Olsson2001 平衡遗传增益和亲缘关系

Olsson, T., Lindgren, D., and Li, B. 2001. Balancing genetic gain and relatedness in seed orchards. Silvae Genet 50(5–6): 222–227.

概要

避免种子园相关交配和随后近交衰退的传统方法是仅使用不相关的克隆来建立果园。随着育种计划向前辈迈进，种子园选种候选人之间的亲缘关系（coancetry）变得更加普遍，特别是育种价值高的候选人。选择具有最高育种价值的传统方法，如果它们不相关，则称为限制选择（RS）。为了考虑育种价值以及相关性，本文提出了一种基于整群选择克隆的价值标准的替代选择方法。这个方法在这里被称为群体选择（GMS），是基于LINDGREN和MULLIN（1997）的一个建议，但是被忽略了自我和自我配合的种子选择。该方法可以被认为是最大化预期遗传值（预测遗传增益减去近交衰退）的一组克隆的选择。
从第二代火炬松（Pinus teada L.）的NCSU产业合作育种计划中选择了20个种子园无性系的个案研究。假定一个单位近亲繁殖系数观察到近交衰退40％，基于8岁估计育种值的惩罚常数与近交衰退相对应。这给了GMS比受限制选择多12％的遗传价值。考虑到其他相关因素（如花粉污染，基于未成熟试验的育种值和不具代表性的实验位点），预测惩罚常数导致选择相同的克隆。选择的克隆之间的变化直到相关性达到惩罚常数的两倍才出现，这表明GMS解决方案是相当强大的。

---

介绍

种子园的目的是生产具有高遗传质量的种子。其含义可能是种子园应给予高育种价值和低近交率的种子。为了避免近亲繁殖，只有无关的克隆传统上用于种子园的建立。当一个树木育种计划移到前辈时，无关家庭的数量就会减少。育种者面临着两难的困境。接受种子园中的相关选择会导致大量的遗传获益还是会导致难以忍受的近交衰退？ LINDGREN和MULLIN（1997）提出了一种选择算法来选择一组基因型，其中育种价值和亲缘关系被以最佳方式考虑。开发这种算法似乎是可能的，作为种子果园组成的手段，其中可以考虑相关的克隆。
N.C.州立大学的火炬松（Pinus teada L.）育种计划已经完成了两轮育种，其中有45年的遗传改良工作。通过建立表型和遗传选择的亲本种子园，森林树种获得了巨大的遗传收益（ZOBEL和TALBERT，1984）。第二代育种计划始于20世纪70年代，与第一代种子园相比，第二代种子园的种子收获量已超过种子总收获量的50％，旋转量平均增加10％（LI et al 。，1999）。如果只有最好的30％的父母被用于建立新的种子园，即2.5代种子园（ZOBEL和TALBERT，1984），则与未尝试的第二代种子园相比，可以额外获得13.5％的增加（LI等人，1999）。这个预测假定不会发生近交抑制。然而，实际上，在先进的育种计划中，排名靠前的克隆（基于后代测试）之间有很高的相关性。
众所周知，相关个体的交配会导致近交繁殖抑制大多数异交物种的生长和适应。近交衰退和近交系数之间的关系因物种和家庭而异（DUREL等，1996）。据报道，火炬松的近亲繁殖系数增加幅度为每降低4％至5％（1998年度报告）。在9岁时，半同胞交配导致身高降低4.7％，全同胞交配11.6％，自交16.7％。对于半同胞交配，家庭平均身高增长减少的百分比从三岁到六岁稍微下降，分别为九岁，5.8％，5.2％和4.7％。
这项研究的目的是开发和评估一种方法，以选择相关的候选人中的一些克隆，以获得种子园作物的最大遗传价值考虑到育种价值以及选择的相关性。