CN107105631A - 杂种乳牛和用于使杂种优势最大化的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于选择、产生和繁育杂种乳牛的系统，还描述了用于维持杂种牛群的方法。

Description

杂种乳牛和用于使杂种优势最大化的系统
背景
牛产业是高度专业化的，并且乳牛已被繁育来有效地生产大体积的牛奶。在2007年，美国乳牛群生产839亿kg(1850亿磅)牛奶，在1950年，生产526亿kg(1160亿磅)，但是在美国乳牛农场中仅存在约900万头奶牛—比1950年少约1300万头。
概述
本发明提供用于产生和/或维持高品质杂种(即，杂交繁育)乳牛群的技术。本发明还提供用于鉴定、表征和/或选择乳牛繁育原种公畜/公畜系和母畜/母畜系的技术。
在其他事项中，本发明涵盖用传统杂交技术鉴定问题来源，所述杂交技术尤其是基于F0个体或系自身的性能特征选择公畜/公畜系或母畜/母畜系(在本文中称为雄性和雌性“F0个体”或“F0系”)中的一种或两种的技术。例如，乳牛繁育领域中特别常见的是基于特定母畜个体或母畜系的产乳特征来选择母畜/母畜系。本公开涵盖的认识是，此类方法可能实际上未能选择对于创建杂种产乳动物最期望的F0个体或系。
此外，本发明涵盖的认识是，虽然杂交种显示基于基因选择的杂种优势和理想化性状，但是使用目前可用的策略难以在牛群内的后代中维持并再现此类性状。
在一些实施方案中，本发明提供包括以下步骤的方法：测定多种F1杂交种牛中每一种的成员；以及基于F1杂交种牛的性能选择F0牛作为繁育原种。
在一些实施方案中，基于性能选择F0牛包括基于F1牛优于两个F0的至少一个性能特征的水平或性质来选择。在一些实施方案中，基于性能选择牛的步骤包括检测与一种或多种性能特征的水平或性质相关的遗传标记(genetic signature)。
在一些实施方案中，F1牛是乳牛。在一些实施方案中，F1牛是乳牛雌性。在一些实施方案中，F1牛是肉乳牛(beef-on-dairy cattle)。
在一些实施方案中,本发明提供繁育牛的方法，所述方法包括：由雄性和雌性F0配子产生胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1子代的性能来选择的F0个体，所述先前的F1子代由来自所述F0个体的配子杂交产生，其中所述雄性和雌性F0配子来不同的品种。
在一些实施方案中，本发明提供产生F1动物群的方法，所述方法包括以下步骤：将由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生的F1胚胎植入多个宿主雌性牛中的每一个中，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
在一些实施方案中，本发明提供维持F1杂交种动物群的方法，所述包括以下步骤：将F1杂交种胚胎植入多个F1雌性乳牛中的每一个中，其中F1雌性乳牛中的每一个由第一“F1选择的杂交种杂交”产生，其中“F1选择的杂交”是涉及F0雌性配子与F0雄性配子的受精的杂交，其中：a)F0雄性和雌性配子是来自不同的品种；并且b)F0雄性和雌性配子中的一种或两种来自基于在相同个体或系的杂交中产生的先前F1子代的性能来选择的个体或系；其中每个植入的F1杂交种胚胎由第二F1选择的杂交种杂交产生。
在一些实施方案中，本发明提供维持杂交繁育的具有所需性状的杂种F1动物群的方法，其中具有所述F1性状的杂种状态通过基于F1性能选择的胚胎的胚胎转移来维持。
在一些实施方案中，所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雄性F0配子、雌性F0配子或雄性和雌性F0配子二者。在一些实施方案中，所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雄性F0配子。在一些实施方案中，所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中的相同个体的雄性F0配子。在一些实施方案中，所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雌性F0配子。在一些实施方案中，所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的系的雌性F0配子。
在一些实施方案中，所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自与所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的个体或系不同的个体或系的雄性或雌性配子。在一些实施方案中，不同的个体或系基于其F1子代的相对于所述第一F1子代选择的杂交种杂交中所用的相应F0个体或系的那些性能的改良性能来选择。
在一些实施方案中，本发明提供了还包括以下步骤的方法：测定由多个杂交产生的F1个体的一个或多个性能特征，所述多个杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的所述F0个体或系中的一种或两种的F0配子；将所测定的一个或多个性能特征与利用来自不同F0个体或系的F0配子的多个杂交产生的F1个体的那些性能特征进行比较，使得选择不同的个体或系作为期望的繁育原种个体或系。
在一些实施方案中，本发明提供雌性牛群，所述雌性牛群中的每一只孕育了由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生的F1胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
在一些实施方案中，本发明提供了包括以下的雌性牛群：多个F1动物，所述多个F1动物中的每一个由产生自F0雌性配子与F0雄性配子受精的F1胚胎产生，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
在一些实施方案中，本发明提供了包括以下的F1雌性牛群：多个F1动物，所述多个F1动物中的每一个由产生自F0雌性配子与F0雄性配子受精的F1胚胎产生，其中每个雄性F0配子来自相同F0个体，并且每个雌性配子来自相同F0家族内的雌性，其中所述F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的个体或家族，所述先前的F1个体由来自所述F0个体或来自所述F0家族的成员的配子杂交产生。在一些实施方案中，所述多个中的每个成员的特征在于优于任一F0的一个或多个性能参数水平的一个或多个性能参数水平。
在一些实施方案中，本发明提供多个胚胎，所述多个胚胎中的每一个由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。在一些实施方案中，胚胎在受精后冷冻以用于未来的植入。在一些实施方案中，胚胎由杂交繁育的F0牛的配子产生。
在一些实施方案中，本发明提供选择用作乳牛的繁育原种的F0公畜或公畜系的方法，所述方法包括以下步骤：测定由第一杂交产生的至少一个第一F1子代个体的至少一个性能属性，所述第一杂交是第一候选者F0公畜与特定F0母畜或母畜系的杂交；将所测定的至少一个性能属性与由参照杂交产生的至少一个第二F1子代个体的至少一个性能属性进行比较，所述参照是：参照F0公畜个体与特定F0母畜或母畜系的杂交；或特定F0公畜个体与第二F0母畜或母畜系的第二杂交，所述第二F0母畜或母畜系可与特定F0母畜或母畜系相同或不同；或至少一个不同候选者F0公畜个体与特定母畜或母畜系的杂交；以及选择至少一个F1子代个体在比较中显示出优越性的F0公畜候选者作为F0原种公畜或公畜系。
在一些实施方案中，本发明提供用于选择用作乳牛的繁育原种的F0母畜或母畜系的方法，所述方法包括以下步骤：测定由第一杂交产生的至少一个第一F1子代个体的至少一个性能属性，所述第一杂交是第一候选者F0母畜或母畜系与特定F0公畜个体的杂交；将所测定的至少一个性能属性与由参照杂交产生的至少一个第二F1子代个体的至少一个性能属性进行比较，所述参照是：参照F0母畜或母畜系与所述特定F0公畜的杂交；或所述特定F0母畜或母畜系与第二F0公畜的第二杂交，所述第二F0公畜可与所述特定F0公畜相同或不同；或至少一个不同候选者F0母畜或母畜系与特定公畜的杂交；以及选择至少一个F1子代个体在比较中显示出优越性的F0母畜或母畜系候选者作为F0原种母畜或母畜系。
在一些实施方案中，测定来自每个杂交的多个F1子代。
在一些实施方案中，潜在性能属性包括：产奶量、寿命、精液产量、首次产犊的年龄、体深、细胞计数、奶牛受胎率、乳形式、女儿产犊难易度(daughter calving ease)、女儿受孕率、女儿死胎、脂肪磅数、脂肪百分比、脚蹄评分、生育力、最终评分、足角度、前乳房附着、前乳头排列、小母牛受胎率、酮症、跛率和/或程度、运动、产奶年限(milk productivelife)、挤奶速度、蛋白质百分比、蛋白质磅数、后腿后观(rear view)、后腿侧观、后乳头排列、后乳房高度、育龄、耐寒性、耐病性(例如乳腺炎、子宫炎等)、臀角度、臀宽、体细胞评分、公畜产犊难易度、公畜死胎、大小、体高(stature)、体躯强度(strength)、乳头长度、乳房分隔(udder cleft)、乳房构造以及乳房深度。
在一些实施方案中，本发明提供了基于从F1牛测定的性能属性提供杂交种总性能指标的方法。在一些实施方案中，杂交种总性能指标以计算机可读格式来体现。在一些实施方案中，性能参数不被F0个体共享。在一些实施方案中，与F0个体或F0亲代两者相比，性能参数在F1中是优越的。
在一些实施方案中，杂交在一段时间内重复以调整F1子代的性能特征。
在一些实施方案中，本发明提供了操作业务的方法，所述方法包括以下步骤：由乳牛的选定F0种畜提供精液，所述F0种畜基于由先前的杂交种杂交产生的F1子代的性能来选择，在所述先前的杂交种杂交中来自所述选定F0种畜的精液使F0雌性配子受精。在一些实施方案中，精液主要包含具有一种性别或另一种性别的精子。在一些实施方案中，精液主要包含“雌性”精子。
在一些实施方案中，本发明提供了包括以下步骤的方法：收集由多个杂交中的每一个产生的F1子代的性能信息，在所述多个杂交中来自第一F0个体的配子与来自所述第一F0个体的具有相反性别的至少一个第二F0个体的配子杂交；以允许后来及时检索或分析的计算机可读格式存储所述性能信息。在一些实施方案中，收集性能信息的步骤包括收集多个不同杂交的性能信息，在所述多个不同杂交中来自所述第一F0个体的配子与来自多个不同的第二F0个体的配子杂交。在一些实施方案中，多个不同杂交在不同的时间点时执行。在一些实施方案中，所存储的性能信息与来自一个或多个杂交的性能信息进行比较，在所述一个或多个杂交中来自与第一F0个体具有匹配性别的第二F0个体的配子与来自具有相反性别的至少一个第二F0个体的配子杂交。在一些实施方案中，来自所述匹配性别第二F0个体的配子与来自至少一个相反性别第二F0个体的配子杂交的所述杂交中的至少一个涉及来自至少一个相反性别F0个体的配子，所述至少一个相反性别F0个体与已经与来自所述第一F0个体的配子杂交的个体相同。
