场内高效遗传改良计划的建立与联合育种.ppt

INSTITUTE OF ANIMAL SCIENCES, CAAS 场内高效遗传改良计划的建立与 联合育种 王立贤王立贤 研究员研究员 博士生导师博士生导师 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 主要内容 Z国外近20年的遗传进展 Z场内高效遗传改良计划的建立 Z关于联合育种与场内遗传改良 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 国外近20年的遗传进展 Z更为科学的猪育种技术是80年代以后发展起来 的。主要表现在： 测定设备、技术的发展 利用计算机进行遗传评估（BLUP） 90年代逐步发展的分子技术 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1930-2009年美国养猪窝断奶仔数变化 9.48头 1930年为6头, 1990年7.87头，2009年9.48头 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1930-2009年美国母猪平均年产窝数变化 1930年为1.28窝, 2009年达到2.17窝 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1930-2009年美国母猪平均年出栏肥猪数变化 USDA Hogs & Pigs Reports 1930年7.69头, 1990年14.62头，2009年达到20.56头 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1995-2009年中国母猪年出栏育肥猪头数变化 5.0 7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 17.0 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 15.3头 12.9头 根据农业部年度数据报告制作 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1930-2009年美国肥猪屠宰胴体重变化 1930年约为57.03kg, 2009年91.99kg 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1930-2009年美国每头母猪年提供肉量变化 1930-80 growth rate: 2.027% 1980-07 growth rate: 2.793% 美国1930年约为318kg, 2009年约1900kg， 据估算，2009年中国每头母猪年提供肉量仅1000kg左右。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 部分欧盟国家2005年统计的母猪生产力 丹麦荷兰法国爱尔兰英国 母猪年产窝 数2.272.332.242.282.22 母猪年断奶仔猪数/头26.124.524.223.121.5 母猪年上市商品猪数/头24.323.422.421.919.4 胴体重/kg80.289.990.776.676.2 母猪年提供瘦肉/kg116111571206969880 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1996年-2007年丹麦猪产活仔数和断奶仔猪数变化 数据来源：DANBRED 13.6头 11.7头 1996年2007年，产活仔数增加了2.4头，断奶仔猪 数增加了1.8头 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1995年-2007年丹麦每头母猪年提供肥猪数变化 数据来源：DANBRED 25.2头 1995年2007年，每头母猪年提供肥猪数提高了4.2头 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1996年-2007年丹麦育肥猪日增重变化 数据来源：DANBRED 866克 1996年2007年，育肥猪日增重增加了106克 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1996年-2007年丹麦猪屠宰胴体重的变化 数据来源：DANBRED 82.8千克 1996年2007年，屠宰胴体重增加了7.6千克 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z丹育目标是每头母猪年生产30头断奶仔猪，08 年达到的水平如下： 品种窝产仔数LP5LP5进展后备母猪比例 % 长白14.611.40.3156.7 大白14.212.30.3248.4 杜洛克9.9-70.3 丹育08年繁殖性状水平 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 1985-2009年加拿大母猪平均窝产仔数变化 大白猪 长白猪 杜洛克 1985年2009年，大白猪产仔数增加了2头左右，长 白猪增加了1.5头左右，杜洛克增加了0.5头左右。 数据来源：CCSI 年报 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z最近十年，猪的生产水平提高很快 Z养殖各个环节技术的发展都发挥了作用 自动化养殖设备、新的饲养工艺 Z遗传进展的加快是主要原因 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z最近十年，遗传进展加快的主要原因是选择准 确性和选择强度的提高 Z性能测定技术的发展也使测定的准确性提高 ZBLUP遗传评估技术可以利用所有相关资料， 随着时间的推移和资料积累，准确性不断提高 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 遗传进展 选择强度遗传变异 世代间隔 选择准确性 E分子中有一项为零，进展就是零 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z国外猪种繁殖性能的提高是否 使用了中国猪种？ Z目前还没有发现只存在于中国地方猪种的高繁 殖基因。 Z如果杂交，需要导入中国地方猪种比较高的血 缘（25或更高），这会造成生长速度、瘦肉 率下降 Z丹麦从1992年开始将选育重点转向繁殖性能 。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 场内高效遗传改良计划的建立 Z一个高效的场内遗传改良计划是整个育种体 系的基础 Z首先需要建立一个育种核心群，理论上规模 越大越好 Z要有完善、准确的性能测定，及时的遗传评 估 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z科学合理的育种核心群选留、淘汰制度。 Z需要在影响遗传进展的四因素之间做出最优选 择 Z我们国家许多种猪场的育种群也实行每年33% 的淘汰，母猪胎次分布均匀。这种育种体系平 均世代间隔接近2年，年遗传进展缓慢。 Z遗传进展是可以累积的，世代间隔短才能实现 更快的积累。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z育种核心群的规模受到猪场规模、测定能力、 种猪销售、经济等方面的限制。 Z拥有规模比较大的扩繁场则可以相对大一些。 Z规模一般的可以纯种群基础上建立育种核心群 ，将纯种母猪划分为育种群、繁殖群。 