blup法應(yīng)用于警犬聯(lián)合育種的探討

1、1 1 I I Z H0N G D 0NGW U圈 特 種動(dòng) 物— _ _ -}nc l l o n g I I ~ u [ L gJ O U I T l a lO I ／ ％ n l l l l a ／ ne p r o a u c n o nV O L，o ． ／ 4 -z uI 3B L U P法應(yīng)用于警犬聯(lián)合 育種的探討 吳 衍 ，熊 前 ( 公安部南 昌警犬基地 3 3 0 1 0 0 )摘 要 ：最佳線性無偏預(yù)測(cè)(

2、B L U P ，B e s tL i n e a rU n b i a s e dP r e d i c t i o n ) 是 當(dāng)前應(yīng) 用最廣泛的家畜遺 傳評(píng)定方法。本文介紹了 B L U P法的形成、優(yōu)點(diǎn) 以及在我 國(guó)警犬聯(lián)合育種中的應(yīng)用和 需要 解決的問 題 。關(guān)鍵詞 ：B L U P ；警犬；聯(lián)合育種 中圖分類號(hào)：S 8 2 9 ． 2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：B文章編號(hào) ：1 0 0 5— 2 7 3 9 ( 2 0 1 5 ) 0 4

3、 — 0 0 4 7 — 0 21B L U P方 法的形 成 動(dòng)物的各個(gè)性狀受到遺傳因素和環(huán)境 因素的共 同作用，其中環(huán)境因素的影響是 不能傳遞到后 裔 的。因此 ，如何排除非遺傳的環(huán)境因素 ，利用各種 資料來估計(jì)遺傳效應(yīng)，從而指導(dǎo)動(dòng)物的選種工作 ，一 直是育種工作中的一個(gè)重要課題 。起初，研究人 員只是按照數(shù)量性狀的表型值進(jìn)行選種 ，取得 了一 些進(jìn)展，但效果不明顯且進(jìn)展緩慢。 自 從將數(shù)量性 狀的表型值剖分為遺傳效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng) ，

4、采用 以基 因作用造成的遺傳效應(yīng) 中的加性值 ( 育種值 ) 來代 替表型值進(jìn)行選擇后 ，選種的準(zhǔn)確性才得到了大幅 提高。作為選種標(biāo)準(zhǔn)的育種值是不能直接度量的 ，只能利用性狀的表型值進(jìn)行估計(jì) 。動(dòng)物的育種值最初 是分別采用個(gè)體 本身的成 績(jī) 、祖先成績(jī) 、同胞成績(jī)和后裔成績(jī)進(jìn)行估計(jì) ，利 用這些方法估計(jì)育種值各有優(yōu)缺點(diǎn) ，且不能充分利 用各種信息資料。后來人們采用 了能夠利用一切現(xiàn) 有信息資料的選擇指數(shù)法，在進(jìn)行多種性狀的選擇 收稿 日

5、期 ：2 0 1 5— 0 4一 O 1資助項(xiàng) 目：公安 部應(yīng)用 創(chuàng)新 計(jì) 劃項(xiàng) 目 “ 警犬 B L U P模 的建 立及 其在聯(lián)合 育種 中的應(yīng)用研究 ” ，編 號(hào)：2 0 1 3 Y Y C X N C J Q 1 2 2作者 簡(jiǎn) 介 ：吳 衍 ( 1 9 7 9一) ，男 ，江 西 臨 川人 ，碩 士，高級(jí) 工程師 ，主要 從事 警犬繁 殖 與育 種研 究 。E m a i l ：x I l c w y @1 6 3 ． c o

6、 I I l時(shí)又發(fā)展了綜合選擇指數(shù)法。在實(shí)際應(yīng)用 中，由于 選擇指數(shù)是將 公母 畜分開采用不 同的體 系進(jìn)行評(píng) 估 ，利用的信息有限 ，因此喪失 了綜合利用某些信 息的機(jī)會(huì) ，也使得計(jì)算變得繁瑣復(fù)雜 。1 9 4 9 年 ，H e n d e r s o n 開始研究關(guān)于不平衡資料 應(yīng)用混合模型方程組的原理估計(jì) 固定效應(yīng)和預(yù)測(cè)隨 機(jī)效應(yīng)的問題 ，并提出了 B L U P 法 ，即最佳線性無 偏預(yù)測(cè)法。2 0 世紀(jì) 5 0年代初 ，該理論

