钠 | S9888 | 8 |
氯化钾 | P3911 | 0.2 |
磷酸二氢钠一水合物 | S9638 | 0.12 |
磷酸氢二钠七水合物 | S9390 | 1.717 |
EDTA酸 | E6758 | 1 |
青霉素G钾盐 | PENK | 0.058 |
硫酸链霉素 | S6501 | 0.05 |
表8-TesTris葡萄糖(TTG)
化学成分 | 西格玛代码 | g/100ml |
TES | T1375 | 5 |
TRIS | T1503 | 0.68 |
葡萄糖 | G6152 | 0.6 |
卡那霉素(KANAMICYN) | K4000 | 0.005 |
一旦获得了性别分选的精子细胞样品,它可以与常规的人工授精程序如宫颈内授精、体外授精或用深部宫内导管或腹腔镜术的人工授精一起使用。可替代地,对于储存,可以冷冻保存该性别分选的精子细胞样品,进而随后在稍后的时间将其融化供使用。
实例5-性别分选的公猪精子细胞样品的冷冻保存
一旦制作了性别分选的公猪精子细胞样品,任选地可以将该精子细胞样品冷冻保存以便运输或储存,以供在稍后的时间使用。以下冷冻方法可以与本发明一起使用,但只是以举例的方式提出—可以使用本领域已知的任何冷冻保存方法。
在分选之后,50ml的管所含有的性别分选的精子细胞(具有2千万个细胞)可以被分装到15ml的管中,其中在每个管中大约12ml的性别选择精子细胞样品精液,每个含有大约1千万个性别分选的精子细胞。可以将这些管在3076g下在21℃离心4分钟。倾析出上清液,沉淀可保留大约50μl的少许上清液。
然后可以在室温下向每一沉淀加入可包含20%蛋黄和80%β-乳糖的溶液的第一冻存培养基。然后可以检查这些精子细胞的活动力。如果可接受,可将这些管带到可编程温度控制机(PolyScience-MiniTube)上或者可以手动处理以便经过约2小时的时间将温度从约21℃降低到约5℃。在定时温度变化之后,可以将这些样品放置在约5℃的冷藏室中,其中向这些样品中加入第二冻存培养基,该第二冻存培养基可包含蛋黄、β-乳糖、甘油和Equex Stem,或者可以仅仅包含冷冻保护剂如甘油、或预先冷却到5℃的具有渗透压稳定剂的冷冻保护剂。在10分钟之后,可以将性别分选的精子细胞样品放置在人工授精吸管中,然后使这些吸管暴露于液氮蒸汽(距离该液氮大约4cm)中持续一个短的时段(例如10分钟)并且然后将其直接放置到液氮中长期保存。
当准备使用这些性别分选的精液样品时,通过融化/加温(例如放置于设定在约37℃的水浴中持续约15秒)这些吸管将其解冻。然后可以在融化之后30、90和/或150分钟分析这些精子细胞的活动力和活力,用于标准比较。
实例6-动情期同步。
出于便利的目的,本发明考虑到可以在一个或多个有待授精的母猪中使动情期同步和/或诱发定时排卵。此外,由于性别分选的精子常常经过预先获能,重要的是使母猪在大约排卵6小时之内授精。使动情期同步或定时排卵有助于确保情形如此。一般来说,这使得必需向一个或多个有待授精的母猪使用一种或多种激素或激素类似物。存在着若干在小母猪中诱导动情期/定时排卵的方式,将其描述于下文。
为了建立动情期同步以及排卵时间,可以向母猪施用一种或多种激素或激素类似物。这些激素和激素类似物典型地包括,例如,PG600、OvuGel、eCG、hCG、和/或孕激素,并且可以与定时注射一起手动地施用,或者借助于一种置于母猪生殖道中的可编程装置进行施用。本文考虑的可编程装置以定时释放的方式释放一种或多种激素或激素类似物,而育种者除了对用于释放所述一种或多种激素或激素类似物的初始参数进行编程之外,不必监控该装置或提供任何输入。如下文包括的在本领域中已知的用于诱导和/或同步化动情期的任何下列方法通常可以与本发明一起使用。
(a)运输和公猪诱导的动情期。小母猪一般在大约180-210日龄时达到初情期。然而,初情期的自然达到受到许多内在和外在因素的影响,如基因型、环境和与公猪的接触。许多育种者和农民指出,当小母猪为六个月龄时普遍观察到首次动情期。动情期的开始常常与动物从小母猪增殖者到商业农场的重新安置或运输一致。毫无疑问,在猪中最有名的应激因素是运输。如果在运输时小母猪的年龄接近于初情期的正常开始,则大约25%-35%的小母猪在运输之后一周内将显现动情期。这种运输诱导的动情期可以用来使一部分小母猪同步。
虽然运输可诱导动情期,很显然公猪的接触是初情期刺激的一种有力形式。控制公猪接触的效率(作为初情期刺激)的主要因素是在引入公猪时的小母猪的年龄。当在小母猪4月龄开始公猪接触时,初情期反应极小。有人提出当小母猪太年幼而不能做出反应时,幼年小母猪可能在一个发育阶段对公猪刺激变得习以为常。相反地,当公猪引入延迟到最接近于初情前期时(6个月龄和以上),由于不同的原因该反应再次受到限制。由于在引入时小母猪的相对年长的年龄(即,6个月),这些小母猪的实际初情期年龄并不比未刺激的动物之下降低很多。当在160天区间的小母猪年龄发生公猪引入时,从首次公猪接触到初情期的间隔以及在初情期的小母猪年龄均被降低到最低限度,同时发生初情动情期的最大同步化。
(b)口服和延时释放孕激素。针对动情期同步的这种方法通过施用口服给药的孕酮或合成孕激素而利用卵巢活动的抑制。可以获得定时释放可注射形式的一些孕激素,如烯丙孕素(参见下文)。逐一地或者成组地以15-30mg烯丙孕素/猪/天的比例饲喂处于周期中的小母猪持续14到18个连续天数,在最后一次孕激素饲喂之后2到8天之间产生动情期的同步开始。
(c)促性腺激素。eCG/hCG(PG600R)目前,用于诱导处于非周期的雌性的卵泡生长和排卵的最常用外源激素组合是eCG(以前称为怀孕母马的血清促性腺激素(PMSG))与人绒毛膜促性腺激素(hCG)的组合。产品PG600R含有400IU PMSG和200IU hCG。这种激素可以作为组合药物购买并且对于诱导处于非周期的猪的动情期和排卵是具有成本效益的。小母猪常常在处理之后3-6天显示出动情期并且排卵时间是大约110-120小时。如果小母猪在处理开始时每日被给予公猪接触,则该反应率得以提高。PG600包含怀孕母马的血清促性腺激素(另外称为马绒毛膜促性腺激素(“PMSG”或“eCG”))和人绒毛膜促性腺激素(“hCG”)(英特威(Intervet)公司)。OvuGel是处于缓释配方中的另一种可商购的促性腺激素(醋酸曲普瑞林),其可经由一种阴道内递送系统(凝胶医学科学公司(Gel Med Sciences,Inc.))进行施用。
(d)前列腺素。PGF2α有效于诱导黄体溶解、流产、以及在怀孕两周以上之后在怀孕的(以及假孕的)小母猪中迅速返回到动情期。一种用于同步化的方法是使小母猪单圈交配(pen-mate)三周,然后在两周后用PGF2α处理。
(e)延时释放激素。另一种方法涉及在动情周期的特定时间点直接注射可商购的制剂,如烯丙孕素或四烯雌酮。例如,在本发明的一个实施例中,通过在小母猪的动情周期的第11-14天施用15-30mg烯丙孕素/天持续4到7天来实现同步化和定时排卵。在停止烯丙孕素24小时之后,可以施用400到2000IU的PMSG,然后在72到83小时之后施用500到1000IU的hCG。
实例7-排卵检测。
可以通过检查母猪的卵泡完成母猪中的排卵检测。在相对于排卵的适当时间在输卵管中建立充足的精子库的重要性的实现在猪中的人工授精的管理中是关键性的。具体地说,当母猪在动情期期间很可能排卵的知晓对于实现成功授精是高度有益的。为此,在本发明的具体实施例中,在诱导动情期之后使用超声检查母猪的卵泡。在本发明的一个具体实施例中,在hCG注射之后30小时开始,通过经直肠超声针对排卵前卵泡的存在每4小时检查一次母猪的卵巢。在超声检查之后2-3小时选出显示多个排卵前卵泡(卵泡腔直径>6mm)的母猪用于授精。
