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抗病育种

选择对某疾病抗病力强的个体,育成对该疾病有抗病能力的新品系或新品种的育种方法。对遗传抗病的个体选择,需要鉴定特殊的抗病基因或鉴定与抗病有联系的遗传标记。其中最重要的是免疫系统遗传标记的选择。近年来家畜抗病育种工作已引起较大的重视。抗病育种有两大内容:①鉴定抗病及易感性的遗传基础,包括抗病机制。②改进家畜抗病能力的育种规划。

选择对某疾病抗病力强的个体,育成对该疾病有抗病能力的新品系或新品种的育种方法。对遗传抗病的个体选择,需要鉴定特殊的抗病基因或鉴定与抗病有联系的遗传标记。其中最重要的是免疫系统遗传标记的选择。近年来家畜抗病育种工作已引起较大的重视。抗病育种有两大内容:①鉴定抗病及易感性的遗传基础,包括抗病机制。②改进家畜抗病能力的育种规划。抗病育种中所指的抗病,主要包括对传染病、寄生虫侵害的抵抗力和易感性。

抗病育种的方法

直接选择

①对种畜现场观察:这个方法主要是根据现场疾病记录,区分病畜及健康家畜,是最简单和用得最多的方法,其优点是对生产无影响,而且存在畜体内部影响抗病或易感性的全部遗传因子可以自动地被选择出来;其缺点是需要昂贵的后裔测定制度及大量的后代,延长了世代间隔。某些疾病性状受年龄及性别的限制,也影响了世代间隔。②对种畜直接用病原体感染:此法对生产有较大的危害性,但抗病表现好,特别是在病原的剂量达到标准化时,个体的抗病力可准确地表现出来,此法只能在不导致产生严重损害和过高的死亡的疾病中应用。③对种畜的同胞和后代直接用病原体感染:此法是直接选择种畜抗病力较好的方法,已感染的家畜不再用于繁殖,但需对已感染病的家畜进行严格隔离,代价很高。以上三种直接选择方法中,除方法①外都需对家畜用病原体直接人工感染,危险性大,需经费多,现已多不采用。

图1 开展抗病育种的必需步骤(J.S.Gavora,1990)

间接选择

根据免疫应答性状以及与抗病有关又不需用病原体感染即可测定出的遗传标记进行选择,此法不影响种畜的生产,容易被生产者接受,需要鉴定主要的标记基因,并应用这些基因作为选择标记,对抵抗特殊疾病的目的明确。标记可能只限一个,但对多基因影响的疾病,则可能有许多标记。这是目前被认为最有前途和采用较多的方法。寻找与抗病有关的遗传标记(图1),以设计抗病育种规划。当决定某标记性状是否需包括在育种方案时需考虑:①性状必须有较大的遗传变异和遗传力;②性状必须有重要的经济意义;③测定方法简单、价格低廉;④与重要经济性状间有较高的遗传相关,在生命早期可以测定并不受性别限制。此外应用分子遗传学和细胞操作技术,构成抗病力基因型或修补缺损的染色体组型以及进行抗病基因的转移等方法,其潜力是很大的。

抗病力间接选择通径关系

在抗病力间接选择中,必须考虑的基本通径关系见图2。该图假设免疫应答性状(I)应用于抗病(D)间接选择,这个选择结果预期的遗传变化是:

△G(D)I=ih(G)IDσ(G)D

式中 i为选择强度;h为遗传力的平方根;σ为标准偏差;G为遗传相关或遗传标准偏差。

对免疫应答或其他性状的选择,抗病力的遗传改进,将取决于选择强度,免疫应答性状的遗传力,免疫应答与抗病性状的遗传相关以及抗病的加性遗传标准偏差。根据免疫应答选择抗病力所希望的遗传增进〔ΔG(D)I〕,是在选择强度相同的条件下,超过或等于直接选择抗病的遗传增进。

图2 免疫应答(I)抗病(D)及生产(Y)的通径关系图

ΔG(D)=ihDσ(G)D

间接选择所得到的抗病遗传进展,可用以下公式推导出来

ΔG(D)I/△G(D)=hIr(G)ID/hD

公式指出了直接和间接选择遗传增进的相对大小,取决于免疫应答和抗病性状的遗传力和它们之间的遗传相关。对免疫应答进行选择,可以增强疫苗接种及药物的协调相互作用,从而导致抗病家畜数量增加,将免疫应答作为抗病选择的标记,可以明显地提高选择作用。对与疾病有关的主要位点的应用,也是抗病选择的重点,是最有希望的。已经知道,某些疾病是受许多位点的影响,每个位点的作用较小。主要组织相容性复合体(MHC)包含有疾病的畜禽、小鼠和人类免疫性状有关的主位点(Major loci),例如家禽中的B21等位基因,对抗马立克病(Marek's disease)有主要影响,具有B21的鸡不易感染,具有B3、B5、B13、B19和B27等位基因则易感染,牛的淋巴细胞抗原(BoLA)中,W2抗乳房炎,W16则易感染,W8.1抗白血病,W12.1则易感染等,因此研究MHC与免疫应答性状以及疾病之间的关系,找出影响疾病的主基因是抗病育种中极为重要的(见表)。

牛MHC(BoLA)及猪MHC(SLA)对抗病的影响