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1、第十三章 生物技术 在家畜育种中的应用,从微观上认识和控制生物的遗传物质和遗传过程，了解生命的全貌，解决人类社会中的人口、粮食、肉蛋奶、环境能源医疗等各种具体问题的技术 是以生命科学研究成就为基础的综合性技术,第一节 生物技术的概念,生物技术的定义,生物技术的特点,生物技术是人类最古老的工程技术之一 生物技术是产业革命和知识经济中的高新技术 新生物技术，一方面大大地提高了基因突变发生的概率，另一方面也缩短了长期的生物进化过程,大部分过程在常温常压下进行，节约资源和能源 不需要大量的附加设备，节省费用，减少污染 生物资源具有可循环性,新生物技术的优越性,基因工程技术 细胞工程技术 酶工程技术 发
2、酵工程技术,生物工程的主要部分,对生物技术的认识和应用,克服神秘感 避免庸俗化 摆正传统技术与生物技术的关系 科学地应用策略,家畜生物技术,家畜繁殖生物技术,家畜分子生物技术,第二节 分子遗传学技术 及其在家畜育种中的应用,基本概念,QTL Quantitative Trait Locus (Loci) = 数量性状基因座 对数量性状产生影响的基因座 或基因簇（染色体片段） 标记QTL 利用（分子）遗传标记，通过标记-QTL连锁分析（基因组扫描）被检测出并被定位的QTL,基本概念,主效基因（Major Gene） 有较大效应且可以直接测定其基因型的QTL MAS Marker-Assisted
3、 Selection = 标记辅助选择 借助（分子）遗传标记信息选择种用个体（个体遗传评定）,经典的数量遗传学选择方法,多基因模型是在遗传黑箱中工作,基因型 多基因模型,表型值,育种值估计值,亲属 表型值,环境,经典的数量性状选择方法,以微效多基因模型为基础 将基因的作用作为一个整体（黑箱）考虑 利用表型和系谱信息 动物模型BLUP 虽然取得了巨大成就，但是 理论上有缺陷 实践中有的情况下效果不理想,分子遗传学给我们带来了什么？,大量的分子遗传标记 高度多态 覆盖整个基因组 测定不受年龄、性别和环境的影响 共显性（大部分）,分子遗传学与数量遗传学相结合,未知基因 （黑箱）,侯选基因分析,标记-
4、QTL连锁分析,标记QTL 主效基因,标记辅助选择（MAS）,基因辅助选择（GAS）,MAS的优越性,增加遗传评定的准确性 进行早期遗传评定 减少遗传评定的成本 获得更大的遗传进展和育种效益,在猪上已被发现的标记QTL,生长速度和背膘 第4、6、7、13染色体 肉质 第4、7染色体 产仔数 第8染色体 抗病性状 第6、7染色体,(Rothschild, 1998),在猪上已发现的主效基因,(Rothschild, 1998),MAS的基本策略 - I,保持现行的育种方案，但同时利用标记信息、表型信息和系谱信息对个体进行遗传评定,提高遗传评定的准确性！,MAS的基本策略 - II,两阶段选择,基
5、因型选择,EBV选择,第一阶段： (生产性能 测定之前),第二阶段： (生产性能 测定之后),利用标记或 主基因信息,利用表型和 系谱信息,降低育种成本！,性能测定,MAS的基本策略 - III,早期选择,选 择,基因型信息,亲代信息,同胞信息,缩短世代间隔！,繁殖生物技术,+,影响MAS相对效率的主要因素,QTL效应大小 QTL与标记及标记与标记间的连锁程度 MAS的应用策略 选择的世代数 性状的性质 遗传力 是否限性 测定的难易程度 是否连续分布,MAS应用中的潜在问题,测定标记基因型及分析QTL的成本 现阶段仍然是应用MAS的主要障碍之一 随着新的测定技术（如PCR、DNA芯片）和分析方
6、法的不断出现，这个障碍将被克服 检测QTL与实施MAS的时间差 远交群体中检测QTL通常需要23代的资料 在实施MAS的群体中QTL的等位基因频率可能已经发生变化,MAS应用中的潜在问题,短期选择与长期选择 MAS的效益随着选择世代数的增加而下降,有必要在长期育种方案中使用MAS吗？,如果能不断地发现新的QTL?,结论：MAS将为家畜遗传改良提供更美好的前景!,第三节 繁殖生物技术 在家畜育种中的应用,家畜繁殖生物技术,（MO）,（ET）,使优秀种公畜获得大量的后代 使优秀种公畜的使用不受时间和地域的限制 种公畜可以承担更多头母畜的配种任务 使公畜遗传评定更准确 可更经济可靠地实现家畜品种资源
7、保护,人工授精技术的应用领域,细管冻精分装机,人工授精 (AI) 育种体系,在畜群中大规模地使用人工授精技术 在畜群中实施旨在获得后备种公畜的“定向选配” 通过严格的遗传评定选择优秀种公畜 在育种群和生产群中全面地使用“经验证的种公畜”,人工授精已经成为最重要的家畜育种技术,生产群,育种群,DHI,种子母牛,生长发育性能测定,选择,测验公牛 精液保存,待定 公牛,公牛父亲 母牛父亲,选择,淘汰,奶牛良种AI繁育体系,美国总产奶量的变化,美国奶牛群体规模的变化,美国奶牛平均产奶量的变化,使优秀母畜能较早地获得较多的后代 用于珍贵遗传物质的长期保存 实现种畜遗传物质的跨国界交换 对繁殖障碍的母畜使
8、其获得后代 在小规模的母畜群中，实施特殊育种措施 提早实现种公畜的遗传评定,胚胎移植技术应用领域,MOET育种核心群技术路线,MOET使母牛获得“全同胞”组,使用全同胞信息，可不使用后裔测定，而获得较理想的选择准确性,降低胚胎的生产成本 使优秀母畜可生产更多的胚胎和后代 降低种母畜的留种率，提高母畜的选择强度 提高MOET核心群育种方案的效率 可以充分利用数量稀少而十分珍贵的精液 建立新的动物生产模式 工厂化生产胚胎的基础技术 产生同龄母系半同胞组，将提高估计的准确性,体外受精技术的应用领域,提高具有限性性状畜种生产专门化程度 通过性别控制增加生产中母畜头数 杂交育种方案中，灵活地应用性别控制
9、技术 可以实施一头受体母牛移植两枚胚胎 胚胎克隆技术实施前，需先进行性别鉴定,性别控制的应用领域,胚胎分割,提高胚胎移植的效率 获得数量很大的遗传同质同卵多(双)胎个体 遗传同质个体是遗传学研究试验材料 利用同卵双生子可提高选种的准确性 快速建立多个具有特定基因组合的纯系,胚胎分割与胚胎细胞克隆的 应用领域,建立最佳遗传资源保护模式 增加高产优秀个体的“复制品”数量 遗传同质群体便于标准化生产 遗传同质动物是最好的试验材料 为发展其它生物技术提供了最佳手段,体细胞克隆技术的应用领域,转基因动物,转基因技术的应用,可大大改进生产性能 可实现抗病育种 产生新的代谢途径，从而提高其生产性能 可改进动物产品的质量 可使奶牛或奶山羊获得乳腺生物反应器 建立毒理试验的动物模型 在人类医学研究中也有广阔的由于领域,
