一种公畜精液品质评估方法及系统与流程

本发明涉及公畜繁殖力评估，特别是涉及一种公畜精液品质评估方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、公畜(如公牛)精液的品质对于繁殖效率和后代的遗传质量至关重要。在人工授精过程中，选择高质量的精液可以显著提高受胎率，进而提高养殖效益。然而，传统的精液评估方法通常需要耗费大量时间和资源，包括繁琐的实验操作和专业技术支持，限制了其在实际育种工作中的应用。

3、除了精液的直接质量因素外，公畜的形态结构也被证明与精液品质之间存在一定程度的关联。先前的研究表明，公畜的体型特征，如体重、身体尺寸等与精液性状之间存在一定的遗传相关性，特别是阴囊周径作为间接选择的指示性状，也可作为辅助性状提高精液产量和品质的选择精度。然而，目前尚未有方法利用这种相关性来快速评估精液品质，并为育种计划提供科学依据。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种公畜精液品质评估方法及系统，使用双性状重复力模型进行双性状遗传分析，得到稳定准确的遗传评估结果，同时以易于获得的体型性状指标参数准确预测公畜的精液性状指标，最大限度地减少对精液的长期监测，避免繁琐的实验操作和专业技术支持，评判客观、简单且准确。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种公畜精液品质评估方法，包括：

4、获取公畜的精液性状指标和体型性状指标；

5、根据系谱数据构建个体间亲缘关系矩阵；

6、根据精液性状指标和体型性状指标构建双性状重复力模型，根据双性状重复力模型的模型参数和个体间亲缘关系矩阵得到加性遗传效应、永久环境效应和随机环境效应的协方差，各指标的遗传力和重复力，以及精液性状指标和体型性状指标之间的遗传相关性和表型相关性；

7、根据上述分析结果筛选关键体型性状指标，根据待评估公畜的关键体型性状数据，采用双性状重复力模型，预测得到各精液性状指标值，以此评估精液品质。

8、作为可选择的实施方式，所述精液性状指标包括：采精量、精液密度、精子活力、精子总数、活动精子总数、畸形精子百分率和解冻后活力。

9、作为可选择的实施方式，所述体型性状指标包括：体重、体高、体长、胸围、腹围、管围、尻宽、臀高、阴囊周长。

10、作为可选择的实施方式，双性状重复力模型为：

11、

12、其中，y1是体型性状表型向量，y2是精液性状表型向量；x1和x2是固定效应的设计矩阵；b1和b2是受固定效应影响的性状向量；z1和z2是加性遗传效应的设计矩阵；a1和a2是受加性遗传效应影响的性状向量，满足和均是加性遗传效应的方差；w1和w2是永久环境效应的设计矩阵；p1和p2是受永久环境效应影响的性状向量，满足和和均是永久环境效应的方差；e1和e2均是残差向量，满足和和均是残差向量的方差，i是特征矩阵，a为个体间亲缘关系矩阵。

13、作为可选择的实施方式，加性遗传效应、永久环境效应和随机环境效应的方差和协方差结构为：

14、

15、其中，a为个体间亲缘关系矩阵；和均是加性遗传效应的方差，是加性遗传效应的协方差；和均是永久环境效应的方差，是永久环境效应的协方差；和均是残差向量的方差。

16、作为可选择的实施方式，精液性状指标的遗传力和重复力以及体型性状指标的遗传力和重复力分别为：

17、

18、

19、其中，和均是加性遗传效应的方差，和均是永久环境效应的方差，和均是残差向量的方差。

20、作为可选择的实施方式，遗传相关性ra和表型相关性rp的估计值分别为：

21、

22、

23、其中，是加性遗传效应的协方差，是永久环境效应的协方差，和均是加性遗传效应的方差，和均是永久环境效应的方差，和均是残差向量的方差。

24、第二方面，本发明提供一种公畜精液品质评估系统，包括：

25、获取模块，被配置为获取公畜的精液性状指标和体型性状指标；

26、系谱计算模块，被配置为根据系谱数据构建个体间亲缘关系矩阵；

27、分析模块，被配置为根据精液性状指标和体型性状指标构建双性状重复力模型，根据双性状重复力模型的模型参数和个体间亲缘关系矩阵得到加性遗传效应、永久环境效应和随机环境效应的协方差，各指标的遗传力和重复力，以及精液性状指标和体型性状指标之间的遗传相关性和表型相关性；

28、评估模块，被配置为根据上述分析结果筛选关键体型性状指标，根据待评估公畜的关键体型性状数据，采用双性状重复力模型，预测得到各精液性状指标值，以此评估精液品质。

29、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。

30、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。

31、第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成第一方面所述的方法。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

33、本发明提出了一种公畜精液品质评估方法及系统，使用双性状重复力模型进行双性状遗传分析，通过精液性状和体型性状的加性遗传效应、永久环境效应和随机环境效应的方差和协方差，精液性状的遗传力和重复力，体型性状的遗传力和重复力，以及体型性状和精液性状的遗传相关性和表型相关性，能够选择与精液品质显著相关的体型性状，如阴囊围度和肩高，以确定的关键体型特征间接评估精液品质，由此得到稳定准确的遗传评估结果。

34、同时，根据上述双性状重复力模型的分析结果，得到各精液性状指标和各体型性状指标下的模型参数，比如阴囊周径与采精量，阴囊周径与精子活力等，由此可以根据体型性状指标预测精液性状指标数值。提供了一种评判客观、简单且准确的公畜精液品质评估方法，以易于获得的体型性状指标参数准确预测公畜的精液性状指标，最大限度地减少对精液的长期监测，避免繁琐的实验操作和专业技术支持，便可获取有关精子生产效率和质量的评估数据，为生产者提供了一种简单实用的方法选择潜在的高繁殖力公畜。

35、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种公畜精液品质评估方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种公畜精液品质评估方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种公畜精液品质评估方法，其特征在于，双性状重复力模型为：

4.如权利要求1所述的一种公畜精液品质评估方法，其特征在于，加性遗传效应、永久环境效应和随机环境效应的方差和协方差结构为：

5.如权利要求1所述的一种公畜精液品质评估方法，其特征在于，精液性状指标的遗传力和重复力以及体型性状指标的遗传力和重复力分别为：

6.如权利要求1所述的一种公畜精液品质评估方法，其特征在于，遗传相关性ra和表型相关性rp的估计值分别为：

7.一种公畜精液品质评估系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-6任一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成权利要求1-6任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开一种公畜精液品质评估方法及系统，包括：获取公畜的精液性状指标和体型性状指标；根据系谱数据构建个体间亲缘关系矩阵；根据精液性状指标和体型性状指标构建双性状重复力模型，根据双性状重复力模型的模型参数和个体间亲缘关系矩阵得到加性遗传效应、永久环境效应和随机环境效应的协方差，各指标的遗传力和重复力，以及精液性状指标和体型性状指标之间的遗传相关性和表型相关性；根据上述分析结果筛选关键体型性状指标，根据待评估公畜的关键体型性状数据，采用双性状重复力模型，预测得到各精液性状指标值，以此评估精液品质。最大限度地减少对精液的长期监测，避免繁琐的实验操作和专业技术支持，评判客观、简单且准确。

技术研发人员：王晓,杨健,张元沛,赵秀新,裴芬,葛慧聚,李彦芹,高运东,李建斌
受保护的技术使用者：山东奥克斯畜牧种业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5