猪近交系数计算软件设计与使用

    王学敏++任守文++方晓敏++李碧侠++赵为民++付言峰++葛云山

    

    

    

    摘要：对一款实用的猪近交系数计算软件设计进行了详细的介绍，旨在为有计划地进行选种与选配提供数据参考，以提高养猪生产效率。

    关键词：猪育种；近交系数；软件设计

    中图分类号：S828 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2015）12-0037-03

    近交是改良畜群、品种及培育新品系和品种的不可缺少的有效手段，可以固定优良性状及提高畜群的遗传整齐度[1]，但近交另一个重要的遗传效应是近交衰退[2]，对于个体养殖户和养殖场要严格控制近交，防止近交衰退的发生而导致后代的生活力下降、适应能力减弱等。近交程度的大小一般是通过近交系数来度量的[3]。近交系数是指根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分数来表示。在试验研究和生产实践中，猪个体近交系数通过手工计算非常费力繁琐，特别是众个体近交系数的计算。目前有研究者前期进行过猪近交系数计算软件的相关设计，如利用 FORTRAN[4]和BASIC[5-6]程序语言进行设计，这两种方法计算前都要将原始系谱中所有的个体进行整理输码，并按人为规定的先后次序排列， 方可送入计算机处理，后期出现了利用BASIC+数据库dBASE的设计方法[7]，但非面向对象的现在程序语言设计。随着电脑硬件与软件的提升，有研究者利用面向对象的Visual Basic进行设计[8，9]，但未见其利用数据库系统的报道。本文利用面向对象的可视化Visual Basic+ 数据库SQL Serve方法设计研发出猪系近交系数计算软件，使用者可以对猪场猪个体及群体的近交系数值进行更方便快速计算，从而能有计划地进行选种与选配，提高猪育种与生产效率。

    1 运行环境

    1.1 硬件

    一般要求586以上的处理器、256MB以上内存、500MB以上的空闲硬盘空间、键盘、鼠标等。

    1.2 软件

    系统软件：要求Microsoft Windows 98或 Microsoft WINDOWS XP以上操作系统。

    支持软件：Visual Basic 6.0及SQL Server 2000。

    2 软件设计

    2.1 总体结构

    利用visual basic 6.0设计包括登陆界面和主界面，主界面主要包含当前数据显示、数据编辑与查询、近交系数计算、刷新数据等基本功模块。

    2.2 数据库设计

    首先在SQL Server 2000的企业管理器数据库中新建一个“系谱图绘制”数据库，再在该数据库中新建“公猪档案”和“母猪档案”2个表，表中均按顺序设计“编号”、“个体耳号”、“父耳号”、“母耳号”、“备注”、“近交系数”6个列名。列名数据类型均设置为”nvarchar”， 长度设置为“255”。根据猪场公猪和母猪的个体资料记录信息资料按照“编号”、“个体耳号”、“父耳号”、“母耳号”、“备注”、“近交系数”的顺序格式形式分别输入到SQL Server 2000 的“公猪档案”和“母猪档案”2个表中。

    2.3 近交系数计算模块

    计算公式：F_x=∑[（1/2）～（n+1）（1+F_A）]，其中F_x为近交系数，n为从近交个体之父通过共同祖先到母的箭头数（通径数）。有几个通路要个别计算后相加，∑即总和的意思。F_A为共同祖先的近交系数，共同祖先不是近交个体时，F_A=0。公式即简化为F_x=∑（1/2）～（n+1）。

    设计计算步骤：找出个体双亲的所有共同祖先；寻找出个体父本经过共同祖先到母本的所有通径；分析共同祖先的近交情况并计算共同祖先的近交系数；根据每条通径的情况计算出个体近交系数。

