蛋鸡育种计划中不同基因分型和选择策略的深度剖析:提升育种效率与优化遗传进展的关键探索

【字体: 时间:2025年04月08日 来源:Genetics Selection Evolution 3.6

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  在蛋鸡育种领域,为解决缩短世代间隔及优化选择策略的问题,研究人员开展了不同基因分型和选择策略在蛋鸡育种计划中的研究。结果表明,基因组选择可提高遗传进展,但会增加近交率。该研究为蛋鸡育种提供重要参考,助力优化育种方案。

  在现代动物育种的大舞台上,蛋鸡育种一直是备受关注的焦点。随着科技的不断进步,基因组选择技术逐渐崭露头角,成为动物育种领域的一颗新星,在蛋鸡育种中也展现出了巨大的潜力。它不仅有望通过提高预测准确性来加速遗传进展,还能巧妙地缩短世代间隔,尤其是对于那些无法根据性别限制性状(如产蛋性能)进行表型分型的雄性个体而言,基因组选择技术的出现,仿佛为蛋鸡育种打开了一扇新的大门。
然而,在实际应用中,基因组选择技术在蛋鸡育种方面仍面临诸多挑战。一方面,与奶牛等其他家畜相比,蛋鸡基因分型的相对成本较高,这使得缩短世代间隔在经济层面的可行性受到质疑。另一方面,缩短世代间隔可能会对遗传多样性产生潜在影响,同时也会对育种值估计的准确性带来挑战,因为在选择过程中,动物可能在自身表型或亲属表型尚未获得时就被选定。此外,如何在提高遗传进展的同时有效控制近交率,也是蛋鸡育种中亟待解决的重要问题。

为了攻克这些难题,来自德国哥廷根大学(University of Goettingen)动物科学系动物育种与遗传学小组以及荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University & Research)动物育种与基因组学部门的研究人员,展开了一项极具意义的研究。他们通过随机模拟的方式,深入探讨了不同基因分型和选择策略在蛋鸡育种计划中的应用效果,相关研究成果发表在《Genetics Selection Evolution》杂志上。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先,他们以 Sitzenstock 等人的蛋鸡育种程序为参考,借助 MoBPS 软件进行模拟。在模拟过程中,生成了初始育种群体,并为每个动物模拟了 50,000 个单核苷酸多态性(SNP)。同时,模拟了包括产蛋性能、蛋重、饲料消耗等在内的 9 个多基因性状。选择过程基于多性状指数,通过计算指数权重进行。研究共设置了 18 种不同的模拟场景,从不同的世代间隔、基因分型比例以及选择方法等方面进行对比分析。

下面来看具体的研究结果:

  • 母鸡基因分型和育种值估计:在常规世代间隔的场景中,基于估计育种值(EBV,包括基于系谱的 BLUP 和基因组选择方法)选择母鸡,相较于仅基于表型选择,显著提高了遗传进展。例如,基于系谱的 BLUP EBV 选择母鸡(场景 2),遗传增益比仅基于表型选择(场景 1)提高了 23.9%。同时,对母鸡进行基因分型并结合基因组选择,能进一步提高遗传增益,如场景 8 中基于基因组最佳线性无偏预测(GBLUP)选择母鸡且对所有候选母鸡基因分型,遗传增益比场景 7 有显著提升。然而,基于系谱的选择在近交率控制方面表现不佳,会导致近交率大幅上升,而基因组选择在提高遗传增益的同时,能使近交率的增加幅度相对较小 。
  • 缩短世代间隔:研究发现,缩短世代间隔,无论是仅缩短雄性的世代间隔,还是同时缩短雄性和雌性的世代间隔,在不减少选择候选个体数量的情况下,都有利于提高单位时间内的遗传增益。但缩短世代间隔会导致近交率显著上升,例如场景 4 与场景 10 相比,近交率增加了 56.7%。此外,仅缩短雄性世代间隔时,使用基因组选择对母鸡进行选择,能显著提高遗传增益。而同时缩短两性世代间隔时,只有在对母鸡进行基因分型且增加饲养和表型分析能力的情况下才有利,否则采用两个时间偏移种群的育种方案更具优势 。
  • 最佳贡献选择(OCS)降低近交:在所有考虑 OCS 的场景中,使用 OCS 对遗传增益没有明显的负面影响,但能有效降低近交率。特别是在缩短世代间隔的场景中,OCS 对降低近交率的效果更为显著。例如场景 13 与场景 12 相比,近交率降低了 10.0%。这表明 OCS 在优化蛋鸡育种方案、平衡遗传进展和近交率方面具有重要作用 。

综合研究结论和讨论部分来看,这项研究具有重要意义。研究表明,与表型选择相比,基于 EBV(系谱、GBLUP 或单步 GBLUP(ssGBLUP))选择母鸡在遗传增益方面具有显著优势,但基于系谱的 EBV 选择会导致较高的近交率。而母鸡基因分型结合基因组选择,既能提高遗传增益,又能降低近交率,是一种更优的选择策略。同时,仅缩短雄性世代间隔在部分条件下是有益的,而缩短雌性世代间隔则需要满足一定条件,如足够比例的母鸡基因分型和增加饲养能力等。此外,OCS 在不显著影响遗传增益的前提下,能有效降低近交率,为蛋鸡育种提供了一种可持续的优化方案。

通过这项研究,研究人员成功地对蛋鸡育种计划中的不同设计和策略进行了量化评估,为实际育种工作提供了宝贵的理论依据和实践指导。这不仅有助于蛋鸡育种者制定更科学、高效的育种方案,提高蛋鸡的生产性能和遗传品质,还能在一定程度上推动整个蛋鸡育种行业的发展,满足市场对高品质蛋鸡产品的需求。相信在未来,随着研究的不断深入和技术的持续创新,蛋鸡育种领域将迎来更加辉煌的发展前景。
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