在一些实施方案中，本发明提供了包括以下步骤的方法：使用体外受精(IVF)来产生雌性乳牛的杂交种胚胎。在一些实施方案中，F1牛是基于性能选择的F0的杂交种。在一些实施方案中，用于产生杂交种胚胎的品种选自以下：荷斯坦-弗里赛牛(Holstein-Friesian)、瑞士褐牛(Brown Swiss)、格恩西牛(Guernsey)、爱尔夏牛(Ayrshire)、娟珊牛(Jersey)、红白牛(Red&White)、乳用短角牛(Milking Shorthorn)、兰德尔牛(Linebackers)、荷兰白带牛(Dutch Belts)、Burlina、白俄罗斯红牛(Belarus Red)、白带盖勒韦牛(Belted Galloway)、加拿大牛(Canadienne)、卡罗拉牛(Carora)、丹麦娟珊牛(Danish Jersey)、弗兰克斯顿红牛(Frankeston Red)、德国黑杂色牛(German blackpied)、格罗兰多牛(Girolando)、伊拉瓦拉牛(Illawarra)、缪斯-莱因-以谢尔牛(Meuse-Rhine-Issel)以及古巴西波涅牛(Siboney de Cuba)。
在一些实施方案中，本发明提供了包括以下步骤的方法：将乳牛繁育至杂交种指标。
在一些实施方案中，F0雌性配子中的全部均来自相同的F0雌性个体，F0雄性配子中的全部均来自相同的F0雄性个体或两者。
在一些实施方案中，受精在体外执行。在一些实施方案中，受精在体内执行。
附图简述
图1描绘了常规的自然配对杂交繁育策略。特别地，此图说明了用于追求杂种优势的三品种和双品种轮作策略。参考此图可以看出，杂交优势在第一杂交中最大，并且两个方案均未再次达到这种水平。所描绘的两个策略均未能产生和维持F1动物(即50/50 NRF/H动物)群。此外，由染色体的交换和/或分离引起的并发症可导致所述策略中由串联配对产生的子代的特征的显著不均匀性。
图2A-D展示了如图1所示在配对期间发生的染色体分离和交换事件。图2A描绘了在由荷斯坦牛和娟珊牛杂交产生的F1杂种动物的体细胞中发现的代表性染色体对。F1杂种是均匀的：每个染色体对具有来自两位创始者品种亲代的50/50的贡献。因此，两个创始者品种在F1基因组中以相同比例体现。在奶牛间，两个创始者品种在每个染色体上以相同比例体现。此外，染色体对内的每个单独染色体均100％来自一个创始者品系。图2B展示了体细胞染色体在图2A中有所描绘的F1杂种动物的配子的代表性染色体组成。可以看出，在配子产生期间发生的交换事件可导致单独染色体的来自两个相应创始者染色体中的每一个的贡献百分比不同。这些交换事件导致编码性状的混乱，并且因此使预测在下一代中如何表达性状以及表达哪些性状的努力复杂化。图2C和2D展示了这种挑战，具体描绘了使图2B的配子与第三品种的配子配对的结果。如图2C所示，无论是来自单一动物还是不同F1动物，每个卵均将具有来自两个品种的单倍型的独特混合物。平均来说，它们是均匀的，但是作为个体，它们都是独特的。例如，图2D展示了3个不同的预期“替代”个体，其为图2A-2C中所示的F1x第三品种杂交的子代，并且其全部基因组贡献均为25％创始者品系1、25％创始者品系2以及50％第三品种，但是显然具有完全不同的遗传组成，并且因此具有不同的性状和特征。这种复杂性在随后的杂交中增加，使得几乎不可能通过所述常规配对策略来维持F1杂种性状。
图3概括了用于基于本公开的实施方案向乳牛客户提供有价值的产品和服务的发明系统。所描绘的系统的组分包括：1)双系繁育系统；2)测试系统；3)IVF和ET转移服务；以及4)销售力量。
定义
为了更加容易地理解本发明，以下对某些术语进行定义。本领域技术人员将理解，某些术语的定义可以在本说明书的其他地方提供，并且/或者将从上下文中显而易见。
等位基因：如本文所用，术语“等位基因”是指特定多态性基因组基因座的两个或更多个现有遗传变体之一。
大约：如本文所用，当应用到一种或多种目标值时，术语“大约”或“约”是指类似于规定的参考值的值。在某些实施方案中，术语“大约”或“约”是指在所说明的参考值的任一方向上的(大于或小于)25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更小范围内的值范围，除非另外说明或以另外的方式从上下文显而易见(除了这样的数值将超过可能值的100％)。
人工受精(AI)：如本文所用，术语“人工受精(AI)”是指借助于人来将精液引入雌性牛的子宫以实现受孕。在许多实施方案中，AI用于繁育，例如使得该术语涵盖所得的受孕(或旨在)。在一些实施方案中，用收集的精液进行AI。在一些实施方案中，用提取的精液进行AI。在一些实施方案中，用已经处理的精液进行AI；例如，在一些实施方案中，精液的性别已被分选，使得其仅富集仅具有一种性别的精子。本领域技术人员将理解，除非另外明确指示，否则术语“AI”不涵盖胚胎转移程序，在所述胚胎转移程序中，例如将精液引入奶牛以产生用于转移的胚胎。
常染色体：如本文所用，术语“常染色体”是指不包括X和Y性染色体的任何染色体。
品种：如本文所用，术语“品种”是指具有共同祖先和/或共享不被其他品种的牛共享的某些可区分性状的一组牛。本领域技术人员熟悉品种标准和/或特征。在许多实施方案中，特定品种通过使特定鉴定的一个或多个亲代(例如，特定的父亲与特定的母畜或来自特定的母畜系的任何一个人)与另一个亲代配对来生产和/或维持。
染色体：如本文所用，术语“染色体”是指真核细胞核中具有相关蛋白质的DNA的线性分子，所述线性分子携带基因并且在遗传信息的传递中发挥作用。
可比较：术语“可比较”在本文中用以描述彼此足够类似以允许比较获得的结果或观察到的现象的两组(或更多组)条件、情况、个体或群体。在一些实施方案中，多组可比较条件、情况、个体或群体的特征为多种大致上相同特征和一种或少数不同特征。本领域普通技术人员将了解多组情况、个体或群体在特征为以下时是彼此可比较的：足够数目和类型的大致上相同特征以保证得出以下合理结论：在不同组情况、个体或群体下或用不同组情况、个体或群体获得的结果或观察到的现象的差异是由那些不同特征的变化引起或指示那些不同特征的变化。本领域技术人员将理解，本文所用的相对语言(例如，增强、激活、减少、抑制等)通常是指在可比较条件下进行的比较。
杂交种：如本文所用，术语“杂交种”是指由作为不同品种或种类的牛的单独牛的配子产生的牛。通常在乳牛养殖中执行杂交繁育以产生与亲代品种相比更健康、更多产的牛。杂交繁育是来自不同品种或品系的动物进行有意配对；在许多实施方案中，杂交繁育被设计来利用如同生产、生育力和寿命的特征的杂交优势(杂种优势)。在一些实施方案中，本公开涵盖的见解是，可利用通常未用于乳牛业中的与人工受精和/或体外受精有关的最新发展，以便能够实现和/或提供关于产生和/或维持如本文所述的乳牛杂交种系的某些优势。如本文所述，特别感兴趣的杂交种牛是杂种牛，在所述杂种牛中50％的牛体细胞染色体来自一个品系或系，并且50％来自不同的品系或系(即，通过使来自彼此不同的第一品系/系和第二个品系/系的F0个体杂交来形成。然而，本领域普通技术人员将理解，在一些实施方案中(从上下文中显而易见)可使用术语“杂交种”来指基因组因为杂交而不是100％来自任何单一品种的任何个体。二倍体细胞：如本文所用，术语“二倍体细胞”是指具有每个常染色体的同源对，具有每个常染色体遗传基因座的两个拷贝(2n)的细胞。
胚胎：如本文所使用的，术语“胚胎”是指准备用于立即植入雌性牛内或存储用于最后植入雌性牛内的受精卵母细胞(卵)。
F1：如本文所用，术语“F1”是指通过使来自不同品种或系的牛的两个F0个体杂交产生的子代牛。F1牛也被称为“杂种”，并且其特征在于其50％的体细胞染色体来自第一品系或系(即，F0个体中的一个的品系或系)，并且50％来自与第一种不同的第二品系或系(即，另一个F0个体的品系或系)。
F0：如本文所用，术语“F0”是指经杂交以产生F1杂种牛后代的亲代牛。
配子：如本文所用，术语“配子”用于指具有单倍体数目的染色体的生殖细胞(例如，精子或卵母细胞)，特别是能够与异性配子融合以产生受精卵的成熟精子或卵。配子通过减数分裂过程来产生。
基因：如本文所用，术语“基因”是指染色体中编码产物(例如RNA产物和/或多肽产物)的DNA序列。在一些实施方案中，基因包含编码序列(即编码特定产物的序列)；在一些实施方案中，基因包含非编码序列。在一些特定实施方案中，基因可包含编码序列(例如，外显子)和非编码(例如，内含子)序列。在一些实施方案中，基因可包含例如可以控制或影响基因表达的一个或多个方面(例如，细胞型特异性表达，诱导型表达等)的一种或多种调节元件。
基因组：如本文所用，术语“基因组”是指由染色体的完整DNA序列表示，由单独生物体或细胞携带的总遗传信息。
基因组谱：如本文所用，术语“基因组谱”是指基因组内含有的总信息的代表性子集。通常，基因组谱含有在一组特定的多态基因座组处的基因型。在一些实施方案中，基因组谱可与表示例如特定动物、系、品种或杂交种群体的特征的特定特征、性状或其集合相关。
基因型：如本文所用，术语“基因型”是指给定细胞或生物体中给定遗传基因座或相关基因座组处的等位基因的二倍体组合。纯合受试者携带相同等位基因的两个拷贝，并且杂合受试者携带两个不同等位基因。在具有两个等位基因“A”和“a”的基因座的最简单情况下，可形成三种基因型：A/A、A/a和a/a。
基因分型：如本文所用，术语“基因分型”是指用于区分一个或多个明确定义的基因座处的个体基因型的实验、计算或观察方案。本领域技术人员将意识到可有用地且有效地执行基因分型的各种技术。在一些实施方案中，基因分型涉及核酸或核酸序列的直接检测。在一些实施方案中，基因分型涉及例如通过检测或分析与核酸或核酸序列的存在相关的代理标记或事件来间接检测核酸或核酸序列。
单倍体细胞：如本文所用，术语“单倍体细胞”是指具有染色体的单一组(1n)染色体—体细胞数目的一半的细胞。
小母牛：如本文所使用的，术语“小母牛”是指尚未产生任何小牛的雌性牛。
杂种：如本文所用，术语“杂种”是指因为使来自不同品种或不同系的牛的雄性和雌性配子杂交而产生的牛。因此，通常，杂种的50％常染色体基因组(例如，体细胞基因组)来自第一品种/系，并且50％来自第二品种/系。如本文所述，特别感兴趣的是50％体细胞染色体来自第一品种并且50％来自第二品种的杂种。
体外受精(IVF)：如本文所用，术语“体外受精”是指在活牛外使卵受精的方法。IVF是使卵在体外由精子受精的过程(即，体外，其在字面上翻译成“在玻璃中”，但是在本领域中被理解成是指例如在实验室或其他人工环境中执行的过程)。在一些实施方案中，IVF过程可涉及监测和/或刺激雌性的排卵过程、从雌性的卵巢中移除一个或多个卵母细胞(一个或多个卵)，和/或在实验室中(例如，在流体培养基中)使精子和卵母细胞彼此接触以实现受精。在一些实施方案中，IVF涉及在生长培养基中培养受精卵(接合子)和/或将其植入雌性的子宫中或将其存储以用于未来的分析和/或植入。在一些实施方案中，IVF可涉及对受精卵的特定所需属性(例如性别)进行分类。
系：如本文所用，术语“系”是指起源于通过选择性繁育来研发和维持的共同祖先亲代的牛的品系。
配对：如本文所用的术语“配对”是指导致通常由两个相反性别的配子形成胚胎的过程。在一些实施方案中，配对涉及自然配种(natural service)。在一些实施方案中，配对涉及人工受精。在一些实施方案中，配对涉及IVF。在本文描述的许多实施方案中，配对用于产生杂种子代。在许多实施方案中，配对用于产生杂交种子代。
