遗传学在育种中的应用篇1

关键词：动物育种方法；现代生物技术；研究进展

随着遗传学理论的不断发展，动物遗传育种技术经历了表型和表型值选种技术育种、DNA重组技术育种、分子技术育种3个阶段。其中，在20世纪80年代国际上动物育种已进入分子水平，朝着快速改变动物基因型的方向发展，即开始分子育种技术阶段。国内也紧跟国际步伐，主要研究畜禽遗传育种的分子生物学基础，为我国21世纪畜牧业的发展提供理论基础和先进技术。现在，动物分子育种仍占据着动物育种大部分的领地，并将主导21世纪动物遗传育种的发展趋势。

一、数量遗传学与动物育种

数量遗传学是遗传学原理与统计学方法相结合，研究群体数量性状的一门科学，在动物育种实践中起着主导作用。数量遗传学原理应用于育种实践，是在选择时通过提高群体中有利基因的频率，降低不利或有害基因的频率，进而使群体的生产性能得到大幅度提高。它通过提高在遗传参数和育种值估计准确性上来提高畜禽整体生产性能。重复率、遗传力和遗传相关构成了数量遗传学的三个基本参数，是数量遗传学的核心。三个遗传参数对于实际育种工作的重要性在于借助遗传参数可以从表型值估计推断育种值，从而定量化地作出育种决。因此，估计遗传参数便成了动物育种中最基本的一项工作。

二、现代生物技术与动物育种

现代分子生物技术的发展，给动物育种带来了新的活力。通过各种现代生物技术的综合应用，结合传统的育种方法，可大大加快育种进展。

（一）基因芯片技术与动物育种

基因芯片技术是2O世纪90年代初发展起来的一门新兴技术，已被美国科学促进会列1998年自然科学领域十大进展之一。目前基因芯片技术在动植物的遗传育种中发挥着重大的作用。

1、基因的表达水平的检测。由于基因芯片可以固定成千上万个探针，使众多基因同时检测成为可能，不仅可以比较一个基因组在不同条件下的转录水平差异，也可以比较不同基因组中对应的基因的转录水平差异。如果将基因芯片技术应用于畜禽基因组研究，将大大加快其研究进程，为畜禽经济性状基因定位提供一个基础技术平台，为新品种的育成提供基因水平的依据。如它可识别动物的脂肪基因，通过人为引人突变使之发生变异，来减少肌肉中脂肪的含量。

2、基因多态性的检测。基因芯片用于基因再测序将加快DNA多态性鉴定，促进新品种的产生。虽然PCR技术进展使得有用的目标序列加速简单的扩增成为可能，但用全手工操作的凝胶方法来分析PCR结果就限制了多态性分析；而基因芯片能平行分析数百个或数千个多态性问题，可用于快速、定量、非放射性获得所期望的基因信息。这对于通过各种技术选出优质、高产、抗病、抗不利环境的畜禽得到了有效而不可缺少的信息支持。这将转而促进动物育种和高产种群的选育、剖析和保持。

（二）遗传标记辅助选择与动物育种

遗传评定的准确性直接影响选种的准确性和育种效率。表型选择和指数选择都只是利用表型和系谱信息来推断个体育种价值，对控制该性状基因的作用效应和传递行为，以及在染色体上的位置都不了解。分子生物学技术的发展，使控制数量性状基因的结构、作用效应、传递行为以及在染色体上的位置的研究成为可能。人们可以同时利用表型信息、系谱信息和分子标记信息来进行更为准确的遗传评定，实施标记辅助选择，加快动物育种进程。

（三）转基因技术与动物育种

转基因技术就是将外源基因转移到动物受精卵内组成一个新的融合基因，使其在动物体内融合和表达，产生具有新的遗传特性的动物。

1、抗病育种。用DNA重组技术，在体外构建编码期望的有疾病抗性的嵌合基因，导入受精卵，使之在染色体上正确整合，在组织细胞中适当表达，培养出具有期望性状表型的转基因动物新品系。2、生产性能的改良我们可以通过转基因给畜禽引入新的生产途径或通过转基因的产物调整动物的生长发育，以改良动物的生产性能。对于奶牛产奶来说，目前转基因的主要途径是改变乳的主要成分、提高产乳量和生长速度。

（四）生物信息学与遗传育种

1、建立与动物良种繁育相关的基因组数据库。可根据不同物质间的进化距离和功能基因的同源性，比较容易地找到与畜禽经济性状相关的基因，在此基础上利用相关的DNA标记，开展分子育种，从而加快育种的进程和速度，按照人们的愿望加以改造。由于畜禽的经济性状大多都是由微效多基因控制的，在此基础上又存在着主效基因，所以，我们可以利用序列的对比和同源分析，在已有的生物数据库中寻找与畜禽经济性状相关的主效基因的同源序列区和同源基因，并对其进行定位，从而建立起与动物良种繁育相关的基因组数据库，并以此来改良畜禽品种。

2、比较基因组学的应用。因为DNA序列上的差异反映了物种亲缘关系的远近程度，所以完整基因组间的比较研究可在动物性状的选择、筛选杂交组合以及预测杂种优势等方面得到应用。另外，通过比较不同物种基因中DNA或氨基酸序列的异同可以研究生物的分子进化，同时也可对处于不同进化阶段动物物种的基因组结构和功能进行比较分析，从而弄清动物基因的起源和进化、结构和功能的演变，发现其间的亲缘关系，为动物育种提供科学的参考依据。

三、结语

在未来的动物育种中，不同学科技术间的交叉和联系将更加紧密，动物育种将是遗传学理论、生物理论、计算机技术和育种学家实践经验的集合。利用分子生物技术，依据分子数量遗传学理论来改良畜禽品种，这样就产生了动物分子育种。它是传统的动物育种理论和方法的新发展，动物分子育种将是未来动物育种的一重要方法。

参考文献：

[1]王东劲，侯冠.动物育种方法的研究进展[J].安徽农学通报，2006，12（8）：123―124.

[2]盛志廉.家畜保种必须挖掘、评估、保护、利用全面进行[J].中国畜禽种业，2006（8）：7-8.

