CN114304057B - 一种针对体尺性状的分子选育方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家畜育种技术领域，尤其涉及一种针对体尺性状的分子选育方法及其应用。所述分子选育方法包括：同时采用生长形状、繁殖性状和体尺性状评价猪的种用能力；所述体尺性状包括体长和体高；生长性状包括日龄、背膘厚，繁殖性状包括总产仔数。本发明将体尺类性状纳入现有的种猪基因组选择分子育种方案中，综合体尺类性状和生长、繁殖性状的遗传性评估结果，评价猪的种用能力，进而应用于种猪的育种中，得到一种评价猪的种用能力的选育方法，这对未来大体型种猪的选育具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及家畜育种技术领域，尤其涉及一种针对体尺性状的分子选育方法及其应用。
背景技术
目前在现有的种猪遗传评估体系中，主要仅对校正日龄(达100kg 体重日龄)、校正背膘厚(达100kg体重背膘厚)和总产仔数三个性状进行评估和选择。其中，对于母系猪品种大白猪和长白猪，同时针对三个性状进行遗传评估和选择；对于父系猪品种杜洛克，仅针对校正日龄和校正背膘厚进行遗传评估和选择。然而，当前许多育种场的大白、长白和杜洛克，存在体型偏短、母猪乳头偏少的体型问题，这些严重影响母猪的哺乳性能和商品猪的胴体产肉性能。近年来，基因组选择分子育种技术已经逐步应用到生猪育种中，目前部分生猪育种企业已经将基因组选择技术正式应用于主要目标性状(校正日龄、校正背膘厚和总产仔数等)的分子选育中。基因组选择提升了遗传评估的准确性，可以实现种猪的早期选留，缩短了育种的世代间隔，加快了遗传改良的速度和效率。
体尺性状(主要包括体长、体高、胸围、腹围、管围等)是一类重要的表型外貌类性状，在目前的育种实践中，体尺性状常作为重要的辅助性状对种猪的遗传潜力和种用性能进行评价，而未直接纳入到遗传评估中。文献研究表明，体尺性状具有中等及以上的遗传力，与生长性状均具有中等的负遗传相关，与繁殖性状具有中等的正遗传相关。因而对体尺性状独立地进行选择会降低生长性状的遗传进展，不能单独的追求体型高大的种猪。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种针对体尺性状的分子选育方法及其应用，通过同时对体尺性状、生长和繁殖性状进行遗传评估，更加科学评估种猪的种用能力，有效提高种猪的综合性能。
第一方面，本发明提供一种分子选育方法，包括：
同时采用生长形状、繁殖性状和体尺性状评价猪的种用能力；
所述体尺性状包括体长和体高。
进一步地，所述生长性状包括日龄和/或背膘厚，所述繁殖性状包括总产仔数。
进一步地，同时采用猪的日龄、背膘厚、总产仔数、体长和体高评价猪的种用能力；
所述猪的日龄、背膘厚、总产仔数、体长和体高的权重比为：30％： 10％：30％：20％：10％。
进一步地，针对猪的日龄、背膘厚、总产仔数、体长和体高进行遗传评估得到各性状的基因组育种值，根据各性状的基因组育种值和权重确定综合育种指数。
进一步地，猪的日龄、背膘厚、体长和体高在进行遗传评估前经过校正；
其中日龄的校正公式为：
式中A1值对应公猪、母猪分别为50.775和46.415；和/或，
背膘厚的校正公式为：
式中B1值对应公猪、母猪分别为-7.7277和-9.440；和/或，
体长的校正公式为：
式中A2值对应公猪、母猪分别为1.2632和1.2518，B2值对应公猪、母猪分别为0.26133和0.2500；
体高的校正公式为：
式中A2值对应公猪、母猪分别为1.1601和1.1964，B2值对应公猪、母猪分别为0.159和0.1953。
进一步地，针对猪的校正体长和校正体高，所述双性状一步法基因组选择模型为：
BL/BH＝HYSS+litter+animal+error；
其中，BL为校正体长；BH为校正体高，HYSS为场年季和性别固定效应，litter为动物个体出生时所在窝的随机效应；animal为动物个体的加性遗传效应，error为随机误差。
进一步地，
H为整合系谱和基因组信息的亲缘关系矩阵，
为群体内加性效应方差；litter为窝随机效应，
I为单位矩阵，
为群体内窝效应方差；error为随机误差，
I为单位矩阵，
为群体内残差方差。
进一步地，所述双性状一步法基因组选择模型为：
其中，y1和y2为达100kg体重体长和体高，μ1和μ2为两个性状总体均值，b1和b2为两个性状对应的场、年、季固定效应向量，X1和X2为固定效应对应的系数矩阵，a1和a2为两个性状的个体加性基因组育种值向量，Z1和Z2为加性育种值对应的系数矩阵，e1和 e2为两个性状对应的随机残差向量；其中，
且
H为整合系谱和基因组信息的亲缘关系矩阵，
