奶牛育种中的长寿性状

长寿性状是奶牛育种中最重要的功能性状之一,除产量性状之外,长寿性状具有最大的经济价值。由于遗传力低、数据分布特殊和性状表现晚等特点,长寿性状也是选育难度最大的性状之一。自上世纪50年代起,长寿性状就进入了各国奶牛育种家的视野,针对长寿性状的研究持续进行;上世纪90年代后,各奶业发达国家陆续将长寿性状纳入其奶牛综合选择指数。目前,我国奶牛综合选择指数(CPI)中尚不包含长寿性状,对长寿性状的研究也处于起步阶段。文章通过整理分析奶牛长寿性状的有关研究,从性状定义、遗传评估方法、与其他性状的关系、遗传标记、性状选育策略等方面系统介绍了长寿性状的研究和选育情况。通过汇总有关长寿性状与其他性状遗传相关的研究,阐述了长寿性状与其他性状之间的复杂关系;通过收集各国奶牛选育方案中的相关信息,重点介绍了各主要奶业发达国家对长寿性状的选育策略。此外,本文还通过收集在我国奶牛群体中针对长寿性状开展的研究,概述了奶牛长寿性状在我国的研究现状。长寿性状有许多不同的定义,可使用不同的模型对其进行遗传评估,包括线性模型、阈模型、生存分析模型和随机回归模型等。长寿性状与产量、体型、繁殖、健康和管理类性状等存在低到中等的遗传相关,线性体型性状中,与泌乳系统有关的体型性状与长寿性状的遗传相关较高;繁殖和健康性状表现更好的奶牛,其长寿性状通常表现更好;长寿性状与其他性状之间的遗传关系受牛群选育方向的影响较大,在不同群体中,长寿性状与同一性状的遗传相关不尽相同。奶业发达国家的奶牛综合选择指数中均包含长寿性状,这些国家除了使用直接长寿进行选择之外,部分国家还同时采用间接选择的方法对长寿性状进行选育,常用于间接选择长寿性的其他性状主要包括泌乳系统、腰强度、尻角度、肢蹄和乳房炎抗性等。在不同群体中,均发现了大量与长寿性状相关的遗传标记,其中大多数标记都定位在已报道的与繁殖、疾病和体型等性状相关的遗传区域内。文章还提出了从数据收集、遗传参数估计、遗传标记挖掘、评估模型和选择策略探讨等方面针对我国奶牛群体进行长寿性状研究的必要性。     

新疆地区荷斯坦牛长寿性与产奶量的遗传力估计及相关性分析

【目的】产奶性状和长寿性状均是奶牛育种中的重要性状。近年来奶牛选育中追求高产,在产奶量不断提高的同时,长寿性却呈下降趋势。随着平衡育种理念的发展,各奶业发达国家陆续将长寿性状纳入其奶牛综合选择指数。为此,探究产奶量和奶牛长寿性间的关系,为新疆地区制定中国荷斯坦奶牛综合选择指数,实现平衡育种和奶业高质量健康发展提供借鉴。【方法】收集新疆地区3个规模化牛场1997—2020年间的各项生产记录,计算在群天数和生产寿命,共计获得7 206条奶牛长寿性记录和15 218条头胎305 d产奶量记录。收集个体三代系谱信息共计18 183条,其中包括903头公牛以及20 883头母牛。首先利用SAS 9.2软件的GLM过程分析场、出生年份、出生季节和初产月龄对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的影响,计算出在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的最小二乘均值。再利用SPSS 19.0 软件计算新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量Pearson相关系数。其次利用DMU软件中AI-REML结合EM算法并配合多性状动物模型,估计新疆地区荷斯坦奶牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的遗传方差、表型方差、协方差,计算在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量之间的遗传相关。最后利用动物模型 BLUP 法对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量进行育种值的估计,并绘制遗传趋势图。【结果】对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量进行基本统计分析结果显示：新疆地区中国荷斯坦奶牛平均在群天数1 754.7 d,平均生产寿命937.33 d,头胎305 d产奶量平均为9 362.94 kg。GLM程序分析显示不同场、出生年份、出生季节以及初产月龄效应对在群天数、生产寿命以及头胎305 d产奶量均有极显著影响（P<0.01）。新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的遗传力为0.11（0.03）、0.11（0.03）和0.33（0.03）。在群天数和生产寿命之间遗传和表型相关高,相关系数分别为0.99和0.98;305 d产奶量与在群天数和生产寿命表型之间呈正相关,相关系数分别为0.079和0.077,而遗传相关则呈负相关,相关系数分别为-0.18和-0.20。对新疆地区中国荷斯坦在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量遗传趋势图绘制可知,在群天数和生产寿命,均随着参测牛头数增加育种值变化较大,整体呈下降趋势;荷斯坦牛的头胎305 d产奶量同样随着参测牛头数的增加,育种值变化较大,但是总体呈现上升趋势。【结论】因此在对产奶量进行选育提高同时,应当兼顾长寿性,避免随着产奶量的提高,导致奶牛长寿性的下降。     

