如何建立從核心群到公豬站之間遺傳滯后的預(yù)測(cè)模型！

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　　在豬生產(chǎn)繁育體系中，遺傳改良進(jìn)展來(lái)自于育種核心群，并通過(guò)擴(kuò)繁體系傳遞到商品豬。遺傳滯后用來(lái)衡量遺傳進(jìn)展從核心場(chǎng)到商品豬場(chǎng)需要的時(shí)間，通常以年為單位。直觀(guān)來(lái)看，遺傳滯后主要取決于世代間隔，即核心場(chǎng)的遺傳進(jìn)展，需要從曾祖代（GGP）向下傳遞，經(jīng)過(guò)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(jìn)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(jià)值，從而提高整個(gè)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(lái)自于公豬站）對(duì)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(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。本文目的是建立一個(gè)從核心群到公豬站之間遺傳滯后的預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而評(píng)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(jì)了育種核心群到公豬站遺傳滯后的計(jì)算模型。模型以商品代公豬站為對(duì)象，公豬站公豬均從同一公豬擴(kuò)繁場(chǎng)（SLN）引種（圖1）。此外，模型中遺傳核心場(chǎng)按照固定的年遺傳進(jìn)展進(jìn)行改良。

圖1 公豬品系遺傳進(jìn)展的傳遞

　　遺傳滯后用指數(shù)和年兩種方式表示。在某一時(shí)間點(diǎn)，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(jìn)展，即得到以年為單位的遺傳滯后。此外，模型中遺傳核心場(chǎng)按照固定的年遺傳進(jìn)展進(jìn)行改良。

用于計(jì)算遺傳滯后的參數(shù)包括：

1、SLN場(chǎng)相關(guān)的因素  育種核心群平均指數(shù)（NO）、核心群年遺傳進(jìn)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(cè)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(chǎng)引種次數(shù)（n）和引進(jìn)公豬的指數(shù)水平（L）。

　　引進(jìn)公豬的指數(shù)水平分為三個(gè)級(jí)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(chǎng)即被淘汰。

根據(jù)以上參數(shù)設(shè)定，n年后核心場(chǎng)公豬指數(shù)為：

Nn=NO+∆G(n-1)

單次引種公豬的選擇強(qiáng)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(jì)算公豬站的遺傳水平需考慮四個(gè)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(jìn)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(huì)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(shí)公豬站群體的初始指數(shù)。單批次引種選擇強(qiáng)度如低于75%，則按75%計(jì)算。在計(jì)算公豬站按指數(shù)淘汰后剩余公豬的平均指數(shù)以及計(jì)算SLN引進(jìn)公豬的平均指數(shù)時(shí)，需要求得截?cái)嗾龖B(tài)分布（Truncated Normal Distribution）的平均值（Burkardt 2014）。

　　為了計(jì)算遺傳滯后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失（VL），需將以指數(shù)為單位的遺傳滯后數(shù)值，乘以每點(diǎn)指數(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值：VL=L×V。在PIC體系中，父系產(chǎn)品每點(diǎn)指數(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)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(duì)豬生產(chǎn)的影響，我們列舉了兩個(gè)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(gè)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(diǎn)的指數(shù)差異。以每年育種核心群20點(diǎn)的遺傳進(jìn)展來(lái)計(jì)算，相差1.91年的遺傳進(jìn)展；以公豬每點(diǎn)指數(shù)價(jià)值0.61元（經(jīng)璐等2016）計(jì)算，相當(dāng)于造成每頭商品豬23.46元的價(jià)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(shì)，不難看出核心群的遺傳改良帶動(dòng)了公豬站指數(shù)的提升，公豬站提高公豬年替換率、引進(jìn)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(shì)

2、影響公豬站遺傳因素的各因素比較

　　我們?cè)u(píng)估了公豬站公豬的年替換率、引進(jìn)公豬指數(shù)水平、SLN場(chǎng)公豬初始后代指數(shù)、選擇準(zhǔn)確性和引種次數(shù)等5個(gè)因素對(duì)遺傳滯后的影響。計(jì)算時(shí)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(jià)值差異達(dá)到10.05元。此外，引進(jìn)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(jì)價(jià)值差異分別為9.78、8.64、6.23和0.62元。

圖3 五個(gè)因素高低水平對(duì)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(lèi)——公豬站的公豬更新和SLN場(chǎng)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(jìn)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(jìn)公豬指數(shù)水平是決定遺傳滯后的最重要因素（圖3），通過(guò)提高公豬站年替換率和引進(jìn)較高水平的公豬，能夠帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)大部分豬場(chǎng)公豬的使用年限較長(zhǎng)，替換率低，尚未充分意識(shí)到高指數(shù)公豬的遺傳改良價(jià)值；而事實(shí)上，終端公豬對(duì)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(yùn)藏著可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　本研究模型中，引種次數(shù)對(duì)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(gè)月、3個(gè)月和2個(gè)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(jìn)個(gè)體的平均指數(shù)水平接近于全年遺傳進(jìn)展的中值，這是導(dǎo)致引種次數(shù)變化對(duì)遺傳滯后影響較小的主要原因。在實(shí)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(jì)劃，提前合理規(guī)劃引種時(shí)間。

　　SLN場(chǎng)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(gè)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(shí)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(jìn)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(jìn)展。

作者：佚名          來(lái)源：PIC中國(guó)