猪育种新技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
猪育种新技术
曹洪战 河北农业大学 教授、博导 QQ：976450249
有关猪的育种
常规育种，重在落实、持之以恒
常规的育种方法主要利用表型值和系谱信息进行 BLUP预测估计育种值，在猪的遗传改良方面取 得了很大进展
育种新技术，迎头赶上、奋起直追
国家提倡，大众创新、万众创业，“新”是其核 心内容，育种本身就是创新，育种新技术是新上 加新 育种新技术是抄近道追赶
目前，国外只有荷兰的Hybor公司、丹麦的丹 育公司、加拿大的TOPIG公司等育种技术先 进的大型国际化公司投入大量资金研发，掌 握并应用全基因组选育技术进行种猪遗传改 良。
在中国，广东温氏食品集团率先采用全基因 组选择技术对饲料利用率、日增重、肉质等 性状进行选择，2013年选育了1头杜洛克特 级种公猪，并开始配种应用。
随着猪60kSNP芯片的商业化和测序的成本不 断降低，全基因组选择方法成为在猪育种领 域的新热点，并已经从试验阶段逐步走向应 用阶段，成为未来长期最大化提高遗传进展 的育种新技术，将对中国猪种遗传改良发挥 巨大的推动作用。
全基因组选择的过程
实施全基因组选择需要具备一定数量、并记录相关性状 的参考群体和适宜标记密度的SNP芯片，构建表型值与 标记信息的预测方程，最终利用预测方程计算候选个体 标记信息的GEBV，而候选个体无需 其 表 型 记 录，通 常 在 其 出 生 后 便 可 以 预 测GEBV， 计算GEBV的过程大致分为以下步骤：
（1）利用SNP标记推导出每个个体在每个QTL上的基因型， （2）估计每个QTL基因型在性状上的效应， （3）所有QTL效应值的总和便是候选个体的GEBV
HYBOR 公司，保育猪进入测定舍时戴上专 用耳标，采集其耳组织，然后提取 DNA，每 头测定几万个 SNP，由电脑进行系统分析， 然后采用基因组育种值 BLUP 综合指数 （GBLUP）作为辅助选择的依据
全基因组选择的优点
不仅可以提高选择的准确性，尤其是一些低遗传 力性状、难以测量的性状、限性性状、生长后期 测定的性状、屠宰性状和免疫力等，还可以在动 物出生时或者胚胎期即可预测 GEBV，从而缩短 世代间隔，大大提高遗传进展。
全基因组选择商业化应用
在猪的全基因组测序完成后，A.M.Ramos等对商 业品种杜洛克（34头）、皮特兰（23头）、长白 猪（29头）、大白猪（36头）和野猪（36头）共 5个品种的DNA分别混池，采用全基因组重测序 方法鉴定出数十万个SNPs，并从中选择设计出 PorcineSNP60 Beadchip。该SNP芯片共有 64232个SNPs，检出率可达97.5%，SNP信息可 靠。
有效群体规模
A.M.Haberland等建议对猪进行全基因组选择时， 参考群体至少要达到1000头，每个家系建议测定 40-50头。 有效群体的大小会直接影响全基因组育种值的准 确性
全基因组选择的应用研究
猪60kSNP芯片商业化后，使得全基因组选择在 猪育种中的研究和应用具有可实施性和操作性。 大量研究表明，利用该SNP芯片得到的GEBV具 有较 高 的 准 确 性。
它与标记辅助选择的区别
随着分子遗传学技术的发展，已经发现了大量与 猪经济性状相关联的基因或分子标记,例如,雌激 素受体（ESR）基因、胰岛素样生 长 因 子 ２ （IGF2）基因和兰尼定１型受体（RYR1）基因 等。 标记辅助选择（MAS）方法可以准确、快速地对 目的性状进行选择，在猪育种中得到了广泛应用， 但是其估计位点效应范围有限且取得的遗传进展 较小。
自 2010 年，丹麦已经在杜洛克、大白、长 白上应用基因组选育。在 2013 年这一年， 丹麦利用基因芯片测定的数量已达到 24 000 头。2013年丹麦的年平均断奶数达 30.3 头。 在德国，皮特兰良种登记协会采用猪60kSNP 芯片进行父系育种，主要针对生长速度、屠 宰率和肉质性状进行性能测定，并建立了最 初的参考群。
