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水产养殖种类进一步优化选择性育种的范围

Morten Rye.,Ph.D. Bjarne gjerde,博士。

利用添加剂遗传效应

优化选择性育种
诸如大西洋鳕鱼等物种中的高再现能力促进了强烈的选择强度。

遗传改善计划是在水产养殖中更好地表现股票的关键。他们对更好利用有限饲料和土地资源的重要意义得到了广泛认可的,并强烈地倡导实施精心策划的粮农组织负责任渔业行为准则。本文简要介绍了基于家庭的选择计划的一般结构,并确定了遗传学和相关领域最近发生的领域可能进一步提高其对水产养殖物种的效率。

通过有效选择改进

定量遗传学和选择理论在水产养殖中的应用较近几十年,并实施了许多选择性育种计划。这些计划中的许多方案是基于个体选择,以提高增长率。虽然这种选择方法对于这种特性非常有效,但个体选择的增长率往往导致了差的效果,很可能是由于孵化场管理程序不足导致严重的近亲繁殖问题。

如今,更复杂,基于家庭的选择计划的数量越来越快,目前更多的是25在全球范围内运营。与个体选择计划相比的主要优势是它们的灵活性和卓越的效率,可以改善中间的性状,以便在目标人群中以受控和预定义的近亲繁殖速率记录在活动物上的低遗传性和特征。

水产养殖物种理想 为了改善工作

许多水产养殖物种的高繁殖力和短代间隔使它们成为大型选择计划的优秀候选者(表1)。非常高的再现能力有助于强烈的选择强度,以及水产养殖制品中主要重要性的许多特征显示出高水平的添加剂遗传变异。此外,在大多数候选物种中单独收集鸡蛋和米尔和外部施肥开辟了广泛的替代家庭组设计。

黑麦,生成间隔和繁殖力,表1

物种 生成时间鸡蛋/千克体重
大西洋三文鱼41,600
虹鳟鱼31,800
大西洋大纤维4-640,000
大西洋鳕鱼3 200000
鲈鱼 3 300,000
鲷鱼 2-4 500,000.
大菱鲆 2-3> 1 million
太平洋白虾11-150万*
黑老虎虾11-2百万*
巨型淡水大虾1
表1.主要水产养殖种类中的生成间隔和繁殖力。

提供适当的标记方法,可以应用基于家庭的育种设计。组合的家庭和家庭内选择增加了低遗传性的特性的选择效率(例如,生存),并且可以选择只能通过破坏性测试(例如,胴体质量)或无法进行的扰乱测试来选择育种核(例如,疾病挑战)。为了进一步改进,选择可以与交叉股或遗传系的设计结合,从而利用非添加剂以及遗传变异的添加剂遗传成分。

具有成本效益的计划

高繁殖力允许在一个或多个育种中心中浓缩资源,保持操作成本低。在核中获得的遗传增益通常在整个目标行业中散发,并且通过水平或协作乘因器单元,通常通过商业孵化器来突出。高繁殖力也使得可以在繁殖细胞核中选择广泛和长期的育种目标,同时选择用于生产生长动物的一个或多个性状。通过这种方式,与选择用于繁殖细胞核的动物的动物相比,在种植体上的主要重要性的特征的遗传水平将更高。这种可能性降低了畜牧业经常经历的长期目标之间的冲突。

引擎” 

育种核作业构成选择性育种程序的“发动机”,如果应用有效选择,并且如果控制核群中的近亲累积率,则为目标特征提供累积选择响应。对于基于家庭的程序,核操作(图1)通常涉及根据所选择的配合设计的许多全和半SIB系列的生产和孵育;单独饲养家庭,直到动物达到最小尺寸,允许物理标记;标记,然后通过不同的家庭汇集动物;并分发来自所有家庭的样本,以进行性能测试和育种候选人。通常在商业生产系统中进行生产性状的性能测试(例如生长,生存,和胴体品质特征),同时疾病抗性等特征所需的扰动测试主要是在专门的设施中进行的。目的。

