家畜遗传资源
多样性保护
第一节 家畜遗传多样性概述
第二节 遗传多样性保护理论和方法
第三节 新技术在遗传多样性保护中的应用
第四节 家畜遗传资源的管理与利用
内 容
?畜产品来源于 40多个畜禽种类的大约 4500个品种
?数十年来，家畜生产性能得到前所未有的改进：
━ 奶牛的产奶量几乎是 25年前的 2倍
━ 近十多年来商品猪的脂肪减少了 30%多
━ 肉鸡上市天数也缩短了近两周
?与此同时家畜遗传资源多样性也受到严重的威胁
?家畜品种、类群等资源受到严重破坏，濒临灭绝
?至 1993年，全球 3831个畜禽品种中，有 618
（占 16%）已经消亡，还有 30%－ 40%的畜禽种
质资源濒于灭绝
引言
?世界各国十分重视家畜遗传资源的保护
?1992年 6月的 167个国家签署了, 生物多样性公约,
?许多国家制定家畜遗传资源管理计划和保护措施
?国内自, 六五, 以来，就将家畜遗传资源研究列为
国家科技攻关项目
?1994年我国正式颁布了, 种畜禽管理条例, 和, 种
畜禽管理条例实施细则,
?1996年正式成立了, 国家家畜禽品种遗传资源委员
会, 和, 国家家畜品种专业审定委员会,
引言
第一节 家畜遗传多样性概述
?畜禽种质资源是生物多样性的一个组成部分
?生物多样性（ Biological diversity）界定为,。
?在某一特定区域内，植物、动物、微生物在基
因、物种和生态系统三个水平上多样性的总和
━ 基因多样性：也称遗传多样性是指种内的基因变异
━ 物种多样性：是指地球上物种多样性
━ 生态系统多样性：是指生物圈内和生态系统内的栖
息地、生物群落以及生态过程变化的多样性
?家畜多样性是生物多样性中一个重要组成部分
?它在物种多样性中所占的 比例很小
?但是在遗传多样性中却 非常重要
?家畜遗传多样性的丢失比野生物种多样性的丢失对
人类利益的损害更大
?同种家畜的不同品种和类型是构成家畜多样性的重
要形式
?一个品种就是一个相对独立的特殊 基因库,是培育
优良品种和利用杂种优势的良好原材料
家畜多样性的概念
━ 家畜品种内个体间的遗传变异很大
━ 研究证实，在 DNA水平上个体间的遗传差异很大
━ 地方品种 类群选育程度低中，遗传多样性丰富
━ 遗传变异为种群内的选育提供了基础
?保持畜种内丰富的遗传多样性，可以维持
对未知需求的足够应变能力
家畜品种内遗传多样性的作用
国内外家畜遗传多样性概况
家畜是人类长期选择的产物
人类驯化 40多种哺乳动物和鸟类
目前广泛饲养的畜禽只有 6种哺乳动物，即 水牛、
黄牛、山羊、马、猪和绵羊 ； 4种禽类动物，即 鸡、
鸭、鹅和火鸡
?此外一些稀少畜禽的遗传多样性对人类社会生活
同样具有重要的意义：
高原地区豚鼠、羊驼、无峰驼、牦牛，沙漠地区
的骆驼，北极地区的麝牛和驯鹿等
?许多家畜品种正面临灭绝的威胁，在 1433
个调查品种中大约有 27%处于灭绝的边沿
?可以推测，目前全球的 5000余品种中，大
约有 1200到 1600个品种处于危险境地
?每年大约有 50多个品种消失
?还有相当大一部分品种的数量正日益减少 。
国外畜禽品种资源状况
? 经过全国性畜禽遗传资源普查,,同种异名, 归并后，
确认全国拥有畜禽品种和类群 596个（, 七五, ）
?数十年来很大一部分品种资源遭到严重的
破坏
我国畜禽品种资源状况
马 驴 黄
牛
水
牛
骆
驼
绵
羊
山
羊
猪 鸡 鸭 鹅 火
鸡
66
个
20
个
73
个
20
个
4
个
79
个
48
个
113
个
109
个
35
个
21
个
3
个
?我国的地方猪种主要可以分为 6个类型（存栏数 4.65
亿头, 2002年）：
?华北、华中、华南、西南、江海和高原型猪
?每一类型中又有许多具有独特性能的品种，例如高
繁殖性能的 太湖猪,耐寒体大的 东北民猪,瘦肉率
