养牛学牛的遗传改良与现代育种技术演示文稿

养牛学牛的遗传改良与现代育种技术演示文稿6/15/20231华中农业大学动物科技学院当前第1页\共有80页\编于星期四\20点优选养牛学牛的遗传改良与现代育种技术ppt6/15/20232华中农业大学动物科技学院当前第2页\共有80页\编于星期四\20点第1节牛的纯种选育与保种一、纯种选育方法（一）牛品种选育的性状质量性状：服从孟德尔遗传规律，主要受遗传控制（体形外貌）毛色、角型、血型、遗传缺陷（CVM）等由单一常染色体基因突变造成，隐性遗传造成流产、脊椎弯曲等6/15/20233华中农业大学动物科技学院当前第3页\共有80页\编于星期四\20点数量性状(QTL)：微效多基因控制，受遗传和环境双重控制产奶性状（产奶量、奶品质、产奶指数）生长发育（出生重、断奶体重、成熟体重、日增重）产肉性状（屠宰性状、肉质性状）繁殖性状、适应性、抗病力6/15/20234华中农业大学动物科技学院当前第4页\共有80页\编于星期四\20点（二）种牛的遗传评定常规种公牛后裔测定法后裔测定规程育种值估计方法分子标记辅助选择法6/15/20235华中农业大学动物科技学院当前第5页\共有80页\编于星期四\20点（1）中国荷斯坦

青年公牛后裔测定规程1、常规种公牛遗传评定法6/15/20236华中农业大学动物科技学院当前第6页\共有80页\编于星期四\20点奶牛群体遗传改良是奶牛生产的重要基础工作奶牛群体遗传改良是协会工作的中心任务优秀种公牛的选育是群体遗传改良的重中之重奶牛后裔测定是选育优秀种公牛的最可靠方法奶牛养殖标准化首先是良种标准化中国奶协育种委员会始终重视“标准”的制定工作公牛后测标准是其他相关标准的集成前言6/15/20237华中农业大学动物科技学院当前第7页\共有80页\编于星期四\20点