遗传学在育种中的应用篇2

关键词： 遗传学教学 地方经济物种 数量遗传学

遗传学是研究自然界生物的遗传和变异规律的科学，是生命科学领域中举足轻重的学科之一。遗传学研究各种生物的遗传信息传递及如何决定生物学性状发育的科学，与生命科学其他分支学科密切相连，既基础又重要，是生物技术、生物工程等专业的必修课程之一。

遗传学的课程教学目的是让学生在本科阶段掌握和应用遗传与进化的基本概念及理论实践技术，形成学以致用的综合能力。遗传学的教学是为了培养具有创新能力的实践应用型生物学人才打基础。

一、遗传学理论教学方法讨论

目前，遗传学教学主要在各类综合性院校、医学院和农业院校本科学生中开课，遗传学教学紧扣中心法则一条主线、遗传和变异两大要点、遗传学三大经典定律及经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学、数量遗传学四大板块，研究物质的传递、连锁互换规律与基因作图、性别决定和遗传重组、染色体结构和数量的变异，以及基因的调控与发育、群体和数量遗传。

除了传统的由浅入深、逐步递进的教师为中心讲解之外[1]，还可以通过遗传相关知识点辨析同义、相关概念。如性遗传与伴性遗传及限性遗传；遗传力、遗传参数和重复率等。整个遗传学都围绕遗传三大定律和中心法则进行学习，因此可对相关内容进行列表比较，构建结构图和知识点层次图。引用国外优秀的视频教学教材，让学生们在课堂上生动有趣且直观地了解遗传学当中的各个知识点，例如核酸基因的转录翻译和复制，及现今应用广泛的染色体诊断技术。在教学过程中，可引导学生重视科学史的研究，学习知识点同时了解培养学生科研精神和学习前人的研究思想与探索态度。此外，还可以鼓励学生多阅读原版英文教材，如“Principles of Genetics 7th ed”、“Introduction to Genetic Analysis，9th ed”等，根据最新的文献报道，从中文的期刊文献阅读入手，争取阅读英文文献、撰写科研简报和综述结合课堂相关知识点，继而扩展和深入学习。开展相关课题的讨论课，采用分小组方式进行辩论和知识点梳理，这些教学方式都能帮助学生较好地掌握遗传学的理论知识。

二、数量遗传学教学现状

数量遗传学经历了百年的研究和探索，以线性模型为基础的理论体系基本完善。数量性状遗传规律的研究包括数量性状的数学模式和遗传参数估测、选择原理和方法、近交和杂交的遗传效应分析、群体遗传学理论、通径分析。

目前，基于数量遗传学发展起来的现代动植物育种方法，在育种工作上有着很大的指导意义。随着分子生物学的介入，传统的数量遗传学通过QTL定位、标记辅助选择（MAS）、标记辅助导入（MAI），使得数量遗传学发挥更大的作用。吴常信院士指出：“现代动物育种就是遗传理论、生物技术、计算机、系统工程和育种学家的实践经验的一个集合。”[2]

课堂教育的学时是有局限的，学生缺乏必要的生物学和数理统计基础知识，数量遗传教学难度大，效果差。学生经常听得云里雾里，实践环节的设定又多半以基础为主，某些甚至没有办法与生产紧密结合。教学中常常感觉理论知识的讲解学生能够较好的理解，但是一涉及具体问题的运用，就不知道从何下手，导致遗传学尤其是数量遗传学成为同学们心目中的神秘学科，总有一种犹抱琵琶半遮面的感觉。

三、我校本地地方经济物种临武鸭的研究情况

临武鸭是属肉蛋兼优型麻鸭，产于湖南郴州市临武县武水流域，中国八大名鸭之一，有着上千年悠久的养殖历史。根据科院亚热带生物研究所对其品质特性做的检测，临武鸭的蛋白质中氨基酸含量多，种类齐全尤其以风味氨基酸居多；衡量肉质品质的肌酐酸是其他鸭种的三倍；脂肪含量低，主要以不饱和脂肪酸为主，占90%以上，类似于深海鱼油的成分结构，且富含锌钙等微量元素。1984年将其载入《湖南省家畜家禽品种志》，1996年临武鸭获得湖南省优质农产品金奖，先后被湖南省、市、县列为种苗工程建设和农业产业化建设重点工程。

对临武鸭相关遗传性状的研究，为建立良种繁育体系和扩大养殖规模，加快农村经济起到帮助。此外，临武鸭属于地方特色品种，本研究有助于对地方种质资源的了解和保护，对生物多样性及遗传资源的开发和利用也具有一定的贡献，数量遗传学的理论和教学实践相结合也是一次尝试。

我国的肉鸭育种改良工作从二十世纪八十年代才开始。早期的选育工作还是采取常规方法，通过闭锁群家系育种，培育各具特色的新品系。近年来，通过适度近亲繁殖、高强度选择，培育出合成系，筛选出具有优良经济性状的配套系。如四川的天府肉鸭配套系、广东的仙湖三号肉鸭和北京的Z型北京鸭。我们本土的临武鸭虽然在生产实践中有着口耳相传的丰富经验，但缺乏深入的数据支撑分析。尽管是肉蛋兼用型，生长性能和产肉性能还有很大的发展空间，周期过长，饲料报酬低，鸭的生长性能还有进一步研究。

畜禽生产中，研究其生长相关性状估计遗传相关参数和建立模型，对其育种工作具有重要意义。因此，我们在数量遗传学教学中引用相应数学模型，对本地鸭种进行生长曲线非线性拟合研究。同时，估计本地物种的遗传相关参数中群体的遗传力、重复力和遗传相关是通过观测值方差筛选优质个体。对于品系选育取得主要经济性状遗传参数分析准确估计，制订有针对性的育种方案。[3][4]

四、地方物种研究与遗传学教学结合的意义

遗传学实验教学培养学生综合动手能力，坚持书本理论知识，室内室外相结合的原则，那么走出教室，走出实验室到生产基地去，是我们采用的教学方法之一。增加具有设计性、综合性、应用性的实验项目，与生产单位合作将实验室开到生产一线。[5]

1.提高学生学习兴趣，训练学生思维。遗传学尤其数量遗传学的知识，单纯教授让学生感觉很抽象，而带到生产实地考察，加上举例对比、数据的处理和正确估计群体的遗传参数和个体育种值，采用相应的模型构建遗传模型，并且掌握本地特色物种的生长发育规律，则学生的学习兴趣浓厚，同时训练学生思维，提高学生理论结合实际的能力。

2.为学生将来毕业论文、研究生阶段课题研究准备及相关教材修改和补充做铺垫。常规而言，生物相关本科毕业论文都是设计分子生物学很少训练数量遗传学的内容，实际上与地方物种研究紧密结合，进行数量遗传学的毕业论文设计，对学生有所启发。教师在教学中，通过特色经济物种的研究，对教材的补充和修改是有一定的帮助的。

