猪育种标记辅助选择的经济效益研究

栗卫东 宋振宇 王中明 赵 斌

(河南省济源市动物卫生监督所,河南济源 459000)

猪育种标记辅助选择的经济效益研究

栗卫东 宋振宇 王中明 赵 斌

(河南省济源市动物卫生监督所,河南济源 459000)

育种规划是一种育种经济学理论和技术，以数量遗传学为基础，运用系统论作为指导思想，配合经济学和运筹学方法等手段来进行育种效益的研究。育种规划首先要设定一个特定的育种目标，然后制定出相应的育种方案并且做到最佳。在目前的畜禽育种中开始运用标记辅助选择，MAS经济效益方面也成为了育种规划中的一个研究热点，但是这些研究多以奶牛育种为主，在猪育种中只有Hayes是利用MAS经济效益来进行研究的。本文结合我国猪育种的实际情况，对猪群的群体结构、不同种级的工母猪使用的胎次以及种猪的遗传进展传递方式来进行了MAS经济效益的研究，通过在猪育种中利用直接标记、连锁平衡表几何连锁不平衡标记等进行研究。

1 材料与方法

1.1 设计育种群结构

育种群结构设计是由核心群、繁殖群以及生产群的金字塔型结构构成的，首先核心群的公猪和母猪将遗传进展通过繁殖群传递到生产群的商品猪中间去，然后将商品猪进行销售，从而获得经济效益。

MAS获得的利润首先可以使用基因流动法来进行计算。将核心群母猪的规模分为100头、200头、300头并且作为计算的单位，以每六个月也就是一猪年所生产的商品出来进行其经济效益的计算，设计一个V字的金字塔形遗传传递模型，将遗传进展从核心群的公母猪那里同时传递到繁殖群的母猪，然后通过繁殖群的母猪以及核心群的公猪来将遗传进展传递到商品商品生产群，最后通过对商品猪的观察来得到MAS经济效益的结论。

首先我们可以根据公式（1）来计算出繁殖群以及商品群的母猪数量，想要确定不同种群需要留下的种母猪数量、为下一及育种群所提供的本群母猪数量以及这一级群体需要淘汰的母猪数量，都需要以每个群体每猪年需要更新的母猪数量来进行计算。而留种的公猪数量、核心群需要为繁殖群和商品群所提供的种公猪数量则是由该级群体公母猪的数量比例以及公猪的使用时间来作为依据计算。种公猪在核心群被使用一猪年以后转去繁殖群继续使用，繁殖群的种公猪全部来自核心群，并且有该群内的母猪数量以及公主的使用时来来确定其中的公母猪比例，而商品群的共母猪数量比例我们设定为一个固定的比例，即1：50。

其中NDB表示繁殖群或者育种群中的种母猪数，NDP表示的是繁殖群或者生产群的种母猪数量，aDB表示的是繁殖群或者育种群中种母猪使用的时间，nDi为每头母猪每猪年为下一级种群所提供的种母猪数，是以不考虑育种群或者繁殖群母猪的更新情况为前提的，核心群中的nDi设定为2.5，繁殖群中设置为3。

1.2 基因流动法原理

在经济效益计算中的计算参照单位为猪年，也就是六个月。需要矩阵向量g来进行MAS在一猪年的经济效益计算，该向量的组成是每猪年MAS比SBLUP选择多获得的额外遗传进展gsim。我们假设种母猪18个月为一个世代，那么一个世代就包括三个猪年，在选择5个世代时g向量的维数可以由矩阵gsim变化得知为15×1，计算三个不同规模的猪群中5个性状利用各种标记、不同有利等位基因起始频率不同情况下所获得的额外遗传进展，g矩阵的构建参考公式（2）。

1.3 标记辅助选择经济效益计算

公式（2）是使用MAS比SBLUP来计算所获得的经济效益。

1.4 标记辅助选择成本计算

我们假设检测育种群中的一个标记所需要的成本平均计算下来为5元，假设核心群每头母猪可以产出8头成年猪，时间为每猪年，那么每猪年进行标记检测所消耗的成本为：

其中贴现率由dv来表示，将预算利率定为5%那么dv=1/1.05，n1表示在每个QTL中需要进行监测的标记数，n2则表示每一个标记需要检测的QTL数目。对于QTL和标记之间的距离原因而导致的检测成本差异这里不予考虑。

1.5 标记辅助选择获得的净利润计算

使用标记辅助来计算所获得的净利润可以用公式（4）来进行计算：

2 结果和分析

表一为刨除用于标记检测所耗费的成本的情况下MAS的利润表。由表一我们可以看出相比起其他标记来说，利用DR标记所获得的利润要高出许多，秉着这个利润和P值成正比，P为QTL有利等位基因的起始频率，原因是在使用DR标记来进行选择的时候，相比起利用LD以及LE标记来说，不管是效率还是遗传进展都更为良好。而在没有将标记检测的费用进行扣除的时候，利用LE标记获得的利润比利用LD标记所获得的利润高，但是利用LE标记来进行标记检测的时候其成本过高，是LD标记成本的2倍，DR标记成本的4倍，所以LE标记所获得的利润往往很低，有时甚至是负数。

表一 使用不同的标记类型在不同规模的育种群中进行MAS选择5个世代的额外收入

所选择的5个性状的排列顺序为：FCR＞IMF＞BF＞NBA＞ADG，其边际效益具有很大的差异，由此可见对于整个育种生产的经济效益来说，性状FCR和IMF遗传进展的变化有着很大的影响。通过本研究发现，除了低遗传力显性性状NBA以外的其他形状，不论P值的数值到底是多少，在MAS选择第五世代后P值都会上升到0.9以上，甚至SBLUP的选择效率有的时候甚至比MAS还高，所以对于猪育种选择来说最好的选择是QTL，因为其在群体中处于不连锁不平衡的状态，选择世代数以5个世代为最多。由于整个育种群的经济效益受到FCR和IMF的遗传进展影响，所以想要提高育种的经济效益，就应该寻找那些和FCR以及IMF联系紧密的DR标记或者LD标记，然后将其应用在MAS中。虽然现在在我国IMF还没有被列入实际的育种工作中，但是已经开始受到了越来越多的关注和重视。

3 结束语

对于MAS来说使用DR标记所获得的利润比起利用LD以及LE标记都要高得多；使用LE标记时获得的额外遗传进展比起LD比较更高，因为LE标记的侧翼标记数更多，但是在将检测的成本扣除后使用LD标记可以更为稳定的获得更多的利润。所以MAS利用最有效的标记排序应该是DR标记、LD标记、LE标记。