1、1,第十章 家畜育种规划,学习要求：1.了解我国家畜育种方向和任务 2.了解家畜育种的组织工作3.了解畜牧场内部的常规育种工作,2,一、概念 育种规划应用系统工程的方法，科学配置资源、技术、方法和措施，筛选出最佳的育种方案。根本任务：根据特定的育种目标，制定出育种方案，并使其出现最优化。过 程：先研究和分析各种育种措施、可以实现的育种成效和影响因素。期望可以科学、合理的实施育种措施，最终实现育种目标。,第一节 家畜育种规划的任务,3,二、主要任务1. 调查生产和育种的背景条件（定量分析） 家畜育种的主要任务：（1）提高现有品种质量 （2）培育新品种 育种规划的对象是独立的生产系统，不仅包括育种
2、群和繁殖群，而且包括生产动物产品的所有环节。 在家畜育种规划中，通常将直接以生产畜产品为目的的家畜群体归为生产群(production herd), 除了种畜的遗传改进以外，生产群效率的提高主要通过饲养管理措施 ( P=G+E),4,2. 确定育种目标 主要对育种目标进行量化分析。运用遗传学、育种学和经济学方法，分析那些长久作用于动物生产获利性的生产性状中，挑选出一定数量的育种目标性状（Breeding goal traits），并对它们的经济价值给与客观的评价，即估算育种目标性状的经济加权系数（Economic weighting coefficients）。,5,3. 挑选育种方法 纯种选
3、育和杂交繁育 纯种选育又叫本品种选育。 杂交繁育是利用2个或2个以上群体间可能产生的杂种优势和遗传互补群体差效应，提高现有品种的遗传基础。注意的问题：随着育种措施的实施，育种群的遗传结构和遗传水平发生了变化，需要通过育种规划对育种方法作出相应的调整。,6,4. 遗传学和经济学参数的估计遗传学参数 （1）对纯种繁育群体来说，主要是估计加性遗传方差（VA）和遗传力（h2）、重复力（re）等参数；育种目标和辅助选择性状间的表型相关（rp）和遗传相关。 （2）对杂交繁育而言，要评价杂交效果，需要估计杂种优势和遗传互补群体差等参数。,7,经济学参数 （1）育种方案经济评估时所涉及的参数（2）动物生产各种
4、自然产出的价格（3）各种生产因素的成本（4）育种措施实施时需要的经济投入 目标：充分预见到未来可实现的生产条件和市场形势。,8,5. 生产性能的测定 根据现代育种学原理、准确可靠的生产性能进行评估生产性能测定方法 （1）测定个体的确定（2）性能测定的方法（3）测定的时间 分子标记作为一种常规的性能，加入到常规的测定工作中。原理：标记基因与生产性能间存在相关。 可能生产力估计,9,6. 育种值的估计 主要用于种畜选择的依据，充分利用各种有亲缘关系的表型信息，估计出后备种畜个体的综合选择指数，以此作为多性状综合育种值的估计值.,10,7. 制定选种与选配方案 选配不单单取决于选择个体，还与被选择个
5、体的数量，进而与选择强度直接相关。R：选择进展或选择反应 而 标准差越大，正态分布曲线越瘦（陡） 标准差越小，正态分布曲线越胖（平缓）间接选择反应,11,8. 确定遗传进展的传递模型 尽量缩小生产群与育种群间的遗传差距和时间差距。 育种群与生产群二者之间规模比例越大，越可以提高育种材料的价值。 9. 制定候选育种方案 制定出在多项育种措施上具有不同强度的候选育种方案，通过多性状综合遗传进展、育种效益、育种成本以及方案的可操作性等进行综合评估，最终筛选出“最优化”育种方案并实施,12,第二节 家畜育种规划方法,包括：（1）确定育种目标（2）估计育种群可能实现的遗传进展（3）预测可望获得的育种效益
6、（4）确定遗传进展的传递模型,13,一、确定育种目标的定量化方法,1. 育种目标的概念： 通过育种措施的实施，在育种群中培育出优良的家畜品种、品系或者选育出优秀的种用个体，并在全群中使用，使其遗传优势得到传递和扩展，在未来的生产条件和市场需求下获得最大的经济效益。 该定义强调了4个基本观点：(1) 育种工作仅在育种群中进行(2) 育种目标的确定应有足够的预见性(3) 以经济评估方法定量性的评定育种目标(4) 以生产群作为育种成效的评估基础,14,综合育种值，以货币为单位表示一个育种目标的价值 ：各生产性状的一般育种值向量 w：各性状经济加权值向量 AT：不是用来进行个体评定，而是表达一个育种
