动物遗传育种讲义.doc
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1、动物遗传遗传育种基础讲义(适用专业:畜牧兽医)主讲教师:王俊峰2012年2月黔东南民族职业技术学院课程教学进度计划2011-2012 学年度第二学期课程名称:动物遗传育种 授课教师:王俊峰授课班级:11高职、11中职牧医班教材名称动物遗传育种基础主编王铁岗是否高职高专教材是出版社化学工业出版社主 要 参 考 书动物遗传学主编李宁 出版社中国农业出版社动物遗传学实验方法主编王宗仁出版社北京大学出版社家畜育种学主编张沅出版社中国农业出版社动物育种学各论主编张沅出版社北京农业大学出版社总时数已讲授需讲授理论课实 践 课实践课比例多媒体其它周学时80072561622%1164序号周次模块学时内 容授
2、课方式教具备注1一项目一:动物遗传育种概述1动物遗传育种的定义和研究内容讲授2一1动物遗传育种发展简史成就 讲授3一动物遗传育种与动物生产的关系录像教学多媒体5二项目二:细胞分裂与染色体形为1染色体讲授自制卡片6二2细胞分裂与染色体行为讲授7二1动物雌雄配子形成和生活周期录像教学多媒体8三项目三:遗传的基本定律及其扩展2分离定律讲授自制卡片9三2自由组合规律讲授10三基因互作讲授四2连锁与互换讲授五2性别决定与伴性遗传录像教学多媒体11六项目四:变异2基因突变讲授自制卡片六1染色体结构变异讲授12六1染色体数目变异录像教学多媒体13七项目五:群体遗传学基础2遗传平衡定律讲授自制卡片14七2影响
3、群体遗传平衡的因素讲授15八2生物进化与物种形成录像教学多媒体16九项目六:畜禽性状的遗传2畜禽质量性状的遗传讲授自制卡片17九2畜禽数量性状的遗传讲授21十项目七:品种与品种资源2家畜的起源与品种讲授22十一1品种的特性及分类讲授23十一1品种资源的保存及利用录像教学多媒体27十一项目八:家畜表型的鉴定与测量2生长发育讲授自制卡片28十二1外形与体质讲授29十二1生产性能录像教学多媒体32十二项目九:种用价值的评定1种用价值的测定讲授自制卡片33十二1育种值的估计讲授27十三项目十:选配1选配的作用与种类讲授28十三1近交与杂交的遗传效应讲授十三1近交程度的分析讲授29十三1选配计划的制订录
4、像教学多媒体27十四项目十一:育种方法2本品种选育讲授自制卡片28十四2品系繁育讲授29十五2杂交育种录像教学多媒体27十六项目十二:杂种优势的利用1杂种优势讲授自制卡片28十六1杂交亲本讲授42十七复习答疑4讲授43十八期末考试2其他合计学时56实训项目序号周次实训项目项目内容实训地点学时3一动物染色体的制备和观察一、试剂配制;二、染色体制备;三、染色体观察;实训室21三多基因性状的遗传分析通过对所给习题的分析,确定杂交后代的基因型和表型,以及杂交后代的比例。多媒体室22四遗传力的计算熟悉遗传力的原理和计算方法,并能应用于育种实践。多媒体室24五遗传力相关系数的计算熟悉遗传相关系数的计算方法
5、,并能应用于育种实践。实训场25八体尺测量与外形鉴定通过体尺测定和体重估计现场操作,学会其方法,为育种打下基础,培养学生动手能力。实训室26十个体育种值的估计了解运用不同资料估算育种值的基本方法,以及育种值在选种中的应用。实训室27九近交系数和亲缘系数的计算熟悉近交系数和亲缘系数的计算方法。实训室28十五杂种优势的计算学会根据杂交试验结果计算各项性状杂种优势率的方法。实训室2说明:授课方式:讲授+上机;讲授+实验;讲授;多媒体教学;上机训练;实习;实训;实验;见习;其它。绪 论一、动物遗传育种的概念概念:利用现有畜禽资源,采用一切可能的手段,改进动物的遗传素质,以期生产出符合市场需求的数量多、
