如何建立從核心群到公豬站之間遺傳滯后的預測模型！

畜牧人小李

　　在豬生產繁育體系中，遺傳改良進展來自于育種核心群，并通過擴繁體系傳遞到商品豬。遺傳滯后用來衡量遺傳進展從核心場到商品豬場需要的時間，通常以年為單位。直觀來看，遺傳滯后主要取決于世代間隔，即核心場的遺傳進展，需要從曾祖代（GGP）向下傳遞，經過祖代、父母代，最后到達商品代。豬的繁殖生理周期決定了必然存在遺傳滯后。然而，如果能夠提高遺傳進展的傳遞效率，我們將在商品豬中盡早體現遺傳改良的價值，從而提高整個生產體系的效率和盈利水平。

　　在豬雜交生產體系中，終端公豬（來自于公豬站）對商品豬遺傳貢獻率為50%。因此，加快育種核心群到公豬站之間的遺傳傳遞，同樣期望產生可觀的經濟效益。本文目的是建立一個從核心群到公豬站之間遺傳滯后的預測模型，進而評估影響公豬站公豬指數水平的各種因素，并討論了縮短公豬站遺傳滯后的措施。

方法

　　本研究首先設計了育種核心群到公豬站遺傳滯后的計算模型。模型以商品代公豬站為對象，公豬站公豬均從同一公豬擴繁場（SLN）引種（圖1）。此外，模型中遺傳核心場按照固定的年遺傳進展進行改良。

圖1 公豬品系遺傳進展的傳遞

　　遺傳滯后用指數和年兩種方式表示。在某一時間點，核心群的遺傳水平（Nn）減去公豬站的遺傳水平（Mn），得到以指數為單位的遺傳滯后；將其除以年遺傳進展，即得到以年為單位的遺傳滯后。此外，模型中遺傳核心場按照固定的年遺傳進展進行改良。

用于計算遺傳滯后的參數包括：

1、SLN場相關的因素  育種核心群平均指數（NO）、核心群年遺傳進展（∆G）、SLN后代初始指數（SO）、SLN群體標準偏差（DS）、SLN單批次終測公豬頭數（B）、準確性（A）。

2、公豬站（BS）相關的因素

　　公豬站公豬頭數（K）、公豬站初始公豬指數（MO）、公豬站群體標準偏差（DB）、公豬站公豬年替換率（R）、公豬站根據指數淘汰公豬的比例（C）、從SLN場引種次數（n）和引進公豬的指數水平（L）。

　　引進公豬的指數水平分為三個級別，分別為大于115（Profit+，菁英公豬）、介于100和115之間（Profit，精選公豬）、介于80和100之間（Standard，經典公豬）。指數低于80的公豬在SLN場即被淘汰。

根據以上參數設定，n年后核心場公豬指數為：

Nn=NO+∆G(n-1)

單次引種公豬的選擇強度為：

P=（K×R÷n）÷NL

NL為單批次不同指數水平包含的公豬頭數。

　　計算公豬站的遺傳水平需考慮四個因素：公豬站公豬初始平均指數（MO）、公豬站公豬年替換率、公豬站根據指數淘汰公豬的比例和從SLN引進公豬的平均指數（SL）。

去除根據指數淘汰的公豬，剩余公豬的平均指數為（MOC），則更新后的BS群體平均指數為：

M1=MOC×（1-R）+SL×R

　　每一次引種結束，會得到更新后群體的平均指數，該指數將作為下一次引種時公豬站群體的初始指數。單批次引種選擇強度如低于75%，則按75%計算。在計算公豬站按指數淘汰后剩余公豬的平均指數以及計算SLN引進公豬的平均指數時，需要求得截斷正態分布（Truncated Normal Distribution）的平均值（Burkardt 2014）。