和
分别为体长和体高的加性遗传方差；在一步法基因组选择模型的混合模型方程组中，直接应用H矩阵的逆矩阵H-1，计算方法如下：
其中，A为基于系谱的所有个体的亲缘关系矩阵，A22为有基因型个体的基于系谱的亲缘关系矩阵，G为有基因型个体的基因组亲缘关系矩阵；其中，α,β,w,和τ为H矩阵的调和参数。
进一步地，所述根据各性状的育种值和权重确定综合育种指数为通过如下公式实现：
其中，EBVAGE为达100kg体重日龄的估计基因组育种值，EBVBF为达100kg体重背膘厚的估计基因组育种值，EBVTNB为总产仔数的估计基因组育种值，EBVBL为达100kg体重体长的估计基因组育种值， EBVBH为达100kg体重体高的估计基因组育种值，σA(AGE)为达100kg体重日龄的基因组育种值的标准差，σA(BF)达100kg体重背膘厚的基因组育种值标准差，σA(TNB)为总产仔数的基因组育种值标准差，σA(BL)为达100kg体重体长的基因组育种值标准差，σA(BH)达100kg体重体高的基因组育种值标准差，σ(I)是I的标准差。
进一步地，所述猪为大白猪或长白猪；优选为大白猪。
本发明进一步提供所述分子选育方法在种猪的遗传评估、选种与选配中的应用。
本发明具备如下有益效果：
本发明将体尺性状纳入遗传评价体系，得到一种新的分子选育方法，对体尺性状进行选择也能促进对繁殖性状的遗传改良，最大限度地提高母猪的生产性能。本发明提供的分子选育方法可以有效选择具备较高种用能力的猪种，最大限度地提高母猪的生产性能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例在猪场中对于大白猪进行生长性能测定，同时测定种猪的体尺性状，并且采集分娩大白母猪的总产仔数、产活仔数等繁殖数据。收集数据后对日龄、背膘厚、体长、体高进行校正，计算达100kg 体重日龄、达100kg体重背膘厚、总产仔数、达100kg体重体长和达 100kg体重体高等5个性状的育种值。根据育种场的育种目标以及选育重点，将各性状按照一定的权重进行加权，最终得到一个综合选择指数。最终根据综合选择指数进行种猪的选种与选配等育种工作。具体方法如下：
(1)对达测定标准的大白猪进行生长性能测定，同时测定种猪的体尺性状，包括体长和体高等。采集分娩母猪的总产仔数、产活仔数等繁殖信息。
是否达测定标准的判断方式为：种猪的实际体重是否在85～130Kg范围内。
(2)参考《全国种猪遗传评估方案(试行)》(牧站(种)[1000]60 号)文件，对性能测定所得的日龄和背膘厚进行校正。
具体校正公式如下：
达100kg体重日龄校正公式：
式中A1值对应公猪、母猪分别为50.775和46.415。
达100kg体重背膘厚校正公式：
式中B1值对应公猪、母猪分别为-7.7277和-9.440。
(3)目前尚未有标准的体尺性状校正公式，本发明基于大规模大白猪体尺数据制定了大白猪公猪和母猪体长和体高体尺性状的校正公式，根据本发明制定的校正公式得到达100kg体重体长、达100kg 体重体高，具体如下，其中涉及的校正系数如下表所示：
表1大白猪体尺校正公式系数
校正公式如下：
达100kg体重体长校正公式：
达100kg体重体高校正公式：
(4)计算各性状育种值
对于达100kg体重日龄和达100kg体重背膘厚这2个生长性状，采用双性状模型进行遗传评估：
AGE/BF＝HYSS+litter+animal+error
其中，AGE为达100kg体重日龄；BF为达100kg体重背膘厚； HYSS为性能测定时个体所在的猪群、年度、季节和性别组成的固定效应；litter为动物个体出生时所在窝的随机效应；animal为动物个体的加性遗传效应，即育种值，
H为整合系谱和基因组信息的亲缘关系矩阵；error为随机误差，
I为单位矩阵。
总产仔数的遗传评估分析采用重复力模型，模型定义如下：
TNB＝HYS+Parity+perm+animal+error
其中，TNB为总产仔数；HYS为母猪产仔时所在的猪群、年度和季节的固定效应；Parity为母猪的胎次固定效应；perm为影响同一母猪多个胎次的总产仔数的随机永久环境效应；animal和error 变量的定义同上。
体长和体高计算采用的是双性状动物模型：
BL/BL＝HYSS+litter+animal+error
其中，BL为达100kg体重体长；BH为达100kg体重体高；HYSS、 litter、animal和error等变量定义同上。
(5)根据各性状EBV计算个体综合指数
对各个性状进行加权计算综合选择指数，达100kg体重日龄、达100kg体重活体背膘厚、总产仔数、体长、体高的权重分别为30％、 10％、30％、20％、10％。
综合指数计算公式具体如下：