实例8-使用腹腔镜术或深部宫内导管授精
一旦制备了性别分选的公猪精液样品,该样品可以用来使母猪授精。在本发明中可以使用任何常规的人工授精技术,包括宫颈内授精。然而,深部宫内导管和腹腔镜术在猪中是特别有意义的,因为它们允许使用降低剂量的精子细胞用于成功受精,部分地是由于它们能够将精子细胞放置在母猪的生殖道的关键区域中,包括但不限于,子宫角、输卵管、壶腹、峡部以及子宫输卵管接合处。使用降低的精子细胞剂量允许使用少得多的在遗传上优越的公猪用于育种目的,这具有降低育种者的成本并且减少由于必须供养大量公猪所致的环境危害的益处。
(a)使用深部宫内导管授精。使用深部宫内导管允许人们将精子细胞置入母猪的子宫角中并且理想地处于子宫输卵管接合处。这样一种深部宫内导管的使用和构造披露于美国专利号6,695,767中,其披露内容特此通过引用以其全文结合。这样一种深部宫内导管可以任选地包括一个视频摄像机或内窥镜,以允许操作者看见该导管的路径,这样可以在将精子细胞放置在一个还是两个子宫角之间作出选择。可替代地,当与放射照相装置或荧光检查装置结合使用时,该深部宫内导管在母猪生殖道之内的位置可以被可视化。由于它的长度,深部宫内导管允许操作者达到母猪的生殖道的远端区域,包括子宫角—这是使用用于人工授精的标准导管不可达到的区域。在本发明的一个实施例中,该深部宫内导管的长度是1.8m、1-2m、1-2.5m、1-3m、2-3m、2-3.5m或2.5-3m。
该深部宫内导管可以被引入处于动情期母猪的宫颈管的内侧,该母猪可以是超排卵的,但也可以是自然周期或以别的方式诱导的。可将无毒液体润滑剂应用到该导管上以便于它穿过阴道。该导管可以包括一个外管或护套以及一个在该外管或护套之内的柔性探头。在本发明的一个实施例中,一旦该导管已经行进到宫颈管,则该柔性探头可以进一步在该导管的外管之内行进。该柔性探头可以行进直到达到子宫角的前面部分。当该柔性探头在子宫角内行进时,它可以弯曲并且因此继续沿子宫角的曲折路径行进。虽然不是绝对必要,但是通过该导管的外管引入小量的液体可以促进该柔性探头在其通过宫颈管的通道中前进及其穿过子宫角前进。一旦该柔性探头已被引入达到子宫角内的最终位置,可以将包含在一个注射器中的精子细胞样品连接到该柔性探头的近端,并且可以将其通过在该柔性探头内的柔性管道引入到子宫环境中。为了避免精子细胞的损失并且确保该精子细胞样品已经完全从该柔性管道中排空,随后可以通过该柔性管道引入小量液体。此后,可以撤回包括该外管和该柔性探头的导管。在本发明的另一个方面,这个过程也可以用于将胚胎传递到子宫角中或者从子宫角中移出胚胎。
(b)使用腹腔镜术授精。使用腹腔镜术使母猪授精的优点在于,精子细胞在母猪的生殖道内的放置可以比使用导管甚至更为精确,因此进一步使得能够使用降低的精子细胞剂量用于授精。可以靶向子宫的特定区域,如输卵管、峡部、壶腹、或子宫输卵管接合处。作为非限制性实例,下列程序可以与本发明一起使用以使母猪经由腹腔镜术授精。
例如,可以将50ml管中含有的具有约1x 106个精子细胞/ml的24ml的性别分选的精子细胞样品分装到2个15ml的管中并且在约3076g在约21℃范围内的温度离心几分钟(2-5或4分钟)。如果需要,可将上清液在相同条件下再次离心。然后将生成的精液沉淀混合并检查浓度(经由Nucleo计数仪)。用BTS将浓缩的性别分选的精子细胞样品稀释到10x 106个细胞/ml的终浓度并检查这些精子细胞的活动力和活力。(在该整个过程中该精子细胞样品应当被保持在室温(21℃)下。)
可以将母猪分组或分开,例如,可将它们单独分配到厩的机械通风限制设施中。母猪(2–6产次)在约第21天断奶。然后在断奶后24小时可以通过用约1250IU的马绒毛膜促性腺激素(eCG;Folligon,英特威国际有限公司(Intervet InternationalB.V.),博克斯梅尔(Boxmeer),荷兰-或一种等效化合物)肌肉内注射每个雌性来诱导动情期;72小时后,用约750IU人绒毛膜促性腺激素(hCG;VeterinCorion,迪瓦沙(Divasa),Farmavic S.A.,巴塞罗纳,西班牙)或一种等效物对它们进行处理。每天进行一次动情期检测(例如在上午7:00),在eCG注射之后2天开始。检测动情期的一种方式是允许雌性与成熟公猪鼻对鼻接触,并且通过施加反压来识别展现出静立发情反射的母猪,其被考虑为处于动情期;在此时可以对卵巢进行扫描。使用5MHz的多扫描角度换能器通过经直肠超声检查,可在hCG注射约30小时之后开始以周期间隔(例如每4个小时)检查卵巢的成熟卵泡,以便找到排卵前卵泡的存在。只有显示多个排卵前卵泡(卵泡腔直径>6mm)的母猪才被选出用于授精。在超声检查后2–3小时之内进行授精。
然后,一旦这些母猪被镇静(可以借助于阿扎哌隆施用;赐静宁(Stresnil);2mg/kg体重,肌肉内注射),可以在这些母猪上进行腹腔镜授精。也可以用一种化合物如硫喷妥钠(雅培公司(Abbot);7mg/kg体重,静脉内注射)诱导如全身麻醉并且用氟烷(3.5%–5%)或一种类似化合物维持。对于手术,可以将母猪置于仰卧位,并且如果可用,使其仰卧在腹腔镜支架中。如果使用支架,以高于水平面大约20°的角度将其置于特伦德伦伯(Trendelenburg)卧位(后肢向上,头部指向下)。
在一个实施例中,在接近脐部做一个切口(约1.5cm)。然后以对抗牵引向上牵拉该切口的边缘并且使具有插入的0°腹腔镜的12mm的Optiview套管针(爱惜康内镜外科公司(Ethicon Endo-surgery),俄亥俄州辛辛那提(Cincinnati OH),USA)行进到该伤口中。在脐处,借助于轻度切割和适度压力,穿过皮下脂肪组织、直肌前筋膜、直肌、直肌后筋膜、腹横筋膜和腹膜。经由监视反馈来控制该过程。虽然CO2管被连接到该套管针上,但直到该腹膜被刺穿时才开始充气。在进入腹膜腔和开始形成气腹之后,移除Optiview的手持件,并且用0°腹腔镜代替。用CO2将腹腔充气到14mmHg。两个附属孔口置于右侧和左侧部分的半腹部,其分别提供了用于操纵子宫角的腹腔镜Duval钳和用于授精针抓持输卵管的入口。用峡部区域中的Duval钳抓持输卵管。然后将剂量流(0.1ml中含有30-50万个精子)插入,并且将性别分选的精子冲洗到输卵管中。然后在另一个输卵管中重复该程序。在两侧输卵管都被授精之后,将套管针移除并且缝合这些切口伤口。
本领域普通技术人员将认识到,上述本发明包括许多发明实施例,至少包括下列各项:
A.一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
建立针对一个品系的多个交配亚型;
确定对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,该百分比相对于对照将导致在该品系中遗传价值增加;
将来自处于这些交配亚型之一中的雄性猪的精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个精子细胞亚群中的至少60%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群的精子细胞使处于这些交配亚型之一中的一个或多个雌性猪授精,以实现相对于对照被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比或为雌性的子代的百分比。
