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在奶牛养殖中,配种计划至关重要。研究人员开展了利用基因组信息制定奶牛配种计划的长期影响研究。结果显示,综合考虑多种因素可降低近交率等。这为奶牛养殖的配种决策提供科学依据,助力优化养殖效益。
在奶牛养殖的世界里,如何制定科学合理的配种计划一直是养殖户们关注的焦点。传统的配种计划往往依赖于系谱信息,主要目标是最大化新生犊牛的遗传水平,同时尽量减少预期的近交。然而,随着科技的发展,基因分型技术为育种者提供了单核苷酸多态性(SNP)水平的新信息,这些信息有望被应用到配种计划中,从而带来新的变革。但目前,基因组信息和线性规划在配种计划中的长期影响尚不明确,这就促使研究人员开展了相关研究,以填补这一空白。
来自国外的研究人员进行了一项旨在模拟基因组配种计划长期影响的研究。他们假设每个牛群都采用结合经济评分和线性规划的配种计划,探讨了这种方式对遗传增益、遗传多样性和单基因性状的影响。该研究成果发表在《animal》杂志上。
为开展这项研究,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是随机模拟,借助 AlphaSimR 软件包和 R 语言构建模拟环境,模拟奶牛种群的基因组、奠基群体和育种目标;其次是设定多种配种场景,考虑遗传水平、无角性状(polledness)、隐性遗传缺陷和亲子关系等因素计算经济评分,利用线性规划进行配偶分配;最后通过 R 语言进行统计分析,对比不同场景下的各项指标。
研究结果如下:
- 近交率与遗传增益:与仅最大化遗传水平相比,在经济评分中纳入基因组或系谱关系,可降低系谱和基因组近交率,且对遗传增益影响极小。例如,纳入基因组关系的场景下,系谱和基因组近交率显著降低,这表明合理利用遗传关系信息能在维持遗传增益的同时,有效控制近交。
- 无角性状频率:当无角性状的经济价值设定为≥50 欧元时,无角后代的频率平均会随时间增加,最高可达每代增加 0.037。而且,10% 的每头公牛配种母牛比例约束比 5% 的约束能更快地提高无角等位基因频率。
- 遗传缺陷相关情况:所有场景中,已知和未知隐性遗传缺陷的携带者频率平均随代际下降。在经济评分中纳入隐性遗传缺陷的成本,可减少受影响胚胎的数量。不过,使用基因组关系相较于系谱关系,会略微增加已知隐性缺陷影响胚胎的风险。
在研究结论与讨论部分,研究表明在奶牛配种计划中利用基因组信息具有重要意义。纳入基因组或系谱关系可降低近交率,纳入隐性遗传缺陷成本能减少缺陷表达风险,合理设定无角性状经济价值可增加无角动物频率。但同时,在制定配种计划时,需要平衡使用较少公牛以快速增加无角等位基因频率,与使用较多公牛以降低近交率和遗传缺陷携带者频率变化之间的关系。这为奶牛养殖者和育种工作者提供了重要的决策依据,有助于优化奶牛配种计划,提高养殖效益,促进奶牛养殖业的可持续发展。