优质肉鸡基因组选择方案的优化研究

发布时间：2017-05-19 05:15

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【摘要】：基因组选择(genomic selection, GS)是新一代畜禽遗传评估方法,具有早期选择准确性高和缩短世代间隔等优势。对于优质肉鸡育种,基因组选择的优势在于提高估计育种值准确性,特别是对那些难以测量或者测量费用较高的性状。本论文围绕基因组选择在优质肉鸡育种中的应用进行一系列研究：优质肉鸡基因组育种值估计模型准确性评估研究；优质肉鸡基因组育种值估计模型优化研究；优质肉鸡基因组选择三系杂交繁育体系经济效益评估,得出以下结果和结论：(1)本研究基于系谱信息对优质肉鸡群体6周龄体重和12周龄体重2个生长性状,全净膛率、胸肌率和腿肌率等3个屠体性状进行遗传参数估计,6周龄体重和12周龄体重是中低等遗传力,遗传力分别是0.26和0.13；全净膛率、胸肌率和腿肌率等屠体性状是中高等遗传力,遗传力分别是0.44、0.39和0.39。论文使用Illumina鸡60K SNP芯片,针对优质肉鸡的2个生长性状和3个屠体性状采用基因组最佳线性无偏预测模型(GBLUP)、贝叶斯LASSO模型和贝叶斯Mixture模型等3种基因组育种值估计模型与传统育种值估计模型进行比较研究。群体数据采用家系分组和随机分组两种分组方式分组,并采用交叉验证法进行验证。在家系分组中,使用3种基因组育种值估计模型,生长性状的基因组估计育种值准确性为0.448-0.468,屠体性状的基因组估计育种值准确性为0.176-0.255,平均基因组估计育种值准确性为0.319,而传统模型估计育种准确性平均值仅有0.034；在随机分组中,生长性状的基因组估计育种值准确性为0.487-0.536,屠体性状的基因组估计育种值准确性为0.312-0.430,平均基因组估计育种值准确性为0.433,而传统模型估计育种值准确性平均值仅有0.236。以上结果表明,相比传统方法,基因组选择可以大幅提高育种值估计准确性。(2)本研究基于系谱信息对优质肉鸡新城疫和禽流感病毒抗体免疫水平等两个免疫性状进行遗传参数估计,新城疫病毒抗体免疫水平是中高等遗传力,遗传力是0.478；禽流感病毒抗体免疫水平是中等遗传力,遗传力是0.301。论文采用多性状模型用于提高免疫性状育种值估计准确性进行研究,群体数据采用家系分组和随机分组两种分组方式,并采用交叉验证法进行验证。新城疫和禽流感病毒抗体免疫应答水平遗传相关是0.438。在家系分组中,相比传统基于系谱的育种值估计模型,采用多性状基因组育种值估计模型,新城疫病毒抗体免疫应答水平估计育种值准确性从0.086提高到0.237,禽沛感病毒抗体免疫应答水平估计育种值准确性从0.080提高到0.347；在随机分组中,相比基于系谱的育种值估计模型,新城疫病毒抗体免疫应答水平估计育种值准确性从0.385提高到0.427,禽流感病毒抗体免疫应答水平估计育种值准确性从0.281提高到0.367。结果表明,多性状基因组育种值估计模型可以利用性状之间的相互联系提高基因组估计育种值准确性。(3)论文使用蒙特卡罗计算机模拟对优质肉鸡中三系杂交繁育体系实施基因组选择的经济效益进行了评估。A系、B系和C系经过10个世代的基因组选择平均每个世代分别可以获得0.356、0.341和0.356个标准差的额外遗传进展,折合可获得利润0.401、0.414和4.141亿元。研究结果表明,相比传统选择方法,基因组选择方法可取得了一定的额外遗传进展和利润,在优质肉鸡中实施基因组选择具有提高遗传进展和增加利润的潜力。
【关键词】：优质肉鸡 基因组选择 交叉验证 估计育种值 经济性状
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S831
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 缩略语表9-14
• 第1章 文献综述14-32
• 1.1 畜禽遗传评定方法的发展概述14-15
• 1.2 基因组选择概述15-16
• 1.3 基因组选择实施步骤16-18
• 1.4 基因组育种值估计的可靠性18
• 1.5 基因组育种值估计模型18-26
• 1.5.1 BLUP类模型19-20
• 1.5.2 贝叶斯类模型20-24
• 1.5.3 其他模型24-26
• 1.6 影响基因组选择实施的因素26-29
• 1.6.1 参考群体26-27
• 1.6.2 遗传标记密度27
• 1.6.3 标记填充(Genotype imputation)27-28
• 1.6.4 杂交群体28-29
• 1.7 实施基因组选择成本29-30
• 1.8 本研究的目的和意义30-32
• 第2章 生长和屠体性状基因组估计育种值准确性研究32-55
• 2.1 引言32-33
• 2.2 材料和方法33-39
• 2.2.1 实验群体33-36
• 2.2.2 统计方法36-38
• 2.2.3 交叉验证法38-39
• 2.3 结果与分析39-51
• 2.3.1 遗传参数39-40
• 2.3.2 育种值估计准确性40-48
• 2.3.3 统计功效与差异显著性分析48-49
• 2.3.4 基因组估计育种值无偏性49-51
• 2.4 讨论51-54
• 2.4.1 基因组估计育种值准确性51-52
• 2.4.2 参考群体和候选群体之间的关系52-53
• 2.4.3 基因组育种值估计模型53-54
• 2.5 小结54-55
• 第3章 抗体免疫水平基因组育种值估计研究55-76
• 3.1 引言55-56
• 3.2 材料和方法56-59
• 3.2.1 实验群体56-57
• 3.2.2 统计模型57-58
• 3.2.3 交叉验证58-59
• 3.3 结果与分析59-62
• 3.3.1 方差组分和遗传力估计59-60
• 3.3.2 基因组育种值估计模型准确性60-62
• 3.4 讨论62-75
• 3.4.1 遗传力和遗传相关62-63
• 3.4.2 免疫应答水平的基因组估计育种值准确性63-74
• 3.4.3 单性状和多性状基因组育种值估计模型74-75
• 3.5 小结75-76
• 第4章 基因组选择在优质肉鸡中经济效益评估76-93
• 4.1 引言76-77
• 4.2 材料与方法77-81
• 4.2.1 杂交配套模式77-78
• 4.2.2 群体参数设置78-79
• 4.2.3 基因组参数设置79
• 4.2.4 模拟软件79-80
• 4.2.5 育种值估计方法80
• 4.2.6 遗传进展估计80-81
• 4.2.7 经济参数设置81
• 4.3 结果与分析81-90
• 4.3.1 定向选择表型变化趋势81-84
• 4.3.2 基因组选择与传统方法遗传进展比较84-86
• 4.3.3 经济效益评估86-90
• 4.4 讨论90-92
• 4.4.1 影响基因组估计育种值准确性的因素90-91
• 4.4.2 杂种优势91
• 4.4.3 经济效益91-92
• 4.5 小结92-93
• 第5章 结论与展望93-96
• 5.1 结论93
• 5.2 本文创新之处93-94
• 5.3 基因组选择方法在中国肉鸡育种中的展望94-96
• 5.3.1 基因组选择给中国肉鸡育种突破带来希望94
• 5.3.2 基因组选择在中国肉鸡育种中的实施建议94-96
• 参考文献96-108
• 致谢108-110
• 攻读博士学位期间发表的学术论文目录110-112

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