A1.如A所述的方法,其中被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或者为雌性的子代的百分比相对于对照并不增加在该品系中的近亲繁殖。
A2.如A或A1所述的方法,其中该品系包括一个父系或母系。
A3.如A到A2中任一项所述的方法,其中在该对照中,大约50%的子代是雄性。
A4.如A到A3中任一项所述的方法,其中在该对照中,有待交配的所有雌性猪用未分选的精液样品进行授精。
A5.如A到A4中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雄性猪的类别用包括遗传价值或年龄的一个或多个特征来定义。
A6.如A到A5中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雌性猪的类别用包括遗传价值或产次的一个或多个特征来定义。
A7.如A到A6中任一项所述的方法,其中在带有X染色体或Y染色体的精子细胞亚群中的精子细胞的百分比选自下组,该组由以下各项组成:至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%和至少100%。
A8.如A到A7中任一项所述的方法,其中该品系包括一个父系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约10%到35%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
A9.如A8所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
A10.如A到A7中任一项所述的方法,其中该品系包括一个母系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约5%到30%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
A11.如A10所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
A12.如A到A7中任一项所述的方法,其中对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比在大约0到10%之间或者在大约90%到100%之间,并且任何产生的子代是子核或增殖者的成员。
A13.如A到A12中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪或仅仅一个雌性猪。
A14.如A到A13中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪和仅仅一个雌性猪。
A15.如A到A14中任一项所述的方法,其中这些确定的百分比是使用随机性或确定性方法确定的。
A16.如A到A15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个母系性状的函数。
A17.如A到A15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个父系性状的函数。
A18.如A或A15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是选择指数的函数。
A19.如A或A15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是EBV的函数。
A20.如A18所述的方法,其中该选择指数是来源于包含该雄性或该雌性的组的数据的函数。
A21.如A16所述的方法,其中这些性状包括生育力、胎产仔数和产奶量。
A22.如A17所述的方法,其中这些性状包括饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率。
A23.如A到A22中任一项所述的方法,其中使一个或多个雌性猪授精包括使用通过一个或多个雌性猪的膜插入的深部宫内导管或针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群。
A24.如A23所述的方法,其中使用深部宫内导管向一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将所述精子细胞置入一个或多个子宫角中。
A25.如A23或A24所述的方法,其中所述深部宫内导管包括一个视频摄像机或内窥镜。
A26.如A23到A25中任一项所述的方法,进一步包括经由射线照相术或荧光透视使该深部宫内导管可视化同时插入所述母猪的生殖道中的步骤。
A27.如A到A26中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x 109个或更少的精子细胞。
A28.如A23所述的方法,其中使用通过该一个或多个雌性猪的膜插入的针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将该亚群注射到该一个或多个雌性猪的一个或多个输卵管中。
A29.如A28所述的方法,进一步包括经由一个腹腔镜或视频摄像机使插入到所述一个或多个输卵管中的所述针可视化的步骤。
A30.如A到A23和A28到A29中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x 106个或更少的精子细胞。
A31.如A到A30中任一项所述的方法,进一步包括通过向一个或多个雌性猪施用一种或多种激素或激素类似物使该一个或多个雌性猪中的动情期同步化或诱导定时排卵的步骤。
A32.如A31所述的方法,其中该一种或多种激素或激素类似物包括PG600、OvuGel、eCG、孕激素、hCG、烯丙孕素或四烯雌酮。
A33.如A31或A32所述的方法,其中该一种或多种激素或激素类似物是通过放置于该一个或多个雌性猪的生殖道中的可编程装置施用的。
A34.如A到A33中任一项所述的方法,进一步包括通过检查该一个或多个雌性猪的一个或多个卵泡来检测在该一个或多个雌性猪中的排卵的步骤。
A35.如A34所述的方法,其中该一个或多个卵泡是使用超声检查的。
A36.如A到A35中任一项所述的方法,包括另外的基于表型测量来选择亲本的步骤。
A37.如A到A35中任一项所述的方法,包括另外的基于基因型来选择针对该品系的亲本的步骤。
A38.如A到A35中任一项所述的方法,包括另外的使用突变辅助选择来选择亲本的步骤。
A39.如A到A35中任一项所述的方法,其中遗传价值是基于表型测量。
A40.如A到A35中任一项所述的方法,其中遗传价值是基于基因型。
A41.如A到A40中任一项所述的方法,其中该雄性猪或该一个或多个雌性猪是遗传核、子核或增殖者的成员。
A42.如A到A40中任一项所述的方法,其中该雄性猪或该一个或多个雌性猪是遗传核的成员。
A43.如A到A42中任一项所述的方法,其中建立针对一个品系的多个交配亚型的步骤是作为一个育种程序的一部分来执行的。
A44.如A到A42中任一项所述的方法,其中建立针对一个品系的多个交配亚型的步骤是作为产生一个针对该品系的交配计划的一部分来执行的。
