豬育種標記輔助選擇的經(jīng)濟效益研究

栗衛(wèi)東 宋振宇 王中明 趙 斌

(河南省濟源市動物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南濟源 459000)

豬育種標記輔助選擇的經(jīng)濟效益研究

栗衛(wèi)東 宋振宇 王中明 趙 斌

(河南省濟源市動物衛(wèi)生監(jiān)督所,河南濟源 459000)

育種規(guī)劃是一種育種經(jīng)濟學(xué)理論和技術(shù)，以數(shù)量遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，運用系統(tǒng)論作為指導(dǎo)思想，配合經(jīng)濟學(xué)和運籌學(xué)方法等手段來進行育種效益的研究。育種規(guī)劃首先要設(shè)定一個特定的育種目標，然后制定出相應(yīng)的育種方案并且做到最佳。在目前的畜禽育種中開始運用標記輔助選擇，MAS經(jīng)濟效益方面也成為了育種規(guī)劃中的一個研究熱點，但是這些研究多以奶牛育種為主，在豬育種中只有Hayes是利用MAS經(jīng)濟效益來進行研究的。本文結(jié)合我國豬育種的實際情況，對豬群的群體結(jié)構(gòu)、不同種級的工母豬使用的胎次以及種豬的遺傳進展傳遞方式來進行了MAS經(jīng)濟效益的研究，通過在豬育種中利用直接標記、連鎖平衡表幾何連鎖不平衡標記等進行研究。

1 材料與方法

1.1 設(shè)計育種群結(jié)構(gòu)

育種群結(jié)構(gòu)設(shè)計是由核心群、繁殖群以及生產(chǎn)群的金字塔型結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，首先核心群的公豬和母豬將遺傳進展通過繁殖群傳遞到生產(chǎn)群的商品豬中間去，然后將商品豬進行銷售，從而獲得經(jīng)濟效益。

MAS獲得的利潤首先可以使用基因流動法來進行計算。將核心群母豬的規(guī)模分為100頭、200頭、300頭并且作為計算的單位，以每六個月也就是一豬年所生產(chǎn)的商品出來進行其經(jīng)濟效益的計算，設(shè)計一個V字的金字塔形遺傳傳遞模型，將遺傳進展從核心群的公母豬那里同時傳遞到繁殖群的母豬，然后通過繁殖群的母豬以及核心群的公豬來將遺傳進展傳遞到商品商品生產(chǎn)群，最后通過對商品豬的觀察來得到MAS經(jīng)濟效益的結(jié)論。

首先我們可以根據(jù)公式（1）來計算出繁殖群以及商品群的母豬數(shù)量，想要確定不同種群需要留下的種母豬數(shù)量、為下一及育種群所提供的本群母豬數(shù)量以及這一級群體需要淘汰的母豬數(shù)量，都需要以每個群體每豬年需要更新的母豬數(shù)量來進行計算。而留種的公豬數(shù)量、核心群需要為繁殖群和商品群所提供的種公豬數(shù)量則是由該級群體公母豬的數(shù)量比例以及公豬的使用時間來作為依據(jù)計算。種公豬在核心群被使用一豬年以后轉(zhuǎn)去繁殖群繼續(xù)使用，繁殖群的種公豬全部來自核心群，并且有該群內(nèi)的母豬數(shù)量以及公主的使用時來來確定其中的公母豬比例，而商品群的共母豬數(shù)量比例我們設(shè)定為一個固定的比例，即1：50。

其中NDB表示繁殖群或者育種群中的種母豬數(shù)，NDP表示的是繁殖群或者生產(chǎn)群的種母豬數(shù)量，aDB表示的是繁殖群或者育種群中種母豬使用的時間，nDi為每頭母豬每豬年為下一級種群所提供的種母豬數(shù)，是以不考慮育種群或者繁殖群母豬的更新情況為前提的，核心群中的nDi設(shè)定為2.5，繁殖群中設(shè)置為3。

