動(dòng)物育種新方法在警犬育種領(lǐng)域中的應(yīng)用前景

孔慶波

動(dòng)物育種新方法在警犬育種領(lǐng)域中的應(yīng)用前景

孔慶波

警犬繁育工作既是警犬工作的基礎(chǔ)，也是警犬工作的重點(diǎn)之一。

動(dòng)物育種從理論上講，包括選種、選配、品系繁育和雜交改良，而在實(shí)際應(yīng)用中，則根據(jù)動(dòng)物的不同特點(diǎn)及所選性狀的不同，側(cè)重于不同的育種策略和育種方法，以達(dá)到最佳的改良效果。近幾年我國(guó)警犬繁育工作既在品系繁育上做了大量的工作，也在雜交改良上做了大量的嘗試，而且兩方面的工作都取得了可喜的成績(jī)。本文主要就動(dòng)物育種新方法在警犬育種領(lǐng)域中的應(yīng)用前景加以探討。

一、動(dòng)物育種方法的發(fā)展

動(dòng)物育種方法的發(fā)展離不開(kāi)遺傳學(xué)理論的發(fā)展，遺傳學(xué)理論決定著動(dòng)物育種方法的變遷。遺傳學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)期：孟德?tīng)栠z傳學(xué)、群體遺傳學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)和分子數(shù)量遺傳學(xué)。由于遺傳學(xué)理論的指導(dǎo)，動(dòng)物育種方法的發(fā)展也經(jīng)歷了4個(gè)不同的階段：常規(guī)育種方法階段、數(shù)量遺傳學(xué)方法階段、生物技術(shù)方法階段和分子遺傳標(biāo)記方法階段。前兩個(gè)階段是建立在數(shù)量遺傳學(xué)基礎(chǔ)之上，將基因的作用作為一個(gè)整體考慮，只能利用表型和系譜信息。隨著生物技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，動(dòng)物育種進(jìn)入了分子育種新階段，即利用生物技術(shù)方法和分子遺傳標(biāo)記方法進(jìn)行動(dòng)物育種的后兩個(gè)階段。

二、目前我國(guó)警犬育種的常用方法

（一）常規(guī)育種方法是目前我國(guó)警犬育種的常用方法

常規(guī)育種方法是指以表型選擇為主的育種措施，以遺傳學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)，根據(jù)表型值推斷基因型或計(jì)算育種值，進(jìn)而做出性能的總體評(píng)估，作為留種依據(jù)決定種犬的選擇與淘汰。選種是育種的前提和關(guān)鍵，只有選出優(yōu)秀的種公母犬，才能得到品質(zhì)優(yōu)良的后代，才能真正起到改良的作用。常規(guī)育種方法主要包括性能測(cè)定法、系譜測(cè)定法、同胞測(cè)定法和后裔測(cè)定法。性能測(cè)定法是根據(jù)個(gè)體本身成績(jī)的優(yōu)劣來(lái)決定取舍，也叫成績(jī)測(cè)驗(yàn)，適用于遺傳力高、能直接度量的性狀；系譜測(cè)定法是通過(guò)分析各代祖先的生產(chǎn)性能及其他材料來(lái)推斷其后代可能表現(xiàn)的品質(zhì)，多用于種犬尚處于幼年或青年時(shí)期；同胞測(cè)定是根據(jù)同胞的平均表型值來(lái)對(duì)一個(gè)體做出選留與淘汰的決定，對(duì)遺傳力低的性狀、限性性狀和活體上難以度量或不可能度量的性狀適用；后裔測(cè)定法是根據(jù)后裔的綜合表現(xiàn)來(lái)評(píng)定種犬好壞的一種方法，也是種犬評(píng)定最可靠的方法，多用于公犬，但會(huì)延長(zhǎng)世代間隔。