A45.如A到A44中任一项所述的方法,其中针对该品系的这些交配亚型中的每一个由一个雄性亚组或一个雌性亚组组成。
A46.如A45所述的方法,其中该雄性亚组或该雌性亚组由一个或多个标准定义或基于一个或多个标准,所述标准包括在生产金字塔中的功能、产次、年龄、遗传价值、遗传标记、或遗传突变。
B.一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
建立针对一个品系的多个交配亚型;并且
确定相对于对照将导致在该品系中遗传价值增加的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比。
B1.如B所述的方法,其中被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或者为雌性的子代的百分比相对于对照并不增加在该品系中的近亲繁殖。
B2.如B或B1所述的方法,其中该品系包括一个父系或母系。
B3.如B到B2中任一项所述的方法,其中在该对照中,大约50%的子代是雄性。
B4.如B到B3中任一项所述的方法,其中在该对照中,有待交配的所有雌性猪用未分选的精液样品进行授精。
B5.如B到B4中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雄性猪的类别用包括遗传价值或年龄的一个或多个特征来定义。
B6.如B到B5中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雌性猪的类别用包括遗传价值或产次的一个或多个特征来定义。
B7.如B到B6中任一项所述的方法,其中在该第一亚群中至少80%的精子细胞带有X染色体或者其中在该第一亚群中至少80%的精子细胞带有Y染色体。
B8.如B到B7中任一项所述的方法,其中该品系包括一个父系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约10%到35%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
B9.如B8所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
B10.如B到B7中任一项所述的方法,其中该品系包括一个母系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约5%到30%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
B11.如B10所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
B12.如B到B7中任一项所述的方法,其中对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比在大约0到10%之间或者在大约90%到100%之间,并且所产生的子代是子核或增殖者的成员。
B13.如B到B12中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪或仅仅一个雌性猪。
B14.如B到B13中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪和仅仅一个雌性猪。
B15.如B到B14中任一项所述的方法,其中这些确定的百分比是使用随机性或确定性方法确定的。
B16.如B到B15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个母系性状的函数。
B17.如B到B15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个父系性状的函数。
B18.如B或B15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是选择指数的函数。
B19.如B或B15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是EBV的函数。
B20.如B18所述的方法,其中该选择指数是来源于包含该雄性或该雌性的组的数据的函数。
B21.如B16所述的方法,其中这些性状包括生育力、胎产仔数和产奶量。
B22.如B17所述的方法,其中这些性状包括饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率。
C.一种增加在父系中的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
将来自该父系中的一个或多个雄性猪的一个或多个精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个亚群中至少70%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群使该父系中的一个或多个雌性猪授精,以实现在大约10%到35%之间的对于该父系为雄性的子代的百分比。
C1.如C所述的方法,其中对于该父系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
C2.如C或C1所述的方法,其中使一个或多个雌性猪授精包括使用通过一个或多个雌性猪的膜插入的深部宫内导管或针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群。
C3.如C2所述的方法,其中使用深部宫内导管向一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将所述精子细胞置入一个或多个子宫角中。
C4.如C2或C3所述的方法,其中所述深部宫内导管包括一个视频摄像机或内窥镜。
C5.如C2到C4中任一项所述的方法,进一步包括经由射线照相术或荧光透视使该深部宫内导管可视化同时插入所述母猪的生殖道中的步骤。
C6.如C到C5中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x 109个或更少的精子细胞。
C7.如C2或C6所述的方法,其中使用通过该一个或多个雌性猪的膜插入的针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将该亚群注射到该一个或多个雌性猪的一个或多个输卵管中。
C8.如C7所述的方法,进一步包括经由一个腹腔镜或视频摄像机使插入到所述一个或多个输卵管中的所述针可视化的步骤。
C9.如C到C8中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x 106个或更少的精子细胞。
C10.如C到C9中任一项所述的方法,进一步包括通过向一个或多个雌性猪施用一种或多种激素或激素类似物使该一个或多个雌性猪中的动情期同步化或诱导定时排卵的步骤。
C11.如C10所述的方法,其中该一种或多种激素或激素类似物包括PG600、OvuGel、eCG、孕激素、hCG、烯丙孕素或四烯雌酮。
C12.如C10或C11所述的方法,其中该一种或多种激素或激素类似物是通过放置于该一个或多个雌性猪的生殖道中的可编程装置施用的。
