民猪保种群近交程度分析与亚群优化选配方案设计

2006年第1期 养猪大视野 ·育种与繁殖· 民猪保种群近交程度分析与亚群优化选配 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 张 宏 哈尔滨理工大学计算机与控制学院 (150040) 杨润清 上海交通大学农业与生物学院 (2011O1) 高会江 东北农业大学动物科学技术学院 (1 50030) 摘薹 通过全面整理兰西保种场自建场以来民猪种群的留种与产仔 资料，在理清系谱关系的基础上，对民猪保种群的近交程度作了系统 分析，依此采取分亚群轮换进行纯繁与杂交的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 保护该种群 根据 各亚群平均近交程度的变化，以后代平均近交系数最小或经济价值 最大为目标，采用0-1线性 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 法，有针对性地制订优化选配方案， 从而有 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 地对民猪保种群实施保种与选育相结合的保种战略。 关键词 民猪 保种群 亚群 近交程度分析 0—1线性规划 选配方案件 优化设计 保种的主要目标是最大限度地保持种群内的遗 传多样性，在利用小群体保种的情况下，为了使有限 的个体能够携带更丰富的基因类型，单纯从保种的 角度米看，应尽量避免近交，因此，经常地准确地分 析和监测保种群近交程度的变化自然地成为了保种 实践的重点工作。兰西保种场现存着我国唯一的民 猪种群，有关兰酉保种场民猪种群的近交程度，东北 农业大学的胡殿金和赫荣辉曾在 1986年进行过研 究，此后的10多年中再没有分析过。本文通过全面 整理保种群自建场以来的留种与产仔资料，在理清 系谱关系的基础上，对兰西保种场民猪种群的近交 程度作了系统分析，依此采取分亚群轮换进行纯繁 与杂交的方法保护该民猪种群，根据各亚群平均近 交程度的变化，有针对性地制订优化选配方案。 1 种群近交程度分析 经过计算得到，目前东北民猪保种群的平均群 体近交系数为0．0718。 兰西保种场的民猪种群由最初的 19头发展到 现在，己历经31年，设为第t年的群体近交系数为 群体年均近交系数增量，根据 =卜(卜△F) ，有0．071 8 =卜(卜△ 札。所以，可见△F=0．002 4，31年中民猪 种群的年均近交系数增量小于0．25％。 尽管31年期间民猪种群的年均近交系数增量小 于0．25％，但是这不能说明该保种场原有的保种选 留方式己经实现并会继续实现≤0．25％的保种目标。 因为，一个值得注意的事实是，兰西保种场曾在上世 纪 80年代末进行过多次引种工作，这种新的外源 民猪血液的引入，导致了保种群近交系数的降低。 引种前的 1986年民猪种群的平均近交系数为 4．52％，在这个时间前后在群的第6代个体的平均近 交系数为4．829，6，而引种后的1990年左右在群的第 9代个体的平均近交系数下降为4．o3％。这一阶段引 进的民猪中，编号“0-0望奎”、“0—38”及“339”的3 头无血缘关系的公猪个体将其遗传基因传给了目前 保种群。为进一步分析引种对种群近交系数的影响， 在近交分析系统的程序中，将上述3头猪假设为来自 该保种群本身，而不是来自于遗传独立的群体，结果发 现，如果没有远缘个体的引入，目前的猪保种群的近 交系数将达到9．89％之高。再分别计算1986年至1997 年间民猪种群的平均年近交系数增量△ 0．003 3， 1990至2001年△F的估算值为△ 0．003 0，两者均 高于0．002 5的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，显然保种场以往非等量留种的 随机保种选留方式是不能实现保种目标的。 2 优化选配方案设计 东北民猪保种群之所以能维持这样低的平均年 近交系数增量，主要是由于上世纪 80年代末的引种 (接上页 ) 潲，也被感染。