7、和方法都 已基本成熟 ，但 由于計(jì)算手段的限制 ，始終未能應(yīng)用 于實(shí)踐。直到 7 0年代以來 ，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速 發(fā)展和普及 ，使得難 于手工計(jì)算的多元線性方程求 解 問 題 得 到 了 解 決。1 9 7 2年 ，H e n d e r s o n又 對(duì) B L U P法的理論 和應(yīng)用進(jìn)行 了系統(tǒng) 闡述。B L U P法 也從此受到了各國(guó)育種學(xué)家的重視 ，各 國(guó)學(xué)者對(duì)它 的理論和應(yīng)用進(jìn)行了大量的探索和研究 ，使之得到 不斷發(fā)展和完善

8、，從而在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中得到逐 步推廣和應(yīng)用。2B L U P法 的優(yōu) 點(diǎn) B L U P 法的重要特征是 。將性狀觀察值剖分 出的遺傳效應(yīng)再進(jìn)一步剖分為固定的遺傳效應(yīng)和隨機(jī) 的遺傳效應(yīng) ，能夠利用各方面的資料在同一估計(jì)方 程中既能估計(jì)固定的環(huán)境效應(yīng)和固定的遺傳效應(yīng) ，又能預(yù)測(cè)隨機(jī)的遺傳效應(yīng)。它應(yīng)用于育種值的估計(jì) 優(yōu)點(diǎn)包括 ：能最有效地充分利用所有 親屬 的信息 ；能校正由于選擇交配所造成的偏差 ；可以估計(jì)不同14 7 ． ． ． ．

9、— —黑龍江動(dòng)物繁殖 第 2 3卷 第 4期 2 0 15年 年代 、育種單位 、地 區(qū) 以至不 同國(guó)家 的非遺傳 效 應(yīng) ；可以估計(jì)一些沒有記錄的祖先或者個(gè)體 的育種 值 ；所估計(jì)的育種值剔除了胎次間、世代間、育種 單位間的影響，可 以直接用于比較不同飼養(yǎng)場(chǎng)地內(nèi)動(dòng)物的育種值 。3 我國(guó)警犬聯(lián)合育種的現(xiàn)狀 我國(guó)警犬 的育種工作主要依靠公安部 四個(gè)一級(jí) 警犬繁育單位?？傮w看來 ，我國(guó)警犬的育種水平并 不高 ，也基本沒有開展聯(lián) 合育種工作。

10、主要體現(xiàn) 在 ：沒有專 門的育種組織、育種方 向較模糊 、育種 技術(shù)水平不高 、 種犬選擇方法不夠科學(xué)等方面。在 警犬的育種中對(duì)現(xiàn)代動(dòng)物育種理論和方法的應(yīng)用遠(yuǎn) 落后于其它經(jīng)濟(jì)動(dòng)物 ，育種方法仍是采取傳統(tǒng)和常 規(guī)的技術(shù)手段。長(zhǎng)期 以來 ，警犬的育種一直是沿用 表型選擇或者基于個(gè)體性能記錄或后裔均值 的選擇 指數(shù) 。這種方法不僅不能對(duì)環(huán)境 因子或一些非遺傳 因子進(jìn)行有效的校正 ， 也不能充分利用所有的信息 資料 ，選種的準(zhǔn)確性差。因此 ，在

11、犬育種中有必要 利用先進(jìn) 的 B L U P方法建 立、優(yōu)化數(shù) 學(xué)模 型，準(zhǔn) 確 、快速地篩選優(yōu)秀種犬 ，加速育種工作進(jìn)程 。使 警犬品種培育和擴(kuò)繁過程更加科 學(xué)、系統(tǒng)、完善 ，從而推動(dòng)警犬技術(shù)工作的可持續(xù)發(fā)展 。4B L U P法應(yīng) 用于警 犬聯(lián) 合育 種 中的技術(shù) 路線 根據(jù)我國(guó)警犬育種工作實(shí)際需要 以及 B L U P法 的特點(diǎn) ，要把 B L U P法應(yīng)用于警犬的聯(lián)合育種 ，可 采取以下技術(shù)路線 ：一是確定遺傳評(píng)估的基本性狀 和

