在豬生產(chǎn)繁育體系中,遺傳改良進展來自于育種核心群,并通過擴繁體系傳遞到商品豬。遺傳滯后用來衡量遺傳進展從核心場到商品豬場需要的時間,通常以年為單位。直觀來看,遺傳滯后主要取決于世代間隔,即核心場的遺傳進展,需要從曾祖代(GGP)向下傳遞,經(jīng)過祖代、父母代,最后到達(dá)商品代。豬的繁殖生理周期決定了必然存在遺傳滯后。然而,如果能夠提高遺傳進展的傳遞效率,我們將在商品豬中盡早體現(xiàn)遺傳改良的價值,從而提高整個生產(chǎn)體系的效率和盈利水平。
在豬雜交生產(chǎn)體系中,終端公豬(來自于公豬站)對商品豬遺傳貢獻(xiàn)率為50%。因此,加快育種核心群到公豬站之間的遺傳傳遞,同樣期望產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。本文目的是建立一個從核心群到公豬站之間遺傳滯后的預(yù)測模型,進而評估影響公豬站公豬指數(shù)水平的各種因素,并討論了縮短公豬站遺傳滯后的措施。
方法
本研究首先設(shè)計了育種核心群到公豬站遺傳滯后的計算模型。模型以商品代公豬站為對象,公豬站公豬均從同一公豬擴繁場(SLN)引種(圖1)。此外,模型中遺傳核心場按照固定的年遺傳進展進行改良。
圖1 公豬品系遺傳進展的傳遞
遺傳滯后用指數(shù)和年兩種方式表示。在某一時間點,核心群的遺傳水平(Nn)減去公豬站的遺傳水平(Mn),得到以指數(shù)為單位的遺傳滯后;將其除以年遺傳進展,即得到以年為單位的遺傳滯后。此外,模型中遺傳核心場按照固定的年遺傳進展進行改良。
用于計算遺傳滯后的參數(shù)包括:
1、SLN場相關(guān)的因素 育種核心群平均指數(shù)(NO)、核心群年遺傳進展(∆G)、SLN后代初始指數(shù)(SO)、SLN群體標(biāo)準(zhǔn)偏差(DS)、SLN單批次終測公豬頭數(shù)(B)、準(zhǔn)確性(A)。
2、公豬站(BS)相關(guān)的因素
公豬站公豬頭數(shù)(K)、公豬站初始公豬指數(shù)(MO)、公豬站群體標(biāo)準(zhǔn)偏差(DB)、公豬站公豬年替換率(R)、公豬站根據(jù)指數(shù)淘汰公豬的比例(C)、從SLN場引種次數(shù)(n)和引進公豬的指數(shù)水平(L)。
引進公豬的指數(shù)水平分為三個級別,分別為大于115(Profit+,菁英公豬)、介于100和115之間(Profit,精選公豬)、介于80和100之間(Standard,經(jīng)典公豬)。指數(shù)低于80的公豬在SLN場即被淘汰。
根據(jù)以上參數(shù)設(shè)定,n年后核心場公豬指數(shù)為:
Nn=NO+∆G(n-1)
單次引種公豬的選擇強度為:
P=(K×R÷n)÷NL
NL為單批次不同指數(shù)水平包含的公豬頭數(shù)。
計算公豬站的遺傳水平需考慮四個因素:公豬站公豬初始平均指數(shù)(MO)、公豬站公豬年替換率、公豬站根據(jù)指數(shù)淘汰公豬的比例和從SLN引進公豬的平均指數(shù)(SL)。
去除根據(jù)指數(shù)淘汰的公豬,剩余公豬的平均指數(shù)為(MOC),則更新后的BS群體平均指數(shù)為:
M1=MOC×(1-R)+SL×R
每一次引種結(jié)束,會得到更新后群體的平均指數(shù),該指數(shù)將作為下一次引種時公豬站群體的初始指數(shù)。單批次引種選擇強度如低于75%,則按75%計算。在計算公豬站按指數(shù)淘汰后剩余公豬的平均指數(shù)以及計算SLN引進公豬的平均指數(shù)時,需要求得截斷正態(tài)分布(Truncated Normal Distribution)的平均值(Burkardt 2014)。
為了計算遺傳滯后產(chǎn)生的經(jīng)濟損失(VL),需將以指數(shù)為單位的遺傳滯后數(shù)值,乘以每點指數(shù)的經(jīng)濟價值:VL=L×V。在PIC體系中,父系產(chǎn)品每點指數(shù)的經(jīng)濟價值為0.61元/商品豬。
結(jié)果