其中，EBVAGE为达100kg体重日龄的估计育种值，EBVBF为达 100kg体重背膘厚的估计育种值，EBVTNB为总产仔数的估计育种值，EBVBL为达100kg体重体长的估计育种值，EBVBH为达100kg体重体高的估计育种值，σA(AGE)为达100kg体重日龄的育种值标准差，σA(BF)达100kg体重背膘厚的育种值标准差，σA(TNB)为总产仔数的育种值标准差，σA(BL)为达100kg体重体长的育种值标准差，σA(BH)达100kg 体重体高的育种值标准差，σ(I)是I的标准差。
(6)综合指数的育种应用
根据计算得到的综合选择指数对大白猪进行种猪的选种与选配等育种工作。
实验例1
通过将体尺性状加入综合选择指数进行了种猪的选留和选配，以评估该方法的效果。本实验案例是基于福建市某核心育种场大白种猪进行的。
下表展示了目标群体后备选留种猪遗传性能(种用能力)优秀的十头个体，其中指数1(Index1)为不包括体尺性状的综合选择指数，指数2(Index2)为包括体尺性状的综合选择指数。根据包括体尺性状的综合选择指数进行选留和选配能够获得更加符合育种需要的种猪。
可见，对于生长性能性状优异的种猪，使用考虑体尺性状了体尺性状的综合选择指数能够更够准确的获得体尺性状的优秀个体，使之更加符合大体型高产种猪育种工作的需要。由示例可见，具有理想的大体型种猪的新综合指数(Index2)比原有指数(Index1)更高(表2)，更加准确的反映了兼顾体尺性状的种猪综合性能；当种猪体型欠佳时，其新综合指数值明显低于原有指数(表3)。因此，新选育技术加快了选育大体型高产种猪，并同时兼顾了生长速度、瘦肉率和繁殖性能的选育提升。
表2：种猪的综合选择指数(代表性的优秀大体型种猪)
表3：种猪的综合选择指数(代表性的体型欠理想种猪)
备注：Index1为未考虑校正体长和校正体高的综合指数，Index2为未考虑校正体长和校正体高的综合指数。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种针对体尺性状的分子选育方法，其特征在于，包括：
同时采用猪的日龄、背膘厚、总产仔数、体长和体高评价猪的种用能力；具体为：
针对猪的日龄、背膘厚、总产仔数、体长和体高进行遗传评估得到各性状的基因组育种值，根据各性状的基因组育种值和权重确定综合育种指数；
猪的日龄、背膘厚、体长和体高在进行遗传评估前经过校正；
其中日龄的校正公式为：
式中A1值对应公猪、母猪分别为50.775和46.415；和/或，
背膘厚的校正公式为：
式中B1值对应公猪、母猪分别为-7.7277和-9.440；和/或，
体长的校正公式为：
式中A2值对应公猪、母猪分别为1.2632和1.2518，B2值对应公猪、母猪分别为0.26133和0.2500；
体高的校正公式为：
式中A2值对应公猪、母猪分别为1.1601和1.1964，B2值对应公猪、母猪分别为0.159和0.1953；
针对猪的校正体长和校正体高进行遗传评估为通过双性状一步法基因组选择模型得到其基因组育种值；针对猪的校正日龄和校正背膘厚进行遗传评估为分别通过双性状一步法基因组选择模型得到其基因组育种值，针对总产仔数采用一步法基因组选择重复力模型进行遗传评估得到其基因组育种值；
针对猪的校正体长和校正体高，所述双性状一步法基因组选择模型为：
BL/BH＝HYSS+litter+animal+error；
其中，BL为校正体长；BH为达校正体高，HYSS为场年季和性别固定效应，litter为动物个体出生时所在窝的随机效应；animal为动物个体的加性遗传效应，error为随机误差；
所述根据各性状的基因组育种值和权重确定综合育种指数为通过如下公式实现：
其中，EBVAGE为校正日龄的估计基因组育种值，EBVBF为校正背膘厚的估计基因组育种值，EBVTNB为总产仔数的估计基因组育种值，EBVBL为校正体长的估计基因组育种值，EBVBH为校正体高的估计基因组育种值，σA(AGE)为校正日龄的基因组育种值的标准差，σA(BF)为校正背膘厚的基因组育种值标准差，σA(TNB)为总产仔数的基因组育种值标准差，σA(BL)为校正体长的基因组育种值标准差，σA(BH)为校正体高的基因组育种值标准差，σ(I)是I的标准差；
所述猪的日龄、背膘厚、总产仔数、体长和体高的权重比为：30％：10％：30％：20％：10％。
2.根据权利要求1所述的分子选育方法，其特征在于，所述猪为大白猪或长白猪。
3.根据权利要求2所述的分子选育方法，其特征在于，所述猪为大白猪。
4.权利要求1-3任一项所述的分子选育方法在种猪的遗传评估、选种与选配中的应用。
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