C13.如C到C12中任一项所述的方法,进一步包括通过检查该一个或多个雌性猪的一个或多个卵泡来检测在该一个或多个雌性猪中的排卵的步骤。
C14.如C13所述的方法,其中该一个或多个卵泡是使用超声检查的。
D.一种增加在母系中的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
将来自该母系中的一个或多个雄性猪的一个或多个精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个亚群中至少70%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群使该母系中的一个或多个雌性猪授精,以实现在大约5%到30%之间的对于该母系为雄性的子代的百分比。
D1.如D所述的方法,其中对于该母系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
D2.如D或D1所述的方法,其中使一个或多个雌性猪授精包括使用通过一个或多个雌性猪的膜插入的深部宫内导管或针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群。
D3.如D2所述的方法,其中使用深部宫内导管向一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将所述精子细胞置入一个或多个子宫角中。
D4.如D2或D3所述的方法,其中所述深部宫内导管包括一个视频摄像机或内窥镜。
D5.如D2到D4中任一项所述的方法,进一步包括经由射线照相术或荧光透视使该深部宫内导管可视化同时插入所述母猪的生殖道中的步骤。
D6.如D到D5中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x 109个或更少的精子细胞。
D7.如D2或D6所述的方法,其中使用通过该一个或多个雌性猪的膜插入的针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将该亚群注射到该一个或多个雌性猪的一个或多个输卵管中。
D8.如D7所述的方法,进一步包括经由一个腹腔镜或视频摄像机使插入到所述一个或多个输卵管中的所述针可视化的步骤。
D9.如D到D8中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x 106个或更少的精子细胞。
D10.如D到D9中任一项所述的方法,进一步包括通过向一个或多个雌性猪施用一种或多种激素或激素类似物使该一个或多个雌性猪中的动情期同步化或诱导定时排卵的步骤。
D11.如D10所述的方法,其中该一种或多种激素或激素类似物包括PG600、OvuGel、eCG、孕激素、hCG、烯丙孕素或四烯雌酮。
D12.如D10或D11所述的方法,其中该一种或多种激素或激素类似物是通过放置于该一个或多个雌性猪的生殖道中的可编程装置施用的。
D13.如D到D12中任一项所述的方法,进一步包括通过检查该一个或多个雌性猪的一个或多个卵泡来检测在该一个或多个雌性猪中的排卵的步骤。
D14.如D13所述的方法,其中该一个或多个卵泡是使用超声检查的。
E.一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括通过建立针对品系的多个交配亚型并且确定对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比而产生针对猪的一个品系的交配计划,这些子代将导致相对于对照的在遗传价值上的增加。
E1.如E所述的方法,其中被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或者为雌性的子代的百分比相对于对照并不增加在该品系中的近亲繁殖。
E2.如E或E1所述的方法,其中该品系包括一个父系或母系。
E3.如E到E2中任一项所述的方法,其中在该对照中,大约50%的子代是雄性。
E4.如E到E3中任一项所述的方法,其中在该对照中,有待交配的所有雌性猪用未分选的精液样品进行授精。
E5.如E到E4中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雄性猪的类别用包括遗传价值或年龄的一个或多个特征来定义。
E6.如E到E5中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雌性猪的类别用包括遗传价值或产次的一个或多个特征来定义。
E7.如E到E6中任一项所述的方法,其中在该第一亚群中至少80%的精子细胞带有X染色体或者其中在该第一亚群中至少80%的精子细胞带有Y染色体。
E8.如E到E7中任一项所述的方法,其中该品系包括一个父系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约10%到35%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
E9.如E8所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
E10.如E到E7中任一项所述的方法,其中该品系包括一个母系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约5%到30%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
E11.如E10所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
E12.如E到E7中任一项所述的方法,其中对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比在大约0到10%之间或者在大约90%到100%之间,并且所产生的子代是子核或增殖者的成员。
E13.如E到E12中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪或仅仅一个雌性猪。
E14.如E到E13中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪和仅仅一个雌性猪。
E15.如E到E14中任一项所述的方法,其中这些确定的百分比是使用随机性或确定性方法确定的。
E16.如E到E15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个母系性状的函数。
E17.如E到E15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个父系性状的函数。
E18.如E或E15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是选择指数的函数。
E19.如E或E15中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是EBV的函数。
E20.如E18所述的方法,其中该选择指数是来源于包含该雄性或该雌性的组的数据的函数。
E21.如E16所述的方法,其中这些性状包括生育力、胎产仔数和产奶量。
E22.如E17所述的方法,其中这些性状包括饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率。
