肉羊遗传评估方法及其研究进展
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作者: 赵晓亮 姜勋平 刘桂琼
摘要 对我国肉羊遗传育种评估的发展历程进行了简述，并对遗传评估方法和软件进行比较。结果发现：我国目前使用的肉羊育种软件大部分是单机版的，已经不适应现代肉羊业发展和规模化生产的需要，亟需研制出基于网络的肉羊遗传育种软件。
关键词 肉羊；遗传评估；选择指数；管理信息系统
中图分类号 S813.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）14-0251-01
羊肉营养价值高，是我国主要的肉品来源之一。近年来，羊肉的市场需求量呈上升趋势。因此，规模化的肉羊生产成为必然趋势。目前，肉羊生产正在实施品种更新和技术更新工程，其内容包括日常管理、品种良种化、生产集约化、管理现代化，以实现高产高效的新型肉羊生产体系。随着肉羊生产管理系统的应用，生产中的数据资料很大，但是育种专家数量很少，受地点和时间的局限性，不能及时到现场指导养殖户进行育种。该文简要介绍肉羊遗传评估方法和软件，以为养殖户进行肉羊育种提供参考。
1 肉羊遗传评估发展历程
几百年前，肉羊是通过自然交配来繁殖的，后来养殖户通过动物的表型值进行选种。随着数量遗传学及统计学的应用，出现了选择指数法，动物育种值计算是个体育种值的计算或通过选择指数法，这个方法是在一个较小的群体内实现的[1]。之后由于人工授精的出现，群体比较法随之出现，环境差异影响了性状的表现水平，这一阶段的主要方法有同群比较法、同期同龄女儿比较法、改进的同期同龄女儿比较法和预测差值法等，使动物育种产业商业化。第三个阶段即混合线性模型法，美国学者Henderson于20世纪50年代初提出了最佳线性无偏估计（BLUP）方法[2]，但是直到20世纪70年代才用于动物育种生产和科研的实践当中，使育种的准确性大大提高。
2 肉羊遗传评估方法和软件
随着养殖群体的扩大、规模化养殖的出现以及生产记录的完善，育种方法在养殖中的作用越来越大，人们也逐渐重视家畜的育种，且随着计算机的广泛应用，出现了研究肉羊育种值的机构，并根据遗传评估方法研发出了一些育种值计算软件。
2.1 遗传评估方法
2.1.1 选择指数法。选择指数法一般分为单个性状育种值的估计和多个性状育种值的估计2种，单个性状育种值的估计是将个体单个性状不同信息来源分别进行适当的加权为一个数值，可以尽可能准确地反应该性状的遗传水平，这个数值即为选择指数，如果多个个体都利用此方法评定它们的遗传品质，那么根据这个数值的大小即可鉴别个体的遗传品质，并将此数值作为留种的标准[3]。
在实际的工作中，人们希望多个性状同时得到改进，因此留种时往往进行多个性状的综合选择。由于不同性状对人们的期望值不同，可根据其经济重要性对单个性状的育种值进行不同的加权，计算出综合育种值的估计值，又称为综合选择指数，根据综合选择指数的大小可判断该家畜留种的价值。
单个性状育种值估算采用多次度量值的均值进行计算，即A=P+（Pk-P）h2/[1+（k-1）t]，其中A为个体某性状育种值，P为某性状的群体均值，PK为个体某性状k次度均值，t为重复力，h2为某性状的遗传力。5个性状的遗传力和重复力为已知数值。综合选择指数是根据多个性状育种值的估计是对单个性状育种值进行加权，即H=a1A1+a2A2……+anAn（其中A为各性状的育种值），那么综合选择指数即为：I=b1X1+b2X2+……+bnXn（其中I为综合选择指数，bn为指数对各性状表型值的偏回归系数，Xn为各性状的表型值）。
2.1.2 混合线性模型法。为了减少育种值估计中的系统环境效应和固定遗传效应所造成的选择误差，较为理想的就是用混合线性模型计算BLUP育种值，我国于1984年将此方法应用于奶牛育种中，1985年又应用于绵羊育种中，随后把此方法扩大到其他家畜中[4]。
按照模型中因子的性质可把模型分为固定效应模型、随机效应模型和混合效应模型。但是在实际应用中一般为混合线性模型，用矩阵的形式表示即为：
y=Xb+Zu+e
在模型中，不仅要对固定效应做出适当的估计，更要对随机效应做出适当的预测。这就可以知道，固定效应是固定不变的，但是只是不知道其大小，而随机效应则不是固定不变的，因此只能对其进行预测，希望能得到最佳线性无偏预测（BLUP）。此方法可以较为准确地估计育种值，对该家畜的育种效果进行评估。
2.2 遗传评估软件
2.2.1 单机版。单机版是指使用Visual Basic等语言或单机版平台开发的只能在PC机上运行的专家系统，产品是以CD-ROM光盘形式出版的，这种系统更新速度慢，每更新一次就得发行一次光盘，需要投入的人力、财力、物力较大。随着规模化养殖的扩大、科技的发展，单机版已经不适用于现代育种的需要，但目前大多数的育种软件还是单机版的，只是在一个小范围内传播，并不能扩大使用。