自然配种：如本文所用，术语“自然配种”是指没有人工受精或基于IVF的技术的情况下使雄性和雌性配对的传统牛繁育。
表型：如本文所用，术语“表型”是指由细胞或生物体显示的性状或一类或一组性状。在一些实施方案中，特定表型可与特定等位基因或基因型相关。在一些实施方案中，表型可以是离散的；在一些实施方案中，表型可以是连续的。
单核苷酸多态性(SNP)：如本文所用，术语“单核苷酸多态性”或“SNP”是指基因组中替代性碱基已知将一个等位基因与另一个等位基因区分开来的特定碱基位置。在一些实施方案中，一个或几个SNP和/或拷贝数多态性(CNP)足以将复杂遗传变体彼此区分开来，使得出于分析目的，一个或一组SNP和/或CNP可被认为是表示特定变体、性状、动物、系、品种、杂交种或其集合的特征。在一些实施方案中，一个或一组SNP和/或CNP可被认为是定义特定变体、性状、动物、系、品种、杂交种或其集合。
基本上：如本文所用，术语“基本上”是指展现总体或接近总体范围或程度的目标特征或特性的定性情况。生物领域的普通技术人员将了解生物和化学现象很少(如果曾发生)达到完全和/或进行至完全或达成或避免绝对结果。因此，本文使用术语“基本上”来获得在许多生物现象和化学现象中固有的潜在完全性缺乏。
性状：如本文所用，术语“性状”是指可检测的个体属性。通常，特定性状的表达可完全或部分地受个体遗传组成影响。在一些实施方案中，性状表示特定个体、系、品种或杂交种的特征，例如因为可依赖(单独地或作为集合的一部分)其来将所述个体、系、品种或杂交种与其他个体、系、品种或杂交种区别开来。
某些实施方案的详述
乳牛
追溯到公元前6,500的驯养牛遗骸已经在土耳其找到，并且近东的其他地区也接近了此时代。一些当局确定早在10,000年前就驯养了牛，并且其他几乎是所述时间量的一半。早期的牛用作三重目的。它们向其主人提供肉、牛奶和劳动。最终，它们的劳动/初始目的(draft purpose)主要被马和机械所代替，因此它们被更多地选择用于单一目的或在一些情况下是双重目的(牛奶和肉)。
在1800年前，爱尔夏牛品种起源于苏格兰的艾尔郡。爱尔夏牛是中型牛，并且在成熟时重量应超过1200磅。它们是适应所有管理系统的强壮、粗野的牛，所述所有管理系统包括在具有自由摊位和挤奶厅的乳牛农场处理的小组。爱尔夏牛在乳房构造方面优异，并且不会经受过多的脚蹄问题。几乎没有其他品种可与爱尔夏牛在不利的饲养或气候条件下发声及为自己觅食的能力相匹。爱尔夏牛在牧场条件下将比其他主要乳牛品种表现更好，当牧场贫瘠时，它们需要较少粮食来使其保持在空气条件中(C.H.Eckles，Dairy Cattle andMilk Production，1923)。地势的崎岖和本土的不利气候条件导致了对使其适应不太理想条件的那些耐性点的选择。这些性状使爱尔夏牛成为杰出的商业乳牛。
爱尔夏牛是一种中等乳脂品种。在官方乳牛群改良注册(DHIR)测试中所有爱尔夏牛的实际平均数为：在3.9％测试的情况下，每年超过12,000磅牛奶。爱尔夏牛响应于良好管理和饲养实践，并且单独艾尔郡群的平均数高达每年17,000磅牛奶和700磅乳脂。高产的爱尔夏牛在其哺乳期间通常超过每年20,000磅牛奶。
使爱尔夏牛吸引商业乳牛场主的其他性状包括爱尔夏小牛的活力。它们强壮，并且易于饲养。爱尔夏牛不具有将降低胴体价值的黄色牛脂特征，所以爱尔夏公牛小牛可作为阉牛来有利地饲养。
格恩西牛因生产具有高浓度β-胡萝卜素的高乳脂、高蛋白质牛奶而闻名。具有中间大小的格恩西牛生产高品质的牛奶，同时与更大乳牛品种相比，所生产的每磅牛奶少消耗20％至30％的饲料。它们还因具有较小的预计产犊间隔而闻名，并且与较大品种相比，具有较年轻的第一牛犊小母牛的平均年龄。格恩西牛的其他有吸引力的特征是它们缺乏任何已知的不良遗传隐性及其对较暖气候变暖适应性。
格恩西牛还是优异的食草动物。奶牛用于基于牧场的产奶。由于其放牧能力、性情温和、产犊难易度以及与其他品种相比用较少饲料有效生产牛奶的能力，其为密集放牧的理想候选者。乳制品生产者可以实现利润潜力，同时降低管理成本。
来自1992年期间在美国格恩西牛协会的DHIR计划中登记的畜群的数据显示，在同等的基础上，品种平均数为每年14,667磅牛奶、659磅乳脂和510磅蛋白质。
在遗传上，现今的格恩西牛与公元960年的格恩西牛大不相同。由于人工受精(不通过自然手段来将精液引入母畜的过程)的出现和商业化，特定公牛可繁衍成千上万的后代。这种遗传改良已经由前进性、进取性年轻公畜计划来产生。年轻公牛的精液分布在整个格恩西牛群体中，直到公牛有足够大的女儿群体，以至于它们后代的品质是可预测的。作为已被证实的公牛，这些公畜可能在高达400个畜群中具有多达1,500个女儿。然而，可用公畜的列表每六个月更新一次。届时，增加了遗传学优越的新公牛，并且年长公畜失去其“活跃”地位。这确保了改良格恩西牛健康遗传基础的品种广泛的努力得以继续。
荷斯坦奶牛起源于欧洲。这种品种的主要历史发展发生在现在的荷兰，并且更具体地说，发生在两个北部省份：位于须德海两边的北荷兰省和弗里斯兰省。原始原种为Batavians和Friesians的黑色动物和白色动物，所述Batavians和Friesians是在大约2,000年前定居在莱茵三角洲地区的移居欧洲部落。多年来，荷斯坦牛经繁育和严格剔除，以获得将最佳利用草地的动物，所述草地为地区的最丰富资源。这些动物的杂合演变成有效、高产的黑白奶牛。
健康的荷斯坦牛犊在出生时重量90磅或更多。成熟的荷斯坦奶牛的重量为约1500磅，并且站立的肩高为58英寸。荷斯坦小母牛可在15个月龄时，在它们重量为约800磅时繁育。期望荷斯坦牛雌性在24与27月龄之间首次产犊。荷斯坦牛受孕期为大约9个月。虽然一些奶牛可活得相当长，但荷斯坦牛的正常生产年限为六年。在1987年在美国官方生产测试计划中登记的所有荷斯坦牛的平均生产为每年17,408磅牛奶、632磅乳脂和550磅蛋白质。
娟珊牛品种起源于泽西岛，即英吉利海峡中邻近法国海岸的英国小岛。娟珊牛是最古老的乳牛品种之一，已被当局报告为持续近六个世纪纯种的。所述品种早在1771年就在英国闻名，并且因为其牛奶和乳脂生产而被视为是非常有利的。
适应广泛的气候和地理条件，杰出的娟珊牛群从丹麦至澳大利亚和新西兰、从加拿大至南美洲，以及从南非至日本均有所发现。它们是优异的食草动物，并且在密集放牧计划中表现良好。与较大品种相比，它们更耐热。与其他品种相比，平均重量为900磅的娟珊牛每磅体重产生更多磅的牛奶。大多数娟珊牛在每次哺乳期产生远远超过其体重13倍的牛奶。
美国娟珊牛更多地因生产而非因美丽而著名。由此描述提及的牛通常较大、有点粗糙，并且已经为适合牛奶和乳脂生产的那些品质繁育了多年。毫无疑问，对产奶的另外强调以及对乳脂生产的较少强调导致普遍接受具有较大大小和规模的泽西奶牛。与先前带给美国的许多娟珊牛相比，最近的娟珊牛进口一直由较大的牛组成。它们后代不但已经在类型方面可以接受，而且已经被有利地用于改良生产。
世界上最古老的公认品种之一，短角牛起源于英格兰东北部的Tees河峡谷。乳用短角牛品种在所有品种中是最通用的，并且这是其最大属性之一。这些温顺的奶牛在每次哺乳期均有效地生产大体积的营养牛奶，并且在它们的长生产生命终于结束时足够大，使得具有高的残余价值。此外，它们的每年定期产犊间隔出生的健康犊牛在出生时生气蓬勃、生长迅速，并且未保持繁育原种的那些牛和畜群替代使有效收益和暂停成为非常期望的分级胴体。品种的其他属性包括产犊难易度、管理难易度和生产经济，特别是关于家庭生产的粗饲料和草。
白俄罗斯红牛(Belarus Red)，也被称为白俄罗斯红牛(Byelorussian Red)、Krasnaya belorusskaya和Krasnobelorusskaya，是一个俄罗斯乳牛品种。所述品种已经通过与昂格尔恩红牛(Angeln Red)、德国红牛(German Red)、波兰红牛(Polish Red)、丹麦红牛(Danish Red)、爱沙尼亚红牛(Estonian Red)、拉脱维亚褐牛(Latvian Brown)杂交来改良。它们在白俄罗斯是常见的，主要在格罗德诺和明斯克附近。它们因其寿命和不高的饲养要求而著名。
白俄罗斯红牛的外观的特征在于以下特征。头部长度中等、不宽、长脸。无角(poll)是显著的。角具有中等大小。颈部瘦，且具有中等长度。马肩隆(wither)不陡，偶尔分裂。胸部具有中等深度，足够宽。背部水平，略窄。腰部长且水平，具有中等宽度。身体中部发育良好。腹部宽大，不下垂。臀部水平，略凸起。后躯(hindquarter)具有中等长度和宽度，臀部突出。腿部较瘦，多骨，不长，设置恰当。有时候腿部张开或弓曲。乳房的体积中等、腺性、杯状或略圆。乳头为圆柱形，具有中等大小。皮肤薄，有弹性，可移动。骨骼轻且强壮。肌肉发育适度。构造和谐紧凑；构成精致。
许多人认为现代白俄罗斯红牛的潜力尚未完全实现。在1981年在繁育场评估的白俄罗斯红牛原种的平均产奶量为2557kg，3.69％脂肪；在最佳农场中，为3053kg，3.62％脂肪。在格罗德诺地区的Vasilishkovski繁育中心的畜群中，1982年的平均产奶量为2507kg，3.73％脂肪。近年来，此群和Shchuchin实验站中的若干组牛平均为4514kg牛奶，4.08％脂肪。奶牛Vyetv 2016在其第4个哺乳期内生产了5986kg牛奶、3.91％脂肪和3.70％蛋白质；Malta在其第3个哺乳期内生产了6056kg牛奶，4.55％脂肪；Volna在其第4个哺乳期内生产了5906kg，4.85％脂肪。
白俄罗斯红牛的牛肉和肥育品质令人满意：在有利的繁育和管理条件下，年轻原种显示出高生长率和早熟。所述该品种包括6个基线和2.'D个家族。为了保护这些牛，已经建立了保存群，并且已经建立了所有基线的最佳公畜的冷冻精液库。用于白俄罗斯红牛改良的繁育计划旨在提供用于纯种的以下参数：成熟奶牛的活重应为500-540kg，每次哺乳期的产奶量应为4500-5000kg，脂肪含量为4.0-4.2％，并且蛋白质含量不小于3.6％。
白带盖勒韦牛是起源于苏格兰南部西侧的盖勒韦的牛的遗产食用牛品种，适于生活在所述地区的贫瘠山地牧场和狂风肆虐的沼泽地。所述品种的确切来源尚不清楚，尽管通常推测，将这些牛与本地黑盖勒韦牛区分开来的白带可能是因为与荷兰Lakenvelder白带牛的杂交繁育。正是带给予它们的名字。白带盖勒韦牛(或Belty)主要是为了其优质五花牛肉而饲养，虽然它们有时由于其醒目外观而被挤奶且购买来装饰牧场。
盖勒韦牛是天然无角的。白带盖勒韦牛的特别可见特征是其长毛层(hair coat)和完全包围身体的宽阔白带。其粗糙外层有助于摆脱雨水，并且其柔软下层提供绝缘和防水，使所述品种在室外愉快地越冬。黑带是最显著的，但是暗褐色和红色带也被品种学会所认可，后者比较稀少，并且受到追捧。如果雌性白带盖勒韦牛除了带之外还在假蹄上具有白色，则其不能在畜群名册中注册，但可在附录中注册。如果公牛除了带之外没有其他白色，则其仅可在畜群名册中注册。
公牛的重量为1,700磅(770kg)至2,300磅(1045kg)，平均数为1,800磅(820kg)。奶牛的重量为1,000磅(450kg)至1,500磅(675kg)，平均数为1,250磅(565kg)。小牛的重量通常为40磅至60磅。