基于智能项圈系统荷斯坦牛发情相关指标的遗传参数估计及全基因组关联分析

【目的】探究基于奶牛智能项圈系统产生的发情指数和活动峰值指标的群体规律及其影响因素,对其进行遗传参数估计,并利用全基因组关联分析（genome-wide association study, GWAS）挖掘与奶牛发情相关指标的遗传标记,以期为从遗传育种角度制定选育策略提高奶牛繁殖力提供有用信息。【方法】试验以北京市某规模化牧场健康的泌乳期荷斯坦牛为研究对象,收集了该牧场2017年7月至2020年5月2 074头泌乳牛的发情记录,包括发情指数和活动峰值,同时收集了试验牛的产犊记录;采用SAS 9.4中MIXED过程,分析了非遗传因素对发情指数和活动峰值的影响;基于DMU软件DMUAI模块,使用双性状动物模型估计了发情指数与活动峰值的遗传力及遗传相关,并计算了发情指数与常规繁殖性状的近似遗传相关;以逆回归育种值为关联分析的表型,利用Farm CPU软件分别对发情指数和活动峰值进行了GWAS。【结果】荷斯坦牛发情指数为（71.77±19.13）au,活动峰值为（105.94±30.73）au/2h。发情指数遗传力为0.04±0.01,活动峰值遗传力为0.19±0.04,均为低遗传力性状;发情...     

畜禽指数选择中的参数分析

本文通过例子介绍怎样根据性状的遗传力、遗传相关、表型相关、经济加权值等参数制定畜禽多个性状的选择指数。重点讨论:①选择指数的方差和标准差;②指数选择下遗传总改进的方差和标准差;③选择指数与遗传总改进的相关;④遗传总改进对选择指数的回归;⑤一定选择强度下,指数选择的期望反应;⑥指数选择时单个性状的期望改进。此外,证明了应用选择指数,同时选择 n 个性状时,每个性状的选择反应是单个性状选择时的1/√n。     

上海荷斯坦奶牛头胎与二胎日产奶量性状遗传力和遗传相关对比分析

当前,上海正组建我国南方地区荷斯坦奶牛基因组选择参考群体,而研究并对比分析上海荷斯坦奶牛头胎与二胎产奶量的遗传力和遗传相关是全基因组关联分析和基因组选择的基础。本研究收集并整理上海光明乳业旗下奶牛场2007~2013年6年间荷斯坦奶牛的43余万条奶牛群体改良(DHI)测定日记录,并采用随机回归模型对头胎和二胎的产奶量的遗传力和遗传相关进行估计。结果显示日产奶量性状头胎奶牛遗传力在0.125与0.475之间变化,二胎遗传力在0.155与0.34之间变化,变化趋势都是在泌乳期内先增大后减小,且头胎奶牛遗传力峰值大于二胎奶牛。头胎和二胎测定日产奶量间均有较高的遗传相关,但二胎整体的遗传相关程度较头胎测定日间小。该研究结果为上海地区荷斯坦奶牛基因组选择参考群体的构建和制定合理的选育计划,奠定了必要的理论依据。     

