讲座-张沅 遗传育种.ppt

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1、奶牛遗传改良技术概 述,张 沅,中国农业大学,中国畜牧兽医学会 副理事长 养牛学分会 理事长中国奶业协会 副理事长 育种委员会 主任,奶业概述,影响奶牛业生产效率的因素,遗传：效果较慢，但持久环境：效果较快，但短暂,影响奶牛群体生产水平的科技因素：,种：遗传育种料：营养饲料管：饲养管理病：疾病防治,奶牛世代间隔长、繁殖率低奶牛不能也没必要不断培育新品种奶牛也不能利用杂种优势提高产量公牛不表现主要生产性能绝大部分母牛需留作种用奶牛育种的主要策略是：在奶牛群体实施长期、系统地科学选育技术，使奶牛群得到整体的遗传改良,奶牛的生理特点,牛群遗传改良的策略,目标：总产量的提高；全群平均生产性能的稳步提高

2、不追求培育个别高产牛,措施：坚持使用优秀种公牛冷冻精液人工授精追求每个时代获得稳定的遗传改进量综合养殖工艺,人工授精公司（后裔测定）,政府(遗传评定),协会登记(牛号和体型鉴定),大学（科研/推广）,DHI牛奶测定（遗传进展）,数据处理中心（数据处理）,牛奶生产者,全国奶牛群改良计划,多部门合作与协调，实施统一改良计划,奶牛群体遗传改良的利益共同体,奶农 遗传改良措施实施人员 饲料加工企业 消费者 政府,群体遗传改良,效益,时间（年）,奶牛养殖效益来自群体遗传改良,积极主动参与群体遗传改良工作从群体遗传改良中得到实惠（育种材料、DHI报告、技术服务）,奶牛群体遗传改良技术,奶牛群体的概念,品种

3、与个体之间的牛群单位规模不定，受地理的限制和生产的需要而定群体是一个养殖和繁殖的总体一个国家、地区、牛场和养殖小区均属群体,奶牛场如何实现群体遗传改良,选用优秀种公牛进行人工授精,获得高产、健康、长寿的后代追求全群奶牛稳定高产、优质、高效,主动承担全国遗传改良方案的工作,品种登记性能测定后裔测定,制定牛场的选配计划,制定科学实际的遗传改良目标,奶牛的育种目标,奶牛遗传改良的目标,生产性能改进（产奶、乳成分）饲料转化率提高 乳房健康（抗乳房炎）代谢与消化道健康 繁殖健康 肢蹄健康 性情温和、适应性强 体型外貌评分优良,育种与饲养管理目标,Ten years ago(Leitch,1994),产奶

4、性状,不同国家奶牛育种目标及相对重要性（1994）,持续力,健康与繁殖性状,乳蛋白,乳脂,体型外貌评分,健康与管理性状,体重,不同国家奶牛育种目标及相对重要性（1999）,Selection Indices,2003,不同国家奶牛育种目标及相对重要性（2003）,产奶性状,持续力,健康与繁殖,牛场的遗传改良目标,重视产奶量的同时，更应重视乳成分的改进重视生产性状的同时，需重视健康和繁殖性状奶牛长寿性对产奶生产效率直接相关应于重视,优秀公牛的选育,奶牛科学家经过数十年研究与实践，创建了一套奶牛群体的遗传改良技术体系：奶牛群品种登记奶牛个体生产性能测定（DHI）；良种登记及组建高产核心群；公牛的后

5、裔测定及种牛遗传评定；应用人工授精和胚胎移植等繁殖生物；发展分子育种新技术,奶牛群遗传改良技术要点,世界奶牛科学家经过数十年研究与实践，创建了一套奶牛群体的遗传改良技术体系：,奶牛群遗传改良技术要点,性能测定,良种登记,后裔测定,繁殖技术,个体生产性能测定（DHI）；定期良种登记；公牛的后裔测定；应用繁殖生物技术。,优良性能遗传的四条途经,Sire,女儿,儿子,公牛,母牛,验证公牛,验证公牛,验证公牛,验证公牛,0世代母牛,1世代母牛,2世代母牛,3世代母牛,4世代母牛,高产奶牛的培育模式,选用优秀验证公牛的冻精,选留最好的母牛，作为群体的核心,坚持数年，牛群大变样,人工授精公牛每年可以承担1

