BLUP法应用于警犬联合育种的探讨

吴 衍，熊 前

(公安部南昌警犬基地330100)

1 BLUP 方法的形成

动物的各个性状受到遗传因素和环境因素的共同作用，其中环境因素的影响是不能传递到后裔的。因此，如何排除非遗传的环境因素，利用各种资料来估计遗传效应，从而指导动物的选种工作，一直是育种工作中的一个重要课题。起初，研究人员只是按照数量性状的表型值进行选种，取得了一些进展，但效果不明显且进展缓慢。自从将数量性状的表型值剖分为遗传效应和环境效应，采用以基因作用造成的遗传效应中的加性值(育种值) 来代替表型值进行选择后，选种的准确性才得到了大幅提高。作为选种标准的育种值是不能直接度量的，只能利用性状的表型值进行估计。

动物的育种值最初是分别采用个体本身的成绩、祖先成绩、同胞成绩和后裔成绩进行估计，利用这些方法估计育种值各有优缺点，且不能充分利用各种信息资料。后来人们采用了能够利用一切现有信息资料的选择指数法，在进行多种性状的选择时又发展了综合选择指数法。在实际应用中，由于选择指数是将公母畜分开采用不同的体系进行评估，利用的信息有限，因此丧失了综合利用某些信息的机会，也使得计算变得繁琐复杂。

1949年，Henderson 开始研究关于不平衡资料应用混合模型方程组的原理估计固定效应和预测随机效应的问题，并提出了BLUP 法，即最佳线性无偏预测法。20 世纪50年代初，该理论和方法都已基本成熟，但由于计算手段的限制，始终未能应用于实践。直到70年代以来，随着计算机技术迅速发展和普及，使得难于手工计算的多元线性方程求解问题得到了解决。1972年，Henderson 又对BLUP 法的理论和应用进行了系统阐述。BLUP 法也从此受到了各国育种学家的重视，各国学者对它的理论和应用进行了大量的探索和研究，使之得到不断发展和完善，从而在科研和生产实践中得到逐步推广和应用。

2 BLUP 法的优点

BLUP 法的重要特征是，将性状观察值剖分出的遗传效应再进一步剖分为固定的遗传效应和随机的遗传效应，能够利用各方面的资料在同一估计方程中既能估计固定的环境效应和固定的遗传效应，又能预测随机的遗传效应。它应用于育种值的估计优点包括: 能最有效地充分利用所有亲属的信息;能校正由于选择交配所造成的偏差; 可以估计不同年代、育种单位、地区以至不同国家的非遗传效应; 可以估计一些没有记录的祖先或者个体的育种值; 所估计的育种值剔除了胎次间、世代间、育种单位间的影响，可以直接用于比较不同饲养场地内动物的育种值。

3 我国警犬联合育种的现状

我国警犬的育种工作主要依靠公安部四个一级警犬繁育单位。总体看来，我国警犬的育种水平并不高，也基本没有开展联合育种工作。主要体现在: 没有专门的育种组织、育种方向较模糊、育种技术水平不高、种犬选择方法不够科学等方面。在警犬的育种中对现代动物育种理论和方法的应用远落后于其它经济动物，育种方法仍是采取传统和常规的技术手段。长期以来，警犬的育种一直是沿用表型选择或者基于个体性能记录或后裔均值的选择指数。这种方法不仅不能对环境因子或一些非遗传因子进行有效的校正，也不能充分利用所有的信息资料，选种的准确性差。因此，在犬育种中有必要利用先进的BLUP 方法建立、优化数学模型，准确、快速地筛选优秀种犬，加速育种工作进程。使警犬品种培育和扩繁过程更加科学、系统、完善，从而推动警犬技术工作的可持续发展。

4 BLUP 法应用于警犬联合育种中的技术路线

根据我国警犬育种工作实际需要以及BLUP 法的特点，要把BLUP 法应用于警犬的联合育种，可采取以下技术路线: 一是确定遗传评估的基本性状和辅助性状，制定统一的警犬性能测定体系和方法。以犬的警用性状和繁殖性状的个体育种值评估为核心; 二是各性状的遗传力的估测，查明个体和群体的遗传联系; 三是研制运用多性状动物模型BLUP 法进行场内种犬遗传评估的软件。虽然BLUP 法用于不同动物育种值估计的基本原理相同，但具体应用于犬又有其特殊性，因此必须加强BLUP 法应用于警犬遗传评估软件的研制，争取早日应用于警犬的育种实践; 四是确定各性状加权值，估计个体育种值。要计算种公犬的综合育种值指数，必须考虑所选择性状的经济加权值，使计算出的综合育种值具有真正的指导意义; 五是建立统一的育种信息资源数据库，通过计算机网络实现信息共享，开展一、二级警犬繁育单位的联合育种。

5 BLUP 法应用于我国警犬联合育种需要解决的问题

BLUP 法是一种非常灵活的线性模型分析方法，具有广泛的适用性，适于解决动物育种中各种情况下的育种值估计。因此它具有很高的实用价值。尤其是在群体规模很大，群体结构复杂，获得的资料不均衡情况下，可以获得较传统的育种值估计方法更为准确的估计育种值，可望获得较高的遗传进展。

但BLUP 法又是一种特殊的统计分析方法，要真正完全体现此方法的优越性，必须以一定的育种措施(除了合理的选种选配外，还包括性能测定的合理记录系统、人工授精系统、数据处理系统等多个育种组织工作) 为基础，以先进的计算设备为手段，以严密的育种组织为保证。它的推广应用需要三个基本条件: 一是良好的计算设备和计算软件;二是充分掌握这一理论和方法的人员，这是由动物模型的计算规模大、理论和方法比较复杂而又灵活等特点所决定的; 三是要确定警犬参评的主要性状。在实践中一般应用BLUP 法可以综合利用犬个体所有的相关信息，全面反映种犬的性能，但实际上如果参评的性状过多，不仅会增加测定工作的复杂性而且还会使测定时的误差增大，从而影响结果的准确性。因此，确定需评价的性能指标是当前BLUP 法必须解决的问题。

目前，我国各级警犬繁育单位已初步建立了一套较为完整的育种体系，包括育种资料的定期收集、育种资料管理数据库的建立以及人工授精系统的建设等。但要真正将BLUP 法应用于我国警犬的联合育种实践，还必须要加强核心群和生产群育种资料的收集，完善种公犬的性能测定办法、标准以及进行育种软件的研制，逐步实现主要警犬育种场间遗传材料的交换，开展联合育种。