油菜籽粒含油率与主要经济性状的相关及选择

以５个油菜品种为试验材料,应用方差分析估算了籽粒含油率与主要经济性状间的遗传相关,遗传进度和选择指数等遗传参数,结果表明,一次分枝数,单株有效角果数,每角粒数,单株粒篝与含油率为正向关系,千粒重与含油率为负向关系,而且这些性状对含油率有较大的相关遗传进度,在对含油率选择的３种方案中,指数选择优于相关选择和直接选择。采用一次有效成分枝数,单株有效角果数,千粒重和单株粒重４个相关性状构成的选择指数对含     

黄麻产量和纤维品质性状的相关遗传进度与选择指数

研究了我国南方5省黄麻地方品种与产量和品质有关的12个数量性状的相关遗传进度与选择指数及其相对效率。结果表明:在一定的选择强度下,通过分枝高度间接选择单株干皮重的遗传进度最高,相对效率超过对单株干皮重的直接选择。对纤维支数的间接选择,仍以分枝高相对效率较高,但间接选择的效率不如直接选择的高。按单一性状选择指数计算单株产量的遗传进度,结果与相关遗传进度的研究完全一致;2个或2个以上性状选择指数计算的单株产量遗传进度都大于所含的单一性状;当选择指数方程包含了分枝高和单株干皮重后,即使再增加选择因素,其相对效率提高甚微。     

高寒地区大豆主要经济性状遗传相关和选择指数的研究

研究了大豆荚粒性状的遗传变异度,验证了从引进品种(系)中进行系统选育的效果;测定了荚粒性状之间的遗传相关,为进行间接选育适应青海省地方品种积累科学资料;寻求比进行直接产量选育具有更高效率的选择指数。结果证明高寒地区进行大豆系统选育是行之有效的。     

奶牛次级性状的微卫星标记与QTL定位研究进展

对奶牛繁殖性状(产犊容易度、排卵数)、体型性状(乳房性状、肢蹄性状、体型性状)、健康性状(体细胞和乳房炎抗性)和生产效率性状(生产寿命、泌乳速度等)等4类次级性状QTL定位的研究进展进行了综述。     

选择指数与相关遗传进展的分解原理

选择指数的实质是各选择性状所引起的目标性状的相关遗传进展的分解。根据这个原理,可以把选择指数的制订和通径分析结合起来。     

上海荷斯坦牛初产日龄的遗传力估计

上海荷斯坦奶牛产奶性能经持续的选择得到显著的遗传改良,目前母牛主要面临使用寿命短这一关键问题。研究发现,造成使用寿命短的主要因素是繁殖障碍等,初产日龄是奶牛繁殖性状的一个重要指标,在遗传评估模型中考虑这一指标将有望延长母牛使用寿命,进而提高生产效益。性状遗传参数的估计是进行性能遗传评估的基础,本研究通过对上海地区2006-2017年间的24 201头上海荷斯坦牛初产日龄记录进行遗传参数估计,揭示当前上海荷斯坦牛群体性状特征。结果表明,上海荷斯坦牛平均初产日龄为(763.21±57.64)d,遗传力为0.23。本研究为上海荷斯坦牛初产日龄的育种工作提供了可靠的参数,且研究发现该性状的遗传力较低,表明其更适于使用基因组选择。     

基于牧场管理数据的奶牛健康性状定义及遗传参数估计

[目的]利用牧场管理数据定义奶牛健康性状,并对各健康性状进行遗传分析.为奶牛抗病选育和研究提供参考.[方法]收集了华北地区46个规模化牧场的奶牛健康事件记录,通过对原始记录中1 326种健康事件进行整理,将所有健康事件分为5类,并在每类中筛选出记录数相对较多的常见健康事件,共计18个.根据各健康事件在每个泌乳期内是否至...     

