豬近交系數計算軟件設計與使用

王學敏++任守文++方曉敏++李碧俠++趙為民++付言峰++葛云山

摘要：對一款實用的豬近交系數計算軟件設計進行了詳細的介紹，旨在為有計劃地進行選種與選配提供數據參考，以提高養豬生產效率。

關鍵詞：豬育種；近交系數；軟件設計

中圖分類號：S828 文獻標識碼：B 文章編號：1007-273X（2015）12-0037-03

近交是改良畜群、品種及培育新品系和品種的不可缺少的有效手段，可以固定優良性狀及提高畜群的遺傳整齊度[1]，但近交另一個重要的遺傳效應是近交衰退[2]，對于個體養殖戶和養殖場要嚴格控制近交，防止近交衰退的發生而導致后代的生活力下降、適應能力減弱等。近交程度的大小一般是通過近交系數來度量的[3]。近交系數是指根據近親交配的世代數，將基因的純化程度用百分數來表示。在試驗研究和生產實踐中，豬個體近交系數通過手工計算非常費力繁瑣，特別是眾個體近交系數的計算。目前有研究者前期進行過豬近交系數計算軟件的相關設計，如利用 FORTRAN[4]和BASIC[5-6]程序語言進行設計，這兩種方法計算前都要將原始系譜中所有的個體進行整理輸碼，并按人為規定的先后次序排列， 方可送入計算機處理，后期出現了利用BASIC+數據庫dBASE的設計方法[7]，但非面向對象的現在程序語言設計。隨著電腦硬件與軟件的提升，有研究者利用面向對象的Visual Basic進行設計[8，9]，但未見其利用數據庫系統的報道。本文利用面向對象的可視化Visual Basic+ 數據庫SQL Serve方法設計研發出豬系近交系數計算軟件，使用者可以對豬場豬個體及群體的近交系數值進行更方便快速計算，從而能有計劃地進行選種與選配，提高豬育種與生產效率。

1 運行環境

1.1 硬件

一般要求586以上的處理器、256MB以上內存、500MB以上的空閑硬盤空間、鍵盤、鼠標等。

1.2 軟件

系統軟件：要求Microsoft Windows 98或 Microsoft WINDOWS XP以上操作系統。

支持軟件：Visual Basic 6.0及SQL Server 2000。

2 軟件設計

2.1 總體結構

利用visual basic 6.0設計包括登陸界面和主界面，主界面主要包含當前數據顯示、數據編輯與查詢、近交系數計算、刷新數據等基本功模塊。

2.2 數據庫設計

首先在SQL Server 2000的企業管理器數據庫中新建一個“系譜圖繪制”數據庫，再在該數據庫中新建“公豬檔案”和“母豬檔案”2個表，表中均按順序設計“編號”、“個體耳號”、“父耳號”、“母耳號”、“備注”、“近交系數”6個列名。列名數據類型均設置為”nvarchar”， 長度設置為“255”。根據豬場公豬和母豬的個體資料記錄信息資料按照“編號”、“個體耳號”、“父耳號”、“母耳號”、“備注”、“近交系數”的順序格式形式分別輸入到SQL Server 2000 的“公豬檔案”和“母豬檔案”2個表中。

2.3 近交系數計算模塊

計算公式：F_x=∑[（1/2）～（n+1）（1+F_A）]，其中F_x為近交系數，n為從近交個體之父通過共同祖先到母的箭頭數（通徑數）。有幾個通路要個別計算后相加，∑即總和的意思。F_A為共同祖先的近交系數，共同祖先不是近交個體時，F_A=0。公式即簡化為F_x=∑（1/2）～（n+1）。

設計計算步驟：找出個體雙親的所有共同祖先；尋找出個體父本經過共同祖先到母本的所有通徑；分析共同祖先的近交情況并計算共同祖先的近交系數；根據每條通徑的情況計算出個體近交系數。