6、质量高的畜产品。对上述概念的理解:1. 遗传育种的基础:“现有的畜禽资源”;2. 遗传育种的过程:“采用一切可能的手段,改进动物的遗传素质”;在此,“手段”主要包括“选种和选配”两个方面:选种:选好种用动物 种用价值的遗传评估选配:配种方案的制订 杂种优势利用、配合力测定3. 遗传育种的目的:市场需要 人为控制畜产品的方向,满足消费者不断变化的消费需求,以获取最大化的利润。二、动物遗传育种对畜牧业发展的作用举例:奶牛产奶量的提高(联合国粮农组织FAO资料)国家年份奶牛头平年产奶量(千克)196119701980199020002004以色列4,2945,5336,8028,6089,48210
7、,400美国3,3074,4235,3946,7058,2548,647中国1,2081,2981,7721,5681,7492,680原因:P=G+EA遗传素质的改进:品种改良动物遗传育种的成果B饲养管理的改善:动物营养学的贡献、饲养条件的改善、兽医学贡献总结:动物遗传育种对畜牧业发展的作用在影响畜牧业生产效率的诸多因素中,畜禽品种或种群的遗传基础起主导作用(P=G+E)。根据国际权威机构的科学评估,动物遗传遗传育种对畜牧生产效率提高的贡献在40%以上。动物遗传育种对发展畜牧业的作用概括起来有以下几个方面:第一,提供良种。同等条件下,良种创造的产品和效益比一般品种高得多。例如,荷斯坦奶牛的产
8、奶量超过其体重的许多倍。中国已有200多头年产奶量逾万公斤的良种奶牛。通过遗传育种工作,培育新品种/品系,保证畜禽生产群体具有很高的总体生产性能,为市场提供符合要求的高质量动物产品,使之在市场竞争中保持优势。第二,合理保护和开发利用品种资源。通过遗传育种工作可以充分利用动物品种资源,发挥优良品种珍贵基因库的作用,提高动物产品的质量和生产特色畜产品;同时通过合理开发利用品种资源,更有效地保护现有品种资源,为畜牧业持续发展奠定基础。第三,提供杂交亲本。杂种优势的利用是畜禽生产和新品种利用的一个特点,是挖掘动物遗传潜力的重要手段。通过遗传育种工作,培育杂交配套系,筛选最优杂交组合,为生产上提供具有最
9、大杂种优势、符合工厂化生产需要的高产、低耗的商品畜禽,从而提高生产效率和经济效益。第四,增加动物产品类型。人类早期动物生产的目的是提供毛、皮和禽、蛋、肉奶等基本动物产品类型。但随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,要求消费更多类型的动物产品。例如肠衣(远远超过肉的价值)、脑垂体(生长激素,生命1号的主要成分)、松果体(脑白金的主要成分)、海鲜等。羊,除提供肉以外,还提供各种类型的毛产品(地毯型,细毛型,半细毛型)。马,有役用型、轻乘骑型、赛马型等。特种动物养殖。三、动物遗传育种学的概念和发展历程(以自学为主)(一)动物遗传育种学的概念(教材P2)动物遗传育种学是人类应用遗传学理论指导动物遗传
10、育种实践的科学知识体系,通过人为控制动物个体的繁殖机会,利用适当的遗传育种方法,尽可能“优化”地开发和利用动物遗传变异的一系列理论和方法。优化是指确定或筛选遗传育种方案、选择种用个体所实施的方法和标准等。因此,有人将遗传学称为“遗传育种生理学”(Breeding Physiology),将遗传育种学称为“应用遗传学”(Applied Genetics)。遗传育种学强调人在遗传育种过程中的主体作用,人是遗传育种的实施者,遗传育种的目的是为人类谋福利。(二)动物遗传育种学的发展简史(自学)1. 传统的动物遗传育种思想与实践(18世纪前)2. 近代遗传育种学与遗传育种实践(18世纪到19世纪)3.
