四川农业大学：《家畜育种学》课程教学资源（专题PPT）育种规划最优化法

育种规划最优化法 赖松家 四川农业大学动物科技学院

育种规划最优化法 赖松家 四川农业大学动物科技学院

()序言 育种规划最优化 根据特定的育种目标,制定出在多项育种措施 上具有不同强度的候选育种方案,通过育种成 效标准,如综合遗传进展、育种效益等,进行 综合评估,应用系统工程的方法,科学有效地 配置资源、技术、方法和措施,筛选出“最优 化”( optimization)育种方案

（一）序言  概念：  育种规划最优化  根据特定的育种目标，制定出在多项育种措施 上具有不同强度的候选育种方案，通过育种成 效标准，如综合遗传进展、育种效益等，进行 综合评估，应用系统工程的方法，科学有效地 配置资源、技术、方法和措施，筛选出“最优 化”（optimization）育种方案

育种规划最优化主要内容: ①确定育种目标; 0②制定候选育种方案: ③育种规划的模型计算,包括估计育种值、遗传 参数、经济学参数、生物学参数和育种效益; ④选择优化育种方案; ⑤确定新育种方案、措施的实施

 育种规划最优化主要内容：  ①确定育种目标；  ②制定候选育种方案：  ③育种规划的模型计算，包括估计育种值、遗传 参数、经济学参数、生物学参数和育种效益；  ④选择优化育种方案；  ⑤确定新育种方案、措施的实施

(二)动物育种规划最优化方法 1、抉择育种目标( breeding objective) υ确定育种目标是育种规划最优化的核心工作。适宜的育 种目标对群体内选择、选择品种、杂交组合、评估基因 效应和育种方案最优化设计都十分重要。 育种目标指使动物生产获得最大的经济效益,包括持久 作用于动物生产有经济意义的生产性状或与生产性状相 关的次级性状( secondy traits)。 那些与生产性能不相关的体尺外貌性状,或一些并不妨 碍使用的外貌缺陷等,在育种过程中都不加以考虑或少 加以考虑,如品种的毛色等

（二）动物育种规划最优化方法  1、抉择育种目标（breeding objective）  确定育种目标是育种规划最优化的核心工作。适宜的育 种目标对群体内选择、选择品种、杂交组合、评估基因 效应和育种方案最优化设计都十分重要。  育种目标指使动物生产获得最大的经济效益，包括持久 作用于动物生产有经济意义的生产性状或与生产性状相 关的次级性状（secondy traits）。  那些与生产性能不相关的体尺外貌性状，或一些并不妨 碍使用的外貌缺陷等，在育种过程中都不加以考虑或少 加以考虑，如品种的毛色等

(1)评估育种目标的方法 评估育种目标最科学合理的方法是在多性状的综合 选择中,用经济评估的方法确定数量化的育种目标, 即用综合育种值( Total Breeding Value)来表达 数量化的育种目标。并根据各性状的经济重要性分 别给予加权,其一般公式为: ATFEWA 其中:A=综合育种值 W=性状的经济加权系数向量 A=性状的一般育种值向量

 评估育种目标最科学合理的方法是在多性状的综合 选择中，用经济评估的方法确定数量化的育种目标， 即用综合育种值（Total Breeding Value）来表达 数量化的育种目标。并根据各性状的经济重要性分 别给予加权，其一般公式为： AT=ΣWiAi  其中：AT=综合育种值  Wi=性状i的经济加权系数向量  Ai=性状i的一般育种值向量 （1）评估育种目标的方法

(2)育种目标中的性状选择 乳用性状 泌乳量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率和乳蛋白量 °最简单的方法是只考虑泌乳量一个性状,但是,泌乳量 与乳脂率及乳蛋白率之间存在着负相关,若长期仅单独 选择泌乳量,势必影响整个育种工作达不到预期的目标。 尤其应该考虑在我国将逐渐地实施奶牛按质论价,即根 据各种乳成分含量综合定价的牛奶收购方法,长期单 选择的育种目标将影响到牛奶生产的获利性。 °还可以考虑使用乳脂量作为包括在育种目标中唯一的产 奶性状。由于乳脂量和泌乳量和乳蛋白量间均有很高的 相关,因此,通过乳脂量的选择可改善乳成分的含量

 乳用性状  泌乳量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率和乳蛋白量。  最简单的方法是只考虑泌乳量一个性状，但是，泌乳量 与乳脂率及乳蛋白率之间存在着负相关，若长期仅单独 选择泌乳量，势必影响整个育种工作达不到预期的目标。 尤其应该考虑在我国将逐渐地实施奶牛按质论价，即根 据各种乳成分含量综合定价的牛奶收购方法，长期单一 选择的育种目标将影响到牛奶生产的获利性。  还可以考虑使用乳脂量作为包括在育种目标中唯一的产 奶性状。由于乳脂量和泌乳量和乳蛋白量间均有很高的 相关，因此，通过乳脂量的选择可改善乳成分的含量。 （2）育种目标中的性状选择