高的 荣昌猪,适于腌制优质火腿的 金华猪,体型特
小的 香猪 等
我国猪品种资源
中国猪品种的分布
华 北 型
高 原 型
西
南型 华 中 型
华 南 型
江海型
?我国饲养的 一亿多头牛 中，可以分为 6个类型：乳
用牛、肉用牛、乳肉兼用牛、黄牛、水牛和牦牛
?拥有许多著名的地方品种或类型，例如乳肉兼用品
种 三河牛 ；，体高力大、步伐轻快、性情温顺的 南
阳牛,行动迅速、水旱两用的 延边牛,以及产于湖
南、江苏、四川等地的大型役用 水牛 等
我国牛品种资源
? 一般根据用途将绵羊分为细毛羊、半细毛羊、粗
毛羊、裘皮羊和羔皮羊；将山羊分为乳用山羊、
毛用山羊、绒用山羊和皮用山羊
? 我国羊品种中，生态适应性特别良好的 蒙古羊,
哈萨克羊 和 藏羊,以独特二毛裘皮闻名的 滩羊,
繁殖力高、适于舍饲、羔皮品质优良的 湖羊,皮
优良的 中卫沙毛山羊,以及著名的辽宁 绒山羊 和
内蒙绒山羊等
我国羊品种资源
我国家禽品种资源
?家禽主要有蛋用型、肉用型、兼用型、观赏型、药
用型等
?其中骨细、肉嫩、味鲜的 北京油鸡,体小、省料、
年产蛋量 200枚左右的浙江 仙居鸡,丝毛、乌骨、名
贵药用的 泰和鸡,体小、胸肌发达、能够飞翔的 藏
鸡 。还有生长快、产蛋多的 北京鸭,体型特大的 狮
头鹅 等。这些品种大多是世界闻名的
我
国
畜
禽
品
种
资
源
面
临
的
形
势
家畜遗传多样性保护的意义
?狭义的遗传多样性保存
通过维持一个免受人为影响而导致遗传变化的 保种
群 来实现
?家畜遗传多样性保护
指人类管理和利用家畜资源以获得最大的 持续利益,
并保持满足未来需求的潜力
━ 畜禽遗传资源保存具有潜在的重要经济价值
━ 保种就是 保护可利用的遗传变异,当畜产品消费结
构和生产条件发生改变，借助品种资源，生产者能
够迅速地作出相关的反应
━ 对畜禽遗传资源保存的成本和效益进行准确分析是
相当困难的
━ 保种投入 与完全忽视畜禽遗传多样性保存，从而导
致对未来变化丧失应变能力所带来的损失要 低得多
保种的经济意义
?畜禽遗传多样性是动物遗传育种研究的基础
保种的科学意义
━ 利用群体间以及个体间的 遗传变异 来研究动物
的发育和生理机制
━ 分析动物进化、驯化、品种形成过程
?畜禽品种遗传资源的保存也为一个国家的文化
历史遗产提供了活的见证
?对于濒危畜禽遗传资源的保存，应该象对待一
个国家其它文化遗产一样给予高度的重视
保种的文化和历史意义
家畜遗传资源保存的主要问题
━ 家畜品种的改良为了改善生产性能
━ 选择的目的是要 打破 群体遗传结构的平衡
━ 保种的目的在于全面地 维持 群体遗传结构的稳定
━ 保种群体应 避免 选择、突变、迁移、近交等因素，
同时要尽量降低遗传漂变
?保种与选育的矛盾
?传统保种与选育目标是对立的
?若转变观念，可将保种与选育结合起来
?短期利益：保种是一项缺乏经济效益的工作
?长远利益：保种对于畜牧生产乃至社会发展都具
有长期效益
资源应用价值难于评价
长远经济利益非常模糊
?公益事业,需要政府和社会团体的支持，甚至全
球性的国际组织和政府间的合作
家畜遗传资源保存的主要问题
?短期利益与长远利益的矛盾
?保种任务的区域性不平衡
━ 发达国家：少数优秀品种取代多数地方品种
━ 发展中国家：仍拥有相对丰富的遗传资源
?大多 保种理论 研究者集中在发达国家和地区
?大多数发展中国家或地区却承担 保种任务
?这种区域的不平衡性，影响了保种成效
?发展中国家的保种应得到发达国家的支持
家畜遗传资源保存的主要问题
畜禽遗传资源保存的三种主要方法：
保种方式的多样化
?活体原位保种,需要设立保种群体，维持成本很高，可靠
性差
?超低温冷冻方法保种（配子、胚胎、体细胞）, 作为活体
原位保种的补充方式，技术、费用和可靠性在不同的家畜