6、万头以上母牛的配种优秀种公牛的遗传优势可以得到最大限度的发挥奶牛群体的生产水平在很大程度上取决于公牛的遗传水平种公牛对奶牛群遗传改良的贡献，可以达到总遗传进展的75%以上,选育优秀种公牛的重要性,对种公牛的严格遗传评定是奶牛群体遗传改良的重中之重的工作,公牛的评定方法,奶牛重要生产性状特征 受遗传和环境的共同影响 受多个基因的作用 一般不能对单个基因进行分析 公牛不表现产奶性能,公牛必须进行遗传评定，公牛遗传评定不得不使用复杂的遗传评定计划,种公牛的遗传素质,遗传素质高：具有优良高产基因 后代的平均生产水平高,度量指标：育种值=公牛个体基因效应值,不能被观察或测量可以利用表观信息（个体本身的和

7、所有亲属的）估计（预测）,公牛遗传评定,奶牛群普遍使用人工授精技术对种公牛种用价值的评价十分重要公牛遗传评定是奶牛育种工作中的主要方面采用后裔测定是公牛遗传评定的主要方法,美国奶用公牛后测及使用数量,荷斯坦后测公牛头数,About 5,000 1300-1500(30%)700-800 600-700 400-450 400-450 300-400 200-300 150-200 150-200 150-200,奶业发达国家荷斯坦公牛后测比较,奶牛场需要承担的遗传改良技术措施,奶牛群品种登记奶牛个体生产性能测定（DHI）；,奶牛场承担的育种工作,品种登记工作,定标：荷斯坦奶牛品种标准编号：全国

8、统一编号系统挂牌：耳牌建档：个体基本育种资料记录：生产性能、体型外貌等管理：组织、实施和管理系统,品种登记的意义,保证奶牛个体的可识别性和可追踪性 保证荷斯坦奶牛品种的一致性和稳定性 促使生产者饲养优质奶牛良种 为实施DHI和遗传评定奠定基础 为政府部门决策提供依据,品种登记,对符合品种要求的个体登记在册（herd book）1984年以前出版过8册中国黑白花奶牛登记薄，共登记奶牛43000余头1992年中国奶牛协会制定了“中国荷斯坦奶牛登记办法”2003年再次组织专家制定了“中国荷斯坦奶牛登记实施方案”,品种登记的基本要求,符合以下条件之一双亲为中国荷斯坦牛登记牛本身含荷斯坦牛血液87.5%

9、（杂交改良3代）以上在国外已是荷斯坦牛登记牛,可登记的杂交改良牛,登记办法,中国奶协授权各省（市、区）奶协或育种组织负责登记犊牛出生后三个月以上即可申请登记 按中国奶协设计的统一表格和品种登记软件进行登记各省（市、区）定期(?)通过网络将登记牛资料传送到中国奶协数据处理中心每年年底中国奶协向农业部行政主管部门和各省(市、区)报告登记牛汇总情况登记牛转移时需通过当地奶业（奶牛）协会，办理转移手续，并变更其记录,登记内容,按“中国荷斯坦奶牛母牛品种登记表”的内容登记尽量将表中内容添全每头登记牛必须要有父亲、母亲、出生日期，品种纯度的信息有条件的单位最好提供每头登记牛的左右侧照片，以备牛号与牛不符时

10、对照查询登记表的填写应由专人负责、手写字迹清楚，不能随意涂改，最好使用钢笔或签字笔，防止脱色,牛只登记号（母牛）,12个字符,编号的使用,牛只登记号只出现在牛只档案或谱系上 牛号应写在牛只的耳牌上，耳牌佩戴于左耳上，正面写后五位数码，反面写牛场（合作社或小区）编号对现有的在群牛只，其现有牛号与以上规则不符者，均重新编号。如果出生日期不详，则不予登记牛只登记号终身不变,奶牛性能测定(DHI),DHIDairy Herd Improvement 性能测定是奶牛场管理和育种工作的基础。监测生产性能，保证资料准确性，提供奶牛场有用信息指导生产,生产性能(DHI)测定的最终受益者是奶牛场,DHI原意为奶