白带牛通常具有安静的气质，但仍然维持着强大的母性本能，并且将保护牛犊免受感知到的威胁。白带牛良好地适于粗牧场，并将利用其他品种将回避的粗糙草。它们能够在不太理想的牧场上维持良好状态，并仅依靠草来生产高品质牛肉产品。肉类动物研究中心(MARC)的USDA周期IV种质评估计划显示，与其他11个品种相比，盖勒韦牛杂种处于风味、多汁和柔软的图表的首位。
瑞士褐牛是每年生产第二大牛奶量(超过9,000kg(20,000磅))的乳牛品种。牛奶平均含有4％乳脂和3.5％蛋白质，使得它们的牛奶非常适于生产乳酪。瑞士褐牛因受孕期长、大小巨大、耳朵大、毛茸茸，以及气质极其温顺而闻名。无论如何，瑞士褐牛是相当反弹的牛品种；它们是耐受性的，并且能够用很少护理或饲料维持生活。
瑞士褐牛起源于瑞士阿尔卑斯山的斜坡；因为它们在这种恶劣气候下繁育，所以它们耐受热、冷和许多其他常见的牛问题。
挪威红牛(Norwegian Red)(挪威语：Norskfe)是挪威研发的乳牛品种。通常缩短为简单的NRF，它具有红色和白色或黑色层。挪威红牛因其耐性和其牛奶的丰富性而著名。
挪威红牛(NRF)是已被选择用于广泛繁育目的的乳牛品种，越来越多地强调功能性状，如健康和生育力。在20世纪60年代，NRF—挪威红牛通过乳牛品种与几个斯堪的纳维亚品种(包括挪威红白牛、特隆赫姆红牛(Red Trondheim)和无角红牛(Red Polled)等)杂交来研发。到20世纪70年代中期，它成为其本土的优势品种，占牛群的98％。精液也经常出口到北美，以与美国乳制品业的荷斯坦牛杂交繁育。Geno Breeding和A.I.协会，挪威乳牛场农民所拥有的合作组织是挪威红牛的繁育组织。
最佳畜群的生产超过10,000公斤(22,000磅)，最高奶牛挤奶多于16,000公斤(35,000磅)。生长性状也被纳入指标中，并且用于子代测试的年轻公畜的生长率为大约1.4kg/天。完全成熟的牛的活重高达600公斤(1,300磅)。
自1978年以来，健康性状已被纳入净价值指标中。目前，乳腺炎和其他疾病(特别是酮症)被纳入繁育计划中。虽然这些疾病是低遗传度性状，但是基于大量女儿的子代测试提供了具有高精度的选择指标。用于乳腺炎的子代测试当前是基于大约300个女儿。
挪威红牛可能是无角的或有角的。目前，在挪威的50％小牛生来无角(在遗传上无角)。近几年，对无角优异公畜之后的无角儿子的系统选择已经增加了无角动物的频率。预计挪威红牛(NRF)品种将在未来20-25年内成为无角品种。
常规乳牛畜牧业
畜牧业是为了利润而由人对家畜进行的管理和护理，其中被认为对人有利的遗传品质和行为得以进一步发展。所述术语可以指选择性繁育和饲养牲畜以促进用于效用、运动、愉悦或研究的动物的期望性状的实践。
畜牧业通过将久享盛名的实践和现代科学知识融入到提供动物福祉并提供安全有效的动物管理和处理的系统中，结合了饲养动物的艺术和科学。畜牧业实践随着科学家、农业专家和与动物有关的其他人学习新技术或逐步淘汰不再需要或不再适当的那些技术而变化。畜牧业实践的范围为将牛去角以防止对畜群伴和农场工人的伤害，以及用于圈养牲畜、提供充足营养以及设计繁育策略的方法。
诸如人工受精和胚胎转移的技术已得以研发，并且可用于促进繁育。例如，因为此类技术允许母畜携带不同于自己的胚胎，所以它们可以用于确保来自特定高品质母畜(或母畜系)的大量胚胎可植入较低品质的替代者中，从而扩大了可由高品质母畜产生的子代数目。这种实践可极大增加可由对最佳品质亲代动物的小小选择来产生的后代的数目。然而，如本文所讨论的，此类技术通常尚未与乳牛一起使用。在其他事项中，它们通常被认为太贵而不能保证与乳牛一起使用。而且，在一定程度上，它们倾向于扩增畜群内的特定遗传性状，它们降低畜群内的遗传多样性，增加了某些疾病爆发的严重性以及其他风险。在其他事项中，本发明涵盖的见解是，与常规方法相比，此类技术特别在与杂交繁育策略结合时可在乳牛畜牧业方面提供显著优势。
一般来说，本公开涵盖的认识是，当前的乳牛养殖已成为投资回报非常低的高风险业务。存在极少的错误或额外支出的余地。在其他事项中，奶牛-牛犊对雌性的替代操作的成本是显著的。特别是在您认为现在做出的决定将影响您的经营多年时，选择替代雌性是具有挑战性的。因此，乳牛场农民必须设法使支出和资源尽可能有效。理想上，乳牛场农民需要使产奶最大化，并设法保证一代代稳定的高产奶。
常规繁育原种的选择
在常规的繁育乳牛的畜牧业方法中，乳制品生产者具有可用来进行公畜选择决策的众多信息输入。例如，可计算例如生产(牛奶和牛奶组分)、健康/适合性以及类型的广泛类别中的各种性状的预测传播能力(PTA)。而且，每3个月，美国农业部的动物改良计划实验室(AIPL)发布用于乳牛公牛和奶牛的最新USDA-DHIA(乳牛群改良协会)遗传评估。评估乳牛的牛奶、脂肪和蛋白质产量、生产年限长度和体细胞评分(乳腺炎的指示)的性状。评估程序组合来自所评估动物的所有已知雌性亲属的信息，以及来自动物自身(在牛的情况下)的信息。此外，常规地评估许多类型或构造性状。AIPL计算对各种品种的类型的遗传评估，并且许多品种协会提供他们自己的指标或用于评估某些品种相关性状的其他策略。
性状通常基于其相对经济权重组合成指标。例如，由USDA AIPL计算的净价值指标(NM$)基于与现今乳制品生产者相关的收入和支出来估算终身利润，并表示为美元值。NM$中纳入的性状包括：蛋白质(磅)、脂肪(磅)、生产年限、体细胞评分、乳房综合、脚/蹄综合、体型综合和女儿受孕率。产犊能力也被纳入对荷斯坦牛和瑞士褐牛进行的NM$计算中。并入荷斯坦牛的产犊能力中的性状是女儿死胎、配种(service)公畜死胎、女儿产犊难易度以及配种公畜产犊难易度。仅两种产犊难易度性状可用于纳入瑞士褐牛的产犊能力值中。
由各种乳牛品种协会研发的选择指标通常反映出由其各自主管董事会确定的遗传目标。美国爱尔夏牛繁育者协会使用生产类型指标(PTI)作为爱尔夏公牛的排名工具。此指标说明蛋白质、脂肪、类型、女儿受孕率、乳房深度和体细胞评分。前进性性能排名(PPR)是瑞士褐牛协会所用的选择指标。PPR中纳入的性状是蛋白质、脂肪、体细胞评分、生产年限、脚蹄综合、乳房综合和女儿受孕率。由美国格恩西牛协会研发的选择指标是生产型指标(PTI)。PTI中组合的性状是：蛋白质、脂肪、类型，乳房综合、脚蹄综合、生产年限、女儿受孕率、体细胞评分和体躯强度。美国荷斯坦牛协会计算总性能指标(TPI)。它包括以下性状：蛋白质、脂肪、类型、乳房综合、脚蹄复合、女儿受孕率、生产年限、体细胞评分、女儿产犊难易度、女儿死胎和乳形式。由美国娟珊牛协会所用的娟珊牛性能指标包括由以下性状：蛋白质、脂肪、功能性状指标、生产年限、体细胞评分和女儿受孕率。功能性状指标是基于所有类型性状的公牛/奶牛PTA。
使用选择指标可以是在选择繁育原种时考虑几个性状的有效方式。常规畜牧业策略通常依赖于选择指标，以特别地选择配种公畜。
常规公畜选择策略
繁育原种公畜和母畜系通常基于其大小和生育力来选择。配对以及配种雌性的先前成功均通常用于选择公畜和/或母畜系的性状。
此外，知道相对于其他活跃公牛的配种公畜排名通常被认为有助于确定公畜是否满足特定畜群的遗传目标。选择指标可特别用于监测此类排名。为了使用选择指标使遗传改良最大化，通常建议，用于给定畜群的配种公畜的平均数在80％或以上。
在常规公畜选择原则下，雄性的公畜(SM)代表被选为下一代年轻公牛中的公畜的最优异雄性。这组是基于估算繁育值(EBV)或基因组估算繁育值(GEBV)选择来选择，并且通常包括向销乳牛场农民营销精液的雄性中的<5％。这些公牛通常被称为“儿子公畜”。
根据这些相同的常规公畜选择原则，雌性的公畜(SF)代表已经基于EBV或GEBV选择并且精液被用于繁育一般群体并为商业农场生产替代雌性的较大雄性组。这些公牛通常被称为“活跃AI公畜”。
常规母畜选择策略
在繁育乳牛的常规畜牧业方法中，繁育原种母畜或母畜系通常基于其产奶能力及其生育力来选择。
在常规母畜选择原则下，雄性的母畜(DM)代表基于EBV或GEBV选择并且通常跻身于群体的前1％之中的优异雌性组。这些奶牛通常出于产生公牛小牛的目的而与来自SM组的优异公牛配对，并且它们通常被称为“公牛母亲”。
根据这些相同的常规母畜选择原则，雌性的母畜(DF)代表主要用于生产牛奶而非繁育原种的大雌性群体。通常被称为“商业奶牛”的这些奶牛通常与来自SF组的公牛配对，以启动哺乳，从而产生下一代替代小母牛。
已知的杂交繁育益处
畜牧业的实践者清楚地意识到，许多优势通常用杂交繁育而得以观察，良好地记载，并且可对净回报具有很大影响。杂交优势(杂种优势)和品种互补性是由适当规划的杂交繁育计划实现的主要益处。具体地，杂交优势是指在杂交种杂种子代中观察到的性能或功能的增加，所述增加高于基于后代的亲代所预期的增加。品种互补性允许繁育者利用不同品种的长处，因为没有单一品种在影响盈利能力的所有性状方面均优异。
如果在杂交的两个品种之间存在足够的遗传差异，则可观察到关于任何健康或生产性状的杂交优势。如果品种1与品种2杂交，则后代中所见到的超过两个品种性状的平均值的增加益处为杂交优势效应。杂交优势效应可在品种之间变化，但还可在所影响的性状内变化。
母系杂交优势是通过使用杂交繁育牛与直繁育母牛来实现的优势。研究已经显示，杂交种杂种母牛可具有许多优势，可包括例如产犊率较高(通常报告约6％的增加)、牛犊存活率较高(通常报告约4％的增加)、牛犊断奶重量较高(通常报告约5％的增加)、断奶后小牛增益较高(通常报告约6％的增加)、产奶较高(通常报告约6％的增加)、效率较高(通常报告约8％的增加)、寿命增加(通常报告约38％的增加)，以及终生产量增加(通常报告约23％的增加)。本领域技术人员意识到，任何特定益处的存在或水平可在不同杂交中极大变化，并且通常被认为受品种显著影响。
大多数商业性奶牛-牛犊生产者的目标是增加盈利能力。虽然可以理解，使用杂交繁育可对奶牛场中生产的各个方面产生显著的积极影响，包括更健康和更能育的后代以及将遗传多样性引入牛群的能力，但是还应当理解，常规的杂交繁育策略可产生具有劣等而不是优越品质或具有意想不到的消极性状的牛。传统杂交种养殖遇到的挑战之一是，杂交种包括不可预测的行为性状的潜力，诸如气质性情；如果杂交繁育杂种动物(即“F1”子代)随后同系繁育或回交以努力继续系，则可扩增这种不良性状。
本公开理解，杂交种群难以维持。也就是说，存在失去F1牛的高性能性状的风险。例如，如果农民尝试使用常规方法(例如，如图1所示)维持F1群，则它们通常将使畜群的雌性与F0公畜配对(参见图1，左图)。然而，相对于特别期望的杂种活力的损失通常是由此类回交产生。由于亲代中等位基因的独立分配，此类回交还可能导致下一代动物的异质性增加。杂交繁育的替代性策略一直是引入第三品种作为F1杂种动物的配对公畜(见图1，右图)。虽然这种策略与回交策略相比具有更高的相对杂交优势，但其任然经受独立分配的问题，所述独立分配导致表型不可预测且高度不同。在其他事项中，本公开涵盖的见解是，杂交繁育系统当前存在问题，因为初始、高性能和均匀的F1杂种动物不能用于用自然配种或人工受精进行类似的高性能和均匀的替代，由于等位基因在由F1亲代进行的配子生产中的分离。
用于产生和/或维持F1杂交种乳牛的发明策略
本公开涵盖的见解是，虽然乳制品生产者已经可受益于F1遗传学，但是乳牛群将受益于支持由在正常乳牛操作过程中发生的受孕来生产其替代者的能力。用当前方法(人工受精或自然配种)对杂种牛产生的受孕由于在杂种动物中产生单倍体(卵)的天然过程期间的重组而创建不可预测的后代。本公开提供了允许生产和/或维护有价值的F1杂交种乳牛群的新方法。