优化选择性育种
图1.选育核操作,选择程序中的“发动机”。

在动物生命周期中的各个阶段记录的数据用作遗传评估的基础,估计的育种值用于最终选择用于再现育种核的育种者,以及选择卵子的育种者或者在乘法器单元处炒。鉴于通过环境相互作用的基因型的效果低(即,导致生产环境中的家庭的相当一致的家庭排名),使用来自不同商业农场环境的性能数据来确保对环境条件差异的繁殖的育种者的选择。

水产养殖种类的独特繁殖特性允许准确地估计育种值和高选择强度,因此高度短期选择反应。然而,高选择强度和准确性可能导致近亲繁殖的快速积累,这可以危及进一步的遗传改进,降低健身和性能,并产生高度变量的反应。因此,实施限制近亲繁殖的措施是在水产养殖种类方案中必不可少的。

进一步优化的范围 

各种相关领域的开发工作可能进一步提高应用遗传改善计划的效率。

定制遗传物质

在控制繁殖核中的近亲繁殖中的累积时对于持续的长期选择响应至关重要,近亲繁殖是在产生生长动物时产生的问题,因为这些是不再被转载。因此,保持黄蜂用于传播目的的成本通常是低的。此外,有效的传播可以促进具有特定产品要求的不同生产环境或市场段的高度定制的遗传物质。在目前在运行的大多数选择程序中,这种潜力不会被利用。

改进了录音技术

目前,由于缺乏足够的录音技术,在现场育种候选人上无法记录几种经济意义的特征。如果可以克服这个问题,它将有助于增加这些特征的选择强度,因此允许更快的遗传收益。或者,通过在需要测试的家庭和个人的数量方面使用更少的资源可以获得相同的改进率。

改进的遗传评估模型

非添加性遗传效应不占用于常规育种价值估计的当前程序,但最近的大型数据集的有效算法的进步现在使得这是可行的。预期包括非添加性遗传效果的扩展模型,可提高添加剂遗传优异的准确性,从而增加选择反应。通过特定的配偶分配,也可以利用非添加性遗传效应,特别是在乘法层。

特别是,优化用于抗病性状的遗传评估模型应该集中。改善电阻的选择主要是基于通过将线性模型估计到全脂系列挑战测试数据来估计的育种值,即使抗病性的表型表达是非线性的。用于抗病性状的非线性评估模型的实施允许更有效地利用可用数据,并且可以提高选择效率并因此增加响应。使用适当的非线性评估模型也可能降低挑战测试中所需的动物的数量并缩短所需的测试期。

优化选择性育种
大西洋大麻幼虫。

扩展使用DNA指纹纹理?

复杂的遗传技术可能变得越来越有价值,作为选择性育种中的补充工具。跟踪育种核中的动物之间的遗传关系在任何基于家庭的计划中都是至关重要的。使用超变量DNA元素(微卫星)允许家庭在家庭中甚至个体通过DNA指纹识别识别,而无需物理标记个体。这可能允许在早期阶段汇集不同的家庭,从而减少对同一家族成员的众多环境效应的潜在问题。

另一方面,为此目的的大规模使用DNA指纹识别具有实质性和经常性的成本,因为所有繁殖的候选者以及测试动物必须是DNA类型的。目前,成本问题是有效阻断DNA指纹识别在水产养殖中大规模改善计划中的识别目的的广泛应用。此外,跟踪DNA标记的遗传关系携带与育种人群中个体家族的表示相关的风险。不平衡的人口结构导致选择强度降低和减少的选择反应。

标记辅助选择? 

理论上,可以通过在评估育种候选者中包含关于映射的生产基因的信息来实现优质的育种计划。致密遗传图的发展使得可以定位与定量性状的变化(QTL)相关的区域内容或基因座,并且可以促进标记辅助选择。然而,需要确定分子信息的最佳使用,特别是当同时为若干特征进行选择时。除此之外,大多数 - 如果不是水产养殖中的经济重要性的全部,则是多因素,因此受到大量基因的影响,这些基因只对特性的表型表达单独产生了边际影响。因此有限地列入改善计划中的标记信息的额外增益是有限的。

结论

精心设计的繁殖计划资本添加添加剂遗传效果导致几种鱼类和贝类物种的显着改善。尽管如此,需要进一步优化方案,以适应这些新物种的全系列定量和分子遗传学工具。

(编辑’注意:本文最初发布于2003年2月印刷版 全球水产养殖倡导者 。)


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