3.鼓励学生创业。李克强总理在第十二届全国人民代表大会第二次会议中指出：就业是民生之本，坚持实施就业优先战略和积极的就业政策，优化就业创业环境，以创新引领创业，以创业带动就业。高等院校作为先进生产力的孵化基地承担着不可推卸的重任，帮助青年学生就业创业，在掌握遗传学基础知识的同时，自己回家乡开办大规模养殖事业，不但解决自身就业问题，还有可能为当地经济作出大的贡献，创造更多的就业机会。

4.服务地方农经。早在二十世纪初，美国高校就提出大学教育应当服务地方经济和社会发展的理念，创建人才培养、科学研究和社会服务的高校教育发展模式。实践证明：只有在高校将其知识资产应用和扩展到企业和社会其他领域，新的世界经济结构和竞争才有生存空间。遗传学的教育与实践必须与生产劳动相结合，为社会为地方农业生产提供有价值的服务。

参考文献：

[1]罗培高.重视经典遗传学知识体系构建和学生自学能力的培养[J].遗传，2010，32（4）：404-408.

[2]冯政，刘贵生，孙华等.数量遗传学的发展与动物育种应用[J].猪与禽，2011，31（4）：63-64.

[3]李慧芳，李碧春，杨宁等.华中地区家鸭种质资源的遗传结构研究[J].畜牧兽医学报，2008，39（3）：291-295.

[4]邹剑敏，李慧芳，陈宽维，等.我国家鸭品种资源遗传多样性保护等级分析[J].畜牧兽医学报，2011，42（1）：25-32.

[5]黄元射，何绍红.地方高校遗传学实验教学改革的探索[J].东方青年教师，2013，7：60-62.

遗传学在育种中的应用篇3

关键词： 园林专业 《园林植物遗传育种学》 教学改革 实验教学

《园林植物遗传育种学》是园林专业的一门重要专业必修课，它以遗传学、植物生理学、栽培学等为基础，研究园林植物新品种创造及良种繁育的理论与技术。本课程的教学目的是使学生了解园林植物遗传和变异的基本规律，掌握园林植物新品种培育的基本理论和方法，培养学生综合运用遗传学与育种学的基本理论、基本技能分析和解决园林植物遗传改良中的科学研究和生产实际问题的能力。因此，增强教学效果，培养应用型人才是本课程教学的迫切任务。

一、优化教学内容

一般园林植物遗传育种学的学时是40—50学时，学时少而内容多。另外，一些院校的园林专业是文理兼招，学生水平参差不齐，所以优化教学内容，提高课堂效率是增强教学效果的关键因素之一。

我们选用的是戴思兰编著的《园林植物遗传学》、《园林植物育种学》教材。针对该教材的特点，我们调整了课程内容，把知识分为六个模块。模块一：遗传学基础。主要介绍基本概念、细胞分裂及遗传定律。模块二：育种现状和育种目标。在此基础上开设模块三：主要观赏性状的遗传。它主要介绍节花的发育、花色、彩斑、花径和重瓣性的遗传。由于花径是数量性状，因此在此节中先铺垫数量性状的基本知识，把数量性状的特征，统计方法和遗传力等知识有机地穿插到花径遗传中来，使学生深刻领会花径的遗传规律。模块四：常规育种技术。主要包括种质资源、引种驯化、选择育种、杂交育种、杂种优势利用和倍性育种。将选择育种章节中的芽变选种与经典遗传学中的基因突变结合讲授，将杂种优势穿插细胞质遗传中的雄性不育的知识。这样有机整合既避免了教材之间知识的重复，又增强了知识的系统性，有利于增强学生的学习效果。模块五：非常规育种技术，包括诱变育种，离体培养育种，分子育种。模块六：良种繁育。在这六个模块中，前四个模块属于这门课程的经典知识，应该用较多的学时，可根据学时和学生的水平等实际情况安排后两个模块的讲授学时或者是让学生自学。通过上述六个连续、系统的模块就完全能清晰地展现教材知识，有助于增强学生的学习效果，从而提高教学质量。

二、灵活运用多种教学方法

采取怎样的授课方法，如何活跃课堂气氛和吸引学生的注意力，增强教学效果，是教师的必修课 [1]。园林植物遗传育种学理论难度大，因此要求教师在掌握多种教学方法的前提下，根据教学内容和目标、教学对象、学生的学习兴趣、学生教育背景，以及教学的环境等因素，灵活运用各种教学方法，激励学生的思考和主动学习[2]。我们在授课时根据实际情况，采用提问的方式引起学生思考，组织学生讨论，多进行对比，总结归纳，也可以安排一定的章节让学生讲解。比如在讲授完有丝分裂后讲解减数分裂前，可以先让学生观察减数分裂的过程，启发学生总结归纳二者的不同；在讲授引种驯化时，组织学生讨论分析梅花，菠萝，水杉，华中一带的蜜桃等植物能否引种到本地，如何引种。采用这样的教学方法既活跃了课堂气氛，又有利于学生理解影响引种驯化的因素和引种程序。

三、借助现代教育技术

多媒体技术图、文、声、像并茂，能够有效地吸引学生的注意力。园林植物遗传育种学学科正在快速发展，教学模式也将朝以多媒体课件和网络技术等现代信息技术为支撑方向发展[3]。因此本门课程采用多媒体辅助教学后，课件、动画等能够动态地、直观地表现教学内容，增加课容量，提高学生的注意力和学习兴趣，大大提高教学效率。比如讲授从DNA-蛋白质纤丝到染色体的四级结构模型时，运用动画逼真地解释抽象过程；讲授花的发育时，用图片展示ABC模型的具体内容，讲授彩斑遗传时，通过各种各样的花部彩斑和叶片彩斑图片形象地展现了彩斑的类型。

四、强化实验教学，提高操作技能

1.实验材料的准备

传统的实验教学中，实验材料和生科、生技专业所用相同，这些材料并不适合园林专业的学生。例如，目前大多数遗传学实验材料（或实验指导书）中有关有丝分裂的实验材料是蚕豆、洋葱和小麦等。这对农学专业学生是比较合适的，但对园林专业学生未必适宜。为此，我们选用水仙根尖分生组织作为实验材料进行尝试，并对某些实验步骤进行了技术修改，效果较好[4-5]。水仙是栽培技术相对较为容易的室内盆花，同时学生从根尖的培养、固定、解离、染色、装片及观察的整个过程全部参与，这样学生拿着自己培育好的水仙根尖材料，既有成就感，又加深了对实验的理解。