在其他事项中，本发明涵盖的认识是，用于提供和/或维持杂交繁育乳牛群的改良系统涉及基于杂种子代的性能来鉴定、表征和/或选择一个或两个F0个体或系。
如本文所讨论的，杂种动物(又称为“F1杂交种”)的优越性已经在学术文献中记载了几十年。尽管优越性的证据，杂交繁育系统和F1的使用特别地占总乳牛操作的小百分比。本公开涵盖的见解是，杂交繁育系统失败在于生产下一代替代者。F1动物本身是具有来自品种A的50％基因组和来自品种B的50％的复合者。其表型和性能因此是一致的。随着自然或AI递送，由这个雌性生产的下一代动物(替代者)呈现出挑战。由于简单的孟德尔独立分配原则，品种A和品种B贡献将在下一代单倍体的生产中重组，并且虽然这些单倍体作为总体将为50％A和50％B，但是实际贡献将为中心在50％A:B的正态分布，并且在尾部接近100％。由于每个替代者受孕均将是来自此分布的单个拖拽，所以您将不可能获得中间。并且每个拖拽均将获得由A或B代表的不同基因。因此，所产生的即使与单个公畜配对的单倍体卵母细胞将在表型、性能以及甚至简单的牛设计方面彼此显著不同。为此，杂交繁育操作的通常结束是通过循环回交系统或通过从操作之外简单地获取纯种动物来返回到原始F0亲代品种之一(参见图1和图2A-2D)。在产生持续产奶所需的受孕时，可持续地递送杂种F1遗传学的商业系统在整个乳制品业中具有广泛采用和积极影响的潜力。
根据本公开，可由以下组分组装传递此值的系统。(1)双系繁育系统，其并入以下中的一个或多个：(a)雄性系—其由当前优异乳牛品种研发以提供精液，并以类似于当前AI公畜研发的方式来研发，除了遗传选择是由杂种后代的性能(预测的和测量到的)驱动之外；(b)雌性系—其也由当前优异乳牛品种研发以提供待用于IVF中的卵母细胞。这些系基于持续的雌性性能(根据卵母细胞产量和乳牛性能)和F1后代的性能用基于指标的遗传选择来研发；(c)维持雄性系并产生精液的公牛种畜；(d)卵母细胞农场和雌核，其提供用于创建F1胚胎的两个卵母细胞产生并且允许雌性系的连续遗传改良。(2)测试系统，其允许在高品质商业乳牛操作中从F1动物中获得高品质性能信息，以提供：(a)现有遗传学的F1组合的测试，以允许对投放产品进行性能测试；(b)待获得的选择数据，以便雄性和雌性系选择可用F1信息来支持，并且可从品种依赖性选择中偏离。(3)IVF和胚胎转移(ET)服务业务，其可在卵母细胞农场附近支持IVF，和分散的商业乳牛操作的ET服务。(4)面向客户的销售力量，其可基于性能差异销售新的遗传产品。参见图3。
在一些实施方案中，产生和/或维持高性能杂种F1乳牛涉及使用现代生殖技术，诸如IVF、ET、人工受精、低温保存和核转移等。此类现代技术已经被用于诸如赛马繁育的行业中，在所述行业中纯种动物相当有价值；但是未用于乳制品业[用于生产杂交种]中，在所述乳制品业中，个体商业生产动物(即雌性)通常被认为具有不足以保证使用此类技术的个体价值。
在一些实施方案中，本发明涵盖在杂种乳牛的筛选、产生和维持中使用诸如IVF、ET、人工受精、低温保存和核转移的现代技术。
此外，在一些实施方案中，本发明提供使来自F0公畜的配子样品与来自第一F0母畜的第一多个雌性配子配对并且还与来自第二F0母畜的第二多个雌性配子配对的技术，所述第二F0母畜与所述第一F0母畜不同，但任选地与所述第一F0母畜具有相同的系)。在许多实施方案中，第一F0母畜和第二F0母畜中的每一个均与F0公畜具有不同的品种。评估了这些第一杂交种杂交和第二(和随后)杂交种杂交中的每一个的杂种子代的性状，并且F0公畜(以及任选的一个或多个F0母畜或母畜系)基于来自第一杂交种杂交和/或第二个杂交种杂交的F1子代的期望性能来选择用于随后的杂交种配对。
在一些实施方案中，相对于参照动物的品质来评估杂种子代性状的品质。在一些实施方案中，相对于可比较杂交种杂交(任选地历史的或同时的)的杂种子代的品质来评估杂种子代性状的品质。在一些实施方案中，参考杂交种指标或其他行业标准来评估杂种子代性状的品质。
在一些实施方案中，由于持续监测杂种杂交种子代性状的性能，并且与其他乳牛杂交的杂种杂交种子代的那些改良相比，本发明提供了杂种畜群的连续[世代间]改良，使得定期或连续改良可在F0繁育原种的选择中进行。
在一些实施方案中，F1胚胎可从作为种畜农场的第一农场运送至作为受孕母畜农场的第二农场，所述受孕母畜农场具有受孕奶牛群，精液或胚胎可递送至所述受孕奶牛群中。在一些实施方案中，F1胚胎可运送至多个不同的受孕农场，使得在多个农场中产生多个F1子代畜群。在一些实施方案中，关于F1性状的信息由受孕农场(或由F1子代牛中一个或多个的购买者)提供至种畜农场，使得可评估作为杂种乳牛的繁育原种的公畜的品质。类似地，在一些实施方案中，向一个或多个受孕农场和/或用于产生F1胚胎的F0配子的来源农场提供关于杂种性状的信息，使得可评估作为乳牛繁育原种的母畜或母畜系的品质。
在一些实施方案中，可在多个时间点评估来自特定F0个体或系的配子的一个或多个配对的子代中的F1性状评估，使得可定期或连续地再评估作为乳牛繁育原种的F0个体的品质。在一些实施方案中，随着时间的推移，可解除选择作为乳牛繁育原种的一个或多个特定F0个体。
繁育原种/杂种繁育指标(Indeces)的发明选择
在一些实施方案中，根据本发明，F0牛可基于由其配子的杂交繁育配对产生的杂种牛的性能来选择。例如，可评估杂种牛的产奶性能，并且F0牛可基于其来自先前杂交种杂交的其F1子代的性能来选择用作用于特定杂交(例如，用于杂交种杂交)的繁育原种。
可替代地或此外，可评估的杂种性状可包括例如首次产犊的年龄、体深、细胞计数、奶牛受胎率、乳形式、女儿产犊难易度、女儿受孕率(F1动物孕育了女儿的比率)、女儿死胎、脂肪磅数、乳脂肪百分比、脚蹄评分、生育力、最终评分、足角度、前乳房附着、前乳头排列、小母牛受胎率、酮症、跛率和/或程度、运动、产奶年限、挤奶速度、乳蛋白质百分比、蛋白质磅数、后腿后观、后腿侧观、后乳头排列、后乳房高度、育龄、耐寒性、耐病性(例如乳腺炎、子宫炎等)、臀角度、臀宽、体细胞评分、公畜产犊难易度、公畜死胎、大小、体高、体躯强度、乳头长度、乳房分隔、乳房构造、乳房深度及其组合。
杂种性状可基于表型、基因型或两者使用任何可用的技术来评估。
一个或多个杂种性状可用于一个或多个杂种指标中；此类杂种指标可促进杂种牛的组织、评估和/或排名，这转而可促进基于F0个体或系的杂种子代的性能来选择F0个体或系。在一些实施方案中，向个体性状分配相对权重(例如，在指标内)。
在一些实施方案中，产奶被认为是经考虑用于选择F0个体或系的最有影响(例如，重度加权的)的杂种性状。在一些实施方案中，在发明方法或指标中，不育症、高体细胞计数和跛中的一个或多个被指定为负权重(例如，选择排除)。
在其他事项中，预期由本文所述的发明策略提供的技术可在杂种群中使产奶最大化并且/或者使翻转率或替代率最小化。
在一些实施方案中，降低的疾病易感性可能是用于评估杂种牛的关键性能性状。乳腺炎是消极影响产奶的乳房感染。选择排除乳腺炎可提高杂种牛的产奶能力。高体细胞计数也是如同乳腺炎的感染的指示。选择排除高体细胞计数(SCC)可降低发病率。
生育力是影响任何奶牛群的效率的主要因素之一。它可为生产的主要成本之一，并且还可代表可进行显著改良的区域。乳牛群生育力差被公认为具有许多直接和间接的后果。最重要的是：通过以太多的干涸天数或最高产量换取后来的哺乳期产量而引起的产奶损失；产犊季节和产奶模式的破坏；通过早期剔除而引起的成熟动物产奶量的损失；额外的兽医费用；减少的牛犊销售；另外的AI费用；强制剔除，其导致养殖或购买更多的替代者；有价值遗传学的损失；以及与其他问题诸如营养失衡和生产不足的关联。减少不必要的生育力损失的第一步是对个体畜群生育力性能的详细评估，以及选择将改良或维持所需生育力的F0。
在一些实施方案中，期望的杂种性状可包括作为肉牛的潜在适合性。在传统上剔除不再能生产牛奶的乳牛雌性，以替代雌性。传统上，奶牛通常未提供具有与肉牛一致的品质的肉，有时导致牛的价值降低。具有牛肉市场所期望的性状将为乳牛场农民提供另一个盈利能力来源。在一些实施方案中，与肉牛杂交繁育的乳牛具有牛肉行业所期望的性状，而不牺牲对产奶有价值的性状。
在一些实施方案中，来自基于由先前杂交种杂种产生的杂种子代的性能选择的繁育原种群雄性和/或雌性的配子用来产生新的杂种胚和/或杂种子代。在一些实施方案中，收集此类配子以进行存储(例如，冷冻/低温保存)。在一些实施方案中，此类配子例如被销售到一个或多个农场或养殖设施。
在一些实施方案中，在公畜和母畜系均有助于F1性能的情况下通过选择两个系之间分离的性状来获得进一步的繁育进展。例如，在荷斯坦牛为公畜系并且娟珊牛为母畜系的由荷斯坦牛和娟珊牛品种组合产生的杂种动物中，荷斯坦亲代可着重于流体产奶而忽略牛奶组分来选择，并且娟珊牛亲代可着重于牛奶固体(例如脂肪和蛋白质)，例如任选地忽略流体产奶来选择。以此方式，而非通过试图改良每个亲代系的两个性状，可进行进一步的遗传进展。
因此，本公开提供了用于繁育牛的选择策略，所述选择策略与常规乳牛畜牧业中所用的那些选择策略不同。阅读本公开的本领域技术人员将理解，其还因此提供了牛品种的新型繁育指标(此类指标可在本文中被称为“杂种繁育指标”)，所述新型繁育指标为产生品质杂种子代而特别定制。例如，关于先前段落中描述的特定情况，本公开提供了用于荷斯坦牛/娟珊牛杂交中待使用的荷斯坦牛亲代的杂种繁育指标，所述荷斯坦牛/娟珊牛杂交着重于产奶而非牛奶组分；并且还提供用于着重于牛奶固体而非产奶的这种杂交中待使用的娟珊牛亲代的杂种繁育指标。本领域技术人员还将理解，根据本公开，不同杂种繁育指标可根据待用于杂交中的配偶品系或系来用于给定品系或系。因此，本发明提供了用于乳牛品种或系的杂种繁育指标组，所述杂种繁育指标组可根据待用于杂交的配偶品种或系而不同。
阅读本公开的本领域技术人员将理解，发明技术的一个特征和含义是，选择繁育原种公畜(或公畜系)和母畜(或母畜系)，而不管其自己的特定性状如何。也就是说，根据本发明，作为高产奶者的牛不必充当如本文所述的用于一个或多个F1杂交种子代的奶牛品种原种母畜。因此，本发明提供了与常规智慧恰好相反的技术，选择和/或利用作为一个或多个个体产奶性状可能严重低于标准(例如，相对于品种规范、标准、指标等)并且特别可能实质上低于其F1杂交种子代的那个个体产奶性状/那些个体产奶性状的奶牛个体。
提供的畜群
在一些实施方案中，本发明提供了基于所需性状而进行的高性能畜群的创建和/或维持。在一些实施方案中，畜群可通过选择如由这些杂交产生的杂种牛的性能所确定的F0公畜/公畜系和母畜/母畜系来产生。F0牛可重新配对以产生具有所需性状的新杂种牛。诸如动情期同步和/或人工受精的技术可帮助F0牛繁育，以更有效地产生高性能杂种牛。
可替代地或此外，在一些实施方案中，高性能杂种牛群可通过胚胎操纵来产生。来自F0牛的配子可经收集，并用于通过体外受精和胚胎转移来产生新的杂种牛。可将配子以及受精的胚胎冷冻和存储以进行后来的植入，以建立高性能杂种牛群。此外，性别分选的精子可用于支持用于替代牛的雌性代或畜群内更多的产奶者。
杂交繁育的牛群可由包括但不限于以下的牛品种来产生：荷斯坦牛、格恩西牛、爱尔夏牛、红白牛、乳用短角牛、娟珊牛、瑞士褐牛、挪威红牛、白俄罗斯红牛、白带盖勒韦牛、安格斯牛、肉牛王牛(Beefmaster)、海福特黑牛(Black Hereford)、婆罗门牛(Brahman)、布兰格斯牛(Brangus)、夏洛来牛(Charolais)、佛罗里达州饼乾牛(Florida Cracker)、海福特牛、高地牛(Highland)、松林牛(Pineywoods)、安格斯红牛、圣热特鲁迪斯牛(SantaGertrudis)、西门塔尔牛(Simmental)、但马牛(Tajima)、得克萨斯长角牛(TexasLonghorn)、利木赞牛(Limosin)、和牛(Wagyu)及其任何组合。
