栗衛(wèi)東 宋振宇 王中明 趙 斌

(河南省濟(jì)源市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南濟(jì)源 459000)

豬育種標(biāo)記輔助選擇的經(jīng)濟(jì)效益研究

栗衛(wèi)東 宋振宇 王中明 趙 斌

(河南省濟(jì)源市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南濟(jì)源 459000)

育種規(guī)劃是一種育種經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和技術(shù)，以數(shù)量遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用系統(tǒng)論作為指導(dǎo)思想，配合經(jīng)濟(jì)學(xué)和運(yùn)籌學(xué)方法等手段來(lái)進(jìn)行育種效益的研究。育種規(guī)劃首先要設(shè)定一個(gè)特定的育種目標(biāo)，然后制定出相應(yīng)的育種方案并且做到最佳。在目前的畜禽育種中開(kāi)始運(yùn)用標(biāo)記輔助選擇，MAS經(jīng)濟(jì)效益方面也成為了育種規(guī)劃中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，但是這些研究多以奶牛育種為主，在豬育種中只有Hayes是利用MAS經(jīng)濟(jì)效益來(lái)進(jìn)行研究的。本文結(jié)合我國(guó)豬育種的實(shí)際情況，對(duì)豬群的群體結(jié)構(gòu)、不同種級(jí)的工母豬使用的胎次以及種豬的遺傳進(jìn)展傳遞方式來(lái)進(jìn)行了MAS經(jīng)濟(jì)效益的研究，通過(guò)在豬育種中利用直接標(biāo)記、連鎖平衡表幾何連鎖不平衡標(biāo)記等進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 設(shè)計(jì)育種群結(jié)構(gòu)

育種群結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是由核心群、繁殖群以及生產(chǎn)群的金字塔型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，首先核心群的公豬和母豬將遺傳進(jìn)展通過(guò)繁殖群傳遞到生產(chǎn)群的商品豬中間去，然后將商品豬進(jìn)行銷售，從而獲得經(jīng)濟(jì)效益。

MAS獲得的利潤(rùn)首先可以使用基因流動(dòng)法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。將核心群母豬的規(guī)模分為100頭、200頭、300頭并且作為計(jì)算的單位，以每六個(gè)月也就是一豬年所生產(chǎn)的商品出來(lái)進(jìn)行其經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算，設(shè)計(jì)一個(gè)V字的金字塔形遺傳傳遞模型，將遺傳進(jìn)展從核心群的公母豬那里同時(shí)傳遞到繁殖群的母豬，然后通過(guò)繁殖群的母豬以及核心群的公豬來(lái)將遺傳進(jìn)展傳遞到商品商品生產(chǎn)群，最后通過(guò)對(duì)商品豬的觀察來(lái)得到MAS經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)論。

首先我們可以根據(jù)公式（1）來(lái)計(jì)算出繁殖群以及商品群的母豬數(shù)量，想要確定不同種群需要留下的種母豬數(shù)量、為下一及育種群所提供的本群母豬數(shù)量以及這一級(jí)群體需要淘汰的母豬數(shù)量，都需要以每個(gè)群體每豬年需要更新的母豬數(shù)量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。而留種的公豬數(shù)量、核心群需要為繁殖群和商品群所提供的種公豬數(shù)量則是由該級(jí)群體公母豬的數(shù)量比例以及公豬的使用時(shí)間來(lái)作為依據(jù)計(jì)算。種公豬在核心群被使用一豬年以后轉(zhuǎn)去繁殖群繼續(xù)使用，繁殖群的種公豬全部來(lái)自核心群，并且有該群內(nèi)的母豬數(shù)量以及公主的使用時(shí)來(lái)來(lái)確定其中的公母豬比例，而商品群的共母豬數(shù)量比例我們?cè)O(shè)定為一個(gè)固定的比例，即1：50。

其中NDB表示繁殖群或者育種群中的種母豬數(shù)，NDP表示的是繁殖群或者生產(chǎn)群的種母豬數(shù)量，aDB表示的是繁殖群或者育種群中種母豬使用的時(shí)間，nDi為每頭母豬每豬年為下一級(jí)種群所提供的種母豬數(shù)，是以不考慮育種群或者繁殖群母豬的更新情況為前提的，核心群中的nDi設(shè)定為2.5，繁殖群中設(shè)置為3。

1.2 基因流動(dòng)法原理

在經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算中的計(jì)算參照單位為豬年，也就是六個(gè)月。需要矩陣向量g來(lái)進(jìn)行MAS在一豬年的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，該向量的組成是每豬年MAS比SBLUP選擇多獲得的額外遺傳進(jìn)展gsim。我們假設(shè)種母豬18個(gè)月為一個(gè)世代，那么一個(gè)世代就包括三個(gè)豬年，在選擇5個(gè)世代時(shí)g向量的維數(shù)可以由矩陣gsim變化得知為15×1，計(jì)算三個(gè)不同規(guī)模的豬群中5個(gè)性狀利用各種標(biāo)記、不同有利等位基因起始頻率不同情況下所獲得的額外遺傳進(jìn)展，g矩陣的構(gòu)建參考公式（2）。