核心群最低要求：长白、大白猪的母猪数量不 低于300头，杜洛克不低于100头。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z如：我们组建了300头基础母猪的核心群 ，每个月产50窝，每窝选取最好的1公、 2母测定。平均每个月测定150头（50头 公猪、100头母猪） Z每周测定结束以后，将所有核心群的猪 和新测定的猪进行遗传评估，计算选择 指数。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z根据指数大小对所有测定个体和目前仍在育种 群的个体进行排队，根据指数大小和体型决定 选留那些后备猪、淘汰那些后备猪和目前在育 种群指数比较低的个体。 Z如果测定的100头母猪中有30头好于现有育种 群300头母猪的后30名。就淘汰原群体的后30 头。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z淘汰的个体进入繁殖群或扩繁场 Z任何时候，只要有新测定后备猪的指数好于现 有群体，就进行淘汰、补充。 Z由于公猪的选择强度高，会不断出现新的优秀 公猪，淘汰的公猪进入扩繁场、生产场（这2 个层次场的公猪应全部来源于育种核心群）。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z一般使用1月份测定结束的公猪，给3月份测定 结束的母猪配种 Z但公猪的淘汰、选择还需要考虑血缘问题。 Z无论如何，要尽量缩短公猪的利用时间。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 育种核心群 1、2胎母猪少量3胎母猪 繁殖群，3、4、5、6胎母猪 公猪全部来源于核心群 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z如果有600头基础母猪的纯种群，可以将其划 分为300头核心群、300头繁殖群。 Z如果猪场本身还有比较大的扩繁场，则可以增 加核心群数量，如400或500 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 遗传进展 选择强度遗传变异 世代间隔 选择准确性 E分子中有一项为零，进展就是零 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z以上的几条是相互联系的，不能只考虑一个 方面，如为了增加选择差，在第一胎母猪的 后代中，可供选择的个体数量不够时，就需 要从第二、三胎母猪中选择，这就增加了世 代间隔；但不从第二、三胎母猪中选择，虽 缩短了世代间隔，却降低了选择强度。这就 需要全面考虑，找出一个最佳的方案。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 只使用后备公猪的情况下： 第一胎留种世代间隔：1.08年 第二胎： 1.29年 第三胎： 1.5年 第六胎： 2.12年 第二胎母猪后代要比后备猪后代的指数高 20%（1.29/1.08），至少15%才可以留种， 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 完善的系谱文件对遗传评估的准确性非常重 要 BLUP遗传评估可以校正许多环境影响因素 遗传评估的及时性 遗传评估要利用所有可利用的数据 场内遗传评估 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 不仅进行了达100kg 体重日龄及背膘测定的个 体可以估计个体育种值和选择指数，那些亲属 具备完整资料的个体也可进行估计，而且这些 亲属与待估个体的亲缘关系越近、数量越多， 估计就越准确。 遗传评估可在任何时候进行，只是不同时间因 为信息源与量不同而使评估结果的准确性不一 样。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z 上世纪九十年代以前，国内种猪的育种都是采 用闭锁群继代选育 Z闭锁群选育早期有较大的进展，而以后却越来 越缓慢 Z育种理念发生了一些变化，逐渐从重视纯种选 育、血统转变为重视生产性能、杂交 核心群的开放与闭锁 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z开放核心群育种方案扩大了核心群选择的范围 ，加快了遗传进展，同时还增加了核心群的有 效群体含量 Z国内种猪场往往会偏重开放，即通过不断引种 杂交来取得遗传进展。这样的结果是大量优良 基因并非纯合，不能稳定遗传，几年之后不得 不重新引种 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z当种猪群的遗传素质不高时，就应该以开放为 主。但是，当猪群已经具有了很优秀的基因时 ，就应以闭锁为主。 Z能通过闭锁选育解决的，尽量少开放，降低疫 病风险。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 近交的控制 Z在制定选配计划时，大部分育种公司对于近交 的控制过于简单，避免血缘相近的个体之间的 交配 Z这种方法是以假定基因尤其是有害基因在血缘 较远的个体间是分离的为前提的 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z近交衰退主要发生于一些与适应性相关的性状上 Z某些性状可能并不会出现近交衰退现象 Z近交可以揭露和消除有害基因，增大基因频率， 促进基因的纯合，使优良性状的遗传更稳定，提 高畜群的同质性，保持优良个体的血统。对于育 种核心群来说，适度近交是可行的，也是必要的 。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 联合育种与场内遗传改良 Z1987年，英国Cotswold猪发展公司就提出并 应用了多组核心群(group nucleus)育种结构 ，实际是猪的联合育种的开始。 Z联合育种不等于所有的育种场只测定规定的3 个性状 Z在包含这3个基本性状的基础上，可以根据企 业自己的实际情况，增加测定性状 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z国外猪育种成功的主要一点是能够根据生产性 能、市场的变化，选育目标及时做出调整。 如丹麦：1992年开始重点选择产仔数5日龄 活仔数，公猪的选择增加屠宰损耗、肉质 目前一些公司针对产仔数提高，开始选择断奶 窝重、母猪哺乳期采食量 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z联合育种也不是所有的场应用同一个选择指数 ，在选择指数的制定上，许多企业只会应用软 件提供的选择指数，没有根据自己猪群的情况 、育种进展的变化情况做出调整。 Z这些选择指数有的可能以应用十年以上。 Z除国家联合评估的指数外，企业应该有自己的 选择指数。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z我国大部分种猪企业的育种方案还有很大的优 化余地。 Z育种专家或技术人员的责任就是在选择强度、 遗传变异、选择准确性和世代间隔这四因素之 间找到最佳的平衡点。 Z1个猪场独立育种是很难取得明显进展，除非 规模非常大。 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 Z种质的引进与交流对取得遗传进展非常关键。 育种是一全球性的行业 Z但只引进、选育不够也无法成为一个优秀的种 猪企业。 Z希望我们的种猪