A Method for Accuracy of Genetic Evaluation by Utilization of Canadian Genetic Evaluation Information to Improve Heilongjiang Holstein Herds

The objectives of this study were to set up a new genetic evaluation procedure to predict the breeding values of Holstein herds in Heilongjiang Province of China for milk and fat production by utilizing Canadian pedigree and genetic evaluation information and to compare the breeding values of the sires from different countries. The data used for evaluating young sires for the Chinese Holstein population consisted of records selected from 21 herds in Heilongjiang Province. The first lactation records of 2 496 daughters collected in 1989 and 2000 were analyzed. A single-trait animal model including a fixed herd-year effect, random animal and residual effects was used by utilizing Canadian pedigree and genetic evaluation information of 5126 sires released from the Canadian Dairy Network in August 2000. The BLUP procedure was used to evaluate all cattle in this study and the Estimated Breeding Values (EBV) for milk and fat production of 6697 cattle (including 673 sires and 6024 cows) were predicted. The genetic levels of the top 100 sires originated from different countries were compared. Unlike the BLUP procedure that is being used in conjunction with the single-trait sire model in Heilongjiang Province of China now, the genetic evaluation procedure used in this study not only can be used simultaneously to evaluate sires and cows but also increase the accuracy of evaluation due to using the relationships and genetic values of the Canadian evaluated sires with more daughters. The results showed that the new procedure was useful for genetic evaluation of dairy herds and the comparison of the breeding values of these sires imported from different countries showed that a significant genetic improvement has been achieved for milk production of the Heilongjiang Holstein dairy population by importing sires from foreign countries, especially from the United States due to the higher breeding values.     

基因组选择在奶牛育种中的革命性突破(综述)

基因组选择(Genomic Selection)方法最近已经在奶牛育种中获得革命性突破。美国农业部和加拿大奶牛网络的最新研究发现,基因组育种值和传统育种值合并后对后备公母牛的育种值的可靠性(准确度)平均增加幅度最大(23%),相当于后裔测定11头女儿的可靠性。基因组选择可以允许育种者提前选择那些获得优越染色体片段的种畜,因此可加快和提高遗传改良的速度和效率,降低后裔测定的成本,甚至最终取代整个后裔测定方法。从2009年起,美国和加拿大将在官方颁布的奶牛育种值中合并基因组育种值和传统育种值。及时采用这一新方法,对我国奶牛业的遗传改良发展速度尤其至关重要。     

中国西南地区甘薯主要育种亲本的遗传多样性及群体结构分析

【目的】探究中国西南地区主要甘薯育种亲本材料的遗传多样性和群体结构,为甘薯亲本材料的保存和利用、甘薯分子标记辅助选择提供参考依据。【方法】利用61个SSR分子标记、13个农艺性状和6个品质性状,对82份中国西南地区主要甘薯育种亲本材料进行遗传多样性分析。利用NTSYS-pc 2.10数据处理软件,分别根据SSR分子标记数据、品质性状、农艺性状计算82份亲本材料的Nei72遗传距离矩阵。利用Mega 6.06数据处理软件,计算82份材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的平均遗传距离。利用NTSYS-pc 2.10软件,对供试材料基于SSR标记、品质性状和农艺性状的遗传距离矩阵进行相关性分析。根据遗传距离矩阵,利用Mega6.06软件分别,对82份亲本材料进行基于品质性状的类平均法（unweighted pair group method with arithmetic mean,UPGMA）聚类分析、基于SSR分子标记的邻接法（Neighbor-Joining,NJ）聚类分析和基于农艺性状的类平均法（UPGMA）聚类分析。根据SSR分子标记数据,利用STRUCTURE 2.4对82份供试材料进行群体结构分析。【结果】61对SSR引物共检测出405条多态性谱带,其中,每对引物获得1-17条多态性谱带,平均每对引物检测出6.64条多态性谱带。82份亲本材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的Nei平均遗传距离分别为0.3499、0.2210和0.0270。基于SSR分子标记的邻接法（NJ）聚类分析将82份材料聚为7个类群。基于农艺性状、品质性状的类平均法（UPGMA）聚类分析均可将82份材料划分为一个较大的类群和三个较小的类群,但基于农艺性状和品质性状的聚类分析结果差异较大。基于SSR分子标记、品质性状和农艺性状的聚类分析均能将供试材料中来自不同地区的材料聚为同一类群,表明不同地理来源的供试材料间没有明显的遗传差异。遗传距离矩阵之间的相关性分析表明,基于SSR标记、品质和农艺性状的遗传距离矩阵间的相关性很小（r=0.0158）,品质性状与农艺性状间呈负相关（r=-0.0411）。群体结构分析表明,当K等于3时,ΔK说明82份材料可以划分为3个亚群。取得最大值,值其中53份（64.63%）供试材料的Q值大于或等于0.6,分属于3个亚群。29份材料（35.37%）划分为混合亚群。群体结构分析的亚群划分结果与SSR聚类分析结果有一定相似性。【结论】供试亲本材料基因组水平的遗传多样性较为丰富,品质性状有一定差异,农艺性状差异较小。单独利用某一种标记或性状对亲本材料进行衡量都不全面,建议结合分子标记和多种表型性状,进行深入的遗传多样性和群体结构分析。     