诊断为传染性胃肠炎。 要搞好圈舍环境卫生，防止猪乱串，将每一个猪舍 彻底冲洗干净。 用草木灰和炭粉适量撒布在猪舍内，一方面起到 消毒作用，另一方面让猪自由舔食，也起阻泻的效果。 每头病猪用大蒜25 g，捣烂，温开水和服。或用 食醋25 mL，1次内服。也可在饲料中均匀混合饲喂。 先给发病的10头猪喂3剂，其余的喂2剂即愈。 对发病的猪还可以用玉米放在锅内炒焦，然后放 在干燥地方，待冷后放在食槽内让猪自由采食物 3～5 · 22 。 次即可见效。玉米用量按病猪每50 kg喂5 kg，斟量增减。 7 体会 传染性胃肠炎是各年龄阶段的猪常发疾病。如 果发现及时并积极治疗，可在短时间内治愈。但发病 后，生长发育停滞，饲料利用率低，日增重降低，增加 了培育成本，造成了一定的经济损失。因此，技术人 员和饲养员必须重视搞好猪场的饲养管理，做到 “以预防为主，养育为辅，防重于治”，早发现，早治 疗，使猪正常生长。 维普资讯 http://www.cqvip.com ·育种与繁殖 · 养骑大视野 2006年第1期 工作使得保种群的近交系数得以下降。然而考虑到 保种群的性质一濒危物种(或品种)的最后家园，所 以无论是兰西东北民猪保种场，还是其他地方猪种 或其他物种的保种群，因其存在的遗传独立的公猪 个体很少，已不能指望引进遗传独立的新公猪个体 来控制保种群近交系数的上升，因此，需要采用适当 的保种选留模式控制东北民猪保种群近交系数上 升，保护这一地方良种。于是保种场根据现存的9O 头成年母猪的近交程度的远近，将其等分为6个亚 群，采取分亚群轮换进行纯繁与杂交的保种方法，即 在每个繁殖期只对 1个亚群实现纯繁而其他亚群同 别的品种杂交生产商品猪，该过程按亚群轮换进行。 根据各亚群平均近交程度的变化，我们采用整数线性 规划方法有针对性地为纯繁亚群制订优化选配方案。 、 f1当第i公猪与第 母猪组合被选入交配计划时 “ }O当第i公猪与第 母猪组合未被选入交配计划时 1)如果选配的目的只是为了保种，则优化的 繁殖计划即交配方案应该是在保证可繁母猪都有繁 殖机会的前提下使后代平均近交程度最低，考虑到 一 个繁殖期公母猪性别比例的限制，可建立如下整 数线性规划模型(一)： ，n n 目标函数： F~X("min 约束条件：① =1 ② ≤ i 1 』 1 f=1，2，⋯，m：j 1，2，⋯，n 其中， ，为第 公猪与第 ． 母猪所生后代的近 交系数；m、n分别为可繁公母猪的数目：k为公母猪 的适宜性别比例。 在实施等量留种的条件下，目标函数为后代的近 交系数之和最小，由于n一定，所以其等价于后代的平 均近交系数最小；约束条件①是指每个可繁母猪都参 与繁殖，而②是指每个公猪所配母猪数量小能超过适 宜性别比例，也为了确保未来种群具有较宽的血缘，如 果种群中公猪数目较多，k的值就取得相对小一些：如 果种群中公猪数目较少，k的值就取得相对大一些。 2)如果选配的目的小仅是为了保种还要改良 提高，则优化的交配方案应该是使后代经济价值最 大，限制两代间近交增量的变化，于是建立如下整数 线性规划模型(二)： 目标函数： ∑∑ 一min i 1 J = 1 约束条件：(1)∑ =1(2)∑ ≤ (3)△F≤ i= 1 J= 1 i=1，2，⋯ ，m； =1，2，⋯ ，n 其中，Q 为第i公猪与第 母猪后代的育种或 表 1 公猪与母猪的近交系数 · 23 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 2006~第1期 养骑大视 野 ．育种与繁殖． 经济价值，既可以通过公猪与母猪的平均综合育种 值来估计也可以采用现场评分的方法确定； △F为后代与亲代平均近交系数增量，如果亲 代平均近交系数为 Ff 后代平均近交系数为 ， 则AF- =￡=L：OL根据保种目标而定。 l--Prq 究竟采用这2种优化选配方法的哪 !种，需视 各亚群中公母猪的亲缘程度和近交程度而定。