国内外肉牛遗传评估体系概况(2021-07-29)

今天看到一篇中文的肉牛遗传评估的综述,其对国内外的肉牛遗传估计发展进行介绍,个人认为总结比较完善,故进行记录和转载。

摘要:种公牛的选育是肉牛育种工作的核心。传统选育肉用种公牛需要经过后裔测定进行选择,其优点是准确性高,但存在周期长、屠宰和肉质性状难以收集、成本高等问题,致其选择效率低。自2001年全基因组选择概念提出后,该技术迅速成为动植物育种领域研究的热点。利用全基因组选择进行肉用种公牛的选育,进行早期选择从而大幅度缩短世代间隔,可以提高繁殖性状等低遗传力性状的选择准确性,加快遗传进展,并大大降低育种成本。2014年,美国安格斯协会开始应用全基因组选择技术,其他欧美发达国家也陆续使用,肉牛育种进入基因组时代。中国自2017年开始使用全基因组选择技术选择青年肉用种公牛,并于2020年在全国范围内使用该技术进行基因组遗传评估。本文综述了国内外肉牛遗传评估现状,以期为我国肉牛育种工作提供参考和借鉴。

1 常规遗传和基因组评估(也适用于奶牛)

肉牛常规遗传评估的核心方法是1975年Henderson[10]提出的以线型混合模型为基础的最佳线性无偏预测法(best linear unbiased prediction, BLUP),主要评估了生长发育、体型、屠宰、胴体、肉质和繁殖6大类性状。在评估过程中依据不同性状的固定效应而构建不同的模型,利用个体间的亲缘关系构建分子血缘关系矩阵(molecar relationship matrix A),进行迭代计算估计育种值(estimated breeding value, EBV)。在求解混合模型方程组(mixed-model equations, MME)时要利用性状的方差组分,而计算方差组分用到的方法主要有最小方差二次无偏估计(minimum variance quadratic unbiased estimator,MIVQUE)[11]、最大似然法(maximum-likelihood,ML)[12]、约束最大似然估计法(restricted maximum-likelihood,REML)[13]和贝叶斯方法[14]等,其中REML方法应用最广。2001年,Interbull官方公布的指南中指出,在计算估计育种值的模型中,对于生产性状而言,动物模型优于公畜模型,多性状模型优于单性状模型;针对阈性状而言,公畜模型和公畜-外祖父模型估计结果更为准确[15],常用的育种值估计软件有美国1993年开发的MTDFREML[16]和1997年开发的BLUPF90[17]、英国1995年开发的ASREML[18]和丹麦2013年开发的DMU[19]等。在种公牛遗传评估方面,后裔测定技术是评估公牛种用价值最可靠的方法,但由于周期长、后裔的屠宰和肉质性状难以收集等问题造成成本过高,难以在生产实践中推广应用[20]。

随着分子生物学技术的发展,Meuwissen等[21]于2001年提出全基因组选择概念,它是利用基因组范围内的SNP位点进行基因组育种值的估计,目前已经在奶牛[22]、肉牛[23]、猪[24]、鸡[25]等动物育种中广泛应用。依据基因组育种值估计方法的差异,其计算模型可分为两类:一是直接计算个体的基因组估计育种值,其原理是利用SNP标记信息构建个体间的关系矩阵(genomic relation matrix, G)或系谱信息与SNP标记的综合信息构建H矩阵,在混合模型方程组中直接求解个体的基因组育种值,常用的计算方法有2008年提出的GBLUP[26]和2009年提出的ssGBLUP[27];二是间接计算个体的基因组估计育种值,其原理是先构建参考群,并估计每个SNP标记的效应值,随后在验证群体中依据SNP标记信息和参考群估计的标记效应值计算个体的基因组估计育种值,常用的计算方法包括RRBLUP[28]和贝叶斯方法,如2001年提出的BayesA和BayesB[21]、2011年提出的BayesCπ[29]和2012年提出的BayesR[30]等。

2 接着对我国,美国,欧洲部分国家,巴西,澳大利亚的遗传评估体系分别进行了介绍。

参考:朱波, 李宏伟, 周姵诺, 李倩, 高翰, 王泽昭, 汪聪勇, 蔡文涛, 徐凌洋, 陈燕, 张路培, 高雪, 高会江, 李俊雅. 国内外肉牛遗传评估体系概况[J]. 畜牧兽医学报, 2021, 52(6): 1447-1460.

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