（二）數(shù)量遺傳學(xué)育種方法應(yīng)在我國(guó)警犬育種工作中普遍應(yīng)用

數(shù)量遺傳學(xué)選擇原理充分考慮了環(huán)境因素對(duì)微效多基因控制的數(shù)量性狀的影響力，從表型方差中剖分出基因型方差，通過(guò)運(yùn)用資料設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)模型估計(jì)有關(guān)的遺傳參數(shù)，最后達(dá)到選種的目的。數(shù)量遺傳學(xué)主要應(yīng)用于估計(jì)遺傳參數(shù)、通徑分析和動(dòng)物育種估計(jì)的模型方法等幾個(gè)方面。隨著數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)（尤其是線性模型理論）、計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的迅速發(fā)展，動(dòng)物育種值估計(jì)的方法發(fā)生了根本的變化，以美國(guó)動(dòng)物育種學(xué)家C.R.Henderson為代表發(fā)展起來(lái)的以線性混合模型為基礎(chǔ)的現(xiàn)代育種估計(jì)方法——BLUP育種值估計(jì)法，將動(dòng)物遺傳育種的理論與實(shí)踐帶入了一個(gè)新的發(fā)展階段。這一方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于同一估計(jì)方程組中，既能估計(jì)模型的固定效應(yīng)，得到其最佳線性無(wú)偏估計(jì)值（BLUP），又能預(yù)測(cè)隨機(jī)的遺傳效應(yīng)，得到其最佳線性無(wú)偏預(yù)測(cè)值（BLUP），從而很大程度的提高了育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性。

而我國(guó)目前警犬育種常用的方法還停留在常規(guī)育種方法上，而數(shù)量遺傳學(xué)育種方法正是充分考慮了環(huán)境因素對(duì)微效多基因控制的數(shù)量性狀的影響力，此育種方法如果能在警犬育種中普遍使用，將會(huì)對(duì)保存和改良警犬優(yōu)良警用品質(zhì)起到積極的影響。

三、動(dòng)物育種新方法在警犬育種領(lǐng)域中的應(yīng)用前景

生物技術(shù)育種方法和分子遺傳標(biāo)記育種方法是目前各種動(dòng)物育種中正進(jìn)行深入研究的新育種方法，有的方法在某些動(dòng)物育種中已取得巨大成功，并投入實(shí)際應(yīng)用。

（一）生物技術(shù)育種方法已被廣泛研究和應(yīng)用

在動(dòng)物育種中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)、胚胎工程技術(shù)、動(dòng)物克隆技術(shù)以及受DNA重組技術(shù)影響的各種分子生物技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，育種工作中傳統(tǒng)的雜交選擇法的各種缺陷日益明顯，而現(xiàn)代分子育種技術(shù)則顯示出越來(lái)越強(qiáng)的生命力，并逐漸成為動(dòng)物育種的趨勢(shì)和主流。通過(guò)各種現(xiàn)代生物技術(shù)的綜合應(yīng)用，結(jié)合傳統(tǒng)的育種方法，可以有效地加快育種進(jìn)展。

1. 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將外源DNA導(dǎo)入細(xì)胞的一種技術(shù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)操作自1980年首先在小鼠上獲得成功后，迅速被轉(zhuǎn)移到其它動(dòng)物生產(chǎn)上，在動(dòng)物育種、醫(yī)學(xué)等方面產(chǎn)生了重要影響并已顯示出巨大的應(yīng)用潛力，目前已得到了多種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，突破了常規(guī)育種的限制，實(shí)現(xiàn)了基因在動(dòng)物間的交流，使育種效率大大提高。如果應(yīng)用在警犬育種中，可以縮短生長(zhǎng)過(guò)程、解決某些品種警犬體型在逐年變小等退化問(wèn)題，還可以提高飼料利用率等。

2. 胚胎工程技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用：胚胎工程技術(shù)包括鮮胚和凍胚移植、胚胎分割、胚胎冷凍、體外受精、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)、分離與克隆等技術(shù)。胚胎移植及胚胎分割技術(shù)對(duì)于充分發(fā)揮優(yōu)良母犬的繁殖潛力、擴(kuò)大良種犬群、提高生產(chǎn)效率、保存品種資源等方面具有重要意義；體外受精技術(shù)生產(chǎn)大量供胚胎移植、核移植、轉(zhuǎn)基因等技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)中應(yīng)用的胚胎，從而加速遺傳育種的進(jìn)度。以上這些技術(shù)在其他動(dòng)物育種中已被廣泛研究和應(yīng)用，但在犬的育種中由于受犬種動(dòng)物個(gè)體因素、技術(shù)條件和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值等限制，相關(guān)研究還比較少，甚至是空白。由于胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外研究起步均較晚，在其他動(dòng)物的育種中也尚未進(jìn)入實(shí)用性階段。

3. 克隆動(dòng)物技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用：所謂克隆就是無(wú)性繁殖，克隆動(dòng)物就是不經(jīng)過(guò)受精過(guò)程而獲得新個(gè)體的方法?？寺〖夹g(shù)有助于加速動(dòng)物育種進(jìn)程，可以避免自然條件下選種所受到的動(dòng)物生殖周期和生育效率限制，從而大大縮短育種年限，提高育種效率，而且克隆技術(shù)還可以用于動(dòng)物資源的種質(zhì)保存，盡可能多地保持地球生物圈內(nèi)的多樣性。如果這一技術(shù)在犬的育種中得以實(shí)現(xiàn)并廣泛使用，無(wú)論是在加速犬育種進(jìn)程上，還是在犬的資源種質(zhì)保存上都將是革命性的突破。