有所不同
?DNA基因组文库保种, 目前基本上处于研究阶段，这是一种
最安全、最可靠、维持费用最低的遗传资源保存方法
?三种方法各有利弊，需要共同使用，互为补充
?保种是一项 耗资巨大 的工作
?需要设法多渠道地筹措保种资金：
保种资金的投入
━ 政府财政投入，它是保种的基础
━ 国际社会的支持，有利于平衡区域间的矛盾
━ 社会团体或个人的赞助
━ 遗传资源的综合开发利用，是积极主动筹资保种
第二节 遗传多样性保护理论和方法
━ 保存一个群体基因库的平衡，力争保存每一个基因
━ 在一个规模大的群体，并且实行随机留种和交配
━ 保证不受突变、选择、迁移、遗传漂变等影响
━ 闭锁的有限保种群体很易导致群体随机遗传漂变
━ 遗传漂变的大小可依据 群体有效含量 来预测的
?原位保存
理想群体,群体含量在世代间保持恒定、群体内随
机交配、无世代重叠、无其它遗传效应影响
群体有效含量,与实际群体有相同基因频率、方
差或相同的杂合度衰减率的理想群体含量 Ne
近交系数增量,反映群体遗传结构中基因的平均
纯合速度
t世代的近交系数 Ft,与近交系数增量 ?F的关系为
? ? tt FF ???? 11
保种群的有效含量
?群体规模是影响群体平均近交系数增量最重要的
因素，对理想群体而言，两者的关系如下：
e2
1
N
F ??
群体规模与近交增量
影响近交系数增量的因素
? 性别比例
? 留种方式
? 亲本的贡献
? 交配系统
? 世代间群体规模的波动
? 世代间隔
?一般家畜群体中种公畜 Nm远少于母畜 Nf 数量，
这使得群体有效含量比实际群体规模要小：
fm 8
1
8
1
NN
F ???
性别比例与近交增量
?随机留种 条件下，群体近交系数增量为上式
?种公畜数量 对群体有效含量的影响远大于种
母畜，为了在保种群中维持较大的群体有效
含量，必须保持有一定数量的种公畜
在保种群体中，留种方式有两种，即 随机留种 和 各
家系等量留种,不同的留种方式对保种效果影响很
大。家系等量留种条件下，群体平均近交系数增量
fm 32
1
32
3
NN
F ???
留种方式与近交增量
当种母畜数与种公畜数目相等，家系等量留种时
的近交系数增量仅相当于随机留种时的一半，这
时的群体有效含量提高近一倍
实际群体中基因的传递是四个途径：
种公畜 → 公畜（ mm）、种公畜 → 母畜（ mf）
种母畜 → 公畜（ fm）、种母畜 → 母畜（ ff）
四个途径传递的基因数目是不同的，即亲本对下一代
的贡献差异，近交增量为：
亲本的贡献与近交增量
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
???
?
????? 2mf
2
f
m
mfm m,
f
m2
mm
m
22
32
1 ??
N
NC o v
N
N
N
F
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
???
????? 2
fm
2
m
f
fmf f,
m
f2
ff
f
22
32
1 ??
N
NC o v
N
N
N
?群体平均近交系数增量随各方差、协方差增加而提高的
?减少种畜在提供后代数目上的变异，是降低近交系数增量
的重要手段
?异型交配可保持群体的杂合性，降低近交增量
?在随机交配的基础上，人为地避免亲缘关系较近的
个体间交配
?将群体划分为几个不同的亲缘关系较远的亚群，在
亚群间计划交配，可控制群体平均近交系数的增长
?对长期保种的群体而言，更主要的是控制群体规模
交配系统与近交增量
?若群体在不同世代的规模是变化的，则 t个世
代平均的群体有效含量是各世代群体有效含量的
调合均数
世代间群体规模的波动与近交增量
???
?
???
?
?????
tNNNt
F 111
2
1
21
??