12、輔助性狀 ，制定統(tǒng)一 的警犬性能測(cè)定體 系和方 法。以犬的警用性狀和繁殖性狀的個(gè)體育種值評(píng)估 為核心；二是各性狀的遺傳力的估測(cè) ，查明個(gè)體和 群體的遺傳聯(lián) 系；三是研 制運(yùn)用多性狀動(dòng) 物模 型 B L U P法 進(jìn) 行 場(chǎng) 內(nèi)種 犬 遺 傳 評(píng) 估 的 軟件 。雖 然 B L U P法用 于不 同動(dòng)物育種值 估計(jì) 的基本 原理 相 同，但具體應(yīng)用于犬又有其特殊性 ，因此必須加強(qiáng) B L U P法應(yīng)用于警犬遺傳評(píng)估軟件 的研制 ，爭(zhēng)取早

13、E l 應(yīng)用于警犬 的育種 實(shí)踐 ；四是確定各性 狀加權(quán) 值 ，估計(jì)個(gè)體育種值 。要計(jì)算種公犬的綜合育種值 指數(shù) ， 必須考慮所選擇性狀的經(jīng)濟(jì)加權(quán)值 ，使計(jì)算 一 4 8 一 出的綜合育種值具有真正的指導(dǎo)意義；五是建立統(tǒng) 一 的育種信息資源數(shù)據(jù)庫(kù) ，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信 息共享 ，開展一 、二級(jí)警犬繁育單位的聯(lián)合育種。5B L U P法應(yīng)用于我國(guó)警犬聯(lián)合育種需要解決的 問題 B L U P法是一種非 常靈活 的線 性模 型分析方 法

14、，具有廣泛 的適用性 ，適于解決動(dòng)物育種中各種 情況下 的育種值估計(jì)。因此 它具 有很高 的實(shí)用價(jià) 值 。尤其是在群體規(guī)模很大 ，群體結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ，獲得 的資料不均衡情況下 ，可以獲得較傳統(tǒng)的育種值估 計(jì)方法更為準(zhǔn)確的估計(jì)育種值 ，可望獲得較高的遺 傳進(jìn)展。但 B L U P法又是一種特殊 的統(tǒng)計(jì)分析方法 ，要 真正完全體現(xiàn)此方法的優(yōu)越性 ，必須 以一定的育種 措施 ( 除了合理 的選種選配外 ，還包括性能測(cè)定 的合理記錄系統(tǒng) 、人工授精

15、系統(tǒng) 、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等多 個(gè)育種組織工作) 為基礎(chǔ) ，以先進(jìn)的計(jì)算設(shè)備為手 段 ，以嚴(yán)密的育種組織為保證。它的推廣應(yīng)用需要 三個(gè)基本條件 ：一是 良好 的計(jì)算設(shè)備和計(jì)算軟件 ；二是充分掌握這一理論和方法的人員 ， 這是 由動(dòng)物 模型的計(jì)算規(guī)模大 、理論和方法比較復(fù)雜而又靈活 等特點(diǎn)所決定的 ；三是要確定警犬 參評(píng) 的主要性 狀 。在實(shí)踐中一般應(yīng)用 B L U P 法可 以綜合利用犬個(gè) 體所有的相關(guān)信息，全面反映種犬 的性能 ，但實(shí)際 上

16、如果參評(píng)的性狀過多，不僅會(huì)增加測(cè)定工作的復(fù) 雜性而且還會(huì)使測(cè)定時(shí)的誤差增大，從而影響結(jié)果 的準(zhǔn)確性。因此 ，確定需 評(píng)價(jià) 的性 能指標(biāo)是 當(dāng)前 B L U P法必須解決 的問題。目前 ，我國(guó)各級(jí)警犬繁育單位已初步建立了一 套較為完整 的育種體 系，包括育種資料 的定期收 集、育種資料管理數(shù)據(jù)庫(kù)的建立以及人工授精系統(tǒng) 的建設(shè)等。但要真正將 B L U P法應(yīng)用于我 國(guó)警犬的 聯(lián)合育種實(shí)踐 ，還必須要加強(qiáng)核心群和生產(chǎn)群育種 資料的收集 ，