2.实验结果的分析

传统实验内容确定、材料统一，实验结果也大同小异，学生按照课本中的图按猫画虎地画出来。实验改革后，学生根据自己在显微镜下所看到的各个时期的图像能够辨别绘图，且能够对自己所制作的片子进行自主的分析、探讨，教师则可根据实验情况，给学生提供必要指导。

3.考核方法改革

实验考核既是督促学生学习的手段，又是培养学生良好实验习惯的有效措施。以前学生实验成绩主要是根据实验报告来打分的，不能反映学生的实验水平。因此我们进行了实验改革，把实验考核分成平时考核和期末考核两部分。平时考核的内容包括实验预习、实验操作、实验态度及纪律、实验报告等环节，各环节考核分数比例为：预习报告10%，实验操作40%，纪律卫生10%，实验报告40%，这部分成绩占该实验课总成绩的60%；期末考核包括期末实验操作技能、实验理论考核，各占50%，期末考核占该实验课总成绩的40%，实验操作部分合格方可参加实验理论考试。这一系列考核措施培养了学生课前预习，上课认真操作，课下及时总结实验报告的良好习惯，也调动了学生的积极性，大大增强了实验课教学效果。

总之，在园林植物遗传育种学的教学中，教师需要不断探索，认真安排教学内容，精心组织教学，提高教学质量，从而培养出应用型人才。

参考文献：

[1]赵广建.刍议课堂授课的艺术性[J].中国高等医学教育，2008（5）：34-35.

[2]孙莉.《园林植物遗传育种学》精品课程立体化教学体系的构建.长春大学学报，2007，17（6）：92-93.

[3]王仲，李秀霞，孙睿，张丽敏.多媒体技术在园林植物遗传育种教学中的应用.科学教育，2009，5：65-66.

[4]沈克全，程经有，徐甸编著.遗传学实验自学指导[M].北京：中央广播电视大学出版社，1990.

遗传学在育种中的应用篇4

关键词：应用型本科;园林植物遗传育种学;教学改革

基金项目：吉林农业科技学院2016年高等教育教学改革研究课题项目（项目编号：110092016019）

中图分类号：S68-4 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2016.20.041

应用型本科是以培养技能型人才为主的本科教育，面向区域经济社会，以学科为依托，以应用型专业教育为基础， 以社会人才需求为导向，培养高层次的应用型人才。时下正处于本科教育应用转型的大背景下，如何高效高质量地完成转型，实现高层次应用型人才培养的目标，成为各高等院校研究探索的首要任务。借鉴德国和瑞士先进的经验，不难发现课程的改革是本科院校转型发展的核心和切入点，构建应用型课程是实现本科院校快速转型的有效路径。

《园林植物遗传育种学》是园林专业本科生的一门重要专业课，通过该课程的学习，使学生了解园林植物遗传和变异的基本规律，懂得如何对园林观赏植物进行品种培育和品种研究，从而为今后从事园林专业工作打下基础。随着遗传学研究的深入、植物育种技术的迅猛发展，以及园林植物新品种的不断涌现，《园林植物遗传育种学》课程的知识体系不断地发生变化，因此该课程的教学难度增加，给教师带来了极大的挑战。本课程组结合该校实际情况从教材、教学内容与方法、实践教学、课程考核等几个方面进行了教学改革初步探索，以期更好地实现教学及人才培养目标。

1精选教材

《园林植物遗传育种学》发展迅速，课程内容大大增加，需选用配套的、合适的新版教材，以避免知识内容的陈旧。选取的教材应该具有系统性、科学性、先进性和实用性。在教学中还应把教材中没有的、最新国内外研究进展讲授给学生，以补充和完善教学内容。此外再以经典教材为参考，如程金水主编的《园林植物遗传育种学》、戴思兰主编的《园林植物遗传学》和《园林植物育种学》等，这些优秀的教材可为教师和学生提供必要的参考，满足专业需要。

2优化调整教学内容

《园林植物遗传育种学》课程实质是由《园林植物遗传学》和《园林植物育种学》两门课程合并而来。两门课程分开来讲授，通常先开设遗传学再开设育种学，这种模式易于造成课程整体的知识点不连贯，从而造成学生学习脱节。在育种学的学习与实践过程中，学生不能很好的应用所涉及的遗传学规律，必然造成一些知识的重复性学习。合并后的课程知识连贯性好，但存在内容多学时少的问题，因此根据学生的知识基础与背景、授课学时，结合本校实际情况，适应转型发展的需要，由课题组进行教学内容论证，逐章逐节对教材内容进行合理的取舍与组织，更好地整合课程内容使教学内容精简优化。如该课程的遗传学部分知识内容与高中生物学存在交叉和重复，为避免学生的重复学习，可减少相关内容的学时分配，教学中要以高中生物学为基础，并改变教学侧重点。孟德尔遗传规律在大学阶段的教授需要让学生掌握“发现问题分析问题试验验证”这种严谨的科研方法与态度，而规律本身内容可通过实验实践来让学生掌握。另外，遗传学与育种学的部分知识内容也要有机地结合，如基因突变、染色体变异与诱变育种相结合，染色体数目变异与倍性育种相结合，既避免重复学习，又防止知识脱节现象的发生。

3改良教学方法

教学中需从传统教学方法的应用中总结经验和不足，根据《园林植物遗传育种学》课程的特点，精心进行教学设计、教学手段与方法的选择。如将现代化教学手段与传统教学手段相结合，在使用多媒体的同时使用黑板辅助教学。根据具体教学内容采用适宜的教学方式，不同的教学内容选取不同的教学手段与方法，可以有效提高教学质量和教学效果。针对一些未能设置实验课的内容，若要学生掌握其相关技能，教学方法应用得当尤为重要，如在课堂讲解的同时，结合启发式教学、组织学生分组讨论等方法，或使用多媒体视频、动画直接展示，都能获得较好的教学效果。虽然《园林植物遗传育种学》课程的教学需要多种教学手段与方法共同使用，但仍需要以多媒体教学为主导，因此多媒体课件的质量十分重要。课件制作既要避免电子书式课件，又要防止课件太过花哨，缺少主题。

