基于BLUP育种值与GGE双标图分析杉木第三代全同胞家系生长性状的适生性

杉木Cunninghamialanceolata是中国南方重要的商品用材和碳汇造林树种。本研究以广东杉木33个第三代全同胞家系在不同生长地点的8年生径向生长表现(胸径)为基础开展多地点方差分析。结果表明,家系适生性遗传差异大(P<0.01),且地点、区组及地点与家系间的互作效应显著。采用基于个体模型的BLUP分析法计算每个试验地点参试家系的个体育种值,可将参试家系适生性进行初步划分,并筛选出个体育种值水平较高、适生性好的家系(家系1、4、13和31)。在此基础上,运用GGE双标图分析法进一步获得参试家系“哪个赢在哪里”功能图、不同家系高产性与稳产性结论、理想家系选择列表,发现家系1、4、13、31和其他家系适生性评价结果与BLUP分析结果基本一致,具有较好的分析效果。

多浪羊主要性状遗传参数及育种值估计

本研究通过多浪羊体重、体尺性状进行育种值估计并制定综合育种值(Combined Breeding Value,CBV)公式。选用2019—2022年40头种公羊和541头后代周岁羊9586条生产记录,采用SAS 9.2软件GLM对固定效应进行分析,利用DMU软件动物模型BLUP估计公羊的育种值。多浪羊初生重、断奶重、周岁重、体高、体长、胸围、胸深、胸宽、尾长、尾高、尾宽遗传力分别为0.29、0.23、0.42、0.20、0.32、0.47、0.41、0.12、0.08、0.07、0.12,周岁体重、体长、胸围和胸深为高遗传力(h^(2)>0.3),尾长、尾宽为低遗传力(h^(2)<0.1),其余性状为中等遗传力(0.1<h^(2)<0.3)。种公羊各单性状育种值排名第一的羊号分别为:DG10、DG17、DG20、DG27、DG10、DG12、DG19、DG21、DG8、DG1、DG14;种羊中DG1号CBV最高,为9.4785;后代周岁公羊各单性状育种值排名第一的分别为:22055、22162、20089、22148、22288、22275、20396、22168、22128、22080、22080;后代周岁公羊CBV最高是20057,为8.6056。通过BLUP模型进行育种值估计时,发现CBV选择要优于单性状育种值选择,应加强对CBV高的种公羊使用程度。

芦花鸡H系开产性状的遗传参数和育种值估计

试验旨在进行芦花鸡H系开产性状遗传参数和育种值估计,为芦花鸡H系选育提供依据。收集芦花鸡H系2016—2020年系谱信息和开产性状表型数据,利用DMU软件以平均信息约束最大似然法(AIREML)剖分表型方差,以单性状动物模型分析各性状遗传力,以多性状动物模型分析性状间的遗传相关系数和表型相关系数,并基于系谱-加性效应模型(PBLUP_A)对所有个体开产性状进行育种值估计,计算遗传进展。结果显示:芦花鸡H系开产日龄、开产体重和开产蛋重遗传力分别为0.42、0.40和0.27,开产日龄与开产体重、开产蛋重间的遗传相关分别为0.17、0.31,表型相关分别为0.11、0.18,开产体重和开产蛋重间遗传相关和表型相关系数分别为0.56和0.38;开产日龄、开产体重和开产蛋重年遗传进展分别为-0.014 d、1.14 g、0.018 g。结果表明:芦花鸡H系各开产性状均为中等遗传力性状,开产蛋重与开产日龄呈中等遗传正相关,与开产体重呈高遗传正相关,开产日龄与开产体重遗传相关较低,经过5个世代的选育,芦花鸡H系开产性状有了一定的遗传进展。对芦花鸡H系开产性状遗传参数和育种值的确定与分析研究结果,为芦花鸡H系选育制定适宜的综合选择指数、选育方案以及加快选育进程提供科学依据。