?群体平均近交系数增量主要取决于有效含量最
小的世代群体规模，群体有效含量越小，它导致
群体遗传漂变越严重
?世代间隔不直接影响群体近交增量
?它与一定时间内的群体遗传结构变化速度密
切相关
?世代间隔的延长 可以有效减缓群体的遗传变
化，有利于遗传资源的长期保存
世代间隔与近交增量
在一个设计的保种群体中，有种公畜 10头，种母畜 50
头。
① 若采用完全 随机留种,群体平均近交系数增量？
例题
② 若采用 家系等量留种, 群体平均近交系数增量？
0 1 5.0
508
1
108
1
8
1
8
1
fm
?
?
?
?
????
NN
F
010.0
5032
1
1032
3
32
1
32
3
fm
?
?
?
?
????
NN
F
③ 如果保持种公、母畜各 30头，并且采用家系等
量留种，近交增量是多大？
④ 如果初始群体近交系数为零，上述第一种情况下
到第 5代时的群体平均近交系数分别为多大？
0042.0
308
1
8
1
32
1
32
3
mfm
?
?
?????
NNN
F
? ? ? ? 0 7 2 8.0015.01111 5 ???????? tt FF
⑤ 如果初始群体只有种公畜 2头，种母畜 8头，以后 4
个世代保持种公畜 10头，种母畜 50头，在随机留种情
况下，平均的近交系数增量是多大？此时群体的平均
近交系数是多大？
⑥ 上述各种情况下的群体有效含量是多少？
0 1 3 5.00 1 5.04108 128 152 111121
21
??
?
?
??
? ???
?
??
?
?
????????
?
???
? ?????
tNNNt
F ??
? ? ? ? 0657.00135.01111 5 ???????? tt FF
33.330 1 5.02 12 1e ????? FN
第一种情况下
类似地可以得到其它三种情况（②、③和⑤）的分
别为,50,120,37
原位保存的基本方法
?划定 良种基地,基地禁止引进其它品种的种畜
?建立 保种群,在良种基地建立足够数量的保种群
?实行 各家系等量留种
?制定合理的 交配制度,在保种群体中避免同胞交配
?适当 延长世代间隔,也可以降低群体近交系数增量
?外界环境条件相对稳定，防止基因突变
?在保种群中一般 不进行选择
第三节 新技术在遗传多样性保护中的应用
种群遗传变异分析（ 分子生物技术 ）
?分析种群内和种群间的遗传变异，是家畜保种的
基础工作
?对遗传变异的分析已经从表型、蛋白质多态深入
到 DNA分子水平
?利用 DNA多态性可以更全面、准确地分析种群的遗
传变异
限制性片段长度多态（ RFLP)、扩增片段长度多态
（ AFLP)、可变数目序列重复（ VNTR),微卫星
（ microsatellite)、简单序列重复（ SSR)、单股构
象 DNA多态（ SSCP)、双股构象 DNA多态（ DSCP）等等 。
种群遗传变异分析（ 分子生物技术 ）
? 已经开展的：
– 全国 鸡 品种遗传多样性研究
– 全国 水牛 品种遗传多样性研究
– 全国 猪 品种遗传多样性研究
? 正在开展的,
– 全国 鸭 品种遗传多样性研究
– 全国 黄牛 品种遗传多样性研究
? 主要方法
– 微卫星分子标记
?利用 DNA分子多态性和相应的基因频率计
算群体的遗传多样性一般用 杂合度
?同样利用 DNA多态性，还可以进行种群间
亲缘关系分析，即计算 种群间的遗传距
离 （ genetic distance,D）
种群遗传变异分析（ 分子生物技术 ）
细胞冷冻保存
?家畜品种资源易位保存的主要形式之一
?低温冷冻技术对大多数畜禽的 精液 进行长期保
存已基本可行
?冷冻精液的缺陷是，若想要获得与现有遗传特
性基本一致的纯种，必须通过利用冷冻精液对畜
群进行一系列的回交
细胞冷冻保存
?哺乳动物的冷冻胚胎技术，自七十年代初首获成功
以来，已经在二十多种哺乳动物获得成功，
