家畜主要性状的遗传特性-2014
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基因座位:
7对基因座控制毛色
A座位:控制真黑色素和褐黑色素的分布位
置,野猪的鼠灰色(Agouti) 基因座对其他毛 色基因座呈上位关系 B座位:产生黑色素的种类 C座位:黑色素合成的数量和强度 D座位:淡花基因,控制色素表现程度 E座位:黑色素的扩展程度 I座位:白色 S座位:色素连续分布或不规则分布
家畜主要性状的遗传特性
质量性状与数量性状
质量性状(qualitative traits)--由单基因或简 单的几对基因的互作影响的遗传性状,其变 异是不连续的 数量性状(quantitative traits)--变异是连续的, 从最小到最大的范围内连续变动
质量性状—例子
鸡的冠形:玫瑰冠、胡桃冠、单 冠、豆冠; 猪的毛色:白色、黑色、红色、 蓝色(斑点)、花色 羽速:快羽、慢羽 羽毛形状:丝羽、片羽
外貌特性
毛色
全黑
英国大黑猪、法国加斯科尼猪、德国科恩沃尔猪
和伊比利亚猪的某些变种。全黑被毛是来自中国
和越南的大量地方品种内存在最为普遍的类型
外貌特性
毛色
全红
有三个代表品种:杜洛克、太姆华斯和明尼 苏达1号。我国云南大河猪也大多为红色, 另外, 曼格里察和Iberian 猪的一些类型, 地中海和非洲 本地猪以及源于Iberian(伊比利亚) 的美洲当 地品种, 毛色大多为红色。
微效多基因与主效基因
微效多基因(polygenes)或微效基因(minor gene):
控制数量性状遗传的一系列效应微小的基因; 由于效应微小,难以根据表型将微效基因间区 别开来; 近年来,借助分子标记作图技术已经可以将控 制数量性状的各个基因位点标记在分子标记连锁图 上,并研究其基因的效应。
Nilson-Ehle,
H.(1909)根据小麦粒色遗传提出:
数量性状受许多彼此独立的基因共同控制,每个基 因对性状表现的效果较微,但各对基因遗传方式仍 然服从孟德尔遗传规律; 同时还认为: (1)各基因的效应相等 (2)各个等位基因表现为不完全显性或无显性, 或表现为增效和减效作用
(3)各基因的作用是累加的
主效基因/主基因(major gene):
控制质量性状或数量性状遗传的一对或少数几 对效应明显的基因; 可以根据表型区分类别,并进行基因型推断。
数量性状遗传机制的发展
传统观点:
基于多基因假说认为数量性状均受微效、等效的微 效基因控制。
采用分子标记对基因效应的研究发现,数量性状:
可能是受微效基因控制; 也可能受少数几对主效基因控制,加上环境作用而 表现连续变异; 有时由少数主基因控制,但另外存在一些微效基因 (修饰基因,modifying gene)的修饰作用。
遗传效应分解
对于多基因控制数量性状,分离群体中个体间基因
型差异及其所引起的遗传效应可分为三类:
加性效应(A, additive
effect):由基因间(等位基因与 非等位基因间)累加效应所导致的个体间遗传效应差异; 显性效应(D, dominance effect):等位基因间相互作 用导致的个体间遗传效应差异; 上位性效应(I, epitasis effect):非等位基因间相互作 用所导致的个体间遗传效应差异。
E 为环境效应值(environment value),当无基因型与环境互 作 时 , E=e 为 随 机 误 差 (random error) 符 合 正 态 分 布 N(0,σ2)。
表型方差分量(variance component)
表型方差分量根据性状效应值分解可得:
VP = VG + VE
物学意义或经济价值,其表现呈非连续型变异,与质
量性状类似,但是又不服从孟德尔遗传规律。一般认 为这类性状具有一个潜在的连续型变量分布,其遗传 基础是多基因控制的,与数量性状类似。通常称这类 性状为阈性状(threshold trait)。
举
例
例如,家畜对某些疾病的抵抗力表现为 发病或健康两个状态,单胎品种的产仔数表 现单胎、双胎和稀有的多胎等。
数量性状—例子
• 畜禽的大多数经济性状都是数量性状,因此研究数