27个甘蔗杂交组合经济育种值评价

为了评价选配的27个甘蔗杂交组合育种潜力及亲本的遗传特点,对27个杂交组合F1群体的株高、茎径、丛茎数、蔗糖分、丛重、丛含糖量等6个农艺性状进行调查,采用澳大利亚家系评价试验法,分析遗传变异和经济育种值(EBV)。结果表明,18个母本中,HoCP92-648、CP81-1254、科5、ROC1等经济育种值高,可作为优良生产性母本。18个父本中,桂糖92-66可作为优良生产性父本。在27个组合中,科5×云蔗02-588、HoCP92-648×桂糖92-66、CP81-1254×CP89-2143、桂糖02-901×ROC25、粤糖00-236×桂糖96-211、CP84-1198×粤糖00-236,6个杂交组合经济育种值高,可选育出高经济效益的新品种。

平凉红牛生长性状及胴体性状育种值预计趋势研究

为开展平凉红牛生长性状与胴体性状育种值预计趋势研究,本实验以296头平凉红牛(274头母牛、22头公牛)的育种值预计趋势数据为基础,与美国主要肉牛品种育种值预计趋势进行对比,并开展生长性状与胴体性状间相关性分析,绘制生长性状与胴体性状标准化评分雷达图。研究结果显示,平凉红牛RFI、ADG、WWT、YWT育种值的遗传趋势较安格斯牛、利木赞牛及西门塔尔牛逊色,即各项生长性状的发育较其他品种肉牛慢;平凉红牛Marb、Fat育种值的预计趋势评分高于利木赞牛,但较安格斯与西门塔尔牛低;REA育种值的预计趋势评分较安格斯、西门塔尔及利木赞牛高;HCW育种值的预计趋势评分较安格斯、西门塔尔及利木赞牛低;生长性状中除RFI与胴体性状育种值预计趋势呈一定程度的负相关外,其余指标与胴体性状均呈正相关。本实验研究结果表明,平凉红牛与其他品种肉牛相比,在胴体性状特别是眼肌面积方面表现优秀,因此今后平凉红牛选育工作重点可放在高档肉培育方面。

植物育种中的BLUP育种值分析应用探讨

文章分析了植物育种数据分析现状,指出了植物育种应用BLUP育种值理论和分析方法遇到的问题,并给出了相应的解决对策.

总产仔数育种值作为选种依据的可行性分析

种母猪的选择重点是繁殖性状,种猪场通常根据亲属的繁殖数据来估计育种值作为选择母猪的依据,本研究采用相关分析法分析了2018年至2020年823头长白母猪选留时所估算的总产仔数育种值,以及这些母猪个体1至5胎次的总产仔数资料。结果表明:公司所用软件估计的总产仔数育种值与母猪各胎次繁殖性状的相关性并不高,因而在今后的母猪选择时还需调整现有育种值的估计方法。

种猪现实育种值的估测

取杭州市种猪试验场2000—2002年共1443头长白猪个体性能测定资料,用4种方法估测了90kg体重校正背膘厚估计上代亲本公猪的育种值,其中用25头以上后裔平均值与同期群体平均值之差的2倍定义为现实育种值。结果表明:现实育种值的数值和方向与后裔测定育种值十分一致,与一次测定值的育种值差很大,现实育种值的方向与BLUP值比较一致。现实育种值不受表型值的影响,是猪真正育种值的最佳估计值。估测青年公猪的育种值,用BLUP法比较好。

应用重复力模型估计虹鳟生长性状的遗传力和育种值

采用单性状重复观测值动物模型(重复力模型)对中国水产科学研究院黑龙江水产研究所渤海冷水性鱼类试验站5个品系后代的4 026尾虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的生长性状(体重、体长和肥满度)进行了遗传参数和育种值的估计,并对各个性状的表型和遗传趋势进行预测。在此模型中考虑了年份-季节固定效应、父本固定效应和母本固定效应,个体的随机效应和个体永久环境效应。结果表明:该5个品系虹鳟及后代体重的遗传力为0.35,体长为0.10、肥满度为0.34。从不同评定方法的秩相关来看,用综合育种值方法与单个性状方法之间存在极显著的相关,其相关度分别为0.998,0.877,0.850,-0.071,-0.064和-0.13。用综合育种值对虹鳟个体的选择价值的评定和名次排列,以及与单个性状的评定名次有着一定程度上的差别。体重、体长和肥满度性状,其表型趋势与遗传趋势基本一致的品系,均可通过表型值进行选择。