    本软件程序首先通过对原始记录数据库分析及循环查询方法得到个体系谱信息资料，再根据近交系数计算公式算出目标个体的近交系数。

    3 软件使用

    3.1 用户登陆

    在软件登陆界面（图1）输入预设的密码进入软件使用界面（图2）。

    3.2 原始数据的编辑

    在软件使用前数据库的设置后，如果需要对原始数据中的数据资料进行的编辑，可点击软件界面的“数据编辑与查询”，软件显示出数据编辑界面（图3）。

    若要在原始数据中新增加一条数据，如在“母猪记录”中新增加一条数据，假设个信息值均为“1000”，则在“母猪基本信息”栏中对应的文本框中均输入“1000”，再点击“母猪基本信息”栏中的“保存”，则该条记录新增保存在“母猪记录”数据库（“母猪档案”）中。如果要删除该条数据，则可在“母猪记录”中用鼠标选定该条数据，再在“母猪基本信息”栏中点击“删除”即可。要查询某条记录数据，则在对应的公母猪基本信息栏的个体耳号文本框中输入要查询的个体号再在相应的基本信息栏中点击“查询”按纽即可。进行新的查询或保存数据，点击相应的基本信息栏中的“初始化”按纽；要刷新数据，点击相应的基本信息栏中的“刷新”按纽。

    3.3 个体近交系数的计算

    点击软件界面的“数据编辑与查询”和“近交系数计算”按钮，软件显示出“数据编辑与查询”界面（图3）和“近交系数计算”界面（图4）。如果要计算猪场中某猪个体的近交系数（先在确保猪场猪该猪个体的信息已经按照上述的“1.软件使用前数据库的设置”进行了资料输入），如个体耳号为95-884的母猪，则先在“数据编辑与查询”界面的母猪基本信息栏中的“个体耳号”后面文本框中输入95-884，再点击母猪基本信息栏的查询按钮，则显示出该个体的信息。从查询结果中可以看出该个体在数据库系统中的编号为103。在“近交系数计算”F值整体计算的“起始编号”和“结束编号”后面的文本框中均输入103。表示从103号到103号，即是计算1个个体（103号个体）的近交系数。点击“母猪F值整体计算”按钮，则显示出该个体F值（图5）。

    3.4 群体近交系数的计算

    点击软件界面的“近交系数计算”按钮，软件显示出“近交系数计算”界面（图4）。如果要计算猪场中猪群体的近交系数（先在确保猪场猪该猪个体的信息已经按照上面所述的“1.软件使用前数据库的设置”进行了资料输入），则先在“近交系数计算”F值整体计算的“起始编号”和“结束编号”后面的文本框中均输入该群体的“起始编号”和“结束编号”。比如起始编号”和“结束编号”分别为1和100，则在起始编号”和“结束编号”后面的文本框中分别输入1和100，点击“母猪F值整体计算”按钮，则显示出该群体的每个个体的近交系数，并按照近交系数值从大到小的顺利排列显示（图6）。

    参考文献：

    [1] 刘 榜.家畜育种学[M].北京：中国农业出版社，2007.

    [2] 赵寿元，乔守怡.现代遗传学[M].北京：高等教育出版社，2001.

    [3] 杨业华.普通遗传学[M].北京：高等教育出版社，2000.

    [4] 刘 燕，葛云山，陆昌华.猪近交系数软件的研制及其应用[J]. 畜牧与兽医，1984（5）：235.

    [5] 师守堃. 近交和亲缘系数的BASIC语言电算程序[J].中国畜牧杂志， 1986（4）：23-35.

    [6] 陈德全，杨静华.改进畜禽近交系数计算方法的研究[J].吉林农业大学学报，1991（1）：75-77.

    [7] 陆保荣. 逐代比较累加近交系数的程序设计[J].计算机农业应用，1989（2）：25-29.

    [8] 叶 强，孟庆生，杨运清，等.畜禽群体近交程度分析与选配决策系统研制[J].黑龙江畜牧兽医，2000（1）：13-14.

    [9] 肖艳红，杨国辉，叶 强.畜禽群体近交程度分析系统研制[J].黑龙江动物繁殖，1999（4）：13-14.