量性状的表现、遗传及其改良具有重要的意义。 动物:体重、产仔(卵)数、日增重、肉质等
研究数量性状的方法的特点
必须进行度量,且度量准确 必须应用统计方法进行分析归纳 研究数量性状以群体为对象才有意义
阈性状
在众多的生物性状中,还有一类特殊的性状,不 完全等同于数量性状或质量性状பைடு நூலகம்它们具有一定的生
宰前活重、胴体重、屠宰率 、背膘厚、眼肌面
积、内脂率、腿臀比率、瘦肉率、肥肉率
肉质性状
肌肉颜色、系水力、pH值、肌内脂肪、营养物
质的含量、卫生状况等
猪
肉
市
场
链
猪育种者 ↓ 猪生产者 ↓ 屠宰者 ↓ 肉类加工者 ↓ 批发商/销售商 ↓ 零售商 ↓ 消费者
营养因子 蛋白质及其组成、
脂肪及其组成、维生素、矿
-有黑头的杂黑色:梅山猪、金华猪 -头上杂有白色标记的黑色 :两广小花猪 -白带 :汉普夏猪
-黑色中有白点 :六端白(梅山猪)
外貌特性
毛色
白色
存在两种类型的白色被毛:一种是通常有着白色 皮肤的亮白,如在大白(约克夏)、中白、彻斯 特白、拉康比、长白猪、荣昌猪;另一种是有着 着色皮肤的“脏”白,如在曼格利察中
此时基因型与环境间无互作效应,其中:
VP 为群体表型方差(phenotypic variance) (由性状资料计算); VG 为群体基因型差异所引起的变异方差,称为遗传方 差(genetic variance),也称为基因型方差; VE 为 环 境 因 素 所 引 起 的 变 异 方 差 , 称 为 环 境 方 差 (environ-ment variance) ; 无 互 作 时 为 机 误 方 差 (Ve, error variance).
不同毛色杂交时的显隐性表现
显 1 2 3 性 隐 性 举 例
白色(约克夏、长白等) 暗灰(野猪) 黑色(大黑猪、汉普夏、 中国黑猪) 白肩带(汉普夏) 黑色六白(巴克夏、波中 猪) 棕色(杜洛克)
有色(黑、棕、斑色)长、大黑毛猪F1白毛 长、大杜(棕)F1白毛 黑、棕 棕、红(太姆华斯、 杜洛克)黑斑 (皮特兰) 黑色六白、红色 棕色(F2黑底红斑) 白色黑斑(皮特兰) F1红底黑斑点 (达尔马提亚斑点) 野猪巴克夏F1暗灰色 野猪色棕色F1复合毛色 黑猪杜F1黑色 桃源黑猪杜F1黑毛 汉杜F1白肩带 汉巴F1白肩带 巴杜(棕)F1黑色六白 杜皮F1红底小黑斑
因此有:G
= A + D + I;P = A + D + I + E.
表型值 P = 育种值 A + 剩余值 E
其中,D 与 I 不具有可加性,合称为非加性效应。
遗传方差分解
由于群体遗传变异有三种类型,其遗传方差也可进而
分解为三种方差分量:
加性方差(VA):个体间加性效应差异导致的群体变异方差; 显性方差(VD):个体间显性效应差异导致的群体变异方差; 上位性方差(VI):上位性效应差异导致的群体变异方差。
隐性淡化
显性淡化 黧色 季节性黑斑 显性黑斑
W n, w n
W p, w p Br, br B s , bs Ps, ps
经济性状分类(猪)
繁殖性状
主要:总产仔数、断奶时仔猪数、断奶窝重 次要:初生活仔数、初生窝重、泌乳力、断奶个体重
生长肥育性状
达到经济成熟时的日龄
ADG
饲料利用率 活体背膘厚
出栏率% =
×100 年初或上年末存栏数
全年出栏数
饲料利用率 =
总增重
总饲料消耗
经济性状分类(猪)
胴体性状
物质、消化性
加工因子 系水力、坚实性、 烹调损失、肉量、pH值、肌 肉糖原含量、导电性
感觉因子 肉色、形状、味道、 口感、大理石纹、嫩度、多汁性 卫生因子 微生物、贮藏环 境、残留和污染
肉质的定义
猪肉品质是指鲜肉中物理和化学特性的 综合体现,包括肉中各类物质的含量、与人
类有关的一些性状、安全性、营养性和人们
猪的毛色至少受7个基因位点控制
外貌特征的遗传
毛色 野生型
Olliver和Sellier(1982)对野生型的描述: 野生型毛色,与啮齿动物的刺鼠相似,以在黑 色背部毛发上有一黄色亚端部带纹为特征,而 且不同身体部位的颜色深度不一样。野猪的特 性在于初生时仔猪出现纵向条纹,这种条纹在 日后逐渐消失。
因此有:
VG = V A + VD + V I;
VP = VA + V D + V I + V E .
