豬近交系數(shù)計算軟件設(shè)計與使用

王學(xué)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(shù)計算軟件設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，旨在為有計劃地進(jìn)行選種與選配提供數(shù)據(jù)參考，以提高養(yǎng)豬生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：豬育種；近交系數(shù)；軟件設(shè)計

中圖分類號：S828 文獻(xiàn)標(biāo)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(yōu)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(yīng)是近交衰退[2]，對于個體養(yǎng)殖戶和養(yǎng)殖場要嚴(yán)格控制近交，防止近交衰退的發(fā)生而導(dǎo)致后代的生活力下降、適應(yīng)能力減弱等。近交程度的大小一般是通過近交系數(shù)來度量的[3]。近交系數(shù)是指根據(jù)近親交配的世代數(shù)，將基因的純化程度用百分?jǐn)?shù)來表示。在試驗研究和生產(chǎn)實踐中，豬個體近交系數(shù)通過手工計算非常費力繁瑣，特別是眾個體近交系數(shù)的計算。目前有研究者前期進(jìn)行過豬近交系數(shù)計算軟件的相關(guān)設(shè)計，如利用 FORTRAN[4]和BASIC[5-6]程序語言進(jìn)行設(shè)計，這兩種方法計算前都要將原始系譜中所有的個體進(jìn)行整理輸碼，并按人為規(guī)定的先后次序排列， 方可送入計算機(jī)處理，后期出現(xiàn)了利用BASIC+數(shù)據(jù)庫dBASE的設(shè)計方法[7]，但非面向?qū)ο蟮默F(xiàn)在程序語言設(shè)計。隨著電腦硬件與軟件的提升，有研究者利用面向?qū)ο蟮腣isual Basic進(jìn)行設(shè)計[8，9]，但未見其利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的報道。本文利用面向?qū)ο蟮目梢暬疺isual Basic+ 數(shù)據(jù)庫SQL Serve方法設(shè)計研發(fā)出豬系近交系數(shù)計算軟件，使用者可以對豬場豬個體及群體的近交系數(shù)值進(jìn)行更方便快速計算，從而能有計劃地進(jìn)行選種與選配，提高豬育種與生產(chǎn)效率。

1 運行環(huán)境

1.1 硬件

一般要求586以上的處理器、256MB以上內(nèi)存、500MB以上的空閑硬盤空間、鍵盤、鼠標(biāo)等。

1.2 軟件

系統(tǒng)軟件：要求Microsoft Windows 98或 Microsoft WINDOWS XP以上操作系統(tǒng)。

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

2 軟件設(shè)計

2.1 總體結(jié)構(gòu)

利用visual basic 6.0設(shè)計包括登陸界面和主界面，主界面主要包含當(dāng)前數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)編輯與查詢、近交系數(shù)計算、刷新數(shù)據(jù)等基本功模塊。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

首先在SQL Server 2000的企業(yè)管理器數(shù)據(jù)庫中新建一個“系譜圖繪制”數(shù)據(jù)庫，再在該數(shù)據(jù)庫中新建“公豬檔案”和“母豬檔案”2個表，表中均按順序設(shè)計“編號”、“個體耳號”、“父耳號”、“母耳號”、“備注”、“近交系數(shù)”6個列名。列名數(shù)據(jù)類型均設(shè)置為”nvarchar”， 長度設(shè)置為“255”。根據(jù)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(shù)”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(shù)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(shù)，n為從近交個體之父通過共同祖先到母的箭頭數(shù)（通徑數(shù)）。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(shù)，共同祖先不是近交個體時，F(xiàn)_A=0。公式即簡化為F_x=∑（1/2）～（n+1）。

設(shè)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(jīng)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(shù)；根據(jù)每條通徑的情況計算出個體近交系數(shù)。

本軟件程序首先通過對原始記錄數(shù)據(jù)庫分析及循環(huán)查詢方法得到個體系譜信息資料，再根據(jù)近交系數(shù)計算公式算出目標(biāo)個體的近交系數(shù)。

3 軟件使用

3.1 用戶登陸

在軟件登陸界面（圖1）輸入預(yù)設(shè)的密碼進(jìn)入軟件使用界面（圖2）。

3.2 原始數(shù)據(jù)的編輯

在軟件使用前數(shù)據(jù)庫的設(shè)置后，如果需要對原始數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行的編輯，可點擊軟件界面的“數(shù)據(jù)編輯與查詢”，軟件顯示出數(shù)據(jù)編輯界面（圖3）。

若要在原始數(shù)據(jù)中新增加一條數(shù)據(jù)，如在“母豬記錄”中新增加一條數(shù)據(jù)，假設(shè)個信息值均為“1000”，則在“母豬基本信息”欄中對應(yīng)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(shù)據(jù)庫（“母豬檔案”）中。如果要刪除該條數(shù)據(jù)，則可在“母豬記錄”中用鼠標(biāo)選定該條數(shù)據(jù)，再在“母豬基本信息”欄中點擊“刪除”即可。要查詢某條記錄數(shù)據(jù)，則在對應(yīng)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(yīng)的基本信息欄中點擊“查詢”按紐即可。進(jìn)行新的查詢或保存數(shù)據(jù)，點擊相應(yīng)的基本信息欄中的“初始化”按紐；要刷新數(shù)據(jù)，點擊相應(yīng)的基本信息欄中的“刷新”按紐。

3.3 個體近交系數(shù)的計算

點擊軟件界面的“數(shù)據(jù)編輯與查詢”和“近交系數(shù)計算”按鈕，軟件顯示出“數(shù)據(jù)編輯與查詢”界面（圖3）和“近交系數(shù)計算”界面（圖4）。如果要計算豬場中某豬個體的近交系數(shù)（先在確保豬場豬該豬個體的信息已經(jīng)按照上述的“1.軟件使用前數(shù)據(jù)庫的設(shè)置”進(jìn)行了資料輸入），如個體耳號為95-884的母豬，則先在“數(shù)據(jù)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(jié)果中可以看出該個體在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的編號為103。在“近交系數(shù)計算”F值整體計算的“起始編號”和“結(jié)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(shù)。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(shù)的計算

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

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉 榜.家畜育種學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007.

[2] 趙壽元，喬守怡.現(xiàn)代遺傳學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[3] 楊業(yè)華.普通遺傳學(xué)[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(shù)軟件的研制及其應(yīng)用[J]. 畜牧與獸醫(yī)，1984（5）：235.

[5] 師守堃. 近交和親緣系數(shù)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(jìn)畜禽近交系數(shù)計算方法的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1991（1）：75-77.

[7] 陸保榮. 逐代比較累加近交系數(shù)的程序設(shè)計[J].計算機(jī)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，1989（2）：25-29.

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

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