04 第四章 选择的原理与方法.ppt

第1页：第四章 选择原理与方法

第四章选择原理与方法

第2页：选择的概念

选择的概念

选择是家畜育种中必不可少的重要工作。具体的讲，选择是在一个群体中通过外界因素的作用，将其遗传物质重新安排，以便在世代更迭中，使群体内的个体更好适应于特定的目的。

第3页：自然选择与人工选择

• 按照作用于选择的外界因素，选择分为两类：自然选择（naturalselection）：通过自然界的力量完成选择。
• 人工选择（artificial selection）：由人类施加措施实现选择。
• 选择类型。

第4页：自然选择的作用

自然选择在整个物种起源过程中，自然选择起主要的导向作用，它控制着变异发展的方向，同时导致适应性状的形成。进化机制理论的核心是自然选择学说。

第5页：物种起源和进化的三个环节

• 物种起源和进化三个主要环节：（变异，即通过突变、基因重组等效应，使群体内产生遗传变异；
• 自然选择，即通过生存斗争，使具有良好适应性的个体得到生存，由此使有益变异在种群内得到发展，其基因频率不断提高；
• 隔离，即具有特定适应性和稳定基因频率的种群，通过繁殖隔离和地理隔离，使群体间特征、特性和性状的分歧加深，最终导致新物种的形成。

第6页：自然选择类型

自然选择类型

• 稳定性选择（stabilizing selection）：选择有利于接近表型均数的基因型。
• 定向选择（directional selection）：选择有利于分布一端的表现型。
• 歧化选择（disruptive selection）：选择有利于一种以上的表现型。

第7页：人工选择

人工选择

按照人为制定的标准，对家畜特定群体进行的选择。动植物在人工选择下的变化更为明显。

第8页：选择的实质

选择的实质

• 由育种者来决定那些家畜个体作为种畜来繁殖后代。
• 即打破了繁殖的随机性，实现所谓的“选优去劣”。
• 选择能够定向地改变群体地基因频率，有利于生产性能提高的基因频率增高，不利于性能提高的基因频率降低，从而打破了群体基因频率的平衡状态。

第9页：选育数量性状育成新品种

选择的作用（1）针对某种数量性状进行系统选育可育成新品种湖羊→蒙古羊，羔皮品质、繁殖性能高新汉县鸡→洛岛红鸡，着重产蛋性能选育

第10页：选育质量性状育成新品种

（2）系统选育某种质量性状可育成新品种红色安格斯牛→安格斯牛，对红毛的选择波中花猪→波中猪，对黑白斑点选择

第11页：选择有益突变育成新品种

（3）选择有益突变可育成新品种安康绵羊→腿短且弯曲的绵羊无角短角牛→有角海福牛的突变种双肌臀小型鸡

第12页：质量性状与数量性状

家畜的各种性状，可分为质量性状和数量性状。

第13页：质量性状

质量性状

• （qualitativetrait）：性状变异是不连续的，各种变异间有明显的区别，能用一般形容词描绘其变异特征。
• 如角的有无，血型、毛色、畸形及各种遗传病等。
• 遗传由一对或少数几对基因控制，其表现型受环境影响不大。

第14页：数量性状

数量性状

• （quantitativetrait）：性状变异是连续的，各种变异间区别不明显，只能有数字来描绘其变异特征。
• 如产毛量、产肉量、产奶量、日增重、饲料利用率等。
• 遗传由微效多基因控制，性状的表现除受遗传因素控制外，还很大程度上受环境因素的影响。

第15页：对隐性基因的选择

对隐性基因的选择

实际上是对显性基因的淘汰。若显形基因的外显率是100％，且杂合子与显形纯合子的表型相同时，则可通过表型鉴别，一次性地将显性基因全部淘汰。

第16页：一对性状的基因型与表型

• 如对一对性状，其基因型为AA, Aa和aa。
• A对a完全显性。
• AA和Aa表型相同，均表现为显性性状。

第17页：原始群体基因型频率

设原始群体的基因型频率：D=P2，H=2Pq, R=q2。淘汰率为S，1-S即为留种率。

第18页：选择后的基因型频率

选择后的基因型频率

＝原始基因型频率×留种率／∑（原始基因型频率×留种率）∑（原始基因型频率×留种率）=P2(1-S)+2Pq(1-S)+q2＝1－S＋Sq2=1-S(1-q2)