11、牛群改良之意奶牛群改良计划的核心基础工作，是对牛群中部分个体进行生产性能指标（泌乳量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞数等）测定作为牛群生产分析和改进饲养管理的依据种牛个体遗传评定和群体遗传分析的基础,DHI的概念,奶牛生产性能测定的意义,奶牛主要经济性状是数量性状奶牛世代间隔长、繁殖力低，无法组织育种试验从生产中收集有亲属关系个体的生产性能对生产记录统计分析，估计遗传参数决定育种方法对生产记录统计分析估计个体育种值，选留种牛性能测定是奶牛育种工作的重要基础,DHI工作内容,制定技术规范和管理规范建立DHI管理组织体系建立DHI实验室建立DHI数据收集、传输系统建立奶牛育种数据管理、统计处理中心实施D

12、HI报告和牛场咨询服务制度,DHI的宗旨,提供支持、服务，促进奶牛场发展！,能度量，才能科学管理；能管理，才能有效提高。,DHI的口号:,奶牛性能测定(DHI)方法,产奶量测定方法 第三方监测人员测定 场内自行测定泌乳期内每月测定一次日产奶量间隔26-33天 缺失记录和异常记录：,乳成份测定和记录,场内自行采奶样 监测人员采奶样 测定奶样的采集:24小时三班按比例采样(4:3:3)，至少30ml 测定项目：乳成份含量 乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、总固形物、体细胞数（SCC）,DHI实验室测 定,发达国家奶牛参测比例在80以上DHI测定商业化,发达国家的牛奶监测与DHI测定一体化,保证DHI数据和

13、报告准确,DHI作为一个系统工程，需多方协调和参与采样正确(4:3:3,混匀)提供精确的谱系及产奶资料（产犊日，产奶量）测量精确数据处理正确全群测定,产奶性能 饲养与饲料 牛群管理与奶牛健康 育种与繁殖 牛舍与环境 奶牛淘汰与出售,DHI的主要服务内容,94108ET,使DHI报告最大程度地发挥作用,使DHI报告能准确地反映牛群的实际情况正确分析DHI报告,从群体到个体针对分析结果，改变管理，提高牛群生产水平,采食,休息,泌乳,奶牛每天在做什么?,干物质采食量曲线,成母牛干物质采食量最高可达 23.5 kg/头/天干物质采食量每天变化应小于1kg/头/天最大限度地提高采食量能够：尽量减少体重损

14、失提高繁殖效率 减少代谢疾病提高产奶量,如果乳脂率与乳蛋白率相差小于 0.4个百分点（如 2.7%乳蛋白及 3.3%乳脂肪），则可能已发生了瘤胃酸中毒如果有8-10%的牛乳脂率比群体平均乳脂率低1%同样也可能发生了瘤胃酸中毒如泌乳早期乳脂率较高，则意味着奶牛在快速利用体脂应检查奶牛是否发生酮病如果乳脂率比乳蛋白下降要快，瘤胃发酵（尤其是纤维的消化）受阻,乳脂肪及乳蛋白曲线,泌乳早期与能量平衡,挑战泌乳早期能量负平衡观注体重变化期望能调节泌乳早期的生产水平,干物质采食量,产奶量,能量平衡,要特别注意克服奶牛泌乳初期能量负平衡,蛋白质不足Protein Def.,能量不足Energy Def.,能

15、量过多Surplus of Energe,要平衡饲养！,持 续 力,反映泌乳高峰过后，产奶持续能力的指标简单计算公式为：本次测定奶量/上次测定奶量*100%头胎牛的泌乳持续性比其它胎次好,奶 损 失,奶损失是基于体细胞数、泌乳天数、胎次及产奶量而计算出来的。直接反映由于体细胞数的升高而造成的产奶损失量。,高体细胞造成奶损失计算公式,隐性乳房炎与体细胞的关系（BMT法）,了解牛场需求和服务期望 及时准确提供服务 注重服务质量，详实有效 把抱怨转变为满意 经常评价牛场满意程度 把优质服务的承诺变为实际行动,为奶牛场服务的原则,承担公牛后测任务,每个奶牛场的义务承担后测的潜在回报，是使用验证公牛所带