?为了克服冷冻精液的缺陷，最好是结合 冷冻胚胎 来
进行畜禽的易位保存
?在需要纯种时可以通过适当的受体及时获得
疾病诊断和控制
?家畜 健康状况 是遗传资源国际间交流和利
用的重要限制因素之一
?随着种畜的引入，一些传染性疾病也有可
能引进
?精液过滤和胚胎冲洗等新技术有效的控制
了疫病传播
?疫病诊断与控制技术 对家畜遗传资源保护
具有重要的意义
谢 谢！
多样性保护
第一节 家畜遗传多样性概述
第二节 遗传多样性保护理论和方法
第三节 新技术在遗传多样性保护中的应用
第四节 家畜遗传资源的管理与利用
内 容
?畜产品来源于 40多个畜禽种类的大约 4500个品种
?数十年来，家畜生产性能得到前所未有的改进：
━ 奶牛的产奶量几乎是 25年前的 2倍
━ 近十多年来商品猪的脂肪减少了 30%多
━ 肉鸡上市天数也缩短了近两周
?与此同时家畜遗传资源多样性也受到严重的威胁
?家畜品种、类群等资源受到严重破坏，濒临灭绝
?至 1993年，全球 3831个畜禽品种中，有 618
（占 16%）已经消亡，还有 30%－ 40%的畜禽种
质资源濒于灭绝
引言
?世界各国十分重视家畜遗传资源的保护
?1992年 6月的 167个国家签署了, 生物多样性公约,
?许多国家制定家畜遗传资源管理计划和保护措施
?国内自, 六五, 以来，就将家畜遗传资源研究列为
国家科技攻关项目
?1994年我国正式颁布了, 种畜禽管理条例, 和, 种
畜禽管理条例实施细则,
?1996年正式成立了, 国家家畜禽品种遗传资源委员
会, 和, 国家家畜品种专业审定委员会,
引言
第一节 家畜遗传多样性概述
?畜禽种质资源是生物多样性的一个组成部分
?生物多样性（ Biological diversity）界定为,。
?在某一特定区域内，植物、动物、微生物在基
因、物种和生态系统三个水平上多样性的总和
━ 基因多样性：也称遗传多样性是指种内的基因变异
━ 物种多样性：是指地球上物种多样性
━ 生态系统多样性：是指生物圈内和生态系统内的栖
息地、生物群落以及生态过程变化的多样性
?家畜多样性是生物多样性中一个重要组成部分
?它在物种多样性中所占的 比例很小
?但是在遗传多样性中却 非常重要
?家畜遗传多样性的丢失比野生物种多样性的丢失对
人类利益的损害更大
?同种家畜的不同品种和类型是构成家畜多样性的重
要形式
?一个品种就是一个相对独立的特殊 基因库,是培育
优良品种和利用杂种优势的良好原材料
家畜多样性的概念
━ 家畜品种内个体间的遗传变异很大
━ 研究证实，在 DNA水平上个体间的遗传差异很大
━ 地方品种 类群选育程度低中，遗传多样性丰富
━ 遗传变异为种群内的选育提供了基础
?保持畜种内丰富的遗传多样性，可以维持
对未知需求的足够应变能力
家畜品种内遗传多样性的作用
国内外家畜遗传多样性概况
家畜是人类长期选择的产物
人类驯化 40多种哺乳动物和鸟类
目前广泛饲养的畜禽只有 6种哺乳动物，即 水牛、
黄牛、山羊、马、猪和绵羊 ； 4种禽类动物，即 鸡、
鸭、鹅和火鸡
?此外一些稀少畜禽的遗传多样性对人类社会生活
同样具有重要的意义：
高原地区豚鼠、羊驼、无峰驼、牦牛，沙漠地区
的骆驼，北极地区的麝牛和驯鹿等
?许多家畜品种正面临灭绝的威胁，在 1433
个调查品种中大约有 27%处于灭绝的边沿
?可以推测，目前全球的 5000余品种中，大
约有 1200到 1600个品种处于危险境地
?每年大约有 50多个品种消失
?还有相当大一部分品种的数量正日益减少 。
国外畜禽品种资源状况
? 经过全国性畜禽遗传资源普查,,同种异名, 归并后，
确认全国拥有畜禽品种和类群 596个（, 七五, ）
?数十年来很大一部分品种资源遭到严重的
破坏
我国畜禽品种资源状况
马 驴 黄
牛
水
牛
骆
驼
绵
羊
山
羊
猪 鸡 鸭 鹅 火
鸡
66
个
20
个
73
个
20
个
4
个
79
个
48
个
113
个
109
个
35
