Генетические параметры селекции сельскохозяйственных животных

      Министерство  сельского хозяйства Российской  Федерации

 

           Алтайский государственный аграрный  университет

 

 

 

   Кафедра: Генетики и разведения сельскохозяйственных животных

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

 

Генетические параметры  селекции сельскохозяйственных животных

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                               

 

 

 

 

                                                                          Выполнил: Галь И.В.

 

                                                                          Проверила: Кладова Л.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Барнаул 2007

 

Содержание

Введение                                                                                       3

1 Количественные, качественные признаки                                                4                                                                                                                                                                                   

2 Наследуемость.                                                                                          6

3 Фенотипические и генетические корреляции                                        7

4 Методы отбора                                                                               9

5 Племенная (селекционная) ценность для количественных признаков   13

6 Инбридинг и гетерозис                                                                      14

 

Введение

Селекция — это совокупность методов, используемых для создания новых и совершенствования существующих пород и линий животных. Знание теоретических основ селекции необходимо для успешного осуществления селекционных программ.

Теоретической базой селекции является генетика и  в основном ее раздел — популяционная генетика, в которой важное место принадлежит генетике количественных признаков. Популяционная генетика изучает генетическую структуру и генетические процессы, происходящие в популяциях.

Селекционер в основном имеет дело с непрерывной  изменчивостью, лежащей в остове теории эволюции и селекции. Менделевский подход к изучению количественных признаков затруднен, хотя они подчиняются тем же законам классической генетики, что и качественные признаки. Количественные признаки в отличие от качественных обусловлены многими генами и зависят от условий среды. Поэтому невозможно пока установить четкие генетические различия между особями разных по фенотипу классов.

Теоретические основы генетики количественных признаков изложены в работах Р. Фишера, Дж. Холдейна, С. Райта, Дж. Лаша и др.

 

1 Количественные, качественные признаки

Это признаки, проявляющие в большей или меньшей степени непрерывную изменчивость. Они могут быть измерены и выражены в цифрах, например удой, живая масса, настриг шерсти, прирост и т. д. Между особями по развитию количественных признаков отсутствуют четкие границы, поэтому они могут быть сгруппированы в разные классы, не отражающие расщепление по генотипу, число которых можно произвольно менять. Одна из отличительных особенностей большинства количественных признаков — их сильная зависимость от условий среды и, видимо, обусловленность многими генными локусами. Проявление количественных признаков обусловлено взаимодействием генетических и негенетических факторов. В связи с этим невозможно по фенотипу особей установить их генотип. Еще одна особенность многих признаков заключается в том, что распределение их численных значений приближается к кривым нормального распределения.

Часто можно  наблюдать сходство между родственниками по количественным признакам, что является основой селекции животных. Для количественных признаков характерны такие явления, как инбредная депрессия и гетерозис.

Качественные  признаки.

 Это признаки, которые имеют четко различимые формы — масть черная, красная, рыжая и т. д., комолость и рогатость, группы крови, белковые полиморфные системы и т. д. Качественные признаки можно выразить и количественно. На фенотипическое проявление качественного признака мало влияют условия среды. Для характеристики популяции по качественным признакам используют частоты генов и генотипов. В этом заключается одно из главных отличий качественных признаков от количественных. Наследование многих качественных признаков у животных изучено, и эти примеры изложены в курсе общей генетики. Главные гены менделевской генетики и гены количественной изменчивости лежат в основе дискретной и непрерывной изменчивости. Селекционер может воспользоваться методами менделевской генетики, когда он имеет дело с дискретной изменчивостью признака, например окраска волосяного покрова у пушных зверей. Наследование ее можно изучить с помощью различных скрещиваний и получить в конечном итоге животных с нужными генотипами и фенотипами. Такой подход пока неприемлем для количественных признаков.

в)Пороговые признаки.