母牛群

公牛母亲牛公犊牛候选青年公牛后测试配冻精分配50－100头女儿/公牛青年公牛女儿性能测定（产奶、体型外貌)青年公牛的女儿配种并产犊

4N验证优秀公牛

公牛父亲

国内外最优秀公牛初选待定青年公牛N个验证公牛(X%)育种值估计综合选择指数6/15/20238华中农业大学动物科技学院当前第8页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定组织结构在农业部畜牧行政主管部门领导下，由中国奶业协会育种专业委员会负责组织相关单位实施。各地奶牛育种和推广机构负责后裔测定公牛冻精的分发及相关数据的收集。参加后裔测定的公牛站须持有“种畜禽生产经营许可证”6/15/20239华中农业大学动物科技学院当前第9页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定牛场须通过中国奶业协会育种专业委员会认定。中国奶业协会育种专业委员会负责全国后测数据的收集汇总和结果发布。后裔测定组织结构6/15/202310华中农业大学动物科技学院当前第10页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定实施方案1、参加后裔测定公牛站要求公牛站设有专门的育种部门，有专人负责组织实施，具备培育优秀种公牛的能力，承担后裔测定费用。6/15/202311华中农业大学动物科技学院当前第11页\共有80页\编于星期四\20点2、待测青年公牛要求公牛编号采用全国统一编号，具有三代以上完整系谱。每年春秋两次后裔测定的系谱上报截止日期为当年的1月31日和8月31日，到上报截止日期时年龄必须在21月龄以内。（1）系谱审定：（2）个体生长发育与健康（3）繁殖性状：（4）DNA鉴定：后裔测定实施方案6/15/202312华中农业大学动物科技学院当前第12页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定实施方案3、后测公牛冻精的提交和分配每头测定公牛提供冷冻精液600头份统一分发至后裔测定指定牛场每头公牛的精液应至少分配到不同地区的20个牛场。6/15/202313华中农业大学动物科技学院当前第13页\共有80页\编于星期四\20点4、后测试配后测试配应遵循随机原则后测试配应在4个月内完成地方单位必须在精液分发后6个月内将配种记录报送中国奶协数据中心公牛号与配母牛牛场编号配种日期配种员冻精剂数鉴定妊娠日期后裔测定实施方案6/15/202314华中农业大学动物科技学院当前第14页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定实施方案5、公牛女儿出生记录每头公牛健康的女儿应全部保留下来，公牛女儿出生记录必须在精液分发后18个月内将记录报送至中国奶协数据中心。母牛号牛场编号出生日期父号母号外祖父号产犊难易出生重6/15/202315华中农业大学动物科技学院当前第15页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定实施方案6、公牛女儿配种及产犊记录公牛女儿在15～18个月龄进行配种公牛女儿配种记录必须在精液分发后36个月内将其配种记录报送中国奶协数据中心公牛女儿产犊记录必须在精液分发后48个月内将数据报送中国奶协数据中心牛号与配公牛牛场编号配种日期配种员冻精剂数鉴定妊娠日期母牛号牛场编号出生日期父号母号外祖父号产犊难易出生重6/15/202316华中农业大学动物科技学院当前第16页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定实施方案7、公牛女儿出生记录公牛女儿头胎产犊后，进行严格的生产性能测定，详细记载其产奶量和乳脂率、蛋白率和体细胞数,生产性能测定数据由省级奶牛生产性能测定中心上报中国奶协数据中心。牛号胎次分娩日期测试日期产奶量乳脂率蛋白率体细胞6/15/202317华中农业大学动物科技学院当前第17页\共有80页\编于星期四\20点后裔测定实施方案8、公牛女儿体型评定公牛女儿应在产后90－120天时进行体型评定外貌鉴定由中国奶业协会认定的鉴定员评定评定标准采用9分制中国荷斯坦奶牛体型评定规程结果报送中国奶协数据中心，6/15/202318华中农业大学动物科技学院当前第18页\共有80页\编于星期四\20点9、公牛育种值估计数据中心采用测定日模型估计公牛育种值，并计算中国奶牛性能指数（CPI）CPI由中国奶业协会育种专业委员会负责制定。10、后测成绩公布待测公牛全部女儿完成第一个泌乳期之后，通过遗传评定，经农业部授权由中国奶业协会进行统一发布后裔测定成绩。后裔测定实施方案6/15/202319华中农业大学动物科技学院当前第19页\共有80页\编于星期四\20点（2）育种值的估计个体育种值：简称育种值，又称为种用价值，在决定数量性状表型值的遗传效应中，只有基因的加性效应(A)能稳定遗传给下一代，个体加性效应(A)的高低反映了该个体在育种上贡献大小，因而称其为育种值估计育种值(estimatedbreedingvalue，EBV)：由于育种值是不能直接度量，只能利用统计学原理和方法，通过表型值和个体间的亲缘关系进行估计，由此得到的估计值称为估计育种值。