16、来的遗传进展鉴于青年公牛是结果严格挑选的，预期育种值不会给与配牛后代带来大的害处,奶牛的选配技术,奶牛个体选配的基本原则,避免过度近交尽量选用遗传上优秀的公牛同型选配选用对母牛有改良效果的公牛改良选配保持牛群遗传上的多样性多样性选配,近交的概念,什么是近交：有亲缘关系的个体之间的交配。,例如：父女交配，同胞交配，表亲交配,近交程度的度量：后代的近交系数,GS：从父亲到共同祖先的世代数GD：从母亲到共同祖先的世代数,近交的概念,近交类型 后代的近交系数父亲-女儿 0.25母亲-儿子 0.25全同胞 0.25半同胞 0.125祖父-孙女 0.125 叔叔-侄女 0.0625表亲交配 0.0625半

17、同胞的后代交配 0.03125,常见近交类型及其后代的近交系数,近交的效应,近交的负效应：近交衰退,近交系数每增加1%产奶量下降 25kg 乳脂量下降 0.7kg 乳脂率增加 0.0032%死亡率增加 2%遗传缺陷增加,近交系数 产奶量kg 乳脂量kg 乳脂率 死亡率 0.25-600-18+0.08+50%0.125-300-9+0.04+25%0.0625-150-4.5+0.02+13%,近交的效应,选配的指导思想：,近交的正效应,固定有利基因新品种育成中的必要阶段有意识排除有害基因当今最优秀的种公牛均有一定程度的近交系数,避免过度近交，科学利用近交,同型选配,在母牛群中，通过遗传评定选

18、择高产母牛尽量选择与母牛优点、特征一致的优秀公牛交配旨在固定优良性状，培育后备公牛,技术关键牛群中系统进行DHI和母牛遗传评定对牛群遗传结构和可用公牛遗传特征科学分析,改良选配,对经遗传评定的母牛逐头进行分析找出每头牛的弱点,即需改良的性状逐头选择具有改良效果的公牛进行选配,保持奶牛群体的遗传多样性,没有十全十美的公牛，也没有万能改良效果的公牛根据牛群中母牛个体的改良需求，每年需选用多头公牛配种注意选配不当，可能导致公母牛缺点的互补一年使用多头不同血统的公牛，可保证群体的遗传多样性,生物技术与奶牛育种,奶牛育种与胚胎工程技术结合,胚胎移植是奶牛育种和繁殖的先进技术胚胎移植成本昂贵，约为人工授精

19、的50100倍，限制了它的大规模应用,科学、正确地应用胚胎移植技术,在小范围内，作为快速扩繁的辅助手段；在小规模的高产母牛核心群中，通过胚胎移植与育种技术的结合，建立MOET育种体系，高效率地培育和选育优秀的种公牛,奶牛MOET育种体系,体外受精胚应用的基本原则,通过体外受精技术生产优质胚胎是胚胎 移植技术应用与推广的重要技术路线,体外胚推广的基本原则：,来源清楚、资料齐全技术成熟、成功率高（40）技术成本低（体内胚的10分之1）符合兽医检疫条款符合胚胎管理条例条件，商业运作,体细胞克隆技术的应用前景,体细胞克隆技术是高新生物技术之一该技术的成功证明了人类控制生命的能力技术本身仍有许多未解的难题技术成熟后，预测可在一定领域应用克隆是复制，不能创新，不是育种技术,精子分离与性控胚胎生产技术,XY精子分离是最彻底地解决了奶牛性别控制技术分离精液因有效精子数量少，成本高，难于推广构建活体采卵体外受精（单精注射）胚胎移植的性控胚产业化技术体系，是最佳应用策略,2,谢谢,