4注重培养实践应用能力

为了更好地培养学生实践能力和创新能力，将该课程的实验部分设置为独立实验，与之前相比，实验课程的学时和学分增加了，相对重要性大大提高，学生的学习主动性增强。课题组合理分配了实验学时，如遗传实验和育种实验比例合理，验证实验、设计实验和综合性实验比例合理，并针对开课学期的不同合理设计实验内容。实验教学的目的是通过有限的实验课使学生掌握相关实践技能，提高学生动手与创新能力，因此要从提高学生学习和动手的兴趣出发，改革实验教学。让学生从实验课的准备阶段就开始动手参与，如实验材料的采取，药品配制等;打破学时限制，除完成课上的操作部分，还应让学生完成后期效果的观察与记录，如杂交、选种等。除上述改革外还应注意该课程为“园林植物遗传育种学”，这是一门以园林植物为研究对象的科学，因此，无论是理论课堂的举例还是实验课堂的实验材料都要尽量以园林植物为主，从而提高学生学习兴趣，取得更好的教学效果。

5改进课程考核的方式

通过考核方式的优化，达到综合考核学生知识、能力及素质的目的。以往教学中对学生的考核主要是将平时表现、实验报告、小考、作业和期末考试等项目综合得出的成绩，以此反映学生对课程知识掌握情况，这种方式不能客观地评价学生的实践能力，因此要进行重要实践技能的操作考核，特别是独立实验课的考评更要包括实验原理与实际操作两个方面的考评，从而正确评价学生的学习情况。通过改进课程考核的方式，亦可促使学生对实践的重视，从而实现应用型专业人才的培养。

综上所述，《园林植物遗传育种学》课程教学改革的终极目的是为我国园林事业的发展培养高层次的专业技术人才。该课程的教学改革是本科教育应用转型的需要，是专业发展的需要，需要在不断的实践过程中逐步提升和完善。学生的综合能力（动手能力、创新能力以及解决实际问题的能力）仍有很大的提高空间，这需要在今后的教学中不断进行课程教学改革的探索和总结，以充分开发学生的综合能力。相信《园林植物遗传育种学》的教学改革对园林花卉事业的发展，必定会起到积极的促进作用。

参考文献

[1]孟凡娟，王爱芝.高校《遗传学》和高中《生物学》教学中的冲突和调和[J].高教论坛，2015，（11）：86-88.

[2]刘志文，王英.提高遗传学教学效果的措施分析[J].科技创新导报，2011，（23）：141-142.

[3]秦红玫.园林植物遗传育种学课程教学方法探讨[J].绿色科技，2011，（07）：243-244.

[4]顾翠花，王守先.关于园林植物遗传育种学教学改革的几点探索[J].黑龙江农业科学，2011，（09）：133-135.

[5]吴建慧，王占斌.在“园林植物育种学”教学中培养学生创新能力的探讨[J].中国林业教育，2005，（03）：64-65.

[6]和美凤，朱永平，郑丽，等. 《园林植物遗传育种学》课程教改探讨[J].中国科技创新导刊，2011，（28）：79.

遗传学在育种中的应用篇5

关键词：园林植物遗传育种学；多媒体教学；教学内容；教学方法

收稿日期：2011-06-20

基金项目：西华师范大学科研启动基金项目（编号：09B002）资助

作者简介：秦红玫（1978―），女,四川南充人,博士,讲师,主要从事园林植物教学和科研工作。

中图分类号：G40文献标识码：A文章编号：1674-9944（2011）07-0243-02

1引言

园林植物遗传育种学是一门讲授与园林植物密切相关的遗传学原理和育种方法技术的综合性基础课程,是很多高校园林、园艺、园林植物与观赏园艺等专业的专业核心课程。课程涵盖的内容丰富,涉及遗传学基本理论、园林植物重要性状的遗传（花色遗传、彩斑遗传、花径与重瓣性遗传、株型遗传、抗性遗传等）、园林植物常用育种方法（引种驯化、选择育种、杂交育种、诱变育种、倍性育种、分子育种等）等。各部分既相互联系又各自独立,使得对于各部分教学过程中的教学重点、难点的取舍和讲解深度的把握具有一定的困难。对于高校学生而言,在学习园林植物相关的其它课程,比如园林植物学、花卉学、园林植物配置等课程的过程中积累了园林植物的丰富知识,也带给他们对于学习园林植物遗传育种学不同的关注焦点。这些关注焦点经过教师合理的引导,再通过教学过程中的交流,对于学生理论联系实际,充分掌握知识技术有很大帮助,最终提高教学效果和教学质量。

2多媒体教学的运用

多媒体教学以直观、生动的内容展示获得了很多老师和学生的好评,也逐渐成为高校教学中最常用的方法之一。随着多媒体教学的普及,教师对于多媒体课件质量越来越重视。多媒体课件的质量直接关系到整门课程的教学质量,已经成为衡量一个学校教学水平、一个教师的教学水平的重要标志之一［1］。多媒体课件的制作成为教师教学重要任务之一。对于园林植物遗传育种学这门课程而言,合理利用多媒体教学能充分调动学生学习兴趣、增强学生的理解能力同时能够活跃课堂氛围。

园林植物遗传学部分是以遗传学理论为基础,重点分析园林植物主要观赏性状的遗传。这和一般的遗传学侧重点有所不同,课件制作应该把握提出问题――分析问题――解决问题的思维模式,并结合园林实例。比如,在遗传学基础部分的教学中以孟德尔等人的实验为实例,重点介绍遗传学的3大基本规律。中学生物教育使得同学具备一定的遗传学基础,可利用动画展示有丝分裂和减数分裂的内容,同时结合现代遗传学的热点问题,利用多媒体展示基因和DNA的相关信息,为后面的内容打好基础。在花的发育部分的教学中,多媒体重点展示花发育的过程以及花器官发育的ABC模式。花色遗传部分重点介绍花色遗传的物质基础和理论基础,回答花问什么会有不同颜色和如何改变和控制花色2个主要问题,可以利用多媒体展示花色与花色素之间的对用关系等。

园林植物育种学部分以遗传学原理为基础,重点介绍方法技术,实践性强。在讲授不同的育种方法中,需要结合具体的某一种或某几种园林植物的相关育种方法和技术流程。选择的植物应该具有代表性和典型性的常见植物种类,并且相应的育种方法研究比较成熟,如引种驯化可以选择矮牵牛、郁金香等,杂交育种选用月季、杜鹃等。这样既介绍了育种方法,也满足了学生对特定园林植物育种的认识,并激发自己的育种思路。多媒体课件的运用使得植物立体化、过程动态化,操作直观化。这样的课堂使得学生对知识的接受度提高,同时对于启发育种思路也起到了积极作用,达到提高教学质量的目的。