个
21
个
3
个
?我国的地方猪种主要可以分为 6个类型（存栏数 4.65
亿头, 2002年）：
?华北、华中、华南、西南、江海和高原型猪
?每一类型中又有许多具有独特性能的品种，例如高
繁殖性能的 太湖猪,耐寒体大的 东北民猪,瘦肉率
高的 荣昌猪,适于腌制优质火腿的 金华猪,体型特
小的 香猪 等
我国猪品种资源
中国猪品种的分布
华 北 型
高 原 型
西
南型 华 中 型
华 南 型
江海型
?我国饲养的 一亿多头牛 中，可以分为 6个类型：乳
用牛、肉用牛、乳肉兼用牛、黄牛、水牛和牦牛
?拥有许多著名的地方品种或类型，例如乳肉兼用品
种 三河牛 ；，体高力大、步伐轻快、性情温顺的 南
阳牛,行动迅速、水旱两用的 延边牛,以及产于湖
南、江苏、四川等地的大型役用 水牛 等
我国牛品种资源
? 一般根据用途将绵羊分为细毛羊、半细毛羊、粗
毛羊、裘皮羊和羔皮羊；将山羊分为乳用山羊、
毛用山羊、绒用山羊和皮用山羊
? 我国羊品种中，生态适应性特别良好的 蒙古羊,
哈萨克羊 和 藏羊,以独特二毛裘皮闻名的 滩羊,
繁殖力高、适于舍饲、羔皮品质优良的 湖羊,皮
优良的 中卫沙毛山羊,以及著名的辽宁 绒山羊 和
内蒙绒山羊等
我国羊品种资源
我国家禽品种资源
?家禽主要有蛋用型、肉用型、兼用型、观赏型、药
用型等
?其中骨细、肉嫩、味鲜的 北京油鸡,体小、省料、
年产蛋量 200枚左右的浙江 仙居鸡,丝毛、乌骨、名
贵药用的 泰和鸡,体小、胸肌发达、能够飞翔的 藏
鸡 。还有生长快、产蛋多的 北京鸭,体型特大的 狮
头鹅 等。这些品种大多是世界闻名的
我
国
畜
禽
品
种
资
源
面
临
的
形
势
家畜遗传多样性保护的意义
?狭义的遗传多样性保存
通过维持一个免受人为影响而导致遗传变化的 保种
群 来实现
?家畜遗传多样性保护
指人类管理和利用家畜资源以获得最大的 持续利益,
并保持满足未来需求的潜力
━ 畜禽遗传资源保存具有潜在的重要经济价值
━ 保种就是 保护可利用的遗传变异,当畜产品消费结
构和生产条件发生改变，借助品种资源，生产者能
够迅速地作出相关的反应
━ 对畜禽遗传资源保存的成本和效益进行准确分析是
相当困难的
━ 保种投入 与完全忽视畜禽遗传多样性保存，从而导
致对未来变化丧失应变能力所带来的损失要 低得多
保种的经济意义
?畜禽遗传多样性是动物遗传育种研究的基础
保种的科学意义
━ 利用群体间以及个体间的 遗传变异 来研究动物
的发育和生理机制
━ 分析动物进化、驯化、品种形成过程
?畜禽品种遗传资源的保存也为一个国家的文化
历史遗产提供了活的见证
?对于濒危畜禽遗传资源的保存，应该象对待一
个国家其它文化遗产一样给予高度的重视
保种的文化和历史意义
家畜遗传资源保存的主要问题
━ 家畜品种的改良为了改善生产性能
━ 选择的目的是要 打破 群体遗传结构的平衡
━ 保种的目的在于全面地 维持 群体遗传结构的稳定
━ 保种群体应 避免 选择、突变、迁移、近交等因素，
同时要尽量降低遗传漂变
?保种与选育的矛盾
?传统保种与选育目标是对立的
?若转变观念，可将保种与选育结合起来
?短期利益：保种是一项缺乏经济效益的工作
?长远利益：保种对于畜牧生产乃至社会发展都具
有长期效益
资源应用价值难于评价
长远经济利益非常模糊
?公益事业,需要政府和社会团体的支持，甚至全
球性的国际组织和政府间的合作
家畜遗传资源保存的主要问题
?短期利益与长远利益的矛盾
?保种任务的区域性不平衡
━ 发达国家：少数优秀品种取代多数地方品种
━ 发展中国家：仍拥有相对丰富的遗传资源
?大多 保种理论 研究者集中在发达国家和地区
?大多数发展中国家或地区却承担 保种任务
?这种区域的不平衡性，影响了保种成效
?发展中国家的保种应得到发达国家的支持
家畜遗传资源保存的主要问题
畜禽遗传资源保存的三种主要方法：
保种方式的多样化
?活体原位保种,需要设立保种群体，维持成本很高，可靠
性差