榆属树种遗传改良研究现状及思考

该文对榆属树种的遗传育种研究进展进行了较为系统的综述 ,主要包括 :国内外榆树育种材料资源的保存和利用现状 ;国内外榆树改良和育种目标 ;选择、杂交及其它非常规育种手段在榆树改良项目中的应用 .文中还对中国榆树育种工作中存在的问题以及改进途径进行了讨论 .     

畜禽基因组选择中贝叶斯方法及其参数优化策略

品种选育在畜禽育种中占十分重要的地位,基因组选择作为畜禽育种的新兴技术手段而备受关注。其优点为可以缩短世代间隔,加快遗传进展,可以不依赖于表型进行选择。2001年,Meuwisen提出基因组选择的概念后,基因组选择首先应用于奶牛育种,至2014年8月,国际公牛组织已有34个成员国在其国家奶牛育种群中应用基因组选择。随着基因组选择的不断推广应用,提高基因组育种值估计准确性的问题有待于解决,当前对基因组选择方法的研究和探讨正在不断深入,有效的模型及算法对提高基因组育种值估计的准确性具有重大现实意义。至今已有17种贝叶斯方法相继被提出,本文简要介绍了基因组选择中的经典BayesA和BayesB方法,其中BayesA假设所有位点都有效应,BayesB假设部分位点有效应,且这部分有效应的位点所占的比例很小,它们的假设模型和算法都不相同。Meuviwisen提出经典贝叶斯方法后,其它贝叶斯方法犹如雨后春笋般涌出,这些新方法的提出,都是基于经典贝叶斯方法原理,对假设模型和算法进行适当改进,以期对模型中的参数进行优化。如BayesC方法在BayesB的基础上对模型中的π值进行优化,BayesCπ和 BayesDπ是在BayesC的基础上进行改进,这两种方法假设各位点的效应方差是相同的,而BayesC假设各位点的效应方差是不同的,BayesDπ又是在BayesCπ基础上对效应方差服从尺度逆卡方分布中的尺度参数进行优化。Bayes Lasso的思想和BayesA一样,不同之处在于它假设标记效应服从另一种分布-拉普拉斯分布,所以标记效应的后验分布也随之改变。BayesRS方法假设各位点的效应方差是按占一定比例的总遗传方差分配的。其它的贝叶斯方法也都是在前人研究的基础之上对模型中的先验假设进行变换和模型中的参数进行优化,以期寻找最适合群体的假设模型和参数。目前广泛应用的贝叶斯算法仍是经典贝叶斯算法以及BayesCπ,这是由于它们计算结果的稳定性和较高的基因组育种值估计准确性。在这3种贝叶斯算法中,基因组育种值估计准确性基本上是BayesB＞BayesCπ＞BayesA,但某些性状计算的基因组育种值准确性结果并非如此。相对于经典贝叶斯方法,参数优化过程在一定程度上提高了基组育种值估计的准确性。总之,在经典贝叶斯方法的基础上,贝叶斯方法的改进算法及其参数优化策略围绕着以提高基因组育种值估计的准确性为目的,通过生物遗传算法与实际的群体情况相结合,寻找最适的假设模型和参数优化策略,丰富和拓展了基因组选择算法,并能使得基因组育种值更具参考价值。由于中国的动物育种历程与国外育种差距甚远,利用基因组选择可以加快畜禽育种进程,进而还可以培养新品系,丰富遗传资源。同时对基因组选择在中国的方法研究及应用进行了介绍,面对基因组选择的种种优点,全基因组选择育种技术势在必行。此外,文章还探讨了畜禽基因组选择中贝叶斯方法及其参数优化策略存在的主要问题和今后研究的热点,以期为获得更加可靠和快捷的基因组选择算法提供参考。     

