基因组检测的影响是什么?

霖华农农 2024-06-15 06:11:36

奶牛育种委员会(CDCB)通过网站提供了许多有价值的信息,使我们能够跟踪遗传趋势,有助于我们更好地了解育种者的育种决策,并验证我们的遗传评估是否如预期发展。

在本专栏中,我们评估了基因组学引入前后终身净价值(NM$)的变化率。通常我们在评估遗传趋势时选择的是荷斯坦奶牛。当我们考虑其他品种时,会看到结果有些不同。

不同的进展速度

图1显示了自2000年以来出生的奶牛的NM$趋势。为了更好地比较品种之间的进展情况,我调整了每个品种的平均值,使它们在2009年均值为零,这是第一次对荷斯坦、娟姗牛和瑞士褐牛进行基因组评估。基因组评估于2013年首次用于爱尔夏牛,2016年用于更赛牛。

图1.自2000年不同品种牛只的NM$变化情况

如图所见,荷斯坦奶牛的遗传进展最大。自2009年以来提高了658美元,这相当于每年60美元。从2000年到2009年的进展速度是每年23美元,这表明自基因组学引入以来,遗传进展已经增长了260%。

当我们更仔细地观察时,很明显,近年来进步的速度更快了。从2015年到2020年,每年的变化率为76美元,而从2010年到2015年为48美元。不过,并不是所有的增长都是由于基因组学。与过去几年相比,牧场对使用NM$进行要求越来越更高,相关的公式也相应发生了变化,这使近年来的趋势发生了改变。

在引入基因组学之后,娟姗牛NM$的遗传进展也加快了。从2009年到2020年,每年的速度稳定在44美元,这相对于前基因组时代增加了159%。虽然娟姗牛最初与荷斯坦保持同步,但他们并没有达到荷斯坦的进展速度。

爱尔夏牛的遗传趋势很有趣。我们看到,从2004年到2008年,基因优势迅速上升,然后进展速度趋于平稳。21世纪初的快速增长在一定程度上反映了,此时已从瑞典、芬兰和新西兰等国家引进了基因组学。后期的平缓进展使得基因组学对爱尔夏牛的影响更加难以判定,但在2013年之后遗传进展的速度又有所上升。

瑞士褐牛和更赛牛的趋势不尽如人意。在引入基因组学之前和之后,瑞士褐牛的趋势每年增长约17美元。实际上,更赛牛的趋势最近有所放缓。但该结论需要谨慎,因为它们没有像其他品种那样长时间的利用基因组检测结果。

更短的时代间隔

图2展示了公牛世代间隔的变化。在引入基因组选择之前,公牛通常在6到8岁时才会有进入人工授精流程的机会,直至其儿子出生。这反映了后裔测定的现实,公牛大约在5岁左右才能生产精液,此时其有成熟的女儿,并完成了第一次泌乳期。又过了一年或更长的时间,公牛才与优秀的雌性交配,下一批犊牛才出生,这导致了父系代际间隔至少六年的时间。

图2.不同品种公牛的时代间隔情况

正如引入基因组选择时所预期的那样,在公牛性成熟之前对其遗传优点有更清晰的了解,大大缩短了父系繁殖代次的间隔,现在荷斯坦的父系繁殖间隔为两年。娟姗牛和瑞士褐牛的父系繁殖间隔相近,平均约为三年。

在评估爱尔夏牛和更赛牛的世代间隔时,我们必须谨慎一些,因为它们在特定年份进入人工授精的公牛较少,所以数字往往会具有较高的变动。然而,平均来看,这两个品种的下降幅度很大,只是没有达到荷斯坦、娟姗牛和瑞士褐牛的下降程度。

强度和准确性

我们看到荷斯坦和娟姗牛的遗传优势的加速,主要是由于时代间隔的缩短。不幸的是,当我们观察瑞士褐牛的遗传趋势时,较低的父系世代间隔与更快的进步速度没有联系。有两种可能解释这种差异:对NM$的选择强度较低或该品种基因组评估准确性较低。

我们知道,后代数较少的瑞士褐牛公牛与荷斯坦公牛或娟姗公牛相比评估结果准确率较低。当我们观察年轻公牛的基因组评估时,荷斯坦NM$的可靠性通常在75%以上,娟姗牛在70%,瑞士褐牛公牛通常在60%或更少,爱尔夏牛和更赛牛接近45%。这清楚地表明,较大的牛群基数具有更准确的基因组评估,并在一定程度上解释了数量较少品种的进展速度较低的原因。

也有证据表明,这些品种对NM$的选择强度较低。为了证明这一点,我们可以评估人工授精所用公牛的NM$百分比排名。对于刚出生的公牛,荷斯坦(第95百分位)和娟姗牛(第94百分位)的排名最高。其他品种的NM$父系排名:爱尔夏牛第78百分位,瑞士褐牛第82百分位,更赛牛第85百分位。不过,对荷斯坦牛来说,更高的选择强度是有代价的。自2009年以来,它们的近亲繁殖率上升了4%,是其他品种的两倍多。

当我们考虑到不太准确的基因组评估加上选择强度较低的共同影响时,爱尔夏牛、瑞士褐牛和更赛牛为什么没有同样的进展速度就变得更加清楚了。人们可以认为,在没有时间和费用进行后裔测定的情况下,小型品种取得同等速度的基因进展已是较为乐观的结果。

然而,策略性的提高基因型和性能记录奶牛数量是必要的。最近,一项针对小型奶牛品种的CDCB改进合作项目帮助降低了其公牛进行基因组检测的成本,这是朝着这一目标迈出的一小步,但却是积极的一步。

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