?超低温冷冻方法保种（配子、胚胎、体细胞）, 作为活体
原位保种的补充方式，技术、费用和可靠性在不同的家畜
有所不同
?DNA基因组文库保种, 目前基本上处于研究阶段，这是一种
最安全、最可靠、维持费用最低的遗传资源保存方法
?三种方法各有利弊，需要共同使用，互为补充
?保种是一项 耗资巨大 的工作
?需要设法多渠道地筹措保种资金：
保种资金的投入
━ 政府财政投入，它是保种的基础
━ 国际社会的支持，有利于平衡区域间的矛盾
━ 社会团体或个人的赞助
━ 遗传资源的综合开发利用，是积极主动筹资保种
第二节 遗传多样性保护理论和方法
━ 保存一个群体基因库的平衡，力争保存每一个基因
━ 在一个规模大的群体，并且实行随机留种和交配
━ 保证不受突变、选择、迁移、遗传漂变等影响
━ 闭锁的有限保种群体很易导致群体随机遗传漂变
━ 遗传漂变的大小可依据 群体有效含量 来预测的
?原位保存
理想群体,群体含量在世代间保持恒定、群体内随
机交配、无世代重叠、无其它遗传效应影响
群体有效含量,与实际群体有相同基因频率、方
差或相同的杂合度衰减率的理想群体含量 Ne
近交系数增量,反映群体遗传结构中基因的平均
纯合速度
t世代的近交系数 Ft,与近交系数增量 ?F的关系为
? ? tt FF ???? 11
保种群的有效含量
?群体规模是影响群体平均近交系数增量最重要的
因素，对理想群体而言，两者的关系如下：
e2
1
N
F ??
群体规模与近交增量
影响近交系数增量的因素
? 性别比例
? 留种方式
? 亲本的贡献
? 交配系统
? 世代间群体规模的波动
? 世代间隔
?一般家畜群体中种公畜 Nm远少于母畜 Nf 数量，
这使得群体有效含量比实际群体规模要小：
fm 8
1
8
1
NN
F ???
性别比例与近交增量
?随机留种 条件下，群体近交系数增量为上式
?种公畜数量 对群体有效含量的影响远大于种
母畜，为了在保种群中维持较大的群体有效
含量，必须保持有一定数量的种公畜
在保种群体中，留种方式有两种，即 随机留种 和 各
家系等量留种,不同的留种方式对保种效果影响很
大。家系等量留种条件下，群体平均近交系数增量
fm 32
1
32
3
NN
F ???
留种方式与近交增量
当种母畜数与种公畜数目相等，家系等量留种时
的近交系数增量仅相当于随机留种时的一半，这
时的群体有效含量提高近一倍
实际群体中基因的传递是四个途径：
种公畜 → 公畜（ mm）、种公畜 → 母畜（ mf）
种母畜 → 公畜（ fm）、种母畜 → 母畜（ ff）
四个途径传递的基因数目是不同的，即亲本对下一代
的贡献差异，近交增量为：
亲本的贡献与近交增量
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
???
?
????? 2mf
2
f
m
mfm m,
f
m2
mm
m
22
32
1 ??
N
NC o v
N
N
N
F
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
???
????? 2
fm
2
m
f
fmf f,
m
f2
ff
f
22
32
1 ??
N
NC o v
N
N
N
?群体平均近交系数增量随各方差、协方差增加而提高的
?减少种畜在提供后代数目上的变异，是降低近交系数增量
的重要手段
?异型交配可保持群体的杂合性，降低近交增量
?在随机交配的基础上，人为地避免亲缘关系较近的
个体间交配
?将群体划分为几个不同的亲缘关系较远的亚群，在
亚群间计划交配，可控制群体平均近交系数的增长
?对长期保种的群体而言，更主要的是控制群体规模
交配系统与近交增量
?若群体在不同世代的规模是变化的，则 t个世
代平均的群体有效含量是各世代群体有效含量的
调合均数
世代间群体规模的波动与近交增量
???
?
???
?
?????
tNNNt
F 111
2
1
21
??