1、高低水平的比較
為了分析公豬站遺傳滯后對豬生產(chǎn)的影響,我們列舉了兩個不同生產(chǎn)水平的例子。表1分別列出了公豬站公豬年替換率等6個因素的高水平和低水平,比較發(fā)現(xiàn)高低水平遺傳滯后存在約38點的指數(shù)差異。以每年育種核心群20點的遺傳進展來計算,相差1.91年的遺傳進展;以公豬每點指數(shù)價值0.61元(經(jīng)璐等2016)計算,相當(dāng)于造成每頭商品豬23.46元的價值差異。
圖2展示了高低水平下,育種核心群和公豬站指數(shù)的變化趨勢,不難看出核心群的遺傳改良帶動了公豬站指數(shù)的提升,公豬站提高公豬年替換率、引進高指數(shù)公豬、增加引種次數(shù)有助于減少遺傳滯后。
表1 兩種不同水平的遺傳滯后模型的參數(shù)設(shè)置與結(jié)果
圖2 高低水平下育種核心群和公豬站的遺傳趨勢
2、影響公豬站遺傳因素的各因素比較
我們評估了公豬站公豬的年替換率、引進公豬指數(shù)水平、SLN場公豬初始后代指數(shù)、選擇準(zhǔn)確性和引種次數(shù)等5個因素對遺傳滯后的影響。計算時除候選因素外,其余因素都設(shè)置為高水平輸入值(表1)。由圖3可知,不同水平公豬站公豬的年替換率(75%與45%)下,遺傳滯后相差0.82年,每頭商品豬價值差異達(dá)到10.05元。此外,引進公豬水平、SLN初始后代指數(shù)、選擇準(zhǔn)確性和引種次數(shù)高低水平遺傳滯后差異分別為0.80、0.71、0.51和0.05年,根據(jù)指數(shù)換算成每頭商品豬經(jīng)濟價值差異分別為9.78、8.64、6.23和0.62元。
圖3 五個因素高低水平對公豬站遺傳滯后的影響
討論
影響公豬站遺傳滯后的因素可以分為兩大類——公豬站的公豬更新和SLN場的遺傳水平。
影響公豬站公豬更新的因素包括年替換率、引進公豬的指數(shù)水平和每年引種次數(shù)。本研究發(fā)現(xiàn),年替換率和引進公豬指數(shù)水平是決定遺傳滯后的最重要因素(圖3),通過提高公豬站年替換率和引進較高水平的公豬,能夠帶來顯著的經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)大部分豬場公豬的使用年限較長,替換率低,尚未充分意識到高指數(shù)公豬的遺傳改良價值;而事實上,終端公豬對商品豬遺傳貢獻(xiàn)50%,而且1頭終端公豬的后代數(shù)量可以達(dá)到數(shù)千頭,因此改善公豬站管理蘊藏著可觀的經(jīng)濟價值。
本研究模型中,引種次數(shù)對遺傳滯后的影響非常小。模型設(shè)定的每年引種次數(shù)水平分別為2次、4次和6次,引種間隔分別為6個月、3個月和2個月,平均每次的引種頭數(shù)也由引種次數(shù)的變化而平均分配,從而使引進個體的平均指數(shù)水平接近于全年遺傳進展的中值,這是導(dǎo)致引種次數(shù)變化對遺傳滯后影響較小的主要原因。在實際生產(chǎn)中,公豬站需要根據(jù)種豬供應(yīng)企業(yè)的供種能力和生產(chǎn)計劃,提前合理規(guī)劃引種時間。
SLN場的遺傳水平主要受遺傳改良速度、選擇準(zhǔn)確性和初始公豬的指數(shù)水平影響。遺傳改良速度和選擇準(zhǔn)確性主要取決于育種公司所執(zhí)行的遺傳改良方案,而高質(zhì)量的表型數(shù)據(jù)、基因組信息的利用是其中的關(guān)鍵因素。
結(jié)論
基于本研究結(jié)果,養(yǎng)豬生產(chǎn)者可以從三個方面考慮減少終端公豬遺傳滯后:第一、選擇提供高遺傳性能種豬的育種企業(yè),同時盡量挑選高指數(shù)公豬;第二、提高公豬站的公豬替換率,從而將最新的遺傳進展快速傳遞到商品群;第三、選擇具有較快遺傳改良速度和較高選擇準(zhǔn)確性的育種企業(yè),確保穩(wěn)定持續(xù)的遺傳改良進展。
作者:佚名 來源:PIC中國
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