生长发育及肉用性状 0评定牛个体生长发育性能最重要的性状是日增重,其次是 饲料利用率。但是由于饲料利用率测定方法复杂、费用高 难于准确测定,而且在计算日增重的边际效益时就考虑到 维持营养需要,所以可以仅考虑日增重一个性状 作为评价肉用性能,生长能力是一个重要性状,随着牛只 生长能力的提高,可以使肥育牛(公牛和一胎后的低产母 牛)以及淘汰牛获得一个较高的销售体重或是肥育最终体 重,这对于整个奶牛生产是不可忽视的一部分收入,将它 考虑到育种目标中是必要的。 评价肉用性能的另一个性状是胴体品质

 生长发育及肉用性状  评定牛个体生长发育性能最重要的性状是日增重，其次是 饲料利用率。但是由于饲料利用率测定方法复杂、费用高、 难于准确测定，而且在计算日增重的边际效益时就考虑到 维持营养需要，所以可以仅考虑日增重一个性状。  作为评价肉用性能，生长能力是一个重要性状，随着牛只 生长能力的提高，可以使肥育牛（公牛和一胎后的低产母 牛）以及淘汰牛获得一个较高的销售体重或是肥育最终体 重，这对于整个奶牛生产是不可忽视的一部分收入，将它 考虑到育种目标中是必要的。  评价肉用性能的另一个性状是胴体品质

次级性状 °繁殖力是重要的综合性状,它对于奶牛育种效益经久地起 作用,因此应在确定奶牛育种目标时加以考虑。选定“配 妊时间”作为反映繁殖力的性状。 °第二个应该包括在育种目标中的性状是使用寿命(或终生 胎次)。值得注意的是母牛使用寿命与泌乳期内产奶性能 多是拮抗关系,建议采用一个新的表达使用寿命的选择性 状一保持力。 评定公牛使用寿命遗传素质的选择性状可用“保持力60” 即公牛的全部女儿中60月龄以上仍在群中生产牛奶的牛只 比例。 母牛生产能力作为产奶性能的一个间接性状是不容忽视的, 新型的乳成分自动分析仪可以测定牛奶抽样中的体细胞数。 当每立方厘米超过500,000个体细胞时,就确定为乳房 炎

 次级性状  繁殖力是重要的综合性状，它对于奶牛育种效益经久地起 作用，因此应在确定奶牛育种目标时加以考虑。选定“配 妊时间”作为反映繁殖力的性状。  第二个应该包括在育种目标中的性状是使用寿命（或终生 胎次）。值得注意的是母牛使用寿命与泌乳期内产奶性能 多是拮抗关系，建议采用一个新的表达使用寿命的选择性 状—保持力。  评定公牛使用寿命遗传素质的选择性状可用“保持力60” ， 即公牛的全部女儿中60月龄以上仍在群中生产牛奶的牛只 比例。  母牛生产能力作为产奶性能的一个间接性状是不容忽视的， 新型的乳成分自动分析仪可以测定牛奶抽样中的体细胞数。 当每立方厘米超过500，000个体细胞时，就确定为乳房 炎

2、育种规划中的经济学参数 口根据定量经济学原理,综合育种值中的经济 加权系数是两个组分之积: W.=W.米n ■其中W=性状i的经济加权因子 W*=性状i的边际效益 n:=性状i的性状表现贴现值

2、育种规划中的经济学参数  根据定量经济学原理，综合育种值中的经济 加权系数是两个组分之积： Wi =Wi *·ni  其中Wi =性状i的经济加权因子  Wi *=性状i的边际效益  ni =性状i的性状表现贴现值

(1)性状的边际效益 性状的边际( Marginal profit) 指当性状超过群体均数一个计量单位时,边际产出量与 边际投入量之差。 边际效益估计的方法主要有回归法、差额法、单个 场最优化模型和区域平衡模型 差额差是对育种的边际产出量和边际投入量的实际 值进行调查并进行经济学评价和计算。其计算公式 为 W*=∑AR:-∑AC 式中AR1;为性状i的第j个边际产出组分,AC1;为性状 的第j个边际投入组分

 性状的边际（Marginal profit）  指当性状超过群体均数一个计量单位时，边际产出量与 边际投入量之差。  边际效益估计的方法主要有回归法、差额法、单个 场最优化模型和区域平衡模型。  差额差是对育种的边际产出量和边际投入量的实际 值进行调查并进行经济学评价和计算。其计算公式 为： Wi *=ΣARij-ΣACij  式中ARij为性状i的第j个边际产出组分，ACij为性状 i的第j个边际投入组分。 （1）性状的边际效益