第19页：选择后的基因频率

设被选择后的基因型频率分别为D′，H′，R′下一代的基因频率（q1）即选择后的基因频率：q1＝1/2H′+R′=1/2·2Pq(1-S)/(1-S(1-q2))+q2/(1-S(1-q2))=[q-S(q-q2)]/[1-S(1-q2)

第20页：淘汰率对基因频率的影响

如S=1，则q1=1如S=0，则q1=q由此可见，选择隐性基因是比较容易的。如果显性个体不能被完全淘汰，还留一部分进行繁殖，下一代隐性基因的频率就不能达到1，显性基因还不能被彻底清除。

第21页：牛群有角基因频率实例

• 在一个100头牛的牛群中，有角牛81（隐性纯合子），无角牛19头（包括杂合子和显性纯合子）。
• 角的隐性基因频率为q=0.9，显性基因频率P=0.1。
• 无角牛19头中杂合子为18头（H=2Pq=0.18），纯合子1头(D=P2=0.01)。

第22页：部分淘汰时的基因频率

要建立一个有角牛群，但又由于某种原因不能全部淘汰无角牛，只能部分淘汰，设淘汰率S=50%，则经一代选择后隐性基因的频率为：q1=[q-S(q-q2)]/[1-S(1-q2)]=0.945经过选择，隐性基因频率增加了q1-q = 0.945-0.9= 0.045

第23页：对显性基因的选择

对显性基因的选择

• 首先是鉴定出隐性纯合个体，并将其淘汰。
• 但由于显性杂合个体也携带隐性基因，所以仍有隐性基因留在群体中。
• 要把全部隐性基因淘汰掉，必须把隐性纯合个体合显性杂合个体都淘汰掉，仅保留显性纯合个体。

第24页：根据表型淘汰隐性纯合个体

根据表型淘汰隐性纯合个体

设原始群体中基因型频率为：D=P2，H=2Pq, R=q2。

第25页：显性选择后的基因型频率

选择后的基因型频率＝原始基因型频率×留种率／∑（原始基因型频率×留种率）∑（原始基因型频率×留种率）=P2+2Pq=(1-q)2+2(1-q)q=1-q2

第26页：下一代隐性基因频率

下一代的基因a的频率为：q1=P0q0/(1-q0)2=q0/(1+q0)q2=q1/(1+q1)=q0/(1+2q0)∴qt=q0/(1+tq0)t为基因频率q0变化到qt所需代数，t＝(q0-qt)/q0qt

第27页：淘汰隐性基因所需世代数

• 某一畜群，隐性疾病出现频率为1/20000（q2），隐性基因频率q＝1/141。
• 在无突变发生情况下，每代淘汰患病畜，不使它参加繁殖，问多少年才能把隐性基因频率减少到目前的一半（发病频率为1/40000（q2））。
• qt=1/200。
• t＝(q0-qt)/q0qt＝（1/141－1/200）/1/141·1/200＝200－141＝59代如果是大家畜，世代间隔为4年，需要经59×4＝236年。

第28页：一代淘汰的基因频率变化

• 原始群体中隐性基因频率中等大小时，如q0＝1/2，经一代淘汰，可以减少5/36的隐性个体，但以后速度减慢。
• 当隐性基因频率很低时，如q0＝1/50，原始群体中只有1/2500的隐性个体，经过50代的淘汰，还会有1/10000的隐性个体存在。
• 可见在隐性基因频率为中等时，表型选择还有一定效果；如果频率过低，选择的效果也很低。

第29页：测交鉴定与系谱信息

通过测交鉴定显性杂合个体2.1依据系谱信息系谱信息可以协助鉴定一个已知或可能的隐性基因携带者个体。如果某个体表型为显性，其任一亲本是隐性纯合体，那么它必是杂合体。

第30页：依据后裔信息的测交

2.2依据后裔信息对于隐性基因的可疑携带者，可以通过一次有计划的测交方案实施，观测其后代是否出现隐性纯合个体，从而判断被测个体是否为隐性基因携带者。

第31页：公畜与隐性纯合母畜交配

• 2.3让公畜与隐性纯合的母畜交配一头公畜与隐性纯合母畜交配，假定该公畜为杂合子，其几个子女表型都是显性个体的概率为（1/2）n。也就是该公畜为杂合子的概率为（1/2）n。若一头种公畜与这样的母畜交配，产生5头子女中没有一头隐性个体，该公畜为杂合子的概率只有（1/2）5=
• 0.03125=
• 3.125%，于是就有95％的把握断定它是一个显性纯合体。