1.3 標(biāo)記輔助選擇經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

公式（2）是使用MAS比SBLUP來(lái)計(jì)算所獲得的經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 標(biāo)記輔助選擇成本計(jì)算

我們假設(shè)檢測(cè)育種群中的一個(gè)標(biāo)記所需要的成本平均計(jì)算下來(lái)為5元，假設(shè)核心群每頭母豬可以產(chǎn)出8頭成年豬，時(shí)間為每豬年，那么每豬年進(jìn)行標(biāo)記檢測(cè)所消耗的成本為：

其中貼現(xiàn)率由dv來(lái)表示，將預(yù)算利率定為5%那么dv=1/1.05，n1表示在每個(gè)QTL中需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的標(biāo)記數(shù)，n2則表示每一個(gè)標(biāo)記需要檢測(cè)的QTL數(shù)目。對(duì)于QTL和標(biāo)記之間的距離原因而導(dǎo)致的檢測(cè)成本差異這里不予考慮。

1.5 標(biāo)記輔助選擇獲得的凈利潤(rùn)計(jì)算

使用標(biāo)記輔助來(lái)計(jì)算所獲得的凈利潤(rùn)可以用公式（4）來(lái)進(jìn)行計(jì)算：

2 結(jié)果和分析

表一為刨除用于標(biāo)記檢測(cè)所耗費(fèi)的成本的情況下MAS的利潤(rùn)表。由表一我們可以看出相比起其他標(biāo)記來(lái)說(shuō)，利用DR標(biāo)記所獲得的利潤(rùn)要高出許多，秉著這個(gè)利潤(rùn)和P值成正比，P為QTL有利等位基因的起始頻率，原因是在使用DR標(biāo)記來(lái)進(jìn)行選擇的時(shí)候，相比起利用LD以及LE標(biāo)記來(lái)說(shuō)，不管是效率還是遺傳進(jìn)展都更為良好。而在沒(méi)有將標(biāo)記檢測(cè)的費(fèi)用進(jìn)行扣除的時(shí)候，利用LE標(biāo)記獲得的利潤(rùn)比利用LD標(biāo)記所獲得的利潤(rùn)高，但是利用LE標(biāo)記來(lái)進(jìn)行標(biāo)記檢測(cè)的時(shí)候其成本過(guò)高，是LD標(biāo)記成本的2倍，DR標(biāo)記成本的4倍，所以LE標(biāo)記所獲得的利潤(rùn)往往很低，有時(shí)甚至是負(fù)數(shù)。

表一 使用不同的標(biāo)記類型在不同規(guī)模的育種群中進(jìn)行MAS選擇5個(gè)世代的額外收入

所選擇的5個(gè)性狀的排列順序?yàn)椋篎CR＞IMF＞BF＞NBA＞ADG，其邊際效益具有很大的差異，由此可見(jiàn)對(duì)于整個(gè)育種生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，性狀FCR和IMF遺傳進(jìn)展的變化有著很大的影響。通過(guò)本研究發(fā)現(xiàn)，除了低遺傳力顯性性狀NBA以外的其他形狀，不論P(yáng)值的數(shù)值到底是多少，在MAS選擇第五世代后P值都會(huì)上升到0.9以上，甚至SBLUP的選擇效率有的時(shí)候甚至比MAS還高，所以對(duì)于豬育種選擇來(lái)說(shuō)最好的選擇是QTL，因?yàn)槠湓谌后w中處于不連鎖不平衡的狀態(tài)，選擇世代數(shù)以5個(gè)世代為最多。由于整個(gè)育種群的經(jīng)濟(jì)效益受到FCR和IMF的遺傳進(jìn)展影響，所以想要提高育種的經(jīng)濟(jì)效益，就應(yīng)該尋找那些和FCR以及IMF聯(lián)系緊密的DR標(biāo)記或者LD標(biāo)記，然后將其應(yīng)用在MAS中。雖然現(xiàn)在在我國(guó)IMF還沒(méi)有被列入實(shí)際的育種工作中，但是已經(jīng)開(kāi)始受到了越來(lái)越多的關(guān)注和重視。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于MAS來(lái)說(shuō)使用DR標(biāo)記所獲得的利潤(rùn)比起利用LD以及LE標(biāo)記都要高得多；使用LE標(biāo)記時(shí)獲得的額外遺傳進(jìn)展比起LD比較更高，因?yàn)長(zhǎng)E標(biāo)記的側(cè)翼標(biāo)記數(shù)更多，但是在將檢測(cè)的成本扣除后使用LD標(biāo)記可以更為穩(wěn)定的獲得更多的利潤(rùn)。所以MAS利用最有效的標(biāo)記排序應(yīng)該是DR標(biāo)記、LD標(biāo)記、LE標(biāo)記。