在其他事项中，本发明提供了作为F0个体之间配对的子代的杂种牛，其中至少一个F0个体基于来自涉及相同F0个体(或相同系中的另一个F0个体，特别是母畜侧)的配子的配对的先前杂种子代的一个或多个属性来选择。本发明还提供了此类杂种牛群，并且还提供了F1杂交种胚胎的集合，其可被低温保存或以其它方式制备用于存储，包括用于长期存储。
在一些实施方案中，所提供的杂种群是受孕的。在一些实施方案中，所提供的杂种群孕育了F1杂种胚胎，例如所述F1杂种胚胎可由与产生怀孕杂种子代的杂交相同的杂交和/或由相同F0个体(或来自相同系的个体)的重复杂交产生。在一些实施方案中，所提供的杂种群孕育了来自产生怀孕杂种的第一杂交中所用的相同品种的第二配对杂交的杂种胚胎，其中相对于第一杂交，第二配对杂交被认为是改良的杂交，因为配子用于第二杂交的F0个体中的一种或两种通过如本文所述的连续杂种性能监测的过程来选择。在一些实施方案中，与维持畜群所需的F1群相比，所提供的F1群具有过剩受孕能力；在一些实施方案中，一些或所有过剩能力用于使肉牛受孕。
胚胎和受精技术
已经研发和改良了各种技术，以允许人在没有动物性交(例如自然配种)或甚至动物接触的情况下任选地来控制和/或实现动物配对。代表性此类技术包括例如体外受精、人工受精、配子或胚胎的低温保存(冷冻)、多次排卵的诱导、胚胎转移、精子或胚胎的性别测定、核转移、克隆等。
反刍动物胚胎的体外生产是涉及卵母细胞成熟、卵母细胞受精和体外培养的三步过程。仅30-40％的此类卵母细胞达到胚泡期，届时它们可被转移到受体或冷冻以用于未来的使用。卵母细胞的品质可显著影响形成胚泡的未成熟卵母细胞的比例，而受精后的培养环境对胚泡品质具有主要影响。在一些实施方案中，特定性别的精子连同体外胚胎生产的使用是获得具有所需性别的后代的潜在有效手段。关于使用性别分选的精液技术的关注包括分选精子的生育力明显较低、低温保存后分选精子的存活率较低，以及可在特定时间周期内分离的精子数目减少。胚胎品质评估是一个挑战。形态学评估目前是转移前最流行的胚胎选择方法。其他非侵入性评估方法包括一直与发育能力相关联的第一卵裂分裂的定时。基因表达的定量检查是评估培养胚胎活力的另外有价值的工具。存在大量证据证实，特别是在受精后的时期，胚胎所暴露的培养条件可能对胚胎中基因表达的模式具有扰动作用，具有潜在的重要长期后果。
IVF是通过从生殖道抽吸的方法从供体母牛中提取卵母细胞的技术。然后将所选的卵母细胞孵育24小时；这被称为成熟期。成熟后，在已经进行共培养后18至22小时，将卵受精。胚胎保留在培养基中，直至第7天，那时准备将它们转移。这种技术具有优于常规体内胚胎收集的三个主要优势。使用IVF，不需要使母牛超排卵，也不需要将它们同步化。这是主要的突破，因为供体奶牛未暴露于可能损害动物生殖健康的激素，并且它们可在没有先前准备时间的情况下进行程序。胚胎生产平均为所收获卵母细胞的约30％，尽管这个数目根据品种、供体奶牛并且还根据配对而变化。IVF的另一个优势是每20天可抽吸动物一次，而不是像在体内胚胎收集中那样每60天吸取一次。IVF的另一个优势是可在很小年纪时收获动物；这将对繁育选择产生主要影响，因为它减少了具有特定期望性状的动物的世代间隔。
人工受精(AI)已被用于从持续多于200年在遗传上优越的雄性获得后代。熟知的低温保存(冷冻)和存储精液的方法使得更多的牲畜生产者可获得AI。以与精液的低温保存相同的方式，胚胎冷冻允许具有高遗传品质的动物的全球商业化。来自公牛的精液特别适合冷冻和长期存储。在乳制品业中，在严格管理大量奶牛的情况下，AI是简单、经济和成功的。在美国多于60％的奶牛由AI来繁育。然而，在繁育群体通常维持在范围或牧场条件的情况下，肉牛的情况不同。在美国的牛肉行业中，AI占受精的小于5％。
ET技术的发展允许生产者由遗传上优越的雌性获得多个子代。受精的胚胎可通过手术或非手术技术从具有优越遗传价值的雌性(还被称为胚胎供体)中回收。遗传上优越的胚胎然后转移到具有较低遗传价值的雌性(还被称为胚胎受体)。在牛中，有效的技术可在没有手术的情况下恢复受精胚胎，但在每个正常的生殖周期期间中仅产生一个或者有时两个胚胎。为了增加可从遗传上优越的雌性中回收的胚胎数目，用激素方案治疗胚胎供体以诱导多次排卵或超排卵。
美国的牛肉行业优选倾向于在置于用于生长和完成肉类生产阶段的饲养场中时具有较高体重和较高饲料效率(与雌性小牛或小母牛小牛相比)的雄性小牛。相比之下，乳制品业优选小母牛小牛，这将最终产生后代和用于人消耗的牛奶。因此，需要确定精子或胚胎的性别的方法，因此生产者可控制其牲畜的后代的性别。
自20世纪80年代中期以来，已经研发了将来自卵裂球(来自早期且大概未分化的卵裂期胚胎的细胞)或体细胞(成纤维细胞、皮肤、心脏、神经或其他体细胞)的核转移到去核卵母细胞(将核移除的未受精的雌性卵细胞)的技术。这种“核转移”产生多种动物拷贝，所述多种动物拷贝本身几乎是其他动物(转基因动物、遗传上优越的动物或产生大量牛奶或具有某些其他期望性状等的动物)的相同拷贝。此过程还被称为克隆。迄今为止，体细胞核转移已经用来克隆牛、绵羊、猪、山羊、马、骡、猫、兔、大鼠和小鼠。
所述技术涉及培养来自待克隆的动物的适当组织的体细胞(成纤维细胞)。然后将来自培养的体细胞的核显微注射到从相同或密切相关物种的另一个体获得的去核卵母细胞中。通过尚未明了的过程，来自体细胞的核被重新编程为适于引导胚胎正常发育的基因表达模式。在体外进一步培养和发育后，胚胎被转移到受体雌性，并最终导致活后代的诞生。通过核转移繁殖动物的成功率通常小于10％，并且取决于许多因素，包括物种、受体卵的来源、供体核的细胞类型、核转移前供体细胞的处理、用于核转移的技术等。
本公开证实了将受精技术与性状选择组合以提高乳牛性能的有效性。本公开理解，工程化配对技术诸如体外受精、人工受精、配子或胚胎的低温保存(冷冻)、多次排卵的诱导、胚胎转移、精子或胚胎的性别测定、核转移、克隆等迄今已广泛用于生产乳牛。不希望受任何特定理论束缚，本发明人提出的常规智慧是，此类技术将不能在乳牛行业中提供显著的益处，至少不具有可证明其显著支出的性质或类型。然而，本公开证实，此类技术可以在乳牛行业中提供显著的、迄今未得以理解的益处。例如，本公开确立，此类技术独特地促进F1杂交种乳牛群的研发、维持、监视和/或改良。
在一些实施方案中，因为F0选择基于杂种性能而产生的胚胎可提供至其他农场和业务，例如以允许它们产生杂种子代和/或群。在一些实施方案中，本发明允许通过使用其亲代的F0配子进行选择性繁育来筛选杂种牛并重新创建高性能杂种牛的商业方法。
例证
实施例1：基于个体高性能F1牛再生另外的杂种牛
在其他事项中，本实施例证实通过基于杂种性能来选择F0公畜/公畜系和母畜/母畜系来优化牛的性能性状。
筛选由繁育计划产生的杂种乳牛的各种性能性状。筛选涉及先进的基于遗传学的测试，以及对牛奶输出量和其他性能性状的简单观察和分析。具有最佳产奶量、生育力、耐病性和整体健康的那些牛连同其祖先谱系一起记录。将来自产生高性能F1牛的F0公畜和母畜的配子收集和存储，以产生另外的高性能F1牛。如果可用，则F0雄性和雌性本身可被用于进一步繁育。将已经达到性成熟的雌性小牛植入有预受精胚胎(由理想F0公牛和母畜的配子产生)。为了将受孕偏向雌性或雄性后代，精子是性别分选的。将高性能杂种牛植入有来自F0亲代的胚胎，以帮助产生另外的高性能姊妹和/或兄弟牛，并继续进行产奶过程。
实施例2：创建高性能杂种牛群
一旦已经建立了高性能杂种及其公畜/公畜系和母畜/母畜系，则将创建高性能牛群。如实施例1筛选和分析新型F1牛，以确定哪些是高性能者。来自这些新高性能者的亲代的F0配子也用于随后的F1牛生产。
参考文献
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等效物
本领域技术人员仅仅使用常规试验将认识到或者能够确定本文所描述的发明的具体实施方案的很多等效方案。本发明的范围不旨在限于以上描述，反而在以下权利要求书中列出：
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种方法，其包括以下步骤：
测定多种杂种乳牛中每一种的成员；以及
基于所述杂种乳牛的性能选择F0牛作为繁育原种。
2.如权利要求1所述的方法，其中基于性能选择F0牛包括基于所述杂种牛优于两个F0的至少一个性能特征的水平或性质来选择。
3.如权利要求3所述的方法，其中基于性能选择牛的步骤包括检测与所述一个或多个性能特征的水平或性质相关的遗传标记。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述F1牛是乳牛。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述F1牛是乳牛雌性。
6.一种使功能杂交繁育乳牛群中的杂交优势最大化的方法，所述方法包括以下步骤：递送由雄性和雌性F0配子产生的F1胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子来自不同品种。
7.一种繁育牛的方法，其包括：
由雄性和雌性F0配子产生胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的杂种子代的性能来选择的F0个体，所述先前的杂种子代由来自所述F0个体的配子杂交产生，其中所述雄性和雌性F0配子来自不同的品种。
8.一种产生杂种动物群的方法，其包括以下步骤：
将由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生的杂种胚胎植入多个宿主雌性牛中的每一个中。
9.一种维持杂种杂交种动物群的方法，其包括以下步骤：
将杂种杂交种胚胎植入多个F1雌性乳牛中的每一个中，其中所述杂种雌性乳牛中的每一个由第一“F1选择的杂交种杂交”产生，其中“F1选择的杂交”是涉及F0雌性配子与F0雄性配子的受精的杂交，其中：
a)所述F0雄性和雌性配子来自不同的品种；并且
b)所述F0雄性和雌性配子中的一种或两种来自基于在相同个体或系的杂交中产生的先前F1子代的性能来选择的个体或系；
其中每个植入的F1杂交种胚胎均由第二F1选择的杂交种杂交产生。
10.一种维持杂交繁育的具有所需性状的杂种F1动物群的方法，其中所述F1性状的杂种状态通过基于F1性能选择的胚胎的胚胎转移来维持。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雄性F0配子、雌性F0配子或雄性和雌性F0配子二者。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雄性F0配子。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中的相同个体的雄性F0配子。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雌性F0配子。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的系的雌性F0配子。