火炬松基因资源的育种值预测与选择

以引自美国的258个不同改良程度的火炬松家系作为试验材料,利用基于混合线性模型的BLUP方法对258个家系14年生树高和胸径的育种值进行预测。首先以不同的模型分别预测半同胞家系和全同胞家系的育种值,再通过构建亲缘关系矩阵预测所有个体的育种值,对各类群家系和个体育种值的差异进行分析。14年生时,在参试的各个类群中,入选率同为15%的情况下,各类群根据胸径育种值共选出优良家系39个;全同胞家系类群入选家系的胸径遗传增益最高,高于群体平均值1.40 cm,达8.56%。以配合选择方式选出优良单株77个,入选率为1%。入选的优良家系可从美国重复引种,为火炬松良种生产服务。根据火炬松核心-主群体育种系统的需要,入选的优良单株可用以充实第2代育种群体,其中10个进入核心育种群体,其余67个进入主群体。精确的BLUP预测值和基于个体育种值的选择将提高遗传改良进程中的选择效率和遗传增益,但在利用这些先进的统计分析方法提升林木良种选育效率的同时,必须对育种方案与试验设计进行改进完善。当参试家系数较多时,可采用平衡不完全区组设计,把所有参试家系统一在一个试验中,科学安排田间试验,以获得最大的成效。

大口黑鲈生长性状的遗传参数和育种值估计

采用最佳线性无偏差预测法(BLUP法)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)体质量、体长和体高的遗传参数和育种值进行估计。4月龄和6月龄的体质量遗传力分别为0.29±0.08和0.28±0.10、体长遗传力分别为0.31±0.08和0.26±0.10,6月龄的体高遗传力为0.29±0.10。这些性状的遗传力都属于中度遗传力(P<0.01),表明在加性效应控制下,大口黑鲈生长性状具有较大的遗传改良潜力。6月龄的体质量与体长、体质量与体高及体长与体高的遗传相关分别为0.790±0.094、0.820±0.081和0.990±0.001,这些性状之间均表现为高的正遗传相关性(P<0.01),说明在对体质量进行选择的同时,其他生长性状也可以获得相应的间接选择反应。从不同评定方法的秩相关来看,6月龄时综合育种值与体质量育种值、体长育种值以及体质量育种值与体长育种值的秩相关系数均达到了极显著(P<0.01),分别为0.998、0.914和0.890,用综合育种值对大口黑鲈的评定名次排序与用单性状育种值排序的差异不大。本研究对大口黑鲈生长性状的遗传参数和育种值进行确定与分析,旨在为该物种的人工选育提供理论依据和技术参考。

大菱鲆(Scophthalmus maximus)不同生长阶段体重的遗传参数和育种值估计

采用非求导约束最大似然法(DFREML)进行了大菱鲆不同生长阶段体重的遗传参数和育种值研究,每一生长阶段分别对4种不同动物模型估计遗传参数的差异进了比较。不同模型中对全同胞家系效应和日龄协变量作了不同的考虑:模型A,不考虑全同胞家系效应和日龄协变量;模型AD,仅考虑日龄协变量;模型AF,仅考虑全同胞家系效应;模型AFD,同时考虑全同胞家系效应和日龄协变量。结果表明,6月龄利用模型AF,3月龄、9月龄、12月龄、15月龄利用模型AFD对遗传参数和育种值进行估计较为适合。利用育种值选择和表型值选择两种方法分别进行了家系选择和个体选择的效率比较,结果表明,在每一生长阶段依据育种值选择的效率均高于表型值选择的效率。利用不同生长阶段的家系育种值以及亲本育种值分别进行了家系选择比较和亲本选择比较,结果表明,在不同生长阶段,按家系、父本和母本的育种值分别排序,前50%的相同率和育种值的相关系数均为9—12月龄较6—9月龄的提高幅度比其它相邻阶段显著增加,推测家系提前筛选的时间以及父本和母本选择的时期均不低于9月龄。