1.2 基因流動法原理

在經(jīng)濟效益計算中的計算參照單位為豬年，也就是六個月。需要矩陣向量g來進行MAS在一豬年的經(jīng)濟效益計算，該向量的組成是每豬年MAS比SBLUP選擇多獲得的額外遺傳進展gsim。我們假設(shè)種母豬18個月為一個世代，那么一個世代就包括三個豬年，在選擇5個世代時g向量的維數(shù)可以由矩陣gsim變化得知為15×1，計算三個不同規(guī)模的豬群中5個性狀利用各種標記、不同有利等位基因起始頻率不同情況下所獲得的額外遺傳進展，g矩陣的構(gòu)建參考公式（2）。

1.3 標記輔助選擇經(jīng)濟效益計算

公式（2）是使用MAS比SBLUP來計算所獲得的經(jīng)濟效益。

1.4 標記輔助選擇成本計算

我們假設(shè)檢測育種群中的一個標記所需要的成本平均計算下來為5元，假設(shè)核心群每頭母豬可以產(chǎn)出8頭成年豬，時間為每豬年，那么每豬年進行標記檢測所消耗的成本為：

其中貼現(xiàn)率由dv來表示，將預(yù)算利率定為5%那么dv=1/1.05，n1表示在每個QTL中需要進行監(jiān)測的標記數(shù)，n2則表示每一個標記需要檢測的QTL數(shù)目。對于QTL和標記之間的距離原因而導(dǎo)致的檢測成本差異這里不予考慮。

1.5 標記輔助選擇獲得的凈利潤計算

使用標記輔助來計算所獲得的凈利潤可以用公式（4）來進行計算：

2 結(jié)果和分析

表一為刨除用于標記檢測所耗費的成本的情況下MAS的利潤表。由表一我們可以看出相比起其他標記來說，利用DR標記所獲得的利潤要高出許多，秉著這個利潤和P值成正比，P為QTL有利等位基因的起始頻率，原因是在使用DR標記來進行選擇的時候，相比起利用LD以及LE標記來說，不管是效率還是遺傳進展都更為良好。而在沒有將標記檢測的費用進行扣除的時候，利用LE標記獲得的利潤比利用LD標記所獲得的利潤高，但是利用LE標記來進行標記檢測的時候其成本過高，是LD標記成本的2倍，DR標記成本的4倍，所以LE標記所獲得的利潤往往很低，有時甚至是負數(shù)。

表一 使用不同的標記類型在不同規(guī)模的育種群中進行MAS選擇5個世代的額外收入

所選擇的5個性狀的排列順序為：FCR＞IMF＞BF＞NBA＞ADG，其邊際效益具有很大的差異，由此可見對于整個育種生產(chǎn)的經(jīng)濟效益來說，性狀FCR和IMF遺傳進展的變化有著很大的影響。通過本研究發(fā)現(xiàn)，除了低遺傳力顯性性狀NBA以外的其他形狀，不論P值的數(shù)值到底是多少，在MAS選擇第五世代后P值都會上升到0.9以上，甚至SBLUP的選擇效率有的時候甚至比MAS還高，所以對于豬育種選擇來說最好的選擇是QTL，因為其在群體中處于不連鎖不平衡的狀態(tài)，選擇世代數(shù)以5個世代為最多。由于整個育種群的經(jīng)濟效益受到FCR和IMF的遺傳進展影響，所以想要提高育種的經(jīng)濟效益，就應(yīng)該尋找那些和FCR以及IMF聯(lián)系緊密的DR標記或者LD標記，然后將其應(yīng)用在MAS中。雖然現(xiàn)在在我國IMF還沒有被列入實際的育種工作中，但是已經(jīng)開始受到了越來越多的關(guān)注和重視。

3 結(jié)束語

對于MAS來說使用DR標記所獲得的利潤比起利用LD以及LE標記都要高得多；使用LE標記時獲得的額外遺傳進展比起LD比較更高，因為LE標記的側(cè)翼標記數(shù)更多，但是在將檢測的成本扣除后使用LD標記可以更為穩(wěn)定的獲得更多的利潤。所以MAS利用最有效的標記排序應(yīng)該是DR標記、LD標記、LE標記。