估计传递力(estimatedtransmittingability，ETA)：个体育种值的一半能够传递给下一代，在遗传评估中将它定义为估计传递力6/15/202320华中农业大学动物科技学院当前第20页\共有80页\编于星期四\20点育种值估计的信息来源全同胞同胞半同胞后裔种用价值自身性能系谱祖父父祖母外祖父母外祖母6/15/202321华中农业大学动物科技学院当前第21页\共有80页\编于星期四\20点育种值估计方法的分类单性状的育种值估计(个体育种值)根据单一信息来源进行估计本身、同胞、后裔、系谱根据多种信息来源进行估计复合育种值估计单性状的BLUP多性状的育种值估计(综合育种值)综合选择指数多性状的BLUP6/15/202322华中农业大学动物科技学院当前第22页\共有80页\编于星期四\20点MCC法：改进的同期同龄比较法PD：R（D-MCA+SMG）+（1-R）GAR：重复力D：公牛女儿平均产奶量MCA：与公牛女儿同期同龄记录均数SMG：同期同龄母牛父亲平均遗传值GA：遗传组平均数，每组公牛的MCD值6/15/202323华中农业大学动物科技学院当前第23页\共有80页\编于星期四\20点最优线性无偏估测法(BLUB)Bestlinearunbiasedprediction将所有重要的系统环境影响和遗传分组固定效应都考虑进去,通过混合模型模型方程组得到最准确而又可靠的个体育种值预测值的方法混合模型方程组的解与BLUP估测值等价6/15/202324华中农业大学动物科技学院当前第24页\共有80页\编于星期四\20点各种性状的遗传力与遗传相关产奶量乳脂率乳蛋白率SNF产奶量.25~.4乳脂率-0.43.5~.6乳蛋白率.1~.2.5~.6.45~.55SNF-.1~-.2.5.8~.9.45~.55(一)泌乳性状6/15/202325华中农业大学动物科技学院当前第25页\共有80页\编于星期四\20点生长发育与产肉性状重要经济性状遗传力成年母牛体重0.5产犊间隔0.1产犊容易度0.1犊牛存活率0.1初生重0.3断奶重0.25断奶后日增重0.3增重效率0.35周岁重0.35~0.4胴体重0.25屠宰率0.4胴体等级0.45眼肌面积0.4皮下脂肪厚0.45大理石状0.4瘦肉率0.55肉/骨比0.6嫩度0.36/15/202326华中农业大学动物科技学院当前第26页\共有80页\编于星期四\20点（三）选配有目的地安排公母牛交配，以期达到后代将双亲优良性状结合在一起、培育出优秀种牛的目的。向着一定的育种目标，按照一定的繁育方法，根据种畜本身的品质（如体质外貌、生长发育、生产性能等）、年龄、血统和后裔等多个方面，进行全面考虑，为种畜选择最适当的配偶，以获得更理想后代的育种方法6/15/202327华中农业大学动物科技学院当前第27页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202328华中农业大学动物科技学院当前第28页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202329华中农业大学动物科技学院当前第29页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202330华中农业大学动物科技学院当前第30页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202331华中农业大学动物科技学院当前第31页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202332华中农业大学动物科技学院当前第32页\共有80页\编于星期四\20点选配方法品质选配（同质选配、异质选配）亲缘选配年龄选配等级选配选配体系6/15/202333华中农业大学动物科技学院当前第33页\共有80页\编于星期四\20点品质选配同质选配相同的配相同的，好的配好的稳定遗传性能，巩固优良品质长期、亲缘关系生活力下降、对环境适应力减弱、缺点加深异质选配品质具有不同优点的种公母牛相配切忌弥补选配6/15/202334华中农业大学动物科技学院当前第34页\共有80页\编于星期四\20点亲缘选配对最杰出的个体采用亲缘选配必须仔细研究选配公牛与母牛间的品质加强饲养管理奶牛对亲交的有害影响比较敏感，肉牛可耐受较大强度的亲交拟亲交的种公牛和母牛，进行异地环境培育成功案例—短角牛6/15/202335华中农业大学动物科技学院当前第35页\共有80页\编于星期四\20点年龄选配幼龄选配生活力强晚熟低产壮年选配最理想生命力强、长寿、生产性能高老年选配高度早熟、繁殖力低、低产、生活力不稳定