E23.如E到E22中任一项所述的方法,其中该品系属于遗传核、子核或增殖者。
E24.如E到E22中任一项所述的方法,其中该品系属于遗传核。
E25.如E到E24中任一项所述的方法,其中建立针对一个品系的多个交配亚型的步骤是作为一个育种程序的一部分来执行的。
E26.如E到E24中任一项所述的方法,其中建立针对一个品系的多个交配亚型的步骤是作为产生一个针对该品系的交配计划的一部分来执行的。
F.一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
建立针对一个品系的多个交配亚型;
确定对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,该百分比相对于对照将导致在该品系中遗传价值增加;
将来自处于这些交配亚型之一中的雄性猪的精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个精子细胞亚群中的至少60%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群的精子细胞使来自处于这些交配亚型之一中的一个或多个雌性猪的一个或多个卵子受精,以实现相对于对照被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比或为雌性的子代的百分比。
F1.如F所述的方法,其中该受精的步骤是在体内完成的。
F2.如F所述的方法,其中该受精的步骤是在体外完成的。
F3.如F到F2中任一项所述的方法,其中被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或者为雌性的子代的百分比相对于对照并不增加在该品系中的近亲繁殖。
F4.如F到F3中任一项所述的方法,其中该品系包括一个父系或母系。
F5.如F到F4中任一项所述的方法,其中在该对照中,大约50%的子代是雄性。
F6.如F到F5中任一项所述的方法,其中在该对照中,有待交配的所有雌性猪用未分选的精液样品进行授精。
F7.如F到F6中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雄性猪的类别用包括遗传价值或年龄的一个或多个特征来定义。
F8.如F到F7中任一项所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雌性猪的类别用包括遗传价值或产次的一个或多个特征来定义。
F9.如F到F8中任一项所述的方法,其中在带有X染色体或Y染色体的精子细胞亚群中的精子细胞的百分比选自下组,该组由以下各项组成:至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%和至少100%。
F10.如F到F9中任一项所述的方法,其中该品系包括一个父系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约10%到35%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
F11.如F10所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
F12.如F到F9中任一项所述的方法,其中该品系包括一个母系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约5%到30%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
F13.如F12所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
F14.如F到F9中任一项所述的方法,其中对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比在大约0到10%之间或者在大约90%到100%之间,并且所产生的子代是子核或增殖者的成员。
F15.如F到F14中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪或仅仅一个雌性猪。
F16.如F到F15中任一项所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪和仅仅一个雌性猪。
F17.如F到F16中任一项所述的方法,其中这些确定的百分比是使用随机性或确定性方法确定的。
F18.如F到F17中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个母系性状的函数。
F19.如F到F17中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是一个或多个父系性状的函数。
F20.如F到F17中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是选择指数的函数。
F21.如F到F17中任一项所述的方法,其中雄性或雌性的遗传价值是EBV的函数。
F22.如F20所述的方法,其中该选择指数是来源于包含该雄性或该雌性的组的数据的函数。
F23.如F18所述的方法,其中这些性状包括生育力、胎产仔数和产奶量。
F24.如F19所述的方法,其中这些性状包括饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率。
F25.如F到F24中任一项所述的方法,包括另外的基于表型测量来选择亲本的步骤。
F26.如F到F24中任一项所述的方法,包括另外的基于基因型来选择针对该品系的亲本的步骤。
F27.如F到F24中任一项所述的方法,包括另外的使用突变辅助选择来选择亲本的步骤。
F28.如F到F27中任一项所述的方法,其中该雄性猪或该一个或多个雌性猪是遗传核、子核或增殖者的成员。
F29.如F到F27中任一项所述的方法,其中该雄性猪或该一个或多个雌性猪是遗传核的成员。
F30.如F到F29中任一项所述的方法,其中建立针对一个品系的多个交配亚型的步骤是作为一个育种程序的一部分来执行的。
F31.如F到F29中任一项所述的方法,其中建立针对一个品系的多个交配亚型的步骤是作为产生一个针对该品系的交配计划的一部分来执行的。
G.一种增加猪的品系或品种的遗传进展的方法,该方法包括以下步骤:
从来自所述品系或品种的公猪收集精液样品;
将所述精液样品分选为至少两个精子细胞亚群,其中至少80%的第一亚群带有X染色体或Y染色体;
用来自所述第一亚群的精子细胞使来自所述品系或品种的母猪授精;
从所述母猪产生后代;并且
计算针对一个或多个所述后代的选择指数;
选择相比于针对所述品系或品种的平均选择指数具有更高的选择指数的一个或多个所述后代,以便用来自所述品系或品种的猪进行育种,从而增加所述品系或品种的遗传进展。
G1.如G所述的方法,其中所述品系或品种是一个小母猪品系,并且所述第一亚群带有X染色体。
G2.如G所述的方法,其中所述品系或品种是一个公猪品系,并且所述第一亚群带有Y染色体。
G3.如G所述的方法,其中针对一个或多个所述后代的选择指数是基于来源于包含所述后代的组的数据进行计算的。
G4.如G所述的方法,其中针对一个或多个所述后代的所述选择指数包括测量生育力、胎产仔数和产奶量性状。
