中國地鼠山醫群體近交系E繁殖性狀的遺傳力估計

張引紅，劉田福，陳朝陽，張銳虎，寇 冰

(山西醫科大學實驗動物中心，太原 030001)

遺傳力是數量性狀的重要特性之一，也是育種工作的重要依據，準確估計群體的遺傳力對研究和揭示數量性狀的遺傳規律、制定選種方案、估計個體育種值、預測遺傳進展、探討育種效果等都有非常重要的作用。遺傳力是性狀、群體和環境三者特性的綜合體現［1］。目前，遺傳力的測定在畜禽育種研究中應用較多，而在實驗動物的近交系培育過程中，遺傳力的估計分析也具有重要的作用，為此，本文對中國地鼠的繁殖性狀的遺傳力作以初步分析估計，為中國地鼠的開發利用奠定一定的實驗基礎。

本研究利用WOMBAT軟件，構建包括母體效應在內的動物模型，采用平均信息約束最大似然法(AIREML)，充分利用了各種資料，消除了各種誤差，考慮了所有個體的血緣關系，使誤差方差最小，估計準確性更高，研究結果對中國地鼠的繁育具有一定指導意義。為中國地鼠的實驗動物化和進行標準化生產提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

所用數據材料來自山西醫科大學實驗動物中心中國地鼠信息數據庫中山醫群體近交中國地鼠E家系2001～2010年的繁殖記錄，包括產仔數、離乳數(即一窩仔鼠哺乳2個月后的存活仔鼠數)、胎間隔21(某一只生產母鼠第二胎分娩日期與其第一胎分娩日期的時間差)和胎間隔32(某一只生產母鼠第三胎分娩日期與其第二胎分娩日期的時間差)。資料首先在Excel環境下建立數據庫，剔除2倍標準差以外的極端數字后進行方差組分估計。

1.2 數學模型

采用單變量重復力模型估計產仔數和離乳數的方差組分和遺傳力，對于產仔數而言，配合模型I進行估計：

模型Ⅰ：y=Xβ+Z1a+Z2p+e

模型Ⅰ中，y為個體觀察值向量；β為固定效應向量(雙親關系，世代，出生年份等)；a為個體直接加性遺傳效應向量；p為母鼠隨機永久環境效應向量；X、Z1、Z2分別是β、a、p的關聯矩陣，e為殘差效應向量。

對于離乳數來說，因考慮到產仔數和離乳數有較強的正相關，在估測模型中，將同窩產仔數作為協方差包括在上述模型中，以校對產仔數對離乳數的影響。

對于不同胎次之間的胎間隔，采用單變量動物模型進行方差組分和遺傳力的估計，配合模型II進行估計：

模型Ⅱ：y=Xβ+Za+e

模型Ⅱ中，y為個體觀察值向量；β為固定效應向量(雙親關系，世代，出生年份等)；a為個體直接加性遺傳效應向量；X、Z分別是β、a的關聯矩陣，e為殘差效應向量。

1.3 參數估計

利用澳大利亞新英格蘭大學學者 Karin Meyer開發的WOMBAT軟件對各性狀的方差組分進行估計［2］，該軟件是 DFREML的替代軟件，是專門用來估計呈正態分布性狀的方差-協方差組分及由此產生的遺傳參數［3］。參數估計時，先利用 SAS系統(v6.12)的VARCOPM程序估計各性狀的表型方差、隨機永久效應方差和誤差方差(REML方法)，再結合遺傳力計算公式和各性狀遺傳力經驗值，計算出加性遺傳方差。將所獲得的加性遺傳方差、隨機永久效應方差和誤差方差作為初值，采用平均信息約束最大似然法(AIREML)，在WOMBAT軟件下進行迭代計算，迭代收斂標準為10-9，收斂后即求得各方差組分及遺傳力和隨機永久環境效應估計值。

2 結果與分析

2.1 各性狀的表型參數

表1列出了中國地鼠山醫群體近交系E繁殖性狀的表型參數。由表可見，中國地鼠山醫群體近交系E的產仔數比正常范圍略低［4］，且產仔數、離乳數、胎間隔的變異系數均較大，表明這三個性狀個體表型值變異大，有待進一步改善飼養管理條件并加強選育。

表1 中國地鼠山醫群體近交系E繁殖性狀的表型參數Tab.1 The descriptive statistics for reproduction traits of the Shanyi colony inbred strain E of Chinese hamster

表2 中國地鼠山醫群體近交系E繁殖性狀的方差組分、遺傳力和隨機永久環境效應Tab.2 Variance components，heritability(h2)，random permanent environmental effects(c2)，and the corresponding sampling errors(se)for reproduction traits of the Shanyi colony inbred strain E of Chinese hamster

表2列出了中國地鼠山醫群體近交系E繁殖性狀的方差組分、遺傳力和隨機永久環境效應。由表可見，產仔數、離乳數、胎間隔2-1和胎間隔3-2的遺傳力均較低，分別為 0.05、0.096、0.182和0.116。

3 討論

中國地鼠山醫群體于 1992年建系并定名為SYBI［5］，近年來，宋國華等［6］在分子遺傳標記方面，郭民等［7］在繁殖生理方面，陳朝陽等［8，9］對其血液學和生物學指標進行了研究，本文則在遺傳力估計方面對其進行一定的研究。

本文原始數據來自最近10年的生產記錄，不同年份、不同代次、不同胎次之間均有一定的差異，從表1可以看出，各性狀之間的變異系數均較大。離乳數的母體共同效應方差為0，表明共同效應很小，即離乳數的高低與個體本身關系不大。各性狀的遺傳力均小于0.2，屬于低遺傳力。說明這些性狀容易因環境的變化而產生非遺傳的變異，對環境變化敏感。產仔數主要受排卵數、胎兒存活率及配種的影響。是一個復合性狀。離乳數和母鼠母性、營養條件、環境條件均有一定關系。胎間隔則主要受雌鼠雄鼠的發情狀態的影響。而發情與否和環境營養均有一定關系。所以進一步使營養和環境標準化，可能會使這些性狀趨于一致。

［1］盛志廉，陳瑤生，編著.數量遺傳學［M］.北京：科學出版社，1999，75.

［2］李寧，主編.動物遺傳學［M］.北京：中國農業出版社.2003：185-191.

［3］Meyer，K.WOMBAT-A tool for mixed model analyses in quantitative genetics by REML［J］.J.Zhejiang Uni.Science B，2007，8(11)：815-821.

［4］劉恩岐，主編，醫學實驗動物學［M］.北京：人民衛生出版社.2004，43.

［5］劉田福.中國地鼠山醫群體近交系的培育［J］.實驗動物科學與管理，2003，20(增刊)：22-24.

［6］宋國華，劉田福，趙嘉慧，等.近交系中國地鼠山醫群體遺傳結構的隨機擴增多態分析［J］.山西醫科大學學報，2005，36(3)：270-274.

［7］郭民，張銳虎，李曙芳，等.山醫群體近交系中國地鼠動情周期的觀察及染色法比較［J］.山西醫科大學學報，2008，39(8)：682-684.

［8］陳朝陽，張銳虎，景志杰，等 群體近交系中國地鼠主要生物學指標的建立［J］.山西醫科大學學報，2009，40(5)：388-390.

［9］陳朝陽，張銳虎，景志杰，等.山醫群體近交系中國地鼠血液生理生化指標的測定分析［J］.中國實驗動物學報，2010，18(3)：262-264.