本軟件程序首先通過對原始記錄數據庫分析及循環查詢方法得到個體系譜信息資料，再根據近交系數計算公式算出目標個體的近交系數。

3 軟件使用

3.1 用戶登陸

在軟件登陸界面（圖1）輸入預設的密碼進入軟件使用界面（圖2）。

3.2 原始數據的編輯

在軟件使用前數據庫的設置后，如果需要對原始數據中的數據資料進行的編輯，可點擊軟件界面的“數據編輯與查詢”，軟件顯示出數據編輯界面（圖3）。

若要在原始數據中新增加一條數據，如在“母豬記錄”中新增加一條數據，假設個信息值均為“1000”，則在“母豬基本信息”欄中對應的文本框中均輸入“1000”，再點擊“母豬基本信息”欄中的“保存”，則該條記錄新增保存在“母豬記錄”數據庫（“母豬檔案”）中。如果要刪除該條數據，則可在“母豬記錄”中用鼠標選定該條數據，再在“母豬基本信息”欄中點擊“刪除”即可。要查詢某條記錄數據，則在對應的公母豬基本信息欄的個體耳號文本框中輸入要查詢的個體號再在相應的基本信息欄中點擊“查詢”按紐即可。進行新的查詢或保存數據，點擊相應的基本信息欄中的“初始化”按紐；要刷新數據，點擊相應的基本信息欄中的“刷新”按紐。

3.3 個體近交系數的計算

點擊軟件界面的“數據編輯與查詢”和“近交系數計算”按鈕，軟件顯示出“數據編輯與查詢”界面（圖3）和“近交系數計算”界面（圖4）。如果要計算豬場中某豬個體的近交系數（先在確保豬場豬該豬個體的信息已經按照上述的“1.軟件使用前數據庫的設置”進行了資料輸入），如個體耳號為95-884的母豬，則先在“數據編輯與查詢”界面的母豬基本信息欄中的“個體耳號”后面文本框中輸入95-884，再點擊母豬基本信息欄的查詢按鈕，則顯示出該個體的信息。從查詢結果中可以看出該個體在數據庫系統中的編號為103。在“近交系數計算”F值整體計算的“起始編號”和“結束編號”后面的文本框中均輸入103。表示從103號到103號，即是計算1個個體（103號個體）的近交系數。點擊“母豬F值整體計算”按鈕，則顯示出該個體F值（圖5）。

3.4 群體近交系數的計算

點擊軟件界面的“近交系數計算”按鈕，軟件顯示出“近交系數計算”界面（圖4）。如果要計算豬場中豬群體的近交系數（先在確保豬場豬該豬個體的信息已經按照上面所述的“1.軟件使用前數據庫的設置”進行了資料輸入），則先在“近交系數計算”F值整體計算的“起始編號”和“結束編號”后面的文本框中均輸入該群體的“起始編號”和“結束編號”。比如起始編號”和“結束編號”分別為1和100，則在起始編號”和“結束編號”后面的文本框中分別輸入1和100，點擊“母豬F值整體計算”按鈕，則顯示出該群體的每個個體的近交系數，并按照近交系數值從大到小的順利排列顯示（圖6）。

參考文獻：

[1] 劉 榜.家畜育種學[M].北京：中國農業出版社，2007.

[2] 趙壽元，喬守怡.現代遺傳學[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3] 楊業華.普通遺傳學[M].北京：高等教育出版社，2000.

[4] 劉 燕，葛云山，陸昌華.豬近交系數軟件的研制及其應用[J]. 畜牧與獸醫，1984（5）：235.

[5] 師守堃. 近交和親緣系數的BASIC語言電算程序[J].中國畜牧雜志， 1986（4）：23-35.

[6] 陳德全，楊靜華.改進畜禽近交系數計算方法的研究[J].吉林農業大學學報，1991（1）：75-77.

[7] 陸保榮. 逐代比較累加近交系數的程序設計[J].計算機農業應用，1989（2）：25-29.

[8] 葉 強，孟慶生，楊運清，等.畜禽群體近交程度分析與選配決策系統研制[J].黑龍江畜牧獸醫，2000（1）：13-14.

[9] 肖艷紅，楊國輝，葉 強.畜禽群體近交程度分析系統研制[J].黑龍江動物繁殖，1999（4）：13-14.