6/15/202336华中农业大学动物科技学院当前第36页\共有80页\编于星期四\20点等级选配最高等级的母牛，必须与最高等级的公牛交配低于最高等级的母牛，必须与比它等级高或起码是同级的公牛交配不可绝对化注意与品质选配结合6/15/202337华中农业大学动物科技学院当前第37页\共有80页\编于星期四\20点（四）繁育方法近交繁育纯种选育创造品系长期近交生活力、繁殖力下降有害隐性基因纯合切忌无计划近交必须伴随选择6/15/202338华中农业大学动物科技学院当前第38页\共有80页\编于星期四\20点品系繁育：由杰出的系祖培育出来

建立品系培育系祖、创造亲缘群、整顿类型（品系分群）固定品系---利用近交丰富品系---品系间杂交6/15/202339华中农业大学动物科技学院当前第39页\共有80页\编于星期四\20点二、引种目的明确，优秀品种开始少引为宜纯种繁育防疫隔离6/15/202340华中农业大学动物科技学院当前第40页\共有80页\编于星期四\20点引种方式活体引种引进冻精引进胚胎6/15/202341华中农业大学动物科技学院当前第41页\共有80页\编于星期四\20点三、保种目的是为了利用保种方法划定保种区现代生物技术保种（胚胎、精液）6/15/202342华中农业大学动物科技学院当前第42页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202343华中农业大学动物科技学院当前第43页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202344华中农业大学动物科技学院当前第44页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202345华中农业大学动物科技学院当前第45页\共有80页\编于星期四\20点6/15/202346华中农业大学动物科技学院当前第46页\共有80页\编于星期四\20点第2节杂交利用一、杂交方法级进杂交育成杂交导入杂交轮回杂交终端公牛杂交体系轮回终端公牛杂交体系经济杂交6/15/202347华中农业大学动物科技学院当前第47页\共有80页\编于星期四\20点二、杂交利用为了获得具有高度经济利用价值的杂交后代，增加商品牛数量和降低成本，满足市场需要所进行的杂交杂种优势种间杂交公黄牛x母牦牛6/15/202348华中农业大学动物科技学院当前第48页\共有80页\编于星期四\20点三、杂交方法在我国养牛生产中的应用乳改：引入荷斯坦肉改：引入良种肉牛品种引入优秀水牛品种杂交改良当地品种淘汰耕牛6/15/202349华中农业大学动物科技学院当前第49页\共有80页\编于星期四\20点第3节生物新技术与牛的育种胚胎工程基因标记辅助选择（QTL）基因育种（质量性状）6/15/202350华中农业大学动物科技学院当前第50页\共有80页\编于星期四\20点1978年我国首次牛胚胎移植成功1982年我国首次牛冷冻（常规）胚胎移植成功一、胚胎工程技术育种6/15/202351华中农业大学动物科技学院当前第51页\共有80页\编于星期四\20点（一）奶牛MOET育种体系6/15/202352华中农业大学动物科技学院当前第52页\共有80页\编于星期四\20点世界首例玻璃化冷冻分割牛犊(1999)我国胚胎工程技术里程碑2003年我国成活的12头克隆牛6/15/202353华中农业大学动物科技学院当前第53页\共有80页\编于星期四\20点1989年，黄牛受体所生同卵孪生二分胚犊牛1987年，奶牛受体所生同卵孪生二分胚犊牛胚胎工程育种里程碑6/15/202354华中农业大学动物科技学院当前第54页\共有80页\编于星期四\20点体外受精胚应用的基本原则通过体外受精技术生产优质胚胎是胚胎移植技术应用与推广的重要技术路线体外胚推广的基本原则：来源清楚、资料齐全技术成熟、成功率高（≥40％）技术成本低（体内胚的10分之1）符合兽医检疫条款符合《胚胎管理条例》条件，商业运作6/15/202355华中农业大学动物科技学院当前第55页\共有80页\编于星期四\20点（二）体细胞克隆技术的应用前景体细胞克隆技术是高新生物技术之一该技术的成功证明了人类控制生命的能力技术本身仍有许多未解的难题技术成熟后，预测可在一定领域应用克隆是复制，不能创新，不是育种技术6/15/202356华中农业大学动物科技学院当前第56页\共有80页\编于星期四\20点2（三）精子分离与性控胚胎生产技术XY精子分离是最彻底地解决了奶牛性别控制技术分离精液因有效精子数量少，成本高，难于推广构建活体采卵＋体外受精（单精注射）＋胚胎移植的性控胚产业化技术体系，是最佳应用策略6/15/202357华中农业大学动物科技学院当前第57页\共有80页\编于星期四\20点分离精子的理论基础X/Y精子DNA含量不同正常双倍体公牛的染色体组型：58常染色体＋1X染色体＋1Y染色体。正常双倍体母牛的染色体组型：58常染色体＋1X染色体＋1Y染色体。6/15/202358华中农业大学动物科技学院当前第58页\共有80页\编于星期四\20点BovineSpermChromosomesX-SpermN=30Y-SpermN=30精子为单倍体,29条常染色体和1条性染色体。X精子携带X性染色体，与卵子受精后产生雌性后代；Y精子携带Y性染色体，与卵子受精后产生雄性后代。6/15/202359华中农业大学动物科技学院当前第59页\共有80页\编于星期四\20点XSperm

YSpermBullDNAContentDifference3.8%29SomaticChromosomesplusX

chromosome29SomaticChromosomesplusY

chromosome6/15/202360华中农业大学动物科技学院当前第60页\共有80页\编于星期四\20点SpeciesDifference(%)HUMAN 2.9%RABBIT 3.0%SWINE 3.6%CATTLE 3.8%DOG3.9%HORSE 4.1%SHEEP 4.2%TURKEY 0%DNACONTENTOF