11、现代遗传育种学理论的发展与遗传育种实践(19世纪开始,现代遗传学的指导)(三)现代遗传育种学的新发展A数量遗传遗传育种学的新发展:计算机技术的引入、优化遗传育种方案的研究、提高遗传评估的准确性的各种方法(BLUP法、REML法)B分子遗传育种学的新发展:MAS、MAI、转基因遗传育种技术、遗传图谱的绘制四、动物遗传育种学的任务和特点(一)动物遗传育种学的主要任务(教材P4):1研究动物的起源与驯化,品种的形成和演化过程,对现有品种资源进行调查、分析、保护、开发和利用。2研究动物生长发育的规律,主要性状的遗传基础和遗传规律,生产性能测定的组织与实施方法。3研究对现有品种进行遗传改良的理论、技术和
12、方法,包括选种选配、优化遗传育种规划等理论和方法。4研究培育新品种/品系的理论与方法。5研究利用杂种优势的途径和方法。6研究保证动物遗传育种工作科学高效进行的组织措施与必要的法律法规。(二)动物遗传育种的特点1长期性。选育的进展很慢,但有累加性。因为世代间隔长,选育群体规模小。因此动物遗传育种是一项长期而艰苦的工作,不能有任何中断和懈怠,否则品种就会退化。2综合性。任何性状/生产性能的表现都是遗传与环境共同作用的结果,因此,动物遗传育种必须综合考虑品种、环境条件、营养水平、饲养管理、疾病防治等遗传、环境、疾病等多方面的影响因素,制订合理的遗传育种方案,采用适当的遗传育种措施,方能获得良好的遗传
13、育种效果。3广泛性。包括技术使用的广泛性和成果推广的广泛性两个方面。遗传育种技术非常广泛(超声波测膘技术、计算机技术、胚胎移植技术、冷冻精液技术),从体型外貌评定技术到分子水平的操作技术,多学科(数学、遗传学、计算机、生物化学)的研究成果都可应用于动物遗传育种,完整的遗传育种过程包括选、育、繁、推现代联合遗传育种技术体系。育成新品种后,品种的推广、利用需要大量科技工作者的协作,才能将科技成果转化为社会、经济效益。第一章 动物的起源、驯化与品种一、 动物的概念:参考:人类社会生产力发展到一定阶段后,由野生动物驯化而来、依赖于人类而生存繁衍、群体规模足够大、有较高经济价值的家养动物称为动物。广义:
14、包含哺乳纲和鸟纲的驯化动物狭义:仅指哺乳纲的驯化动物。鸟纲的驯化动物则另称为家禽。二、 动物的特点:A、人类劳动的成果 如果没有人类对野生动物进行驯养和驯化,就不可能有动物。B、动物对人的依赖性 动物对人类的养育环境有良好的适应能力,对人工养殖条件有强烈的依存性,离开了人类提供生存环境(饲养管理条件)就丧失特定的经济性能。C、具有较高的经济价值;D、群体数量足够多;E、在遗传品质上具有品种或品系的区别三、 几种常见动物在动物分类学中的地位(教材P7):常见的动物在动物界中属于脊索动物门(Chordata),脊椎动物亚门(Vertebrata),有羊膜类(Amiota)。猪: 哺乳纲、偶蹄目、猪
15、科、猪属黄牛:哺乳纲、偶蹄目、牛科、牛属水牛:哺乳纲、偶蹄目、牛科、水牛属绵羊:哺乳纲、偶蹄目、牛科、绵羊属山羊:哺乳纲、偶蹄目、牛科、山羊属鸡: 鸟纲、鸡形目、稚科、原鸡属鸭: 鸟纲、雁形目、鸭科、鸭属鹅: 鸟纲、雁形目、鸭科、雁属四、 几种常见动物的野祖:根据比较解剖学、考古学和分子遗传学等学科的知识,寻找每种动物的祖先,有些动物的祖先至今尚无定论,或仅仅是一种推测,并且在进行不断的补充。猪: 野猪(亚洲野猪和欧洲野猪)黄牛:原牛(长头原牛、短角原牛、大额原牛、短面原牛)水牛:野水牛(印度水牛)绵羊:亚洲摩弗伦羊、羱羊山羊:角 羊, 羊,塔尔羊鸡: 原鸡(红色原鸡、灰、黑、绿;锡兰原鸡)鸭
16、: 绿头野鸭、斑嘴鸭鹅: 鸿雁,灰雁五、 动物驯化的历史:人类把野生动物驯化成动物大致经历了两个阶段:驯养阶段和驯化阶段。驯养是指人类对野生动物的饲养。人类通过改进劳动工具,逐渐改善生存条件,捕猎的食物越来越多,一时吃不完,便利用网罟、陷阱、围栏等把活体留养起来以备后用。驯养阶段被养育的多半是幼龄动物,因为它们肉用价值较低,且易被驯化。火的发明使人类进食方式发生了巨大变革,由生食改为熟食,食品加工由此而生。驯化是指人类在野生动物驯养过程中,经过数千年乃至上万年的饲养、选择和培育,使动物的体型外貌、生活习性、生产性能等发生根本性变化(遗传基础发生改变),完全丧失野性而依赖于人类生存繁衍的过程。简
