基因组选择在家畜改良上的研究进展

基因组选择（GS）是全基因组范围内的分子标记辅助选择,目前被证明是利用DNA标记信息改善复杂性状最有效的方法。本文简要概述了基因辅助选择以及标记辅助选择;重点介绍了GS,包括GS的实施策略与育种值估计方法,GS的准确性获得以及对GS方法的比较,总结了当前家畜上利用GS加速遗传改良的应用进展;并对家畜在GS上的应用前景进行展望。     

畜禽基因组选择的研究进展

基因组选择（genomic selection,GS）是继标记辅助选择（marker-assisted selection,MAS）之后发展起来的新一代畜禽遗传评估的新方法。近年来,不少学者从各方面对GS在畜禽育种中的运用进行了研究,结果发现,与其他方法相比,GS优势明显,是当前畜禽遗传育种领域的研究热点。作者系统地阐述了GS估计染色体片段效应的方法及其准确性比较,详细介绍了影响GS准确性的因素、GS的经济效益,以及世界各国学者研究GS在实际育种中的应用情况,最后简述了中国畜禽育种开展GS策略所面临的挑战及其展望。     

畜禽其因组选择的研究进展

基因组选择(genomic setection,GS)是继标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)之后发展起来的新一代畜禽遗传评估的新方法.近年来,不少学者从各方面对GS在畜禽育种中的运用进行了研究,结果发现,与其他方法相比,GS优势明显,是当前畜禽遗传育种领域的研究热点.作者系统地阐述了GS估计染色体片段效应的方法及其准确性比较,详细介绍了影响GS准确性的因素、GS的经济效益,以及世界各国学者研究GS在实际育种中的应用情况,最后简述了中国畜禽育种开展GS策略所面临的挑战及其展望.     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长,必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低,提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来,以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇,利用该技术可实现早期准确选择,从而大幅度缩短世代间隔,加快群体遗传进展,并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中(如奶牛),基因组选择取得了成功,群体也获得较大遗传进展,但仍无法满足快速增长的需求。因此,亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明,在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息,可以提高基因组育种值预测的准确性,进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时,开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据,包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因,从而进一步提高基因组选择的准确性。     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长，必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低，提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来，以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇，利用该技术可实现早期准确选择，从而大幅度缩短世代间隔，加快群体遗传进展，并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中（如奶牛），基因组选择取得了成功，群体也获得较大遗传进展，但仍无法满足快速增长的需求。因此，亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明，在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息，可以提高基因组育种值预测的准确性，进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时，开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据，包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因，从而进一步提高基因组选择的准确性。     

两套大规模估计家畜育种值的微机软件

毋庸置疑,家畜选种的目的在于获得遗传进展,因此,遗传进展的大小是评定育种工作优劣的最重要指标。而遗传进展SR=γ_(Al)·i·δ_(A/L),就是说,影响遗传进展的因素主要是育种值估计的准确性γ_(Al),选择强度i,世代间隔L。这里仅仅讨论育种估计的准确性γ_(Al)。育种值估计的准确性取决于育种值的估计方法以及提供估计的资料类型和数量。育种值的估计方法有多种,如平均数法、母亲一女儿比较法、相对育种值法、同期同龄比较法(cc),以及BLUP(最佳线性无     

母系猪繁殖性状的基因组选择策略

与生长性状相比,猪的繁殖性状具有遗传力低和限性表现的特点,通过传统育种方法很难获得较高的育种值估计准确性,且无法缩短世代间隔。因此,猪的繁殖性状选育策略应与生长性状不同。基因组选择是一种基于全基因组信息的标记辅助选择。与生长性状相比,基因组选择对提高繁殖性状(如产仔数)的预测准确性更具有优势。然而,基因组选择的育种成本较高阻碍了该技术的广泛应用。本文旨在探讨母系猪繁殖性状基因组选择的参考群体构建策略,以节省基因组育种成本和加快遗传进展。     

远交群体数量性状基因位点定位的原理

1　引言数量性状基因位点的定位是各种遗传操作的基础 ,如标记辅助选择、基因克隆和转基因动物等。可以预计 ,数量性状基因位点的定位将是今后一段时间内家畜育种工作的重要内容 ,这必将提高家畜育种的效率。利用遗传标记进行数量性状基因位点定位 ,为家畜育种开辟了一条新的途径 ,长期以来由于缺乏合适的遗传标记 ,育种工作者只能利用血型、血蛋白及酶的多态性作为遗传标记进行研究 ,因而进展缓慢。新一代遗传标记微卫星的出现 ,使家畜数量性状基因位点定位的研究再度成为热点。本文将进一步讨论在远交群体中进行数量性状基因位点定位的统…     