 Это признаки, проявление которых зависит от порога действия наследственных и средовых факторов. Эти признаки характеризуются дискретной изменчивостью, но не характеризуются простым менделевским наследованием. К пороговым признакам относится устойчивость к болезням (здесь можно выделить только два фенотипических класса — больные (1) и здоровые (0) животные, мертворождаемость, бесплодие и т. д. У малоплодных животных двойневость также пороговый признак (два класса — двойня, одинец).

Модель действия генов с пороговым эффектом исходит  из следующих предположений: 1) подверженность болезни как непрерывный признак имеет нормальное распределение и является одномодальным; 2) подверженность болезни определяется мультифакториально, то есть контроль осуществляется многими генами, каждый из которых характеризуется относительно малым и возможно равным действием; 3) все генетические и средовые факторы болезни объединяются в одну непрерывную случайную величину, называемую подверженностью; 4) отсутствие общих для родственных животных эффектов среды.

 

 

2 Наследуемость

Существуют понятия «наследственность», «наследование» и «наследуемость», которые не следует путать.

Наследственность — свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями, а также обусловливать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях среды.

Наследование — процесс передачи наследственной информации от одного поколения другому. Наследование можно проследить иногда по одной и более парам организмов (мать—дочь, отец—сын, дед—внук и т. д.).

Наследуемость признака — отражает относительную долю наследственной изменчивости в общей фенотипической изменчивости популяций. Наследуемость измеряется коэффициентом наследуемости (Н²) и относится как статистическое понятие только к группе особей популяции. Символ /I² обозначает наследуемость, а не ее квадрат. Принято считать наследуемость количественного признака одним из важных его свойств. С его помощью можно прогнозировать селекционную ценность особей по их фенотипу.

Лаш предложил  различать два вида наследуемости — в широком и узком смысле слова. Наследуемость в широком смысле измеряется долей генотипической дисперсии в фенотипической:

Наследуемость  в  узком смысле  представляет  долю аддитивной  генетической  дисперсии  в  общей  фенотипической дисперсии.

Регрессия селекционной ценности на фенотипическое значение признака является эквивалентным выражением наследуемости /1² = &_Ар. Методы определения коэффициента наследуемости основаны на сравнении изменчивости групп животных, связанных между собой родством, или общностью условий среды. Коэффициент наследуемости можно вычислить путем удвоения коэффициента корреляции между фенотипами одного из родителей и потомков (Я² = 2г матери—дочери). Если мы имеем дело с полусибсами (Я5), неограниченность использования И.² вытекает из того, что величина коэффициента может быть больше единицы и меньше нуля. Это может быть следствием малой выборки, наличия взаимодействия генотипа и среды, межаллельного взаимодействия, нарушения случайности скрещивания родительских пар и т. д. Коэффициент наследуемости можно определить на основании регрессии потомков на родителей (/г² = 26₀р), где О — потомство; Р — родители). Коэффициент наследуемости определяют на основании коэффициента внутриклассовой корреляции и другими методами.

При вычислении /I² нужно всегда иметь в виду, что он относится к определенной популяции и определенным условиям среды. Поскольку коэффициент наследуемости выражает степень надежности оценки селекционной ценности особей по их фенотипу, или степень соответствия между фенотипической оценкой и селекционной ценностью, то, естественно, он входит почти во все формулы, используемые при селекции животных. Наследуемость не только свойство самого признака, но и популяции, и условий среды, в которых находились особи изучаемой популяции.

Признаки, связанные  с репродуктивной способностью, отличаются низкой наследуемостью.

Низкие величины коэффициента наследуемости свидетельствуют о низком удельном весе генетической изменчивости признака в общей изменчивости. Массовый отбор по таким признакам бывает малоэффективным. Поэтому селекционеру важно знать наследуемость хозяйственно полезных признаков, чтобы более правильно построить программу селекции.