?群体平均近交系数增量主要取决于有效含量最
小的世代群体规模，群体有效含量越小，它导致
群体遗传漂变越严重
?世代间隔不直接影响群体近交增量
?它与一定时间内的群体遗传结构变化速度密
切相关
?世代间隔的延长 可以有效减缓群体的遗传变
化，有利于遗传资源的长期保存
世代间隔与近交增量
在一个设计的保种群体中，有种公畜 10头，种母畜 50
头。
① 若采用完全 随机留种,群体平均近交系数增量？
例题
② 若采用 家系等量留种, 群体平均近交系数增量？
0 1 5.0
508
1
108
1
8
1
8
1
fm
?
?
?
?
????
NN
F
010.0
5032
1
1032
3
32
1
32
3
fm
?
?
?
?
????
NN
F
③ 如果保持种公、母畜各 30头，并且采用家系等
量留种，近交增量是多大？
④ 如果初始群体近交系数为零，上述第一种情况下
到第 5代时的群体平均近交系数分别为多大？
0042.0
308
1
8
1
32
1
32
3
mfm
?
?
?????
NNN
F
? ? ? ? 0 7 2 8.0015.01111 5 ???????? tt FF
⑤ 如果初始群体只有种公畜 2头，种母畜 8头，以后 4
个世代保持种公畜 10头，种母畜 50头，在随机留种情
况下，平均的近交系数增量是多大？此时群体的平均
近交系数是多大？
⑥ 上述各种情况下的群体有效含量是多少？
0 1 3 5.00 1 5.04108 128 152 111121
21
??
?
?
??
? ???
?
??
?
?
????????
?
???
? ?????
tNNNt
F ??
? ? ? ? 0657.00135.01111 5 ???????? tt FF
33.330 1 5.02 12 1e ????? FN
第一种情况下
类似地可以得到其它三种情况（②、③和⑤）的分
别为,50,120,37
原位保存的基本方法
?划定 良种基地,基地禁止引进其它品种的种畜
?建立 保种群,在良种基地建立足够数量的保种群
?实行 各家系等量留种
?制定合理的 交配制度,在保种群体中避免同胞交配
?适当 延长世代间隔,也可以降低群体近交系数增量
?外界环境条件相对稳定，防止基因突变
?在保种群中一般 不进行选择
第三节 新技术在遗传多样性保护中的应用
种群遗传变异分析（ 分子生物技术 ）
?分析种群内和种群间的遗传变异，是家畜保种的
基础工作
?对遗传变异的分析已经从表型、蛋白质多态深入
到 DNA分子水平
?利用 DNA多态性可以更全面、准确地分析种群的遗
传变异
限制性片段长度多态（ RFLP)、扩增片段长度多态
（ AFLP)、可变数目序列重复（ VNTR),微卫星
（ microsatellite)、简单序列重复（ SSR)、单股构
象 DNA多态（ SSCP)、双股构象 DNA多态（ DSCP）等等 。
种群遗传变异分析（ 分子生物技术 ）
? 已经开展的：
– 全国 鸡 品种遗传多样性研究
– 全国 水牛 品种遗传多样性研究
– 全国 猪 品种遗传多样性研究
? 正在开展的,
– 全国 鸭 品种遗传多样性研究
– 全国 黄牛 品种遗传多样性研究
? 主要方法
– 微卫星分子标记
?利用 DNA分子多态性和相应的基因频率计
算群体的遗传多样性一般用 杂合度
?同样利用 DNA多态性，还可以进行种群间
亲缘关系分析，即计算 种群间的遗传距
离 （ genetic distance,D）
种群遗传变异分析（ 分子生物技术 ）
细胞冷冻保存
?家畜品种资源易位保存的主要形式之一
?低温冷冻技术对大多数畜禽的 精液 进行长期保
存已基本可行
?冷冻精液的缺陷是，若想要获得与现有遗传特
性基本一致的纯种，必须通过利用冷冻精液对畜
群进行一系列的回交
细胞冷冻保存
?哺乳动物的冷冻胚胎技术，自七十年代初首获成功
以来，已经在二十多种哺乳动物获得成功，
?为了克服冷冻精液的缺陷，最好是结合 冷冻胚胎 来
进行畜禽的易位保存
?在需要纯种时可以通过适当的受体及时获得
疾病诊断和控制
?家畜 健康状况 是遗传资源国际间交流和利
用的重要限制因素之一
?随着种畜的引入，一些传染性疾病也有可
能引进
?精液过滤和胚胎冲洗等新技术有效的控制
了疫病传播
?疫病诊断与控制技术 对家畜遗传资源保护
具有重要的意义
谢 谢！