3教学内容的优化

对教学内容的优化是提高教学质量的根本保证［2］。在教学中以选用了程金水主编的《园林植物遗传育种学》作为教材。该教材内容考虑了园林植物特点,结合了科研前沿和生长实践,具有一定的先进性,被很多高校选用。遗传学部分,在细胞遗传基本知识基础上,着重讲述花的发育、花色、彩斑、重瓣型、株型、抗性等现代遗传变异原理。育种学部分,根据近年国内外园林植物育种进展,在常规育种基础上,充实了杂种优势利用、诱变育种、倍性育种,增加了分子育种、品种登录等内容［3］。园林植物遗传育种是丰富园林应用中物种多样性和品种多样性的重要而有力的科技手段,相关的研究工作已经成为目前很多遗传育种研究工作者研究的重点或热点,其成果也不断更新。对于教师来说,教学过程中结合园林植物遗传育种研究现状和研究新成果是必要的。获得这些信息的方式是多样的,其中文献信息是最为重要的。因此,在备课过程中有必要查阅相关的文献资料,以了解研究的动向。这不仅仅丰富了学生的知识面,同时也可以引导学生学习别人的好的研究思路、方法,并激发学生对于科研问题的创新思维。教学的最终目标是通过教学活动,既使学生尽快掌握现代科技的最新成果,具有较强的专业能力和独立获取知识的能力,又使其具有较强的创新意识和创新能力［4］。在部分章节的教学中,我们尝试选取一些高质量的文章引导学生阅读和思考。结果发现,学生能够在课堂中及时提出对于相关问题的疑惑或见解,这对于学生创新思维的培养具有积极作用。

4教学互动分析

教学过程应该是师生的双向互动活动,教师应当充分调动学生的学习积极性和主动性,促进学生的主动参与性。所选教材的教学内容包括总论和各论两部分,教学中尝试把总论和各论部分结合教授,特别是育种学部分。在各论当中,对部分园林植物的种质资源、育种现状、育种技术等作了较为详细的介绍,信息量很大,需要用较多的时间去了解,学生主动去学习这部分内容的积极性不是很高。针对这一问题,我们尝试了育种学部分的教学中,每章内容讲授结束以后,安排一次学生以各论中的某1章内容进行的课堂展示。具体要求学生2～3人1组,利用课后时间仔细阅读各论中的某1章内容（该植物的育种最好和刚刚讲授完的育种方法相关）,并总结和制作PPT文件,在课堂上进行展示,并回答老师和同学提出的问题,老师也应给予必要的指导。这对学生来说具有一定的挑战,不仅促进学生主动学习,也是同学知识交流的桥梁。结果也显示,通过交流次数的增加,学生展示的效果越来越好,对知识的认识和理解都有很大程度上的提高。教学互动的形式很多,也在进行其它形式的尝试,希望为教学的质量的提高有所帮助。

参考文献：

［1］ 孙莉.现代教育技术与《园林植物育种学》课程的整合［J］.长春大学学报,2004,14（6）:76～78.

［2］ 杜晓华,李桂荣,杨鹏鸣,等.《园林植物遗传学》教学改革的探讨［J］.河南科技学院学报,2010（2）:115～116.

［3］ 程金水.园林植物遗传育种学［M］.中国林业出版社,2000.

［4］ 廖显辉.在专业课程教学中提高学生的创新能力［J］.中国林业教育,2003（3）:53～54.

Discussion on Teaching Methods of Genetics and Breeding of Garden Plant

Qin Hongmei

（College of Life Sciences,West China Normal University,Sichuan,Nanchong 637002,China）

Abstract:This paper discusses the course teaching of Genetics and Breeding of Garden Plant from the aspects of the applications of multimedia teaching,optimization of teaching contents and teaching interaction,so as to provide some references for improving course teaching and teaching quality.

遗传学在育种中的应用篇6

1.1 知识目标

（1） 简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。

（2） 举例说出诱变育种在生产中的应用。

（3） 讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。

（4） 总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。

1.2 情感、态度与价值观目标

（1） 讨论育种科学技术发展是科学、技术和社会的相互作用。

（2） 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

1.3 能力目标

（1） 尝试将获得信息用图表、图解的形式表达出来。

（2） 运用遗传和变异原理，解决生产和生活实际中的问题。

2 教学重点和难点

2.1 教学重点

遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。

2.2 教学难点

（1） 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。

（2） 用遗传图解表示各种育种过程。

3 学情分析

初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。学生已学习过分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中，教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

4 教学方法：讨论法、演示法

5 教学课时：1课时

6 教学设计思路

教学设计思路如图1所示。

7 教学过程

7.1 情景导入、展示目标

教师：课前以一副优美婉转的背景动画――竹林影动，加上水滴声的背景音乐，步入趣味性的课堂。接着按课件图片的顺序，先向学生展示古印第安人培育玉米、驯化牛的过程；再向学生展示现在的耕牛、玉米的各种优良品种的图片，同时展示袁隆平院士的“中国梦”，引起学生的兴趣。

7.2 认知冲突、问题铺线

教师：这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来的优良品种。但是这种选择育种的方法周期长，可选择的范围又有限，有些品种只在某一方面优势，而另一方面却不良等，不能满足日益增长的人们的需要，那么有没有更加新颖方便的方法呢？

7.3 情景假设、学习新知

（1） 学习杂交育种。

教师提供资料：农民伯伯现在遇到了这样的麻烦：

现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性。

并提出问题：你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉，得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？将你的设想用遗传图解表示出来（用箭头、关键词写出育种的遗传图解）。

学生：分组讨论，每人都在作业本上尝试书写。教师并要求两位学生在黑板上书写，听课的学生对各小组的方案进行评价。

教师：从上述的汇报交流中，我们发现大家使用的方法都是――杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。

（再次出示各小组的遗传图解）由学生指出其优点和不足以及自己的疑问。

教师多媒体展示探究思考题：

① 杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？

② 如何判断显隐性？

③ 若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显性的，如何选择得到纯合子？

学生分组讨论，发言。

教师点拨、解答学生的问题：杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。

教师点评：

表现型中9/16是高秆抗病、3/16是矮秆抗病、3/16是高秆不抗病，剩下1/16是矮秆不抗病。根据自由组合定律，在F2中矮秆抗病（一显一隐）品种占总数的3/16。