7、方案的育种目标。,2. 一般育种目标与综合育种值,15,3. 育种目标性状,作为育种目标性状必须满足4个条件：(1) 性状应有很大的经济意义(2) 具有足够的可利用的遗传变异(3) 当性状间具有较高的遗传相关时，只取其中一个作为目标性状(4) 目标性状的测定应简单易行,16,4. 性状的经济加权系数（W）,又叫经济相对重要性、经济系数、经济权重，它的绝对值的总和等于1。估计性状经济加权系数的方法一般采用生产函数法。建立生产函数公式的基本原则是：只考虑由于育种群获得的遗传进展所导致的生产群效益提高的部分。,17,肉用家畜生产函数（P）的建立：式中 B每头种母畜一生平均完成的胎次 N每胎平均产仔数
8、 W平均断奶重 Z肥育期（含育成期）的平均日增重 R活体重的售价 F肥育期料重比 p肥育期的天数 f单位饲料成本价 d除饲料成本外的饲养管理成本 a后备种母畜的成本价 b种母猪淘汰时的销售价 m繁殖周期的饲养成本 c每个后代的附加育成成本,大写字母代表综合育种值中的目标性状，小写字母除了p是肥育期外，其他是与肥育有关的价格和成本等经济学参数,18,( W+p.Z)R 表示一头肥育家畜的平均纯效益,求生产函数对各性状的偏导数，可以得到各性状的经济加权系数计算公式：(1) 终生平均胎次：(2) 平均产仔数： (3) 平均断奶重：,19,(4) 平均日增重：(5) 屠体净收入：(6)饲料利用率：,2
9、0,二、群体遗传进展的估计,标准化的选择差就叫选择强度 选择反应 遗传进展,21,1. 群体的平均遗传进展 据畜种方案的需要，将种畜分为不同的种畜组（选择组）。例如奶牛中SS：公牛父亲或种子公牛DS：公牛母亲或种子母牛SD：选育后备种母牛的种公牛，称为母牛父亲DD：选育后备种母牛的种母牛，称为母牛母亲,22,（1）畜种群体的有限规模群体有效规模：指实际群体规模相当于理想群体的规模数。理想群体：公母比例为1：1，实行自由交配的群体叫理想群体。原因：群体规模直接影响到选择强度,2. 导致遗传进展估计偏高的因素,23,（2）选择对群体遗传变异的影响变小 高强度的选择使群体的遗传加性方差变小， 即群体
10、目标性状遗传变异变小，家系间方差变小，直接影响到利用亲属表型信息估计育种值的可靠性，导致估计偏高，影响选择进展。高强度的选择 最明显的是第一代 以后变得平缓 增大， 变小。,2. 导致遗传进展估计偏高的因素,24,（3）近交 使群体的遗传变异变小，近交衰退的出现，导致种畜个体生活力和生产性能下降，使群体实际的遗传进展下降。,2. 导致遗传进展估计偏高的因素,25,三、预测期望育种效益,在实践中，选定并实施任何一个育种方案时，都必须考虑其育种成本的大小。也就是说 ，在育种方案的评估方法中，还需要引入经济学指标，即通过“投入-产出分析”，估计特定育种方案可能实现的育种产出和可能发生的育种投入，二者
11、之差就是该方案的估计育种效益。,26,（一）育种产出量的估计方法,育种产出量是指在其育种群中获得的遗传进展，被传递到生产群中发挥作用，并产生高于一般正常生产水平的产值。 估算育种产出量时，应将育种群中的相关单位，诸如种畜场、各育种组织以及有关的育种设施等与生产群一起视作一个完整的“育种-生产体系”。以这个体系为基础，通过“投入产出分析”，最终得到育种产出的估计值。,27,（1）育种规划经济评估的基点 根据家畜育种学原理，育种群中对种畜的一次选择所获得的遗传进展，将在生产群中产生多个世代的影响。因此在估算时至少要考虑到种畜对畜群46个世代的影响，那么，这在育种规划中被称为“规划期”（用D表示）
12、在“静态”育种规划模型中，通常以一个所谓的“选择周期”为基点。,选择周期是指在育种群中，对于同一年出生的一组种畜所实施的选种、选配等全部育种措施，定义为一个选择周期。,28,（2）估计育种产出量的决定因素,就选择周期中一个种畜组的一个性状而言，估计育种产出要考虑的因素：a：推算该种畜组的基因在畜群中的传递过程，以及在特定时刻的基因比例，为此需要建立一个“状态向量”mjt.b：确定表现这个性状的家畜个体数量，这是用一个“性状表现向量”hi。c：根据性状表现的时间与重复的次数，分别对其产生的经济组分给与适当折扣，采用经济学方法予以贴现.,29,该法最早出现于20世纪70年代，它是一种用矩阵运算方式