　　為了計算遺傳滯后產生的經濟損失（VL），需將以指數為單位的遺傳滯后數值，乘以每點指數的經濟價值：VL=L×V。在PIC體系中，父系產品每點指數的經濟價值為0.61元/商品豬。

結果

1、高低水平的比較

　　為了分析公豬站遺傳滯后對豬生產的影響，我們列舉了兩個不同生產水平的例子。表1分別列出了公豬站公豬年替換率等6個因素的高水平和低水平，比較發現高低水平遺傳滯后存在約38點的指數差異。以每年育種核心群20點的遺傳進展來計算，相差1.91年的遺傳進展；以公豬每點指數價值0.61元（經璐等2016）計算，相當于造成每頭商品豬23.46元的價值差異。

　　圖2展示了高低水平下，育種核心群和公豬站指數的變化趨勢，不難看出核心群的遺傳改良帶動了公豬站指數的提升，公豬站提高公豬年替換率、引進高指數公豬、增加引種次數有助于減少遺傳滯后。

表1 兩種不同水平的遺傳滯后模型的參數設置與結果

圖2 高低水平下育種核心群和公豬站的遺傳趨勢

2、影響公豬站遺傳因素的各因素比較

　　我們評估了公豬站公豬的年替換率、引進公豬指數水平、SLN場公豬初始后代指數、選擇準確性和引種次數等5個因素對遺傳滯后的影響。計算時除候選因素外，其余因素都設置為高水平輸入值（表1）。由圖3可知，不同水平公豬站公豬的年替換率（75%與45%）下，遺傳滯后相差0.82年，每頭商品豬價值差異達到10.05元。此外，引進公豬水平、SLN初始后代指數、選擇準確性和引種次數高低水平遺傳滯后差異分別為0.80、0.71、0.51和0.05年，根據指數換算成每頭商品豬經濟價值差異分別為9.78、8.64、6.23和0.62元。

圖3 五個因素高低水平對公豬站遺傳滯后的影響

討論

　　影響公豬站遺傳滯后的因素可以分為兩大類——公豬站的公豬更新和SLN場的遺傳水平。

　　影響公豬站公豬更新的因素包括年替換率、引進公豬的指數水平和每年引種次數。本研究發現，年替換率和引進公豬指數水平是決定遺傳滯后的最重要因素（圖3），通過提高公豬站年替換率和引進較高水平的公豬，能夠帶來顯著的經濟效益。目前國內大部分豬場公豬的使用年限較長，替換率低，尚未充分意識到高指數公豬的遺傳改良價值；而事實上，終端公豬對商品豬遺傳貢獻50%，而且1頭終端公豬的后代數量可以達到數千頭，因此改善公豬站管理蘊藏著可觀的經濟價值。

　　本研究模型中，引種次數對遺傳滯后的影響非常小。模型設定的每年引種次數水平分別為2次、4次和6次，引種間隔分別為6個月、3個月和2個月，平均每次的引種頭數也由引種次數的變化而平均分配，從而使引進個體的平均指數水平接近于全年遺傳進展的中值，這是導致引種次數變化對遺傳滯后影響較小的主要原因。在實際生產中，公豬站需要根據種豬供應企業的供種能力和生產計劃，提前合理規劃引種時間。

　　SLN場的遺傳水平主要受遺傳改良速度、選擇準確性和初始公豬的指數水平影響。遺傳改良速度和選擇準確性主要取決于育種公司所執行的遺傳改良方案，而高質量的表型數據、基因組信息的利用是其中的關鍵因素。

結論

　　基于本研究結果，養豬生產者可以從三個方面考慮減少終端公豬遺傳滯后：第一、選擇提供高遺傳性能種豬的育種企業，同時盡量挑選高指數公豬；第二、提高公豬站的公豬替換率，從而將最新的遺傳進展快速傳遞到商品群；第三、選擇具有較快遺傳改良速度和較高選擇準確性的育種企業，確保穩定持續的遺傳改良進展。

作者：佚名          來源：PIC中國