教师：我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？

学生：不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。

教师：那么，如何能得到可以代代遗传的优势品种？

学生：要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F2中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。

教师：通过上述分析，请给杂交育种下一个合理的定义。

学生：杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，得到新品种的方法。

教师：请举出我国在杂交育种方面成就。

学生：袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等。

教师：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。

教师：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5～7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？

（2） 学习诱变育种。

教师：播放短片“餐桌上的世纪争议”，出示幻灯片。

学生讨论并总结诱变育种的概念以及原理优缺点和应用。

教师提出问题：① 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？

② 联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。

③ 要克服这些局限性，可以采取什么办法？

学生：① 创造新的基因，提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。

② 由于突变的不定向性，有利变异少，必须大量处理材料，因此该种育种方法具有一定的盲目性。

③ 要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。

教师给予鼓励，并小结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种4种育种方式（表1）。

8 教学反思

由于很多内容学生已经学习过如基因的自由组合定律、基因突变以前都学过，所以采用温故知新――杂交育种的技术方法――诱变育种的技术方法――知识扩展――总结的方法来讲授新知识。本节课的设计也能把理论与实践充分地结合在一起。例如在杂交育种技术的学习中，教师举例：利用高抗和矮感的小麦来设计如何出矮抗的小麦。通过学生的动手操作，使知识更能贴近生活，学以致用。课程改革的目标要求教师应具备对知识体系熟练，应对课堂教学要自如，教学中注重学生的差异性。在教学中，教师能注重学生的差异性，例如在杂交育种的设计实验中，大部分学生不太理解最后得到矮抗的比例，教师能放慢教学一步步解释。同时，教师教态自然、随和，给学生以亲近的感觉。

本节课有很多相似、相关知识点，学生易混淆。教师提出问题引导学生对其进行比较，如“四种育种方式的区别”。

遗传学在育种中的应用篇7

摘要：遗传学是生命科学领域的核心，遗传学课程更是生物专业的核心课程之一。高等师范院校作为培养师资人才的教育摇篮，其遗传学课程的设置，从教学内容到教学方法，必需进行改革创新才能适应当下基础教育的需要。

关键词：高等师范院校；遗传学；教学改革

当今时代是生物科学蓬勃发展的时代，而处于生命科学领域核心和前沿的遗传学，也随着新理论、新技术、新方法的层出不穷而获得了极大发展。《遗传学》作为高等院校生物专业的基础课程和主干课程，研究的是生物遗传和变异的规律，与动植物育种、人类健康、疾病诊断等领域关系密切。目的是通过本课程的教学，使学生了解生物遗传和变异的规律及其物质基础，掌握遗传学的基本理论、基本知识和基本技能，提高创新意识和分析解决遗传学问题的能力，为遗传学在人类健康、动植物育种、疾病诊断等领域中的应用打下坚实的基础，同时为后续从事科研、教学和生产相关工作奠定一个良好的遗传学基础。然而伴随着知识点逐年增多的现实情况却是课时的逐年减少，如何在有限的课时内将更多的知识传授给学生，是目前高等院校遗传学教学中亟待解决的问题。同时，作为培养基础教育师资队伍的摇篮，高校生物教育专业的遗传学教学，既不同于农业院校偏重于动植物、微生物遗传，为学习育种等课程奠定基础；也不同于医学院校侧重对人类遗传变异的研究，为学习医学其他课程奠定基础。遗传学教学是要满足师范生将来从事中学生物教学的需要，要求学生主要掌握普通遗传学的基本知识和基本原理[1，2]。因此，应结合师范生未来教学实际需要，对高等师范院校遗传学课程的教学内容及教学方法做出适当的改革调整。

一、科学调整课程内容

我校遗传学教学采用的是高等教育出版社出版的由刘祖洞、乔守怡等编写的《遗传学》（第三版）。其内容涉及遗传学三大定律及其拓展、遗传的分子基础和细胞学基础、细菌和噬菌体的遗传、数量性状遗传、遗传物质的改变、细胞质遗传、个体的发育与进化、基因组、基因的表达与调控等内容。在内容选择上，既要掌握遗传学的经典理论和现代遗传学的前沿知识，又要结合师范生的实际，联系中学生物教程。因此，在教学内容应作出适当调整，将高中生物《遗传与进化》模块的内容（包括遗传的细胞基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分）融入到遗传学教学中，让学生一方面学习专业知识，另一方面与教育教学法相结合，即时参与中学教学内容的有关设计，改变过去专业理论教学与教学法、中学生物教学相脱节的现象[3]。其中的基因组、基因的表达与调控等内容与分子生物学课程有所重复，不作为讲授重点。在教学实践中，将遗传学分为四部分：第一部分讲授遗传物质的传递规律，包括遗传的细胞学基础、孟德尔定律及其延伸、连锁遗传定律及伴性遗传、细菌和噬菌体的遗传等；第二部分讲授遗传物质的改变（即变异），包括染色体畸变和基因突变的发生机制及其在生产实践上的应用；第三部分讲授细胞质遗传，包括细胞质遗传的物质基础及其在遗传中的作用；第四部分讲授个体发育和进化，包括几个发育现象的遗传学分析和进化理论等。

这样的课程安排，既减少了重复性知识的学习压缩了课时，又突出重点体现遗传学课程的特点，有利于学生理论联系实际，提高学生分析问题、解决问题的能力，同时满足了师范院校对学生的培养目标。

二、研究创新教学方法

倡导探究式学习是现阶段基础教育课程改革的一大亮点，培养师资的高等师范院校在这样的大背景下，自然要针对这一改革结合自身特点，对教学方法进行研究创新。坚持理论与实践相结合，改变传统的“教师教，学生学”的教学方式，突出学生在教学活动中的主体地位，提倡研究性学习，旨在提高学生自己提出问题、解决问题的能力和创新意识。那么，在教学实践中如何实施研究性学习？如何选择研究性学习的内容，是现阶段亟待解决的问题。围绕这一问题，在遗传学教学过程中，就需要向学生渗透研究性教学理念，教师要以学生为中心，设计教学过程、提供教学资源、提供学习建议，对整个学习过程进行控制，关键环节上对学生进行启发、激励、引导和指导，并及时对学习效果进行评价，使学生从接受式的被动学习转变为探索研究式的自主学习，使学生在研究性学习过程中感受学习的乐趣，创新学习方法，为未来的中学教学工作积累经验[4]。