3 Фенотипические и генетические корреляции

Между различными признаками организма существуют многочисленные связи, которые можно изучить с помощью корреляционного, ковариационного и регрессионного методов. Наблюдаемая связь между признаками по их фенотипу представляет собой фенотипическую корреляцию. Знание фенотипических корреляций необходимо в селекционной работе

Кроме коэффициентов  корреляции, используют ковариансу между фенотипическими признаками х и у. Ковариация — это совместная изменчивость признаков. Коэффициент корреляции связан с ковариансой

Фенотипическая корреляция — следствие генетических и средовых причин. Генетическая корреляция в основном обусловлена плейотропным действием генов и может возникнуть в результате сцепления (особенно тесного) генов. Генетическая корреляция (га) представляет собой корреляцию селекционных ценностей, а средовая корреляция (г_е) — корреляцию средовых отклонений в совокупности со всеми неаддитивными отклонениями.

Вычисление  генетической корреляции основывается на сходстве между родственниками.

Для применения генетической корреляции необходимо наличие свободного скрещивания, одинаковые частоты генов у самок и самцов, одинаковые условия среды в смежных поколениях.

 

4 Методы отбора

Различают массовый, семейный, внутрисемейный и комбинированный отбор (отбор по индексам).

Массовый отбор. Это отбор, при котором из популяции отбирают большое число лучших особей на основе их фенотипи-ческой оценки. Это наиболее простой отбор, и он дает эффект при относительно большой величине наследуемости количественного признака. При низкой наследуемости признака он малоэффективен.

Семейный  отбор. На основании среднего значения признака по семейству отбирают или выбраковывают целые семьи. При этом внутрисемейным отклонениям придается нулевой вес. Семейный отбор предпочтителен при низкой наследуемости признака. Если число членов в семействах достаточно велико, то среднее значение признака по ним более точно соответствует генотипическим значениям. При селекции, например, на устойчивость к лейкозу семейства с высокой частотой заболеваемости должны полностью выбраковываться

Таким образом, семейному отбору нужно отдавать предпочтение в следующих случаях: 1) при низкой наследуемости признака; 2) при наличии больших семейств; 3) при низкой изменчивости, обусловленной общей для семейства средой. Его эффективность возрастает при высокой степени родства между членами семейства.

Внутрисемейный  отбор.

Животных  отбирают на основании отклонения каждой особи от среднего значения признака по семейству. Особи, которые по селекционируемому признаку превосходят среднее значение для семьи, отбирают на племя. Чем больше величина компоненты средовой изменчивости общей для семейства, тем предпочтительнее использовать этот метод отбора.

 

Оценка по качеству потомства.

 Этот метод широко используется в животноводстве. Критерий отбора особей (производителей и т. д.)— среднее значение признака их потомства. Методы оценки производителей по качеству потомства хорошо освещены в учебниках по зоотехнии, поэтому на них останавливаться здесь не будем. Следует только отметить, что один из

недостатков метода отбора на основании оценки по качеству потомства — увеличение интервала между поколениями. Это объясняется тем, что отбор родителей может быть проведен только после получения данных о потомстве. Например, быков можно отобрать только после того, как будет известна молочная продуктивность их дочерей.

Отбор по нескольким признакам можно вести тремя  методами: тандемный отбор, отбор «о независимым уровням и отбор но зависимым уровням при помощи селекционного индекса.

Тандемный (последовательный) отбор.

Его ведут  по очереди по каждому признаку. По достижении желательного уровня по одному признаку ведут отбор по другому признаку и т. д. Если между признаками существует положительная генетическая корреляция, то такой отбор может быть более эффективным.

Отбор по независимым  уровням.

 При этом отборе для каждого признака устанавливают минимальный стандарт. Выбраковывают всех животных, которые по какому-то одному из признаков не отвечают установленным требованиям. В сравнении с методом тандемного отбора он позволяет вести отбор одновременно по нескольким признакам. Чем больше включается признаков в отбор, тем ниже устанавливается граница для каждого ил них, поскольку невозможно найти много животных, сочетающих высокие показатели по всем признакам.