全基因组选择在猪育种上的研究进展

全基因组选择(Genomic selection,GS),即全基因组范围内的标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)。因其具有可缩短世代间隔,提高年遗传进展;早期选择准确率高;同时还能提高低遗传力、难以测量性状选择效率等诸多优点,目前已成为动物遗传育种领域的研究热点。文内围绕"什么是GS"、"为什么选用GS"以及"影响GS的因素"这3个方面全方位诠释了GS。重点阐述了GS在猪育种中的应用现状,并结合GS在奶牛上的成功应用,简述了GS在猪育种上的展望。     

分子遗传技术在家畜遗传评定中的应用

基于表型信息和谱系信息估计基因加性效应值的种畜遗传评定方法在家畜遗传改良中发挥了很大作用,但因其无法真正了解控制经济性状的遗传本质,影响了家畜遗传改良的进一步进展。分子标记辅助选择可在一定程度上提高种畜遗传评定准确性,但在目前不能精确定位QTL或基因时,其效率受到很大影响。提高种畜遗传评定准确性的最有效途径应是直接利用控制经济性状的基因,后基因组时代的功能基因组研究的快速发展为实现这一目标提供了契机。同时,多个家畜品种基因组测序完成和大量SNP多态性的发现,使得利用覆盖全基因组多态性标记信息的基因组选择方法为家畜遗传评定开拓了又一条途径。     

畜禽基因组选择方法研究进展

畜禽的选种选育在生产中至关重要,育种值估计是选种选育的核心。基因组选择（genomic selection,GS）是利用全基因组范围内的高密度标记估计个体基因组育种值的一种新型分子育种方法,目前已在牛、猪、鸡等畜禽育种中得到应用并取得了良好的效果。该方法可实现畜禽育种早期选择,降低测定费用,缩短世代间隔,提高育种值估计准确性,加快遗传进展。基因组选择主要是通过参考群体中每个个体的表型性状信息和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）基因型估计出每个SNP的效应值,然后测定候选群体中每个个体的SNP基因型,计算候选个体的基因组育种值,根据基因组育种值的高低对候选群体进行合理的选择。随着基因分型技术快速发展和检测成本不断降低,以及基因组选择方法不断优化,基因组选择已成为畜禽选种选育的重要手段。作者对一些常用的基因组选择方法进行了综述,比较了不同方法之间的差异,分析了基因组选择存在的问题与挑战,并展望了其在畜禽育种中的应用前景。     

Research Progress on Genomic Selection Methods in Livestock and Poultry

Selection and breeding are very important in production of livestock and poultry,and breeding value estimation is the core of selection and breeding.Genomic selection (GS) is a novel molecular breeding method to estimate genomic breeding value using high-density markers across the whole genome.At present,GS has been successfully applied in cattle,pig,chicken and so on,and made significant progress.This method can achieve early selection,decrease the testing costs,shorten generation interval,improve the accuracy of breeding value estimation and accelerate genomic progress.GS estimates the effect of SNP by phenotype information and SNP genotype of each individual in the reference population,and measures the SNP genotype to calculate the genomic estimated breeding value in the candidate population,then selects the best individuals according to the genomic estimated breeding value.With the rapid development of genotyping technology and the decrease of detection cost,and the continuous optimization and high efficiency of genomic selection methods,genomic selection has become an important research method in the selection and breeding of livestock and poultry.The authors reviewed some of the widely used genomic selection methods,compared the differences between different methods,analyzed the problems and challenges of genomic selection,and looked forward to its application prospects in breeding.     

Genotyping strategies of selection candidates in livestock breeding programmes

Benefits of genomic selection (GS) in livestock breeding operations are well known particularly where traits are sex‐limited, hard to measure, have a low heritability and/or measured later in life. Sheep and beef breeders have a higher cost:benefit ratio for GS compared to dairy. Therefore, strategies for genotyping selection candidates should be explored to maximize the economic benefit of GS. The aim of the paper was to investigate, via simulation, the additional genetic gain achieved by selecting proportions of male selection candidates to be genotyped via truncation selection. A two‐trait selection index was used that contained an easy and early‐in‐life measurement (such as post‐weaning weight) as well as a hard‐to‐measure trait (such as intra‐muscular fat). We also evaluated the optimal proportion of female selection candidates to be genotyped in breeding programmes using natural mating and/or artificial insemination (NatAI), multiple ovulation and embryo transfer (MOET) or juvenile in vitro fertilization and embryo transfer (JIVET). The final aim of the project was to investigate the total dollars spent to increase the genetic merit by one genetic standard deviation (SD) using GS and/or reproductive technologies. For NatAI and MOET breeding programmes, females were selected to have progeny by 2 years of age, while 1‐month‐old females were required for JIVET. Genomic testing the top 20% of male selection candidates achieved 80% of the maximum benefit from GS when selection of male candidates prior to genomic testing had an accuracy of 0.36, while 54% needed to be tested to get the same benefit when the prior selection accuracy was 0.11. To achieve 80% of the maximum benefit in female, selection required 66%, 47% and 56% of female selection candidates to be genotyped in NatAI, MOET and JIVET breeding programmes, respectively. While JIVET and MOET breeding programmes achieved the highest annual genetic gain, genotyping male selection candidates provides the most economical way to increase rates of genetic gain facilitated by genomic testing.     