通过这一过程不仅使学生对遗传学相关知识有所了解，而且使学生养成了研究性学习意识，为以后进入基础教育领域指导研究性学习打下了基础，同时加强了学生的合作意识。

三、合理设置实验项目

许多重要的遗传学理论都是在大量的实验基础上获得的，因此应使学生意识到实验的重要性，培养学生的科研意识和能力。然而随着技术的发展，遗传学实验的范围也在不断的深化并延伸至各个领域，从经典的细胞遗传学到现代的分子生物学领域。但伴随内容的增多课时却在逐年减少，实验内容的选择就显得尤为重要，一方面要对遗传学经典定律进行验证，培养学生的操作技能和创新性思维；另一方面又要与基础教育的教学实际相结合。因此在实验项目的设置上，要考虑中学的实验条件，有针对性地优化实验内容和操作环节，使在大学阶段所开展的实验内容在中学也能开展并符合中学的教学要求，所以师范院校的遗传学实验内容不能一味追求高、精、尖，而是要再一定程度上与中学相衔接[4]。

总之，高等师范院校作为培养基础教育中坚力量的摇篮，要结合自身实际在教学内容和教学方法上做出科学改革，才能适应基础教育的需求，为基础教育培养更多的适用型人才。（作者单位：咸阳师范学院）

参考文献：

[1]张羽.生物教育专业《遗传学》教学改革的探索[J].遗传，2008，30（2）：246―250.

[2]赵志华.遗传学教学改革探析[J].高等教育研究，2007，24（4）：43―45.

[3]李宗芸，潘沈元等.地方师范院校遗传学教学改革.高等院校遗传学教学改革探索.2010.34―41.

遗传学在育种中的应用篇8

关键词：BLUP; 家畜育种; 模型

中图分类号：S8-0 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-07-0139-2

1949年，美国数量遗传学家C.R.汉特逊（Henderson）在研究对于不平衡资料应用混和模型方程组的原理估计固定效应和预测随机效应时，提出了BLUP（Best Linear Unbiased Prediction，最佳线性无偏预测）方法[1]，于1973年在纪念勒什（Lush）的学术讨论会上他又对该法的理论和应用进行了系统阐述，同时随着计算机技术的迅速发展和普及，BLUP法才得到了广泛的应用，普遍认为BLUP法是最好的畜禽遗传评定方法。

1 BLUP法的概述

1.1 基本原理

BLUP是一种数理统计方法，基本原理是线性统计模型方法论与数量遗传学相结合。BLUP模型中包括固定效应和除了残差效应以外的随机效应，所以是一个混合模型。BLUP混合模型的一般形式： Yijk =μ+hi+Sj+eijk (1)

式中Yijk：观察值向量，μ：总体均值，hi：第i个畜禽的固定效应值，sij：第i个畜群中第j个公畜的随机遗传效应，eijk：随机剩余效应。

以矩阵形式表示为：Y=Xβ+Zn+e (2)

式中Y：观察值向量，X：固定因子结构矩阵，β：固定效应向量，Z：随机因子的结构矩阵，u：随机效应向量，e：随机残差向量,并有e～N(0,R)，E(Y)=Xβ,E(u)=0, E(e')=0,Var(u)=G,Var（e）=R, Cov(u，e,)=0, Var（y）=V=ZGZ'+R

当u和e服从正态分布，即u～N(0,G), e～N(0,R)时

y和u的联合密度函数：f(y,u)=f1(y∣u)f2(u)

f1(y∣u)=C1exp{-1/2(y- Xβ-Zu)’r-1(y- Xβ-Zu)}

f2(u)= C2exp{-1/2u’G-1u}

f(y,u)＝Cexp{-1/2(y- Xβ-Zu)’R-1(y-Xβ-Zu)-1/2u’G-1u}

其中：C＝C2*C1,为一常数。对f(y,u)求关于β和u的极大值：

整理方程得：

式中，是f(y,u)达最大时的解，被称为混合模型方程组（mixed model equations，MME）

1.2 特点

BLUP法将选择指数法和最小二乘估计方法有机的结合起来，解决了选择指数存在的问题。其重要特征是将性状观察值剖分出遗传效应再进一步剖分为固定的遗传效应和随机的遗传效应，能够利用各方面的资料在同一估计的混和模型方程中，既能估计固定的环境效应和固定的遗传效应，又能预测随机的遗传效应。

BLUP育种值估计方法之所以被认为是目前最好的畜禽遗传评定方法在于它具有如下优点，（a）能充分利用个体及其父母、同胞、后代等所有亲属的信息，做到亲属资料的最佳利用，提高育种值估计的准确性；（b）可消除环境因素造成的偏差，获得个体真实育种值；（c）可以估计群体的遗传趋势和当前的育种水平，估计遗传进展的遗传参数；（d）可以估计一些没有记录的祖先或者个体的育种值，即方程的数目可以大于有记录的家畜的数目；(e)可使所造成的偏差降到最低。

1.3 基本步骤

BLUP是根据遗传学、统计学知识和实际的生产情况，将观察值表示为对其有影响的固定效应、随机效应和随机残差的线性组合，也即是将表型值表示成遗传效应、系统环境效应、随机环境效应和剩余效应的线性组合，构建线性混合模型，然后根据线性（估计值与观察值呈线性关系）、无偏（估计值的数学期望为真值）、最佳（估计值的误差方差最小）的原则对模型中的各个效应进行估计，其基本步骤：（a）根据现有的畜群生产情况和资料结构建立一个线性混合模型，这个模型应尽可能地描述真实的情况，同时又不能过于复杂而导致估计的精确性降低或计算困难，估计的准确性和精确性完全取决于模型是否合理；（b）该方程组为混合模型方程组，方程组中方程的个数等于模型中所有因子的所有水平之和；（c）利用计算机对方程求解。

到目前为止，已构建出几个基本的估计畜禽育种值的BLUP模型，如：公畜模型（sire model）、公畜－母畜模型（sire-dam model）、外祖父模型（maternal grandsire model）、个体动物模型（individual animal model, IAM）、简化动物模型（reduced animal model, M）等。其中，以个体动物模型估计的育种值较为精确，广泛应用于畜禽育种中。

2 BLUP法的几种形式

2.1 E-BLUP