（二）分子遺傳標(biāo)記育種方法的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

DNA標(biāo)記技術(shù)分為兩大類(lèi)：一是以分子雜交為基礎(chǔ)的DNA標(biāo)記技術(shù)；另一類(lèi)是以PCR為基礎(chǔ)的DNA標(biāo)記技術(shù)。其中，標(biāo)記輔助選擇是在基因組分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)DNA標(biāo)記技術(shù)來(lái)對(duì)動(dòng)物數(shù)量性狀座位進(jìn)行直接選擇，或通過(guò)標(biāo)記輔助滲入有利基因，以達(dá)到更有效的改良動(dòng)物的目的。標(biāo)記輔助選擇由于充分利用了表型、系譜和遺傳標(biāo)記的信息，與只利用表型和系譜信息的常規(guī)選種方法相比，具有更大的信息量，同時(shí)由于標(biāo)記輔助選擇不易受環(huán)境的影響，且沒(méi)有性別、年齡的限制，因而允許進(jìn)行早期選種，可縮短世代間隔，提高選擇強(qiáng)度，從而提高選種效率的準(zhǔn)確性，尤其是對(duì)于限性性狀、低遺傳力性狀及難以測(cè)量的性狀，其優(yōu)越性就更為明顯。因此，這一方法應(yīng)用在警犬育種中的價(jià)值是不言而喻的。

（三）小結(jié)

從動(dòng)物育種的整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，可以預(yù)見(jiàn)，隨著分子育種的深入開(kāi)展，勢(shì)必會(huì)使犬的育種研究出現(xiàn)一個(gè)嶄新的局面。以生物技術(shù)育種方法和分子遺傳標(biāo)記育種方法為主的動(dòng)物新育種方法，將會(huì)為我國(guó)養(yǎng)犬業(yè)發(fā)展開(kāi)辟?gòu)V闊前景，也是使警犬事業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。但生物技術(shù)和分子技術(shù)育種方法的應(yīng)用并不意味著數(shù)量遺傳學(xué)方法的終結(jié)，二者決不是簡(jiǎn)單的取代與被取代，而是相互聯(lián)系、相互依賴(lài)的關(guān)系。生物技術(shù)和分子技術(shù)育種方法是數(shù)量遺傳學(xué)方法自身的發(fā)展并與其他學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物，因此，其研究和應(yīng)用也完全是在數(shù)量遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在其應(yīng)用性狀出現(xiàn)的許多現(xiàn)象也需要用數(shù)量遺傳學(xué)來(lái)解釋?zhuān)瑧?yīng)用結(jié)果也需要用數(shù)量遺傳學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行分析評(píng)估，生物技術(shù)和分子技術(shù)育種只有依靠數(shù)量遺傳學(xué)才能煥發(fā)出應(yīng)有的生機(jī)。因此，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，數(shù)量遺傳學(xué)方法仍將在動(dòng)物育種改良中占主導(dǎo)地位。所以，數(shù)量遺傳學(xué)育種方法應(yīng)在我國(guó)警犬育種工作中大力并廣泛推廣使用，尤其是在目前許多動(dòng)物新的育種方法還處在研究階段，還有許多問(wèn)題沒(méi)有解決，以及由于犬類(lèi)動(dòng)物個(gè)體因素對(duì)一些育種技術(shù)限制（如人工受精、胚胎移植等問(wèn)題的解決）的情況下。

另外，在犬人工受精技術(shù)還不成熟的情況下進(jìn)行同期發(fā)情研究沒(méi)有很大的實(shí)際意義，同時(shí)，從警犬繁育實(shí)際工作來(lái)看，同期發(fā)情還會(huì)給犬飼養(yǎng)管理和疫病防治都帶來(lái)很大困難。性別控制研究需在三個(gè)層面進(jìn)行：在改變受精環(huán)境層面上，該方法實(shí)際效果有限；在受精卵前水平的性別控制層面上，將受到人工受精技術(shù)還未成熟的限制；在胚胎水平性別控制層面上，更會(huì)受到犬胚胎移植技術(shù)不成熟的限制。因此，警犬的繁育、育種和保種工作，以及相關(guān)課題研究，必須在也應(yīng)該在突破“瓶頸”技術(shù)和解決根本問(wèn)題的前提下，再進(jìn)行深入研究才可能實(shí)現(xiàn)。

（作者單位：公安部警犬技術(shù)學(xué)校，110034）

（編輯：李 冰）