芯片技术在畜禽育种中的应用研究进展

中国畜禽品种资源丰富,且有许多优良性状基因,但这些优良性状基因并没有被充分利用,因此,在基因水平上开展遗传资源的开发和利用是畜禽经济性状改良的重要方向。目前,虽然传统系谱选择方法在育种工作中发挥了重要作用,但存在准确率低、育种周期长等缺点。随着分子生物学技术的快速发展,近年来先进的基因组测序和基因分型技术大大促进了畜禽育种方法的革新。从低通量、耗时的限制性片段多态标记（RFLP）到如今高通量、高密度的单核苷酸多态性（SNP）标记,基因检测效率有了大幅度提高。基因芯片技术在分子标记辅助选择和全基因组选择育种研究中逐渐得到广泛应用,成为畜禽育种的新技术手段和新热点。主要介绍了高、低密度SNP芯片技术在畜禽育种中的研究及应用,并简述了其技术优势、存在问题及挑战、应用展望,旨在表明基因芯片技术必将会成为畜禽分子育种工作中一项重要的基础技术,在畜禽种业快速发展过程中起到重要的推动作用,以期为基因芯片技术在畜禽育种中得到进一步应用提供理论参考,推进中国畜禽育种遗传进展,提升中国畜禽种业的科技竞争力。     

基因组选择在我国种猪育种中应用的探讨

种猪育种对我国养猪业起着极其重要的作用。基因组选择在我国猪育种生产中的应用水平尚不及欧美发达国家的种猪企业。完整的性能记录、高效的数据系统和资金投入的缺乏是制约基因组选择在我国猪育种生产中应用的重要因素。基因组选择能够增加不同性状遗传评估的育种值准确性,尤其是增加低遗传力性状的准确性。基因组选择在杂交优势、选配和多品种评估方面均具有应用优势。我国种猪企业需要进一步完善表型和性能数据的收集,制定长期的育种规划。通过区域性的联合评估和基因组选择技术的应用,加速群体的遗传进展,加速提升我国商品猪的生产性能。     

基因组选择及其在羊育种中的应用研究进展

数量性状是羊育种中的重要性状,受微效多基因控制、遗传力低,而传统育种方法难以提高羊的育种效率。提高动物育种效率对于选种选配工作和经济生产效益至关重要。随着育种新技术的不断革新与发展,基因组选择(genomic selection, GS)方法已成为育种技术中强大的工具,且已成功运用于个体经济价值较大的物种中,其具有缩短世代间隔、提高育种准确性、减少生产成本、提高畜禽经济效益等优势。近年来,由于基因组技术的不断成熟和各个统计模型的升级优化,以及高密度SNP芯片价格的下调,报告有关于基因组选择育种的实证和模拟研究层出不穷,且基因组选择技术已在羊育种中逐步开展,特别是在羊的重要性状中已有不少报道。由于羊的品种较多,地方性状差异化较大,个体经济价值略低,尽管基因组育种的新技术已经非常成熟,但目前仍没有在羊育种中大范围普及。为了更全面地了解该技术在羊育种中的研究现状,且基于选种选配的重要地位,作者就基因组选择在羊育种中的研究进展展开综述,主要从表型测定、基因分型、不同模型方面介绍了基因组选择在羊的重要性状中的应用和现状,讨论了其优势与挑战,并展望了基因组选择的未来发展方向。     

A global strategy of using molecular genetic information to improve genetics in livestock

Traditional breeding programmes have largely contributed to disseminate the benefits of several quantitative traits in livestock. In developing countries such as Indonesia where animal population scattered throughout the country, it is difficult to invest for molecular research. On the other side, yet, it is worthy asset for breeding purposes. Based on theory and evidence, it has been proved that those scattered population evolved different genetic adaptations in response to a given natural pressure selection. A global strategy can be applied to the use of molecular genetic information for identification of economically important value. The use of genetic markers or more effective of marker-assisted selection (MAS) for desired important traits would be more valuable and useful and even more efficient in important trait selection of superior livestock. DNA marker technology would be very useful when applied for quantitative trait identification. Marker-assisted selection can be used for enhancing conventional breeding and works best for the traits with low heritability such as in reproductive traits and disease resistance. Application of conventional breeding for lower heredity traits would not be efficient because of waiting longer for generation interval, expensive in measurements, more population and more employees needed. Study of quantitative trait loci mapping is early investment to improve genetic merit. It can be performed once but can be used for exploring many genetic traits with economically important values. An effective option is biotechnology application in livestock for the development of genetic varieties such as stress tolerance, growth and carcass traits. Application of biotechnology approaches will enable improvement in productivity, reduction in costs, enrichment of milk compositions and extension of shelf life products.