XANDYSPERM6/15/202361华中农业大学动物科技学院当前第61页\共有80页\编于星期四\20点流式细胞仪精子分离理论基础X和Y精子DNA含量存在差异（X>Y）;荧光染料HOECHST33342着色差异;激光照射后荧光信号差异--X强于Y;荧光信号通过分离仪信息芯片处理；含X/Y精子的液滴通过高压电场处理；携带不同电荷的液滴在电场作用力的引导下，落入左右两旁的收集容器中，X精子和Y精子得以分离。6/15/202362华中农业大学动物科技学院当前第62页\共有80页\编于星期四\20点精子稀释后与荧光染料Hoechest33342共培养精液经高频震动，形成一滴滴流动的包含有X精子或者Y精子的微小液滴；液滴与激光交截，精子上的荧光染料被氩离子紫外激光（～350nm）激发，产生蓝色激发光（～460nm）X精子所含有DNA比Y精子多，其结合上的荧光染料就相对比较多，所激发出的荧光会比Y更强流式细胞仪分离精子的程序6/15/202363华中农业大学动物科技学院当前第63页\共有80页\编于星期四\20点荧光信号通过光电倍增管（PMT）探测并转变成电信号信息处理芯片根据DNA含量的差别分辨出X精子或是Y精子处理得到的信息迅速反馈回到液滴上，使之充上正电荷或者负电荷6/15/202364华中农业大学动物科技学院当前第64页\共有80页\编于星期四\20点喷嘴产生高频率震动，喷射出的液柱形成一滴滴包含有X精子或者Y精子且带有正电荷或者负电荷的液滴液滴的两旁放置有电极，产生高压电场，携带不同电荷的液滴在电场作用力的引导下，落入左右两旁的收集容器中，X精子和Y精子得以分离6/15/202365华中农业大学动物科技学院当前第65页\共有80页\编于星期四\20点流

动

细

胞仪

检

索分

离

法6/15/202366华中农业大学动物科技学院当前第66页\共有80页\编于星期四\20点广西大学动物繁殖研究所SXMoFloBDCellSorter6/15/202367华中农业大学动物科技学院当前第67页\共有80页\编于星期四\20点BD公司流式细胞仪精子分离Chamber6/15/202368华中农业大学动物科技学院当前第68页\共有80页\编于星期四\20点流式细胞仪精子分离效率回收率低大量精子浪费准确性高可达90%以上成本高奶牛性控冻精200元/支比较普通冻精标准800万/ml性控精液200万/ml6/15/202369华中农业大学动物科技学院当前第69页\共有80页\编于星期四\20点二、转基因动物育种转基因动物是指用试验导入的方法将外源基因稳定整合到自身染色体内并能稳定遗传的一类动物20世纪90年代初,美国GenzymeTransgene公司通过原核显微注射法获得了世界上第1头转基因公牛荷兰的GenPharm公司用相同的方法也培育出含人乳铁蛋白的转基因牛6/15/202370华中农业大学动物科技学院当前第70页\共有80页\编于星期四\20点转基因动物—乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)用于提高动物生长速度6/15/202371华中农业大学动物科技学院当前第71页\共有80页\编于星期四\20点转基因动物—用于改善畜产品的品质例如将

导入奶牛基因组，使转基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大

。乳糖酶基因减低6/15/202372华中农业大学动物科技学院当前第72页\共有80页\编于星期四\20点三、牛的基因组学与标记辅助选择分子标记辅助选择（MAS，marker-assistedselection）是随着现代分子生物学技术的迅速发展而产生的新技术，可以从分子水平上快速准确地分析个体的遗传组成，从而实现对基因型的直接选择，进行分子育种遗传标记是指一切受基因控制、能够稳定遗传、可准确鉴别、能反映个体特异性的遗传特征，包括形态标记（Morphologicalmarker）、细胞标记(Cytologicalmarker)、生化标记(Biochemicalmarker)或蛋白质标记和分子标记(Molecularmarker)或DNA分子标记6/15/202373华中农业大学动物科技学院当前第73页\共有80页\编于星期四\20点以分子杂交为基