17、言之,将野生动物驯养成动物的过程叫驯化。在驯养过程中,不断改善饲养管理条件和方法,并按照人类的意愿选优去劣,长此以往,就将野生动物演变成了动物。驯化动物经过人类数千年乃至上万年的饲养、选择和培育,使动物体型发生了巨大变化,完全失去野性,依赖于人类而生存的家养动物。动物都是驯化动物。六、 动物在驯化过程中的变异野生动物在驯化过程中,由于生活条件特别是饲养管理条件的改变,以及人类随着社会的进步,根据经济发展的要求而进行不断的选择,致使动物在形态上、解剖组织上、生理上等都发生了不同程度的变异。在驯化过程中动物发生的变异有两大特点:向更加依赖人类、更加适应人类需要的方向发展;向多类型化、产品多样化方向
18、发展。(一)神经系统的变化驯化过程中,野生动物原有的许多条件反射逐渐消失,同时建立的许多新的条件反射。如当见到人或听到声响时,由野生状态下的防御反射变为食物反射。一系列条件反射改变的结果,使动物的神经类型发生根本性变化,使野性十足而神经质的野生动物变成了温顺而反应迟钝的动物。(二)体重、体尺的变化在驯化过程中,动物体重、体尺的变化因人类的选择方向和生活条件改变的大小不同而异。动物中以马和狗表现最突出。重型马的体重可达1000kg以上,而小型马则不过50kg。在狗品种中,大者可达100kg,小的不足1kg。有些动物的生活条件与野生状态相差不大,其体重和体尺变化也很小,如骆驼、驯鹿、驼鸟等。(三)
19、骨骼的变化动物体重、体尺的大小取决于骨骼。自然界的动物在相同条件下,骨骼的变化有趋同性,如海狮、海豹、海狗等,其体型均为流线型,但从分类上看有很大差异。一般,野生动物的骨骼较粗大、结实,动物的骨骼则较细致、松软,野生动物的关节面与肌肉附着面较动物更明显。所有骨骼中,头骨变化最大,且变异方向不定,有变长、变短、变宽、变窄、变弯曲等不同倾向。四肢骨的长短及其它骨骼也都有不同程度的变化。角的有无、长短、弯曲方向等变化更大。骨骼的变化具有品种特征。(四)皮、毛和肌肉的变化这部分是人类利用价值最大的,其变化也最大、花色品种最多。野生动物在自然选择作用下向着对生存有利的方向发展,如皮毛的保护色。在驯化过程
20、中,受人工选择作用,皮、毛、肌肉等向人类需要的方向发展。如兔子的毛色从全白到全黑,中间有无数级别的颜色,绵羊有粗毛、细毛、半细毛,鸡有肉鸡、蛋鸡,牛有奶牛、肉牛,等等。毛皮用动物的皮肤出现大小不同的皱褶。肉用品种的肌肉十分发达,且肉质变细。(五)内部器官的变化驯化过程中,动物的某些内部器官越来越发达,发达程度因利用方向不同而异。如乳牛的消化、泌乳器官比野牛要发达得多。(六)生殖机能的变化驯化过程中,动物的生殖机能逐渐增强,性成熟提前,由季节性繁殖转变为常年配种繁殖,多胎动物的产仔数增加。(七)其它方面的变化驯化过程中,动物的早熟性、饲料利用能力、肥育性能等都有明显的变化。动物在进化过程中,若有
21、多种类型存在,表明此种动物家族兴旺发达,具有发展前途;若只有单一类型存在,说明已濒临灭亡。如大熊猫,其犬齿、臼齿很不发达,消化机能、繁殖机能高度退化,母性不强。七、 种、品种、品系的概念;品种应具备的条件;品种的分类(一) 概念种(species)是具有一定形态、生理特征和自然分布区域的生物类群,是生物分类系统的基本单位。一个种群内的个体一般不与其它种群内的个体交配,即使交配,所生后代也无生殖能力。种是生物进化过程中自然选择的产物。种内部分群体因迁移、基因突变、长期地理隔离等,会导致种的基因库发生遗传漂变,形成亚种或变种。因此野生动物只有种或亚种。品种(breed)是畜牧学的概念,是指具有特定
22、生物学特性、主要性状的遗传性相对一致和稳定、有较高经济价值的栽培植物或动物类群。品种提供的产品比较符合人类的要求,是人工选择的结果。品系(strain、line):分布很广、群体很大的品种,因迁移、引种、隔离等形成区域性亚品种,或因培育目的不同所形成的具有一定专门特点的亚品种(专门化品系)。品系一般是指起源于共同祖先的一个群体,是品种的一种结构形式,一个品种内包含有多个品系。具有不同特点的几个品系,可根据生产需要合成一个新的品系。(二) 品种应具备的条件动物品种是人类为了生产和生活的需要,在一定自然和社会条件下,通过实施一系列遗传育种措施选育而成的具有某种经济特点、遗传稳定、有一定结构和足够数
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