如何提高遗传增益？

Posted 2022-08-21 Bioinfarmer

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遗传增益：年度遗传进展，即每年能够获得的遗传进展或产量改进。

公式：R =_i r σA/t _

提高遗传增益的方法：

1. 提高选择强度_i _（降低入选率，即增大供选群体，减少入选个体数）；
2. 创造或增加遗传变异_σA_（增加有利等位基因频率，通过遗传修饰增加基因重组，通过基因编辑和诱变育种等创造新的变异和等位基因，通过转基因和渐渗育种导入新基因或等位基因。目标性状的遗传变异是育种选择的基础。）；
3. 缩短育种周期_t_（通过DH育种等加快纯合进程；通过创造适宜的高温和超长的光照时间加快生长发育，最大程度缩短种子到种子的时间，或利用幼胚挽救措施提前采收播种）；
4. 提高选择的准确率_r_。在表型选择下，_r就是_h, 即遗传力开根号，遗传率越高，选择的准确率就越高；在基因组选择下，_r _就是真实育种值（true breeding value，TBV）与基因组预测育种值 (genomic estimated breeding value，GEBV) 之间的相关，_r _越大预测和选择就越准确。分子标记可以帮助育种家提高选择的准确性。

选择响应及其改进方法。(A）选择率（k）和表型变异（标准差，σ）对选择差异（S）的影响。遗传变异可以通过各种遗传学和基因组学方法释放和创造，选择率可以通过降低成本和提高基因分型和表型的规模/精度来降低。(B) 遗传增益主要由目标性状的遗传率决定，描述了三种情况，当h2=0时，没有得到任何选择响应（遗传增益）；当h2=100%时，获得完全响应，所有的选择差都能在后代实现；当100%>h2>0时（大多数情况），获得部分响应，选择差只能在下一代部分实现。遗传率的估计可以通过精确的表型和环境型来改善。(C）MAS（轮回或GS）通过大大增加有利等位基因的频率，使高级周期中选择的群体的平均值（y3）超过亲本群体，与从起始周期（C0）选择的重组品系（y1）和通过系谱选择开发的品系（y2）相比。通过综合育种策略缩短周期时间，可以提高单位时间的遗传增益。

在上述影响遗传增益的几个变量中，选择强度和育种周期这两个变量取决于特定的育种计划，是相对比较固定的。因此，遗传增益主要取决于可供选择的遗传变异以及选择效率。虽然遗传变异是选择的基础，但大同小异的育种计划所能捕获的遗传变异基本上也是大同小异。因此，除了育种材料和方法所能提供的遗传变异决定了选择进展可能达到的上限之外，主要就是选择的准确率。在表型选择下，选择的准确率取决于性状的遗传率。

遗传率的大小取决于遗传方差和环境方差的相对大小。而遗传方差具有性状特异性，对于同一群体的某一性状，育种家所能获得的遗传方差估计值是基本一样的。因此，最后决定遗传进展的关键因素就是决定选择准确率的关键因素——环境方差。而环境方差是可以在某种程度上通过试验设计和环境控制来减少的，降低环境方差就是减少遗传率估计公式中的分母（而分子中的遗传方差保持不变）。因此，要提高选择准确率，就要通过控制和减少环境方差来提高遗传率的估计值。

参考：

作者：Bioinfarmer​，请关注同名微信公众号：Bioinfarmer。