16.如权利要求9所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自与所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的个体或系不同的个体或系的雄性或雌性配子。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述不同的个体或系基于其F1子代的相对于所述第一F1子代选择的杂交种杂交中所用的相应F0个体或系的那些性能的改良性能来选择。
18.如权利要求17所述的方法，其还包括以下步骤：
测定由多个杂交产生的F1个体的一个或多个性能特征，所述多个杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的所述F0个体或系中的一种或两种的F0配子；
将所测定的一个或多个性能特征与由利用来自所述不同F0个体或系的F0配子的多个杂交产生的F1个体的那些性能特征进行比较，使得选择不同的个体或系作为期望的繁育原种个体或系。
19.一种雌性牛群，所述雌性牛群中的一只或多只孕育了由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生的F1胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
20.一种F1雌性牛群，其包括：
多个F1动物，所述多个F1动物中的每一个由产生自F0雌性配子与F0雄性配子受精的F1胚胎产生，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
21.一种F1雌性牛群，其包括：
多个F1动物，所述多个F1动物中的每一个由产生自F0雌性配子与F0雄性配子受精的F1胚胎产生，其中每个雄性F0配子来自相同F0个体，并且每个雌性配子来自相同F0家族内的雌性，其中所述F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的个体或家族，所述先前的F1个体由来自所述F0个体或来自所述F0家族的成员的配子杂交产生。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述多个中的每个成员的特征在于优于任一F0的一个或多个性能特征水平的一个或多个性能特征水平。
23.多个胚胎，所述多个胚胎中的每一个由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述雄性F0配子是主要包含一种性别或另一种性别的精子的精液。
25.如权利要求23所述的方法，其中所述胚胎在受精后冷冻以用于未来的植入。
26.如权利要求23所述的方法，其中所述胚胎由杂交繁育的F0牛的配子产生。
27.一种选择用作乳牛的繁育原种的F0公畜或公畜系的方法，所述方法包括以下步骤：
测定由第一杂交产生的至少一个第一F1子代个体的至少一个性能属性，所述第一杂交是第一候选者F0公畜个体与特定F0母畜或母畜系的杂交；
将所测定的至少一个性能属性与由参照杂交产生的至少一个第二F1子代个体的至少一个性能属性进行比较，所述参照是：
参照F0公畜个体与所述特定F0母畜或母畜系的杂交；或
所述特定F0公畜个体与第二F0母畜或母畜系的第二杂交，所述第二F0母畜或母畜系可与所述特定F0母畜或母畜系相同或不同；或
至少一个不同候选者F0公畜个体与所述特定母畜或母畜系的杂交；以及
选择至少一个F1子代个体在所述比较中显示出优越性的F0公畜候选者作为F0原种公畜或公畜系。
28.一种用于选择用作乳牛的繁育原种的F0母畜或母畜系的方法，所述方法包括以下步骤：
测定由第一杂交产生的至少一个第一F1子代个体的至少一个性能属性，所述第一杂交是第一候选者F0母畜或母畜系与特定F0公畜个体的杂交；
将所测定的至少一个性能属性与由参照杂交产生的至少一个第二F1子代个体的至少一个性能属性进行比较，所述参照是：
参照F0母畜或母畜系与所述特定F0公畜的杂交；或
所述特定F0母畜或母畜系与第二F0公畜的第二杂交，所述第二F0公畜可与所述特定F0公畜相同或不同；或
至少一个不同候选者F0母畜或母畜系与所述特定公畜的杂交；以及
选择至少一个F1子代个体在所述比较中显示出优越性的F0母畜或母畜系候选者作为F0原种母畜或母畜系。
29.如权利要求1-28中任一项所述的方法，其中测定来自每个杂交的多个F1子代。
30.如权利要求1-29中任一项所述的方法，其中潜在性能属性包括：产奶量、寿命、精液产量、首次产犊的年龄、体深、细胞计数、奶牛受胎率、乳形式、女儿产犊难易度、女儿受孕率、女儿死胎、脂肪磅数、脂肪百分比、脚蹄评分、生育力、最终评分、足角度、前乳房附着、前乳头排列、小母牛受胎率、酮症、跛率和/或程度、运动、产奶年限、挤奶速度、蛋白质百分比、蛋白质磅数、后腿后观、后腿侧观、后乳头排列、后乳房高度、育龄、耐寒性、耐病性(例如乳腺炎、子宫炎等)、臀角度、臀宽、体细胞评分、公畜产犊难易度、公畜死胎、大小、体高、体躯强度、乳头长度、乳房分隔、乳房构造以及乳房深度。
31.如权利要求30所述的方法，其中所述性能属性针对群而定制。
32.一种基于从F1牛测定的性能属性提供杂交种总性能指标的方法。
33.一种以计算机可读格式体现的杂交种总性能指标。
34.如权利要求1-33所述的方法，其中所述性能特征不被F0个体共享。
35.如权利要求1-34所述的方法，其中与F0个体或F0亲代两者相比，所述性能特征在F1中是优越的。
36.如权利要求1-35所述的方法，其中所述杂交在一段时间内重复以调整所述F1子代的性能特征。
37.一种操作业务的方法，所述方法包括以下步骤：
由乳牛的选定F0种畜提供精液，所述F0种畜基于由先前的杂交种杂交产生的F1子代的性能来选择，在所述先前的杂交种杂交中来自所述选定F0种畜的精液使F0雌性配子受精。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述精液主要包含一种性别或另一种性别的精子。
39.如权利要求37所述的方法，其中所述精液主要包含“雌性”精子。
40.一种方法，其包括以下步骤：
收集由多个杂交中的每一个产生的F1子代的性能信息，在所述多个杂交中来自第一F0个体的配子与来自与所述第一F0个体具有相反性别的至少一个第二F0个体的配子杂交；
以允许后来及时检索或分析的计算机可读格式存储所述性能信息。
41.如权利要求40所述的方法，其中：
收集性能信息的步骤包括收集多个不同杂交的性能信息，在所述多个不同杂交中来自所述第一F0个体的配子与来自多个不同的第二F0个体的配子杂交。
42.如权利要求41所述的方法，其中：
所述多个不同杂交在不同的时间点时执行。
43.如权利要求42所述的方法，其中所存储的性能信息与来自一个或多个杂交的性能信息进行比较，在所述一个或多个杂交中来自与所述第一F0个体具有匹配性别的第二F0个体的配子与来自具有相反性别的至少一个第二F0个体的配子杂交。
44.如权利要求43所述的方法，其中来自所述匹配性别第二F0个体的配子与来自至少一个相反性别第二F0个体的配子杂交的所述杂交中的至少一个涉及来自至少一个相反性别F0个体的配子，所述至少一个相反性别F0个体与已经与来自所述第一F0个体的配子杂交的个体相同。
45.一种方法，其包括以下步骤：
使用体外受精(IVF)来产生雌性乳牛的杂交种胚胎。
46.如权利要求45所述的方法，其中所述杂交种胚胎是来自F0的杂交的F1，所述F0基于来自其先前杂交的F1的性能来选择。
47.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的F0和/或F1品种选自以下中的一个或多个：荷斯坦牛、[[-]]弗里赛牛、挪威红牛、丹麦红牛、瑞士褐牛、格恩西牛、爱尔夏牛、娟珊牛、红白牛、乳用短角牛、兰德尔牛、荷兰白带牛、Burlina、白俄罗斯红牛、白带盖勒韦牛、加拿大牛、卡罗拉牛、丹麦娟珊牛、弗兰克斯顿红牛、德国黑杂色牛、格罗兰多牛、婆罗门牛、伊拉瓦拉牛、缪斯-莱因-以谢尔牛以及古巴西波涅牛。
48.一种方法，其包括以下步骤：
将乳牛繁育至杂交种指标。
49.如权利要求7-48或52-59中任一项所述的方法，其中所述F0雌性配子中的全部均来自相同的F0雌性个体，所述F0雄性配子中的全部均来自相同的F0雄性个体或两者。
50.如权利要求7-49或52-59中任一项所述的方法，其中所述受精在体外执行。
51.如权利要求7-50或52-59中任一项所述的方法，其中所述受精在体内执行。
52.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种中的一个或多个选自荷斯坦牛、娟珊牛和挪威红牛。
53.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种中的一个或多个为荷斯坦牛和娟珊牛。
54.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种为荷斯坦牛和挪威红牛。
55.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种为挪威红牛和娟珊牛。
56.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种中的一个或多个选自弗里赛牛和丹麦红牛。
57.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种中的一个或多个为弗里赛牛和丹麦红牛。
58.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种中的一个或多个选自瑞士褐牛、爱尔夏牛、格恩西牛和乳用短角牛。
59.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种中的一个为婆罗门牛。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
申请人在此请求以上对权利要求的修改根据专利合作条约第19条进入。其中对原权利要求4、6、8、19、22、29-30、34-35、46-47以及49-51进行了修改，加入了新权利要求52-59，权利要求1-5、7、9-45以及48如原始提交。根据专利合作条约实施细则第46.5条的要求，以上指明了原权利要求和修改后的权利要求之间的差别，并在此提交了修改后的权利要求的清洁版替换页。
上述修改的支持可见提交的说明书的全文(包括权利要求和说明书正文)，特别是PCT申请说明书的第[0042]、[0071]、[0077]、[0085]-[0086]、[0107]-[0109]、[0132]及[0138]段。所作修改并未加入任何新内容且该修改未超出原始国际申请提交文本公开内容的范围。

Claims (51)

1.一种方法，其包括以下步骤：
测定多种杂种乳牛中每一种的成员；以及
基于所述杂种乳牛的性能选择F0牛作为繁育原种。
2.如权利要求1所述的方法，其中基于性能选择F0牛包括基于所述杂种牛优于两个F0的至少一个性能特征的水平或性质来选择。