荷斯坦牛泌乳早期体细胞数对生产性能的影响及遗传参数估计

【目的】探究荷斯坦牛泌乳早期（6—35 d）体细胞数（SCCel）的群体特征及其与不同泌乳阶段体细胞数（SCC）及产奶量（MY）之间的关系,并对荷斯坦牛泌乳早期体细胞评分（SCSel）进行遗传参数估计,以期为我国荷斯坦牛乳房炎抗性选育提供新的思路。【方法】收集了141个牧场2008—2018年182 378头牛的2 783 046条生产性能测定记录。质控后,共得到150 864头牛的1 869 976条测定日记录。将有表型的母牛至少向上追溯三代（父母、祖父母、外祖父母）,通过追溯,获得用于遗传分析的系谱文件,共包含6 451头公牛和103 452头母牛。利用SAS软件的GLM过程分析了牧场测定规模、测定季节、测定年份、泌乳天数、胎次等因素对SCSel的影响;利用SAS软件的REG过程分别分析了SCSel与不同泌乳阶段的SCS和日产奶量之间的回归关系;基于DMU软件,使用单性状重复力动物模型、单性状动物模型和双性状动物模型分别估计了SCSel的遗传参数。【结果】荷斯坦牛产后前2周SCCel变化幅度较大,荷斯坦牛SCCel随着泌乳天数的增加呈逐渐下降的趋势;牧场规模、测定季节、胎次和泌乳天数均对SCSel有显著影响（P<0.05）,泌乳早期年均测定规模1 000头以上牧场的奶牛SCSel显著（P<0.05）低于年均测定规模1 000头以下的牧场。SCSel随胎次的增加呈先下降后上升的趋势,奶牛在夏季SCSel最高,在冬季最低。SCSel与泌乳期各测定日SCS之间均存在极显著的回归关系（P<0.01）,回归系数范围为0.06 —0.19;SCSel与泌乳期各测定日产奶量之间均存在极显著的回归关系（P<0.01）,回归系数范围为-0.46 — -0.16,泌乳早期SCSel对泌乳期乳房健康状况及生产性能均有影响。荷斯坦牛1胎、2胎、3胎及各胎次SCSel的遗传力分别为0.05 ± 0.005、0.07 ± 0.01、0.04 ± 0.01和0.03 ± 0.01,SCSel为低遗传力性状;不同胎次的SCSel性状之间存在中高遗传相关,遗传相关估计范围为0.54—0.87。【结论】荷斯坦牛泌乳早期（6 —35 d）SCC受胎次、季节等影响,泌乳早期SCC具有不同于泌乳期测定日SCC的群体特征;泌乳早期SCC处于较高水平会影响荷斯坦牛在随后整个泌乳期内的健康状态和生产性能。本研究为牧场在母牛产后利用SCCel进行差异化管理提供了理论依据,为探究荷斯坦牛在泌乳早期体细胞数差异的遗传机制奠定了基础,通过开发泌乳早期SCS新性状有助于完善我国荷斯坦牛乳房炎抗性选育。     

分子遗传标记在家禽数量性状方面的研究

随着生物技术水平的不断发展,在家禽育种工作中,分子遗传标记逐渐成为研究的热点。因此,研究和寻找与经济性状连锁的分子遗传标记,则可为家禽育种工作中的标记辅助选择提供新的手段。综述了RFLP、DNA指纹、RAPD和微卫星DNA这4种分子遗传标记在家禽数量性状中的研究概况。