此时,VD +
VI 为非加性方差。
几组概念对照表
变异 variation 表型 phenotype 基因型 genetype 表型变异 phenotypic ~ 遗传变异 genetic ~ 效应值 value 表型值 phenotypic ~ 基因型值 genetypic ~ 加性效应 additive effect 显性效应 dominance effect 上位性效应 epitasis effect 环境 environme nt 环境变异 environme nt ~ 环境效应 environment effect 方差 variance 表型方差 phenotypic ~ 遗传方差 genetypic ~ 加性方差 additive ~ 显性方差 dominance ~ 上位性方差 epitasis ~ 环境方差 environme nt ~ 非加性 nonadditiv e
微效基因的效应:
微效基因的效应值(对性状的影响)也不尽相等
数量性状表型值的剖分
表型值的效应分解:性状表现由遗传因素决定、 并受环境影响,可得:
表型值 = 基因型值+环境偏差
P = G + E.
P 为个体表现型值(phenotypic value)(也即性状观察值); G 为个体基因型(效应)值(genetic value),也称遗传效应值;
4、杜洛克猪毛色的深浅 关系到两对显性基因的互补: A系杜洛克(棕色) B系杜洛克(棕色) AAbb aaBB
F1AaBb红色 F2 9红(A-B-):6棕(3A-bb, 3aaB-):1白aabb
普通牛和瘤牛
毛色性状表现 红色 黑色 色片 稀释深色 等位基因 R, r B, b SD, SH, SC, S, s D, d 显隐性关系 R> r B> b SD> SH> SC> S> s D> d
外貌特性
毛色
“多米诺”黑斑
黑斑一般出现在白色背景上,但不定数量的 红毛可能混在白毛中间,直至形成全红背景。波 中猪、皮特兰、中欧和俄罗斯的一些地方品种中 都可以找到。它也分离形成了伊比利亚源的各种 地方种群。
外貌特性
毛色
黑色或红色花斑
斑块图案由主要位于头部和臀部的少量大 块黑色或红色斑块组成,在背脊上还可能有着 居中的斑块
的口感等(Sellier, 1998)。
肉质性状的遗传力 肌内脂肪含量
性 状 平均值
0.30 0.30 0.30 pH值 滴水损失 肉色
肌内脂肪含量
嫩度评分
0.60
0.26
4、毛色 猪的主要毛色类型:野猪色、全黑、全红、全白、 多米 诺(Domino)黑斑及达尔马提亚(Dalmatian)花 斑,黑或红花斑、黑色带白点。
对于状态过多的性状,是不宜作为阈性 状来处理的。例如,鸡的产蛋数、猪的窝产 仔数等。这一方面是由于状态过多的阈性状 分析太复杂;另一主要原因就是状态过多的 表型分布可近似地作为连续分布来处理。
质量、数量及阈性状的比较
数量性状的遗传机制
1. 多基因假说(Multiple Factor Hypothesis)
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生产实际中出现异常毛色的分析
1、引进白猪(丹麦长白、大白):在纯繁中后代出现黑斑 分析:在 I 位点上有 IP 基因。 2、大白、长白♂黑猪♀F1应全白,但有时出现黑斑、黑 皮斑(蓝斑) 分析:可能与E位点有关,即大白、长白等在 E位点大多为EPEP型,形成黑皮斑。 3、杜♂长大♀— 应为白色,但有时出现红毛斑块或毛梢 红色 分析:①长大杂母猪不典型,至少在 I 位点上可能为 IP ,E位点可能为EP,此种基因型与杜洛克杂交后 代可能出现红毛。如红毛曼格利察猪的E位点基 因型就是E+/EP。 ②长大杂母猪不纯,可能本身就是杜长大。