13、，表达选择周期种畜的基因或者说种畜的遗传优势，在世代交替中对畜群产生影响过程的统计方法。在育种规划中，基因流动法是估算育种产出量的主要方法。,（3）基因流动法,基因流动（Gene flow）：一个物种的某一种群的遗传物质被引进(通过杂交)另一种群，而使后者基因库的组成发生变化的现象。,30,一般将育种成本分为：固定成本和可变成本。估计育种成本有两条基本原则： 不考虑规划对象个人间、部门间和组织间的经济往来。各有关育种组织内，单独开展的与育种方案无关的工作不属于估算的范畴。,（二）育种成本的估计方法,31,1.计算育种成本的范围,育种成本：实施超出正常生产活动之外的特殊育种措施所发生的投入成分。
14、如：参与后测青年公牛冷冻保存的精液，因该公牛育种值不理想，需要将保存的精液全部废弃时，这些精液从采精到长期保存的费用，均应计在育种成本中。肉用家畜的肉用性能测定中，动物正常的饲料消耗不计入成本，只将性能测定中需要单独饲喂的设施和人工费用，测定饲料超出正常饲料成本的部分，以及饲料成分分析等费用计到育种成本中。,32,2.固定育种成本,指用于种畜上的一般育种工作的，而又不能包括在特定的育种措施中的费用。如育种工作中的人员工资、数据处理、行政管理和旅差费用等均属固定育种成本。3.可变育种成本各种围绕生产性能的开支及其它的一些育种措的开支费用，如公畜后裔测定所消耗的费用，或者被遗传评定的种畜，在获得估
15、计育种值以前的冷冻精液长期保存的成本。,33,（三）育种效益的计算,育种效益=育种总产出量- 育种总投入量,-育种效益,-t时发生的育种产出组分,-t时发生的育种投入组分,-育种规划核算利率,-规划期 P300,34,四、遗传进展的传递,家畜育种工作的核心任务： 在育种群中，通过选种、选配等育种措施的实施，每年获得累加性的遗传进展。另外的任务是采取措施使育种群的遗传进展尽快地传递到生产群中发挥作用。,35,（一）遗传进展的传递模型,评价各传递模型效率的两个评价指标：遗传差距（genetic lag)：生产群家畜与同一时刻育种群种畜在遗传水平上的差距。时间差距（time lag)：遗传差距用每年
16、的遗传进展为单位，得到以年为单位的数值，就称为时间差距。,36,Z,P,Z,V,P,Z,P,Z,V,P,Z,V,P,Z,V,P,Z：育种群 V：繁殖群 P：生产群,I,II,III,V,IV,VI,37,重要传递模型效率等比较,38,（二）传递模型的适用性,模型I和II适用于繁殖力高的畜种，如猪、鸡。模型III是典型的使用人工授精技术的奶牛育种生产体系。模型IV适用于自然配种的绵羊生产体系。模型V和VI是杂交繁育体系的模式。（三）种畜附加选择的效应 由育种群向繁殖群或生产群，或由繁殖群向生产群提供的种畜，进行任何附加选择就可以缩小生产群与育种群的遗传差距和时间差距。,39,第三节 育种规划的工
17、作程序,在育种方案的规划和实施过程中，有许多育种组织如生产性能测定组织、人工授精站等直接参与其中。为了使各组织间工作协调，应该明确在育种规划的不同工作阶段，实施育种方案的管理者和规划专家的任务和职责。,40,一、“优化”育种方案的规划阶段,建立目标,问题分析,形势预测,建议方案,效应预测,方案评估,方案决择,确认方案,执行方案,检测评估,预期目标,实现目标,背景条件,确定育种目标,分析现状与目标的差距,预测未来的育种背景条件,建议候选育种方案,预测育种方案的可行性,定量性的评估候选育种方案的成效,育种方案的决策并编制方案实施计划,育种方案的组织落实,育种规划工作程序模式,41,1. 建立目标（
18、development of objective）确定育种目标是育种规划工作程序中的首要工作，也是最基础的工作。 如育种目标为某些经济性状，则 对该经济性状的经济重要性给与科学合理的评估， 确定哪些性状需要通过育种得到改进，也就是说挑选哪些性状作为育种目标性状。育种方案的最终目标是通过育种措施的实施，最大限度地获得育种效益，因此还应当预期获得的育种效益，切合实际的分配到参与执行育种方案的各育种组织和育种场，这样可以使各局部育种工作都有明确的目标。,42,需要分析的问题（1）现行育种方案的现状与未来期望达到的育种目标间的差距，这个差距是论证和评估一个育种方案可行性的前提。 育种方案的可行性就是预
19、测制定的育种目标是否能实现，论证预算的育种成本是否合理等问题。此外，还应分析一些在育种规划中出现的深层次问题，例如遗传参数和经济加权系数的改变、或者是生物技术水平的提高，可能给育种方案的实施带来的效应。,2. 问题分析 (problem analysis),43,3. 形势预测 (prognosis of constraints),通过对未来育种形势的预测，使制定的育种方案有足够的预见性，育种决策者可以及时地认识到育种工作进一步发展的方向、策略和可能实施的措施，以便于修改育种方案，更好的适应在未来形势下，生产的发展与市场的需求。形势预测与问题分析这两个工作是紧密相连的，由于这两个阶段的工作需要
