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育种规划最优化法
(一)序言
概念:
育种规划最优化
根据特定的育种目标,制定出在多项育种措施上具有不同强度的候选育种方案,通过育种成效标准,如综合遗传进展、育种效益等,进行综合评估,应用系统工程的方法,科学有效地配置资源、技术、方法和措施,筛选出“最优化”(optimization)育种方案。
育种规划最优化主要内容:
①确定育种目标;
②制定候选育种方案:
③育种规划的模型计算,包括估计育种值、遗传参数、经济学参数、生物学参数和育种效益;
④选择优化育种方案;
⑤确定新育种方案、措施的实施。
(二)动物育种规划最优化方法
1、抉择育种目标(breeding objective)
确定育种目标是育种规划最优化的核心工作。适宜的育种目标对群体内选择、选择品种、杂交组合、评估基因效应和育种方案最优化设计都十分重要。
育种目标指使动物生产获得最大的经济效益,包括持久作用于动物生产有经济意义的生产性状或与生产性状相关的次级性状(secondy traits)。
那些与生产性能不相关的体尺外貌性状,或一些并不妨碍使用的外貌缺陷等,在育种过程中都不加以考虑或少加以考虑,如品种的毛色等。
评估育种目标最科学合理的方法是在多性状的综合选择中,用经济评估的方法确定数量化的育种目标,即用综合育种值(Total Breeding Value)来表达数量化的育种目标。并根据各性状的经济重要性分别给予加权,其一般公式为:
AT=ΣWiAi
其中:AT=综合育种值
Wi=性状i的经济加权系数向量
Ai=性状i的一般育种值向量
(1)评估育种目标的方法
乳用性状
泌乳量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率和乳蛋白量。
最简单的方法是只考虑泌乳量一个性状,但是,泌乳量与乳脂率及乳蛋白率之间存在着负相关,若长期仅单独选择泌乳量,势必影响整个育种工作达不到预期的目标。尤其应该考虑在我国将逐渐地实施奶牛按质论价,即根据各种乳成分含量综合定价的牛奶收购方法,长期单一选择的育种目标将影响到牛奶生产的获利性。
还可以考虑使用乳脂量作为包括在育种目标中唯一的产奶性状。由于乳脂量和泌乳量和乳蛋白量间均有很高的相关,因此,通过乳脂量的选择可改善乳成分的含量。
(2)育种目标中的性状选择
2、育种规划中的经济学参数
根据定量经济学原理,综合育种值中的经济加权系数是两个组分之积:
Wi=Wi*·ni
其中Wi=性状i的经济加权因子
Wi*=性状i的边际效益
ni=性状i的性状表现贴现值
性状的边际(Marginal profit)
指当性状超过群体均数一个计量单位时,边际产出量与边际投入量之差。
边际效益估计的方法主要有回归法、差额法、单个场最优化模型和区域平衡模型。
差额差是对育种的边际产出量和边际投入量的实际值进行调查并进行经济学评价和计算。其计算公式为:
Wi*=ΣARij-ΣACij
式中ARij为性状i的第j个边际产出组分,ACij为性状i的第j个边际投入组分。
(1)性状的边际效益