在肉质方面E.Gjerlaug-Enger等利用猪60kSNP芯片对 长白和杜洛克猪的肌间脂肪进行全基因组选择， GEBV的准确性（0.63）明显比传统选育方法（0.36） 高。
全基因组选择的实际应用
近年来，全基因组选择已经成为猪育种界的热点， 全球各个知名猪育种公司已经将该技术作为新的 育种手段实施应用，并且少数大型猪育种公司对 猪的大量性状和品系都实施了全基因组选择。
育种新技术
全基因组选择 育种目标的变化 测定技术的变化
全基因组选择
什么叫全基因组选择
为了进一步提高育种的效率，T.H,Meuwissen等 提 出 了 一 种新的标记辅助选择方法，即全基因 组选择（Genomic selection,GS）。该方法假设 覆盖全基因组上的高密度SNPs标记中至少有１ 个SNP与 QTL处于连锁不平衡关系，利用SNP估 计每个QTL的效应，从而获得个 体 的 全 基 因 组 估 计 育 种 值 （Genomic estimated breeding value, GEBV）。
低密度芯片的应用
随着全基因组选择方法在猪育种中进入应用阶段， 一些研究人员开始关注其经济效益，虽然全基因 组选择可以提高准确性，但是需要昂贵的费用进 行基因型分型，约1000元/头，并且猪的世代间 隔较 短，该 技 术 应 用 受 到 了 一 定ຫໍສະໝຸດ Baidu的 阻 碍。 众多研究表明，降低芯片密度是降低费用的主要 方式。
PIC作为全球最大的种猪改良公司，拥有全球最大的猪 育种数据库，包括了超过2000万头猪的系谱信息、大 量的性能测定数据和基因型分型信息，有利于实现基 因潜力的最大化。
PIC公司对产仔总数、生长速度、采食量和眼 肌面积性状进行选择，普通EBV分别为0.25、 0.29、0.27、0.28，而采用全基因组选择得 到GEBV的准确性较高，分别为0.42、0.50、 0.50、0.51。 PIC还持续对pH24、大理石纹和肌内脂肪含 量等肉质指标进行选育，使16系公猪的后代 肌内脂肪含量提高到3.5%，眼肌、后腿肌肉 pH24为5.8。
曹洪战 河北农业大学 教授、博导 QQ：976450249
有关猪的育种
常规育种，重在落实、持之以恒
常规的育种方法主要利用表型值和系谱信息进行 BLUP预测估计育种值，在猪的遗传改良方面取 得了很大进展
育种新技术，迎头赶上、奋起直追
国家提倡，大众创新、万众创业，“新”是其核 心内容，育种本身就是创新，育种新技术是新上 加新 育种新技术是抄近道追赶
目前，国外只有荷兰的Hybor公司、丹麦的丹 育公司、加拿大的TOPIG公司等育种技术先 进的大型国际化公司投入大量资金研发，掌 握并应用全基因组选育技术进行种猪遗传改 良。
在中国，广东温氏食品集团率先采用全基因 组选择技术对饲料利用率、日增重、肉质等 性状进行选择，2013年选育了1头杜洛克特 级种公猪，并开始配种应用。
随着猪60kSNP芯片的商业化和测序的成本不 断降低，全基因组选择方法成为在猪育种领 域的新热点，并已经从试验阶段逐步走向应 用阶段，成为未来长期最大化提高遗传进展 的育种新技术，将对中国猪种遗传改良发挥 巨大的推动作用。
全基因组选择的过程
实施全基因组选择需要具备一定数量、并记录相关性状 的参考群体和适宜标记密度的SNP芯片，构建表型值与 标记信息的预测方程，最终利用预测方程计算候选个体 标记信息的GEBV，而候选个体无需 其 表 型 记 录，通 常 在 其 出 生 后 便 可 以 预 测GEBV， 计算GEBV的过程大致分为以下步骤：
（1）利用SNP标记推导出每个个体在每个QTL上的基因型， （2）估计每个QTL基因型在性状上的效应， （3）所有QTL效应值的总和便是候选个体的GEBV
HYBOR 公司，保育猪进入测定舍时戴上专 用耳标，采集其耳组织，然后提取 DNA，每 头测定几万个 SNP，由电脑进行系统分析， 然后采用基因组育种值 BLUP 综合指数 （GBLUP）作为辅助选择的依据
全基因组选择的优点
