基于估计的育种值进行选择的改进策略

《Genetics Selection Evolution》：Strategies to improve on selection based on estimated breeding values

预估育种值（EBV）选择需兼顾短期遗传增益与长期多样性维持。研究通过MoBPS模拟发现，加权SNP效应（基于有利等位基因频率）和引入亲缘关系指标（平均 kinship）可分别提升长期增益1.6%和4.3%，同时降低近交率16.2%和15.8%。优化组合策略（含最优贡献选择、SNP效应加权、亲缘关系指标、近交避免和选种比例调整）实现5.1%更高增益和37.3%更低近交率，证实多策略整合优于单一方法。

　　

摘要

背景

根据个体的估计育种值（EBV）进行选择旨在在加性模型下最大化下一代的选育效果。然而，当目标不仅包括短期内的全群体遗传增益，还包括多代遗传增益时，最佳策略就不那么明确确定了，因为维持遗传多样性可能成为一个重要因素。本研究使用模拟软件MoBPS，在统一的测试流程中对现有的选择策略进行了扩展比较。

结果

根据有益等位基因的频率对估计的SNP效应应用权重因子后，50代后的长期遗传增益增加了1.6%，同时相比基于EBV的截断选择方法，近交率降低了16.2%。然而，这也导致了短期内遗传增益减少了1.2%，并在25代后达到了盈亏平衡点。相比之下，将个体的平均亲缘关系作为选择指数中的一个额外特征（权重为17.5%），并未导致短期遗传增益损失，反而使长期遗传增益增加了4.3%，同时近交率降低了15.8%。结合多种多样性管理策略，并使用进化算法优化每种策略的权重后，得到的育种方案比基于EBV的选择方法具有5.1%更高的遗传增益和37.3%更低的近交率。所提出的综合策略包括使用最优贡献选择、根据等位基因频率对SNP效应进行加权、将平均亲缘关系作为选择指数中的一个特征、避免相关个体之间的交配以及降低被选中的个体比例。

结论

研究表明，在育种计划中结合多种策略来管理遗传多样性，远优于本研究中测试的任何单一方法。由于使用这些策略管理遗传多样性和近交并不一定会导致短期内遗传增益的损失，且不会产生额外成本，因此对于育种公司来说，实施这些策略对于实现长期成功至关重要。