G5.如G所述的方法,其中针对一个或多个所述后代的所述选择指数包括测量饲料效率、平均日增重和胴体瘦肉率性状。
G6.如G所述的方法,其中用来自所述第一亚群的精子细胞使来自所述品系或品种的母猪授精的步骤包括使用通过所述母猪的膜插入的深部宫内导管或针向所述母猪的生殖道施用所述精子细胞。
G7.如G6所述的方法,其中使用深部宫内导管向所述母猪的生殖道施用所述精子细胞包括将所述精子细胞置入一个或多个子宫角中。
G8.如G7所述的方法,其中所述深部宫内导管包括一个视频摄像机或内窥镜。
G9.如G7所述的方法,进一步包括经由射线照相术或荧光透视使该深部宫内导管可视化同时插入所述母猪的生殖道中的步骤。
G10.如G7所述的方法,其中所施用的精子细胞的总数是1x 109个或更少的精子细胞。
G11.如G6所述的方法,其中使用通过所述母猪的膜插入的针向所述母猪的生殖道施用所述精子细胞包括将所述精子细胞注射到所述母猪的子宫的一个或多个输卵管中。
G12.如G11所述的方法,进一步包括经由一个腹腔镜或视频摄像机使插入到所述一个或多个输卵管中的所述针可视化的步骤。
G13.如G11所述的方法,其中所施用的精子细胞的总数是1x 106个或更少的精子细胞。
G14.如G到G13中任一项所述的方法,进一步包括通过向所述母猪施用一种或多种激素或激素类似物使所述母猪中的动情期同步化或诱导定时排卵的步骤。
G15.如G14所述的方法,其中所述一种或多种激素或激素类似物包括PG600、OvuGel、eCG、孕激素、或hCG。
G16.如G14所述的方法,其中所述一种或多种激素或激素类似物是通过放置于所述母猪的生殖道中的可编程装置施用的。
G17.如G14所述的方法,进一步包括通过检查所述雌性的卵泡来检测所述母猪中的排卵的步骤。
G18.如G17所述的方法,其中所述卵泡是使用超声检查的。
G19.如G到G13中任一项所述的方法,其中所述母猪是遗传核或增殖者群的成员。
G20.如G到G13中任一项所述的方法,其中所述公猪是遗传核或增殖者群的成员。
H.一种增加猪的品系或品种的遗传进展的方法,该方法包括以下步骤:
从来自所述品系或品种的公猪收集精液样品;
将所述精液样品分选为至少两个精子细胞亚群,其中至少80%的第一亚群带有X染色体或Y染色体;
用来自所述第一亚群的精子细胞使来自所述品系或品种的母猪授精;
从所述母猪产生后代;
获得针对一个或多个所述后代中的性状的值;并且
选择具有大于或小于针对所述品系或品种中的所述性状的平均值的针对所述性状的值的一个或多个所述后代,以便用来自所述品系或品种的猪进行育种,从而增加所述品系或品种的遗传进展。
H1.如H所述的方法,其中所述品系或品种是一个小母猪品系,并且所述第一亚群带有X染色体。
H2.如H所述的方法,其中所述品系或品种是一个公猪品系,并且所述第一亚群带有Y染色体。
I.一种增加在猪群中或在养猪场上的在遗传上优越的公猪的后代的数目的方法,该方法包括:
建立来自一个群或一个农场上的公猪群的一个或多个在遗传上优越的公猪的亚群;
从一个或多个在遗传上优越的公猪获得精子细胞样品;
从这些精子细胞样品中的每一个制备多个精子细胞;
向所述群中或所述农场上的多个母猪施用一种或多种激素或激素类似物,以便对每个母猪诱导定时排卵;并且
使用深部宫内导管或腹腔镜手术用一个或多个精子细胞剂量使母猪授精,其中施用给每个母猪的该一个或多个精子细胞剂量总共包含小于1x 109个精子细胞总数;
由此增加在猪群中或在养猪场上的在遗传上优越的公猪的后代的数目。
J.一种降低用于在猪群中或在养猪场上用于育种必需的公猪的数目的方法,该方法包括:
建立来自一个群或一个农场上的公猪群的一个或多个在遗传上优越的公猪的亚群;
从一个或多个在遗传上优越的公猪获得精子细胞样品;
从这些精子细胞样品中的每一个制备多个精子细胞;
向所述群中或所述农场上的多个母猪施用一种或多种激素或激素类似物,以便对每个母猪诱导定时排卵;并且
使用深部宫内导管或腹腔镜手术用一个或多个精子细胞剂量使母猪授精,其中施用给每个母猪的该一个或多个精子细胞剂量总共包含小于1x 109个精子细胞总数;
由此降低用于在该群中或在该农场上用于育种必需的公猪的数目。
J1.如权利要求I或J所述的方法,其中在遗传上优越的公猪包括相对于在该群内或者在该农场上的其他公猪具有更高选择指数的公猪。
K.一种用于增加猪群或农场的盈利率的方法,该方法包括:
基于该群或农场所经受的市场条件确定是雄性猪还是雌性猪导致每个猪的更高的净收益;
从公猪收集精液样品;
将所述精液样品分选为至少两个精子细胞亚群,其中如果该雌性猪导致更高的每猪净收益,则至少80%的第一亚群带有X染色体,或者如果该雄性猪导致更高的每猪净收益,则至少80%的第一亚群带有Y染色体;
用来自所述第一亚群的精子细胞使母猪授精;并且
从所述母猪产生后代。
K1.如K所述的方法,其中该雄性猪是阉猪。
K2.如K所述的方法,其中该雌性猪是小母猪。
K3.如K所述的方法,其中确定在该群或农场所经受的市场条件下是雄性猪还是雌性猪导致更高的每猪净收益的该步骤包括比较在雄性猪与雌性猪之间的性状,其中该性状选自以下各项中的任一者:饲料转化、体重、平均日增重、胴体瘦肉率、腰肉深度、背膘厚、腹部脂肪厚度、无脂瘦肉指数、瘦肉日增量、每猪饲料成本和面颊脂肪碘值。
如从上文可以容易地了解到,本发明的基本概念能以多种方式体现。本发明涉及使用性别分选的精子细胞来增加一个品系的遗传进展的众多且不同的实施例,包括但不限于本发明的最佳方式。
正因为这样,由说明书披露或本申请所随附的图或表显示的本发明的具体实施例或要素并不旨在是限制性的,而是一般由本发明涵盖的众多且不同的实施例或关于其任何特殊要素涵盖的等效物的示例。另外,本发明的单个实施例或要素的具体描述可能未明确地描述所有可能的实施例或要素;许多替代方案由说明书和附图隐含地披露。
Claims (41)
1.一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
建立针对一个品系的多个交配亚型;
确定对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,该百分比相对于对照将导致在该品系中遗传价值增加;
将来自处于这些交配亚型之一中的雄性猪的精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个精子细胞亚群中的至少60%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群的精子细胞使处于这些交配亚型之一中的一个或多个雌性猪授精,以实现相对于对照被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比或为雌性的子代的百分比。
2.如权利要求1所述的方法,其中被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或者为雌性的子代的百分比相对于对照并不增加在该品系中的近亲繁殖。
3.如权利要求1所述的方法,其中该雄性猪或该一个或多个雌性猪是遗传核、子核或增殖者的成员。
4.如权利要求1所述的方法,其中该雄性猪或该一个或多个雌性猪是遗传核的成员。
5.如权利要求1所述的方法,其中在带有X染色体或Y染色体的精子细胞亚群中的精子细胞的百分比选自下组,该组由以下各项组成:至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%和至少100%。