20、许多科学知识和方法，因此育种规划专家在这两个阶段中起主导作用。,44,4. 建议方案 (search for alternatives),在问题分析和形势预测结论的基础上，提出候选育种方案和相应的育种措施的建议。为了有利于育种方案成效的比较和评估，应同时提出多个在育种措施上具有不同强度和水平组合的候选育种方案。每个育种方案应有足够的可行性。对方案中的每一项特定育种措施，要标明其对人力、物力、组织实施的要求，以及所需的育种投入，将消耗的时间等一系列基本条件和影响因素。,45,5. 效应预测 (prognosis of effects),采取定量性的方法预测各育种方案未来可实现的育种成效，即方案可
21、行性的预测。其目的在于保证筛选得到的“优化”育种方案能在未来条件下，具有最大的实现预期目标的可能性。如通过计算估计出特定育种方案的多性状综合遗传进展、单性状的遗传进展和育种效益。,46,6. 方案评估 (evaluation),依据效益预测的结果，将各候选育种方案按其可实现的育种成效排序。此外，在方案评估时，还需考虑到育种方案所涉及的育种措施的可行性，即组织实施有关育种措施所需的规模和相应的条件是否能得到满足，以及育种措施实施结果达不到育种目标要求的可能性等。育种方案评估工作需要规划专家与具体组织实施育种方案的实践负责人共同合作完成。,47,7. 方案决策（decision）,根据方案预测和评
22、估的结果，需要完成对诸多候选育种方案的最后抉择，筛选出一个方案，作为实施育种目标所要执行的育种方案。,48,二、“优化”育种方案的实施阶段,完整的育种规划工作即包括“优化”育种方案的筛选，又包括组织落实方案的实施，并通过实施来验证方案的可行性，对方案做进一步的修改与完善，是育种规划的重要工作程序。,49,1. 起草育种方案任务书,通过起草育种方案任务书，使“优化”育种方案所涉及的育种措施细化和具体化，因此育种方案任务书是“优化”育种方案由规划到实施的重要文件。任务书应包括育种规划的所有领域：,50,（1）育种规划的背景条件 背景条件是建立育种方案的基本依据。如群体的遗传参数、各育种目标性状的经
23、济系数、生物学和育种技术参数以及应用各种生物技术的可行性等这些背景条件，都应给予详细的说明。（2）育种方案目标的定量化描述 主要体现在需要改进的育种目标性状和它们相应的经济加权系数上。（3）制定种畜选择的工作程序 可以根据需要将种畜选择分为几个阶段。对每个选择阶段要求的生产性能测定的规模、计划选留后备种畜的头数等，都要做出具体的安排。,51,（4）制定配种计划 在育种方案中需要制定两类配种方案， “定向选配”方案， 目的是获得后备种公畜； 后裔测定配种方案，目的是选育青年公畜。 由于选种选配是育种方案中的核心育种措施，它是由多个有关单位和育种组织共同协作才能完成的，因此在任务书中应将实施这两项
24、措施的工作任务分解并明确的分配给各参与单位和有关专家。（5）育种方案预期可望获得的育种成效和将发生的育种成本。 另外，在附件中还应将育种方案的各项主要任务目标明确、简洁的列出，以便于在方案实施中随时查阅和对比。,52,2. 确认育种方案,育种方案的组织实施工作，最终影响着能否实现方案所制定的各项指标。落实育种方案工作阶段，主要是使参与实施方案的各单位、组织和个人明确各自所承担的育种任务、配置完成任务所需要的资源以及授予相应的权限；论证他们完成任务的可能性，并制定实施育种方案的工作计划、技术路线和措施。 在实际中，各项工作作的越细化，育种方案就越容易实施。,53,3. 执行育种方案执行育种方案也就是实施育种方案所规定的各项育种措施的工作过程，通过实施育种方案，可获得对于育种方案实际成效的认识。 4. 检验育种方案原则上应检验育种方案任务书上所包括的全部育种措施，尤其是选种、选配措施的执行情况和获得的成效等，通过对育种方案执行情况的检验来进一步评价育种方案的可行性，对于未能达到预期目标的原因进行分析，以便修改方案，使“优化”育种方案更符合实际。其中，遗传进展、育种成本和育种效益是最主要的评价指标。,54,thank you!,