3.如权利要求3所述的方法，其中基于性能选择牛的步骤包括检测与所述一个或多个性能特征的水平或性质相关的遗传标记。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述F1牛是乳牛。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述F1牛是乳牛雌性。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述F1牛是肉乳牛。
7.一种繁育牛的方法，其包括：
由雄性和雌性F0配子产生胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的杂种子代的性能来选择的F0个体，所述先前的杂种子代由来自所述F0个体的配子杂交产生，其中所述雄性和雌性F0配子来自不同的品种。
8.一种产生杂种动物群的方法，其包括以下步骤：
将由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生的杂种胚胎植入多个宿主雌性牛中的每一个中，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的杂种个体的性能来选择的F0个体，所述先前的杂种个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
9.一种维持杂种杂交种动物群的方法，其包括以下步骤：
将杂种杂交种胚胎植入多个F1雌性乳牛中的每一个中，其中杂种雌性乳牛中的每一个由第一“F1选择的杂交种杂交”产生，其中“F1选择的杂交”是涉及F0雌性配子与F0雄性配子的受精的杂交，其中：
a)所述F0雄性和雌性配子来自不同的品种；并且
b)所述F0雄性和雌性配子中的一种或两种来自基于在相同个体或系的杂交中产生的先前F1子代的性能来选择的个体或系；
其中每个植入的F1杂交种胚胎均由第二F1选择的杂交种杂交产生。
10.一种维持杂交繁育的具有所需性状的杂种F1动物群的方法，其中所述F1性状的杂种状态通过基于F1性能选择的胚胎的胚胎转移来维持。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雄性F0配子、雌性F0配子或雄性和雌性F0配子二者。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雄性F0配子。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中的相同个体的雄性F0配子。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述F1选择的杂交种杂交中所用的相同个体或系的雌性F0配子。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的系的雌性F0配子。
16.如权利要求9所述的方法，其中所述第二F1选择的杂交种杂交利用来自与所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的个体或系不同的个体或系的雄性或雌性配子。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述不同的个体或系基于其F1子代的相对于所述第一F1子代选择的杂交种杂交中所用的相应F0个体或系的那些性能的改良性能来选择。
18.如权利要求17所述的方法，其还包括以下步骤：
测定由多个杂交产生的F1个体的一个或多个性能特征，所述多个杂交利用来自所述第一F1选择的杂交种杂交中所用的所述F0个体或系中的一种或两种的F0配子；
将所测定的一个或多个性能特征与由利用来自所述不同F0个体或系的F0配子的多个杂交产生的F1个体的那些性能特征进行比较，使得选择不同的个体或系作为期望的繁育原种个体或系。
19.一种雌性牛群，[其中一些或所有]所述雌性牛群孕育了由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生的F1胚胎，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
20.一种F1雌性牛群，其包括：
多个F1动物，所述多个F1动物中的每一个由产生自F0雌性配子与F0雄性配子受精的F1胚胎产生，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
21.一种F1雌性牛群，其包括：
多个F1动物，所述多个F1动物中的每一个由产生自F0雌性配子与F0雄性配子受精的F1胚胎产生，其中每个雄性F0配子来自相同F0个体，并且每个雌性配子来自相同F0家族内的雌性，其中所述F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的个体或家族，所述先前的F1个体由来自所述F0个体或来自所述F0家族的成员的配子杂交产生。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述多个中的每个成员的特征在于优于任一F0的一个或多个性能参数水平的一个或多个性能参数水平。
23.多个胚胎，所述多个胚胎中的每一个由F0雌性配子与F0雄性配子受精产生，其中所述雄性和雌性F0配子中的一种或两种来自基于先前的F1个体的性能来选择的F0个体，所述先前的F1个体由来自所述F0个体的配子杂交产生。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述雄性F0配子是主要包含一种性别或另一种性别的精子的精液。
25.如权利要求23所述的方法，其中所述胚胎在受精后冷冻以用于未来的植入。
26.如权利要求23所述的方法，其中所述胚胎由杂交繁育的F0牛的配子产生。
27.一种选择用作乳牛的繁育原种的F0公畜或公畜系的方法，所述方法包括以下步骤：
测定由第一杂交产生的至少一个第一F1子代个体的至少一个性能属性，所述第一杂交是第一候选者F0公畜个体与特定F0母畜或母畜系的杂交；
将所测定的至少一个性能属性与由参照杂交产生的至少一个第二F1子代个体的至少一个性能属性进行比较，所述参照是：
参照F0公畜个体与所述特定F0母畜或母畜系的杂交；或
所述特定F0公畜个体与第二F0母畜或母畜系的第二杂交，所述第二F0母畜或母畜系可与所述特定F0母畜或母畜系相同或不同；或
至少一个不同候选者F0公畜个体与所述特定母畜或母畜系的杂交；以及
选择至少一个F1子代个体在所述比较中显示出优越性的F0公畜候选者作为F0原种公畜或公畜系。
28.一种用于选择用作乳牛的繁育原种的F0母畜或母畜系的方法，所述方法包括以下步骤：
测定由第一杂交产生的至少一个第一F1子代个体的至少一个性能属性，所述第一杂交是第一候选者F0母畜或母畜系与特定F0公畜个体的杂交；
将所测定的至少一个性能属性与由参照杂交产生的至少一个第二F1子代个体的至少一个性能属性进行比较，所述参照是：
参照F0母畜或母畜系与所述特定F0公畜的杂交；或
所述特定F0母畜或母畜系与第二F0公畜的第二杂交，所述第二F0公畜可与所述特定F0公畜相同或不同；或
至少一个不同候选者F0母畜或母畜系与所述特定公畜的杂交；以及
选择至少一个F1子代个体在所述比较中显示出优越性的F0母畜或母畜系候选者作为F0原种母畜或母畜系。
29.如权利要求1-28所述的方法，其中测定来自每个杂交的多个F1子代。
30.如权利要求1-29所述的方法，其中潜在性能属性包括：产奶量、寿命、精液产量、首次产犊的年龄、体深、细胞计数、奶牛受胎率、乳形式、女儿产犊难易度、女儿受孕率、女儿死胎、脂肪磅数、脂肪百分比、脚蹄评分、生育力、最终评分、足角度、前乳房附着、前乳头排列、小母牛受胎率、酮症、跛率和/或程度、运动、产奶年限、挤奶速度、蛋白质百分比、蛋白质磅数、后腿后观、后腿侧观、后乳头排列、后乳房高度、育龄、耐寒性、耐病性(例如乳腺炎、子宫炎等)、臀角度、臀宽、体细胞评分、公畜产犊难易度、公畜死胎、大小、体高、体躯强度、乳头长度、乳房分隔、乳房构造以及乳房深度。
31.如权利要求30所述的方法，其中所述性能属性针对群而定制。
32.一种基于从F1牛测定的性能属性提供杂交种总性能指标的方法。
33.一种以计算机可读格式体现的杂交种总性能指标。
34.如权利要求1-33所述的方法，其中所述性能参数不被F0个体共享。
35.如权利要求1-34所述的方法，其中与F0个体或F0亲代两者相比，所述性能参数在F1中是优越的。
36.如权利要求1-35所述的方法，其中所述杂交在一段时间内重复以调整所述F1子代的性能特征。
37.一种操作业务的方法，所述方法包括以下步骤：
由乳牛的选定F0种畜提供精液，所述F0种畜基于由先前的杂交种杂交产生的F1子代的性能来选择，在所述先前的杂交种杂交中来自所述选定F0种畜的精液使F0雌性配子受精。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述精液主要包含一种性别或另一种性别的精子。
39.如权利要求37所述的方法，其中所述精液主要包含“雌性”精子。
40.一种方法，其包括以下步骤：
收集由多个杂交中的每一个产生的F1子代的性能信息，在所述多个杂交中来自第一F0个体的配子与来自与所述第一F0个体具有相反性别的至少一个第二F0个体的配子杂交；
以允许后来及时检索或分析的计算机可读格式存储所述性能信息。
41.如权利要求40所述的方法，其中：
收集性能信息的步骤包括收集多个不同杂交的性能信息，在所述多个不同杂交中来自所述第一F0个体的配子与来自多个不同的第二F0个体的配子杂交。
42.如权利要求41所述的方法，其中：
所述多个不同杂交在不同的时间点时执行。
43.如权利要求42所述的方法，其中所存储的性能信息与来自一个或多个杂交的性能信息进行比较，在所述一个或多个杂交中来自与所述第一F0个体具有匹配性别的第二F0个体的配子与来自具有相反性别的至少一个第二F0个体的配子杂交。
44.如权利要求43所述的方法，其中来自所述匹配性别第二F0个体的配子与来自至少一个相反性别第二F0个体的配子杂交的所述杂交中的至少一个涉及来自至少一个相反性别F0个体的配子，所述至少一个相反性别F0个体与已经与来自所述第一F0个体的配子杂交的个体相同。
45.一种方法，其包括以下步骤：
使用体外受精(IVF)来产生雌性乳牛的杂交种胚胎。
46.如权利要求45所述的方法，其中F1牛是基于性能选择的F0的杂交。
47.如权利要求45所述的方法，其中用于产生杂交种胚胎的品种选自以下：荷斯坦-弗里赛牛、瑞士褐牛、格恩西牛、爱尔夏牛、娟珊牛、红白牛、乳用短角牛、兰德尔牛、荷兰白带牛、Burlina、白俄罗斯红牛、白带盖勒韦牛、加拿大牛、卡罗拉牛、丹麦娟珊牛、弗兰克斯顿红牛、德国黑杂色牛、格罗兰多牛、伊拉瓦拉牛、缪斯-莱因-以谢尔牛以及古巴西波涅牛。
48.一种方法，其包括以下步骤：
将乳牛繁育至杂交种指标。
49.如权利要求1-48所述的方法，其中所述F0雌性配子中的全部均来自相同的F0雌性个体，所述F0雄性配子中的全部均来自相同的F0雄性个体或两者。
50.如权利要求1-49所述的方法，其中所述受精在体外执行。
51.如权利要求1-49所述的方法，其中所述受精在体内执行。
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