6.如权利要求1所述的方法,其中该品系包括一个父系或母系。
7.如权利要求1所述的方法,其中在该对照中,大约50%的子代是雄性。
8.如权利要求1所述的方法,其中在该对照中,有待交配的所有雌性猪用未分选的精液样品进行授精。
9.如权利要求1所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雄性猪的类别或种类用包括遗传价值或年龄的一个或多个特征来定义。
10.如权利要求1所述的方法,其中在一个或多个交配亚型中的雌性猪的类别或种类用包括遗传价值或产次的一个或多个特征来定义。
11.如权利要求1所述的方法,其中该品系包括一个父系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约10%到35%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
12.如权利要求11所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
13.如权利要求1所述的方法,其中该品系包括一个母系,并且相对于对照被确定增加该品系的遗传价值的对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,导致在大约5%到30%之间的对于该品系为雄性的子代的百分比。
14.如权利要求13所述的方法,其中对于该品系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
15.如权利要求1所述的方法,其中对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比在大约0到10%之间或者在大约90%到100%之间,并且任何产生的子代是子核或增殖者的成员。
16.如权利要求1所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪或仅仅一个雌性猪。
17.如权利要求16所述的方法,其中在多个交配亚型中的这些交配亚型的每一个包括来自该品系的仅仅一个雄性猪和仅仅一个雌性猪。
18.如权利要求1所述的方法,其中这些确定的百分比是使用随机性或确定性方法确定的。
19.一种增加猪的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
建立针对一个品系的多个交配亚型;
确定对于这些交配亚型中的每一个为雄性的子代的百分比、或对于这些交配亚型中的每一个为雌性的子代的百分比,该百分比相对于对照将导致在该品系中遗传价值增加;
将来自处于这些交配亚型之一中的雄性猪的精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个精子细胞亚群中的至少60%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群的精子细胞使来自处于这些交配亚型之一中的一个或多个雌性猪的一个或多个卵子受精,以实现相对于对照被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比或为雌性的子代的百分比。
20.如权利要求19所述的方法,其中被确定增加遗传价值的为雄性的子代的百分比、或者为雌性的子代的百分比相对于对照并不增加在该品系中的近亲繁殖。
21.如权利要求19所述的方法,其中在该对照中,大约50%的子代是雄性。
22.如权利要求19所述的方法,其中在该对照中,有待交配的所有雌性猪用未分选的精液样品进行授精。
23.一种增加在父系中的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
将来自该父系中的一个或多个雄性猪的一个或多个精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个亚群中至少60%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群使该父系中的一个或多个雌性猪授精,以实现在大约10%到35%之间的对于该父系为雄性的子代的百分比。
24.如权利要求23所述的方法,其中对于该父系为雄性的子代的百分比在大约15%到30%之间。
25.如权利要求23所述的方法,其中该品系属于遗传核、子核或增殖者。
26.如权利要求23所述的方法,其中该品系属于遗传核。
27.如权利要求23所述的方法,其中在带有X染色体或Y染色体的精子细胞亚群中的精子细胞的百分比选自下组,该组由以下各项组成:至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%和至少100%。
28.一种增加在母系中的遗传价值的方法,该方法包括以下步骤:
将来自该母系中的一个或多个雄性猪的一个或多个精子细胞样品分选为一个或多个精子细胞亚群,其中一个亚群中至少70%的精子细胞带有X染色体或Y染色体;并且
用该亚群使该母系中的一个或多个雌性猪授精,以实现在大约5%到30%之间的对于该母系为雄性的子代的百分比。
29.如权利要求28所述的方法,其中对于该母系为雄性的子代的百分比在大约10%到25%之间。
30.如权利要求28所述的方法,其中该品系属于遗传核、子核或增殖者。
31.如权利要求28所述的方法,其中该品系属于遗传核。
32.如权利要求28所述的方法,其中在带有X染色体或Y染色体的精子细胞亚群中的精子细胞的百分比选自下组,该组由以下各项组成:至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%和至少100%。
33.如权利要求1所述的方法,其中使一个或多个雌性猪授精包括使用通过一个或多个雌性猪的膜插入的深部宫内导管或针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群。
34.如权利要求33所述的方法,其中使用深部宫内导管向一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将所述精子细胞置入一个或多个子宫角中。
35.如权利要求34所述的方法,其中所述深部宫内导管包括一个视频摄像机或内窥镜。
36.如权利要求34所述的方法,进一步包括经由射线照相术或荧光透视使该深部宫内导管可视化同时插入所述母猪的生殖道中的步骤。
37.如权利要求34所述的方法,其中该亚群包含1x109个或更少的精子细胞。
38.如权利要求37所述的方法,其中该亚群为300x106个更少的精子细胞、150x106个或更少的精子细胞、140x106个或更少的精子细胞、100x106个或更少的精子细胞、70x106个或更少的精子细胞、50x106个或更少的精子细胞、或5x106个或更少的精子细胞。
39.如权利要求33所述的方法,其中使用通过该一个或多个雌性猪的膜插入的针向该一个或多个雌性猪的生殖道施用该亚群包括将该亚群注射到该一个或多个雌性猪的一个或多个输卵管中。
40.如权利要求39所述的方法,进一步包括经由一个腹腔镜或视频摄像机使插入到所述一个或多个输卵管中的所述针可视化的步骤。
41.如权利要求39中任一项所述的方法,其中该亚群包含1x106个或更少的精子细胞。
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