第32页：公畜与已知杂合母畜交配

• 2.4让种公畜与已知为杂合体的母畜交配假设测试的公畜为杂合子，则通过交配方式，一个后代的基因型为A_的概率为3/4。
• 在n个后代中，都是显性表型的概率为(3/4)n。
• 不同后代数的检验概率计算公式为：。

第33页：测交后代概率公式

P=1-P(Aa×Aa的一个后代是A_的概率)n=1-P((Aa×Aa的后代全部是A_的概率)= 1-(3/4)n根据上述公式，在一对置信水平要求下的最低后代数。以95％的置信水平为例：0.05=(3/4)n结果表明，达到95％的置信水平需要11个后代。

第34页：公畜与女儿交配测交

2.5当公畜成年后有了后代，此时可让公畜与其女儿或另一已知杂合公畜的女儿交配若某隐性基因在群体中的频率很低，但在一头基因携带者公畜的女儿中基因频率可达0.25。

第35页：与携带者女儿交配的概率

设被测公畜为隐性基因的杂合体，即其隐性基因频率为0.5，则在与已知携带者的女儿交配，可能出现隐性纯合个体的概率为0.25×0.5＝0.125，则检验概率为P=1-(7/8)n结果表明，一个95％的置信水平至少需要23个后代。

第36页：公畜与母畜群随机交配

2.6让种公畜与一母畜群随机交配设被测公畜为杂合体，则这头公畜与母畜群随机交配所产生的后代中，出现隐性纯合个体的概率为:被测公畜的基因频率与母畜群基因的乘积（0.5q）。检验概率为：P=1-(1-0.5q)n

第37页：对伴性基因的选择

对伴性基因的选择

遗传学表明，绝大部分的伴性基因仅被携带在一条染色体上，即哺乳动物的X染色体或鸟类的Z染色体上，且伴性基因所决定的多是表型等级分明的质量性状。因此，对某一伴性基因的判别和选择，主要通过对个体的表型辨别来实现。

第38页：鸡伴性遗传的自别雌雄

• 根据羽速和羽色基因的伴性遗传规律，在鸡育种中可以选育羽速自别雌雄和羽色自别雌雄的配套系。
• 技术路线如下：1.建立快羽（或红羽）父系快羽公鸡的基因型为ZkZk，母鸡为ZkW，表型与基因型一致，因此可直接按照个体的表型选择，雏鸡出壳后选表型为快羽的个体，组成育种群。
• 红羽公鸡选择类似。

第39页：建立慢羽母系

2．建立慢羽（或白羽）母系慢羽母鸡的表型与基因型一致，因此仅需按其表型选留母雏，即可获得慢羽母鸡种群。

第40页：伴性基因频率的计算

伴性基因频率的计算

以雄性为异型配子为例，如有两个等位基因A1和A2，A1的频率为P，A2的频率为q，其基因型频率如下。

第41页：

第42页：

第43页：雌雄群体的伴性基因频率

在雌群体中A1的频率为Pf=P+1/2H在雄群体中A1的频率为Pm=R在整个群体中A1的频率为P=2/3Pf+1/3Pm=1/3(2Pf+Pm)=1/3(2P+H+R)

第44页：伴性基因频率的世代传递

• 雄群体只从它们母群体获得伴性基因，所以Pm等于上代中Pf。
• 雌群体从它们的双亲群体均等获得伴性基因，所以Pf等于上代中Pm与Pf的平均值。
• 两性间频率之差为：Pf－Pm＝1/2(Pf′+Pm′)－Pf′＝－1/2（Pf′－Pm′）这个差值等于相继两性基因频率的差值，一次一次的减半，使群体很快接近平衡。

第45页：猪应激敏感基因检测

生化遗传和分子遗传技术检测猪应激敏感基因检测方法：氟烷测定法分子生物学方法：钙离子释放通道蛋白基因（CRC）兰尼定受体蛋白基因（RYR1）基因

第46页：氟烷测定与基因型判读

• 第
• 2、
• 3、
• 6、7道的个体的基因型是PSSNN，第2道的个体基因型是PSSnn，而第5道则是PSSNn。