实际 设计优化选配方案过程中，可首先利用只考虑保种 的选配模型(一)，在实施等量留种的条件下，通过 目标函数算出后代平均近交系数的最小值，同亲本 的平均近交系数比较，根据近交增量的大小，按照 保种目，确定是否有余地再利用模型(二)制订选配 方案，以期达到保种与选育相结合的目的。下面以第 2个亚群为例，演示优化选配方案设计过程。 1)根据种群的近交分析结果，列出第2个亚 群中l5头母猪与l0头公猪的近交系数，见表 1。 2)估计每头公猪与母猪所生后代的近交系数， 结果列于表 2。 3) 将表 2的数据代入模型 (一)，并令k=2， 即限制公猪母猪性别比例小超过2，建立只考虑保 种的选配模型。 4)采用隐枚举法求模型的最优解，确定最优选 配组合。 经计算得，最优交配组合为142-8×167-1， 142—8X28一l，142—6×368一l，142—6×128—5，170—4X 263—7，170—4×2l一1l、149—6×3～5、149—6×130—1、 310—0X 142—9，310—0X351一ll、28—0~338一l，28—0× 162—7，21—0×162-3，21—0×85-7和 16—6 X38—1： l0头公猪中有 8头参与了配种，保证了下一代具有 较宽的血缘；目标平均近交系数为0．0475；再由表 l算得亲本平均近交系数为0。070 0，求出只考虑保 种的优化选配方案其后代与亲代平均近交系数增 量△ (0．0475—0．070 0)／1-0．070 0—0．024说明该 亚群很有选育的余地。 · 24 。 5)为实现保种与选育相结合，根据经验约束 △F≤0．25％，从现场获得各公猪与母猪组合后代的 经济价值根据公猪与母猪表现的评分结果)如表3， 令k=2，将这些数据代入模型(二)，建立以选育改 良为目标兼顾保种即保种与选育相结合的的选配模 型。依然采用隐枚举法求模型的最优解，确定最优选 配组合为329—0×162—3，28—0 X162—7，28-0><338一l， 16—6X85—7，16—6×167—1，21—0X28一l，21—0×128—5、 142—6×3—5、142—6×351—1、170—4× 21—11、149-6× l30—1、149—6 X 38—1、167—1×368—1，3l0—0×142-9 和3l0—0×263-7，目标平均经济价值为80分，后代 与亲代平均近交系数增量的实现值为△F=-O．002。 3 讨论 与结论 1)31年期间民猪种群的年均近交系数增量之 所以较低，主要是因为引种所致，自1986年以后，民 猪种，群的年均近交系数在逐年增高，年均近交系数 增量己明显超出保种目标的下限。 2)将民猪可繁母猪种群划分为6个亚群，采取 分亚群轮换进行纯繁与杂交的保种方法，可大大降 低民猪种群的年均近交系数增量。 3)在亚群纯繁过程中，采用0-1线性规划法 制订优化交配方案，可视不同亚群近交程度在上下 代问的变化，有计划地实现保种与选育相结合。 4)在采用0一l线性规划法制订优化交配方案 时，限于目前微机的运行速度，一般求解用时很长。 本文为在 l0头公猪和 15头母猪的 150不中组合中 确定 l5组优化交配组合过程中，在内存 256 M， Pent ium—IV处理器的微机上使用BASIC语言编程计 算用时约40 h，使用Visual-BASIC语言编程计算 用时约 lO h。而隐枚举法是目前求解整数规划模型 比较先进的方法，该方法的计算步骤随着决策变量 数目增加呈几何级数增加，因此，如果遇到多个优化 交配组合的求解问题，有必要将如上的计算过程移 植到超级计算机上运行。 仡 ∞ 明 印 伯盯∞ ∞鲫}2阳 鹋加 钾 踮 弱 ∞鲫 卯 盯∞ n 印 ∞ ∞鹋∞ 他他的 加"他加∞}2 ∞ ∞∞ 鹋 ∞∞ ∞∞ 他8拿 弱盯 鹋 }2∞鲫 M 曲曲 他的 ∞他加 鲫 ∞∞∞鲫明 加化加明}2 }2}2弱加 }2明∞ }2勰}2 ∞ 鹋 加∞加 卯∞ 3 7 9 7 5 7 1 l l l l 5 l 1 l 卜’1 c) H 驼 豇；5； 坞 0 维普资讯 http://www.cqvip.com