甘蔗常用亲本及杂交组合经济育种值分析

为评价我国甘蔗亲本的遗传特点和组合的选配效果,采用澳大利亚家系评价试验法,借助R软件对35个家系F1群体的株高、茎径、有效茎、蔗茎产量、蔗糖分等5个主要数量性状进行经济育种值(EBV)分析。结果表明:24个母本中,ROC22、粤糖92-1287、内江03-218、ROC25、HoCP92-648等5个可作为生产性母本。18个父本中,崖城84-153、ROC22和粤糖00-319等3个亲本可作为生产性父本。ROC22×崖城84-153、粤糖92-1287×粤糖00-319、内江03-218×ROC22、ROC22×粤糖93-159、ROC25×粤糖93-159、桂糖00-122×ROC22、崖城97-46×ROC22和HoCP92-648×ROC26等8个家系可作为生产性家系,该批组合有可能选育出高经济效益的新品种。建议对这些亲本和组合加大力度使用。

海湾扇贝南部亚种自交家系选育及其Kung育种值评价

从1991年引进、并于2005—2007经过3代大壳高群体继代选育的海湾扇贝南部亚种(Argopecten irradiansconcentricus Say)选育系F3养殖群体中,以5%的选择压力选取最大壳高个体(高值亲本)作为育种群体,从中随机挑选12个性腺成熟的个体作为亲本,利用其雌雄同体的特性建立12个自交家系,并与F3群体随机混交后代作对照,考察各家系后代的生长、存活等指标并采用Kung育种值及综合评定值对其进行评价,以期选育优秀自交家系,为该品种遗传改良提供物质基础。结果显示,各自交家系与对照组间受精率没有显著差异,但孵化率则存在显著差异(P<0.05),以B3、C2家系最高,其次为对照组(L0);在幼虫生长阶段,B3、C2家系幼虫壳长日增长显著(P<0.05)高于对照组,其他家系则显著(P<0.05)低于对照组;在养成期的4月龄,各组别的存活率以B3、C2家系显著(P<0.05)高于对照组,对照组显著(P<0.05)高于其他家系;4月龄个体的壳高、壳宽和体质量等生长指标,以B3、C2家系显著(P<0.05)高于对照组,对照组又显著(P<0.05)高于其他家系;各家系各指标的Kung育种值(Z)及综合评定值(Pi)的大小排序均呈现B3>C2>L0>A3>B4>A1>C4>B1>A2>B2>C3>C1。研究表明,12个自交家系中,9个产生了一定程度的自交衰退,1个败育,2个(B3、C2)表现出显著的存活和生长优势,成为超越L0的两个优秀家系。研究证明,利用高值亲本可提高优秀自交家系命中概率,提高选育效率,缩短选育周期。

9个云南甘蔗创新亲本作为父本的经济育种值分析

选用9个含有云南甘蔗野生血缘的创新材料作为父本,与31个国内外不同类型的母本进行杂交,获得38个杂交组合。参照澳大利亚家系试验方法,借助R软件,分析了创新亲本及家系的经济育种值和经济遗传值。结果表明:9个创新亲本中,云瑞04–48和云瑞03–393的经济育种值最高,作为父本应该重点加强利用;云瑞05–171和云瑞05–704可根据育种规模适当使用;38个家系中,MY57–62×云瑞03–393、Lho83–153×云瑞04–48、崖城71–374×云瑞05–171、RB85–5156×云瑞03–393、VMC96–60×云瑞05–704、M336×云瑞03–393等家系的经济遗传值较高,可作为选育优良甘蔗新品种的重点家系,建议降低选择强度,避免优良单株漏选。