不仅可以提高选择的准确性，尤其是一些低遗传 力性状、难以测量的性状、限性性状、生长后期 测定的性状、屠宰性状和免疫力等，还可以在动 物出生时或者胚胎期即可预测 GEBV，从而缩短 世代间隔，大大提高遗传进展。
全基因组选择商业化应用
在猪的全基因组测序完成后，A.M.Ramos等对商 业品种杜洛克（34头）、皮特兰（23头）、长白 猪（29头）、大白猪（36头）和野猪（36头）共 5个品种的DNA分别混池，采用全基因组重测序 方法鉴定出数十万个SNPs，并从中选择设计出 PorcineSNP60 Beadchip。该SNP芯片共有 64232个SNPs，检出率可达97.5%，SNP信息可 靠。
有效群体规模
A.M.Haberland等建议对猪进行全基因组选择时， 参考群体至少要达到1000头，每个家系建议测定 40-50头。 有效群体的大小会直接影响全基因组育种值的准 确性
全基因组选择的应用研究
猪60kSNP芯片商业化后，使得全基因组选择在 猪育种中的研究和应用具有可实施性和操作性。 大量研究表明，利用该SNP芯片得到的GEBV具 有较 高 的 准 确 性。
它与标记辅助选择的区别
随着分子遗传学技术的发展，已经发现了大量与 猪经济性状相关联的基因或分子标记,例如,雌激 素受体（ESR）基因、胰岛素样生 长 因 子 ２ （IGF2）基因和兰尼定１型受体（RYR1）基因 等。 标记辅助选择（MAS）方法可以准确、快速地对 目的性状进行选择，在猪育种中得到了广泛应用， 但是其估计位点效应范围有限且取得的遗传进展 较小。
自 2010 年，丹麦已经在杜洛克、大白、长 白上应用基因组选育。在 2013 年这一年， 丹麦利用基因芯片测定的数量已达到 24 000 头。2013年丹麦的年平均断奶数达 30.3 头。 在德国，皮特兰良种登记协会采用猪60kSNP 芯片进行父系育种，主要针对生长速度、屠 宰率和肉质性状进行性能测定，并建立了最 初的参考群。
在肉质方面E.Gjerlaug-Enger等利用猪60kSNP芯片对 长白和杜洛克猪的肌间脂肪进行全基因组选择， GEBV的准确性（0.63）明显比传统选育方法（0.36） 高。
全基因组选择的实际应用
近年来，全基因组选择已经成为猪育种界的热点， 全球各个知名猪育种公司已经将该技术作为新的 育种手段实施应用，并且少数大型猪育种公司对 猪的大量性状和品系都实施了全基因组选择。
育种新技术
全基因组选择 育种目标的变化 测定技术的变化
全基因组选择
什么叫全基因组选择
为了进一步提高育种的效率，T.H,Meuwissen等 提 出 了 一 种新的标记辅助选择方法，即全基因 组选择（Genomic selection,GS）。该方法假设 覆盖全基因组上的高密度SNPs标记中至少有１ 个SNP与 QTL处于连锁不平衡关系，利用SNP估 计每个QTL的效应，从而获得个 体 的 全 基 因 组 估 计 育 种 值 （Genomic estimated breeding value, GEBV）。
低密度芯片的应用
随着全基因组选择方法在猪育种中进入应用阶段， 一些研究人员开始关注其经济效益，虽然全基因 组选择可以提高准确性，但是需要昂贵的费用进 行基因型分型，约1000元/头，并且猪的世代间 隔较 短，该 技 术 应 用 受 到 了 一 定ຫໍສະໝຸດ Baidu的 阻 碍。 众多研究表明，降低芯片密度是降低费用的主要 方式。
PIC作为全球最大的种猪改良公司，拥有全球最大的猪 育种数据库，包括了超过2000万头猪的系谱信息、大 量的性能测定数据和基因型分型信息，有利于实现基 因潜力的最大化。
PIC公司对产仔总数、生长速度、采食量和眼 肌面积性状进行选择，普通EBV分别为0.25、 0.29、0.27、0.28，而采用全基因组选择得 到GEBV的准确性较高，分别为0.42、0.50、 0.50、0.51。 PIC还持续对pH24、大理石纹和肌内脂肪含 量等肉质指标进行选育，使16系公猪的后代 肌内脂肪含量提高到3.5%，眼肌、后腿肌肉 pH24为5.8。