2.2.2 网络版。网络版是指那些基于Internet技术或网络版（下转第256页）
（上接第251页）
平台开发的专家系统，它既可以在网络上运行，也可以在PC机上运行，它的更新和维护只要在服务器端进行即可，所有用户可以及时在客户端看到最新版的专家系统，具有更新快、省时、省力、耗资少的特点。
在科技技术飞速发展的时代，为了适应肉羊科学的发展，满足肉羊生产需求，利用现有的肉羊科研成果、专家经验性知识和Internet技术，建立网络版的肉羊育种模块是可行的，也是急需的。目前开发网络版的肉羊遗传育种模块具有强大的生命力和广阔的应用前景。
3 肉羊遗传评估机构和组织
新疆畜牧科学院于1998年开发出细毛羊育种信息管理系统，该系统当时在国内属首创，适用于基层牧场。该院于2009年研制出中国美利奴羊育种信息管理系统，系统通过在中国美利奴育种场的应用和验证，取得较好的效果[5]。 河北农业大学贾青教授所带团队2003年研发出了以数据库为基础的肉羊育种管理信息系统（BMIS）[6]，采用模块化的方式设计了种羊卡片、育种值估计、选配方案的制定等，提高了系统的利用效率，但是采用的是企业内部网，没有实现网络平台的应用。
山东农业大学王建民教授所带院队于2004年研制出现代猪场生产管理系统，以数据库为基础，分为4个模块对规模化养殖场进行系统化管理[7]，对肉羊生产管理系统的研制有重要的启发作用。
西北农林科技大学陈玉林教授带领团队于2005年研制出集约化肉羊生产场计算机信息管理系统[8]，采用B/S结构，应用Jsp等语言，设计了能满足现代集约化肉羊场经营管理需要的8个功能模块，虽然节约了网络建设资金，但是该系统没有搭建在相应的网络平台上，未实现大众化。
云南农业大学鲁绍雄2010年开发了肉羊信息管理与育种分析系统，采用面向对象编程技术和可视化的界面设计方法[9]，运用SQL Server 2005为后台数据库并结合Visual Studio 2005，采用C+为程序设计语言，研发了肉羊信息管理与育种分析系统，系统计算育种值采用的是传统的计算方法，没有采用最佳线性无偏预测的方法，因此育种值的准确性没有采用BLUP方法高。
华中农业大学姜勋平教授所带团队研发出了基于网络的肉羊生产管理与疾病诊断系统[10]，以国家肉羊产业技术体系为平台，为广大养殖户服务，是基于网络的生产管理软件。
目前，我国研制出的肉羊遗传评估软件大多数只是单机版的，只有国家肉羊产业技术体系的肉羊生产管理软件是基于网络平台的，但是由于缺少相应的育种评估软件，因此需要研制出基于网络平台的肉羊遗传育种评估软件。
4 肉羊遗传评估发展趋势
随着肉羊养殖业集约化程度越来越高，养殖户越来越重视育种的进展，生产中的数据资料很大，但是育种专家却很少，由于地点和时间的局限性，不能及时到现场指导养殖户进行育种方向和育种措施的选择，所以使用肉羊遗传评估模块，结合本实验室研制的肉羊生产管理与疾病诊断专家系统，可以对养殖户进行全方位的指导，可以缓解农业专家的不足，确保养殖业的健康持续并向养殖户期望的方向的发展，提高经济效益。目前，国内研发出来的肉羊育种软件大多数是单机版，已经不适应现代科技发展的潮流，开发出网络版的肉羊育种系统已经成为大势所趋。因此，亟需研制出基于网络的肉羊育种系统。
5 参考文献
[1] 张玉茹，刘学洪.简述动物的育种值估计[J].河南畜牧兽医，2006，27（4）：9-11.
[2] 何叶龙，杨利国，姜勋平.肉羊疾病诊断专家系统设计与开发[J].中国草食动物，2002，22（3）：15-17.
[3] 穆淑琴，陆文龙，李千军，等.肉羊养殖现状及肉羊专家系统的开发与应用[J].天津农业科学，2005，11（4）：61-64.
[4] 姜勋平，杨利国，潘效干，等.现代肉羊生产管理系统的研究与开发[J].四川畜牧兽医，2001，28（11）：23-24.
[5] 李玉荣，李金泉，高佃平，等.动物模型BLUP法估计内蒙古白绒山羊育种值的研究[J].畜牧与饲料科学，2010（6）：81-85.
[6] 杨丽芬.肉羊育种管理信息系统的设计[D].保定：河北农业大学，2003.
[7] 苑存忠，樊新忠，王存芳，等.现代化猪场计算机辅助育种系统的开发与应用研究[J].山东农业大学学报：自然科学版，2004，35（1）：6-10.
[8] 张德成.集约化肉羊生产场计算机信息管理系统的研制[D].咸阳：山东农业大学，2004.
[9] 鲁绍雄，夏文财.肉羊信息管理与育种分析系统的研究[J].畜牧兽医杂志，2010（2）：16-19.
[10] 孙晓燕，吴诗，姜勋平.肉羊疾病辅助诊断专家系统的研制与应用[C]//中国畜牧兽医学会养羊学分会全国养羊生产与学术研讨会议论文集.兰州：中国畜牧兽医学会养羊分学会，2010：4.
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