草鱼生长性状的遗传参数和育种值估计

利用草鱼(Ctenopharyngodon idellus)生长性状选育核心群亲本,采用人工授精方式构建21个全同胞家系,并选用动物模型对16月龄草鱼生长性状进行遗传参数和育种值估计。结果显示,草鱼选育种群的生长性状存在丰富变异。采用约束极大似然法估计方差组分,发现草鱼体重、体长和体高性状的遗传力分别为0.39,0.47,0.21,属于中高遗传力;肥满度性状遗传力为0.11,属于低遗传力;4个性状的共同环境效应值相近且较小,范围为0.07~0.17。采用两性状动物模型分析相关性,发现体重、体长和体高性状间表型和遗传相关系数均达到高度正相关(r=0.88~0.97),而肥满度性状与三者间相关系数接近零,只与体高性状存在一定遗传正相关(r=0.43)。结合各性状遗传变异系数和相对遗传进度,分析表明,以体重为目标性状可便捷有效地改良草鱼生长性能。采用最佳线性无偏估计法预测个体育种值,发现4个性状育种值与表型值的相关系数范围为0.77~0.93。基于单性状育种值和表型值分别进行个体选择,按10%留种率,各性状选留个体相同率为68.75%~81.82%,秩相关系数范围为0.19~0.81,两种选择方式显示出较大差异,且差异大小与性状遗传力成反比例。本研究为草鱼生长性状选择育种提供了理论依据和技术支撑。

基于表型值和育种值的中国对虾生长、抗逆性状相关分析

利用单性状动物模型估计中国对虾170d的体重、抗WSSV存活时间和存活率3个性状的育种值,在家系水平上进行性状间表型值和育种值相关分析。估计的3个性状的遗传力分别为:0.22±0.16、0.14±0.12和0.03±0.021,并据此计算各性状个体育种值。家系性状表型值的相关分析表明,家系170d体重和抗WSSV存活时间之间存在一定程度相关(r=0.35,P<0.05),其余性状间相关系数很小,且差异不显著。3个性状家系育种值间的相关系数均较小,170d体重与抗WSSV存活时间的相关系数最高(0.038),170d体重与存活率,抗WSSV存活时间与存活率之间为负相关(r=-0.24,r=-0.027),并且统计检验未达到显著性水平。研究结果表明,利用多性状复合育种技术,培育综合性状优良的中国对虾新品种是一个正确而必要的育种策略。

动物模型BLUP法估计内蒙古白绒山羊育种值的研究

应用动物模型BLUP法估计了阿尔巴斯白绒山羊种羊场1989～1998年共10个年度3 981只个体的抓绒量和体重的单性状育种值，以及这两个性状的综合育种值。在模型中考虑的固定效应有年龄效应和性别柸禾鍠年度效应、随机效应有个体的加性效应和个体永久性环境效应。比较育种值选择与表型值选择的结果表明：（1）公羔依据断乳重选择与依据育种值选择的结果差异较大；（2）育成母羊依据表型值选择与依据综合育种值选择的结果差异极显著（P＜0.01）；（3）育成公羊依据表型值选择与依据综合育种值选择的结果差异极显著（P＜0.01）；（4）种公羊依据抓绒量和体重的表型值选择结果分别与依据各自性状育种值选择结果的秩相关均未达到显著水平（P＞0.05）。研究表明：内蒙古白绒山羊应用个体表型值选种存在准确性较差的缺点；动物模型BLUP法适合用于内蒙古白绒山羊的选种。并根据生产实际情况提出了一套选择种公羊的具体方法。

基因组育种值估计的贝叶斯方法

基因组育种值估计是基因组选择的重要环节,基因组育种值的准确性是基因组选择成功应用的关键,而其准确性在很大程度上取决于估计方法。目前研究和应用最多的基因组育种值估计方法是贝叶斯(Bayes)和最佳线性无偏预测(BLUP)两大类方法。文章系统介绍了目前已提出的各种Bayes方法,并总结了该类方法的估计效果和各方面的改进。模拟数据和实际数据研究结果都表明,Bayes类方法估计基因组育种值的准确性优于BLUP类方法,特别对于存在较大效应QTL的性状其优势更明显。由于Bayes方法的理论和计算过程相对复杂,目前其在实际育种中的运用不如BLUP类方法普遍,但随着快速算法的开发和计算机硬件的改进,计算问题有望得到解决;另外,随着对基因组和性状遗传结构研究的深入开展,能为Bayes方法提供更为准确的先验信息,从而使Bayes方法估计基因组育种值准确性的优势更加突出,应用将会更加广泛。