文|王洋 吉林省農(nóng)業(yè)科學院 編輯|柴帆

基因技術(shù)搭建中國荷斯坦牛的良種平臺

文|王洋 吉林省農(nóng)業(yè)科學院 編輯|柴帆

成果名稱：中國荷斯坦?；蚪M選擇分子育種技術(shù)體系的建立與應(yīng)用成果

承擔單位：中國農(nóng)業(yè)大學北京奶牛中心

新中國成立以來，我國奶業(yè)得到了快速發(fā)展，尤其是培育了我國自己的奶牛品種——中國荷斯坦牛，也就是我們俗稱的“黑白花?！薄Ｔ谀壳拔覈曫B(yǎng)的近1400萬頭奶牛中，80%以上是中國荷斯坦牛。

荷斯坦牛原產(chǎn)于荷蘭北部的北荷蘭省和西弗里生省，其后代分布到荷蘭全國乃至法國北部以及德國的荷斯坦省。荷斯坦牛風土馴化能力強，世界大多數(shù)國家均能飼養(yǎng)。中國荷斯坦牛原被稱之為中國黑白花牛。1992年，我國正式將其更名為“中國荷斯坦?！保袊伤固古Ｊ俏覈膛５闹饕贩N，分布全國各地。中國荷斯坦牛是從國外引進的荷蘭牛在中國不斷馴化和培育，或與中國黃牛進行雜交并經(jīng)長期選充而逐漸形成。

奶業(yè)要振興 奶牛需提升

然而，與國外奶業(yè)發(fā)達國家相比，我國的奶牛生產(chǎn)水平有較大差距。據(jù)中國奶業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)顯示，2010年我國奶牛平均單產(chǎn)為4500公斤，而美國則為9500公斤。

通過育種實現(xiàn)群體遺傳改良是提高奶業(yè)生產(chǎn)水平和效率的關(guān)鍵。我國奶牛群體的遺傳水平低，且群體遺傳改良效率不高，自主選育優(yōu)秀種公牛的能力不強。依靠傳統(tǒng)的育種技術(shù)難以改變這種狀況。

而以基因組選擇為核心的分子育種技術(shù)提供了機遇，與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比，該技術(shù)可大幅提高群體遺傳改良速率和生產(chǎn)效益。

日前，由中國農(nóng)業(yè)大學、全國畜牧總站、上海奶牛育種中心、北京奶牛中心等單位完成的“中國荷斯坦牛基因組選擇分子育種技術(shù)體系的建立與應(yīng)用”獲得國家科技進步二等獎。該項目系統(tǒng)地開展了奶牛基因組選擇分子育種技術(shù)研究，取得了一系列重要創(chuàng)新性研究成果，建立了完善的技術(shù)體系，并大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

這項新的育種技術(shù)正使全球奶牛育種發(fā)生重大變革，幾乎所有奶業(yè)發(fā)達國家都已應(yīng)用，加快了其遺傳改良速度。

奶?；蚪M選擇分子育種技術(shù)

該項目在奶牛重要性狀功能基因挖掘、基因組參考群體構(gòu)建、基因組育種值預測方法、奶牛主要遺傳缺陷基因診斷等方面取得了創(chuàng)新性的研究成果。

該項目創(chuàng)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國荷斯坦?；蚪M選擇技術(shù)平臺，提升了我國奶牛遺傳評估的整體技術(shù)水平。研發(fā)了TABLUP、BayesTCπ等基因組育種值預測新方法以及利用低密度芯片進行基因組育種值預測的優(yōu)化策略；開發(fā)了對海量基因組數(shù)據(jù)快速處理和基因組育種值計算平臺。

本項目研發(fā)了奶牛遺傳缺陷和親子關(guān)系的分子鑒定技術(shù)，建立了我國荷斯坦種公牛遺傳缺陷及親子關(guān)系監(jiān)控體系。研發(fā)了CVM、 BLAD、DUMPS、CTLN、BS等5種奶牛主要遺傳缺陷的基因診斷技術(shù)和利用微衛(wèi)星或SNP標記進行親子關(guān)系的鑒定技術(shù)，完善了奶牛分子育種技術(shù)，填補了國內(nèi)空白。

該項目創(chuàng)建了中國荷斯坦?；蚪M選擇分子育種技術(shù)體系，成為我國荷斯坦青年公牛遺傳評估的唯一方法。根據(jù)我國奶牛育種的實際情況，首次提出中國荷斯坦牛綜合遺傳評估的基因組性能指數(shù)（GCPI），研發(fā)了以基因組選擇為核心的綜合性分子育種方案，并在全國實施。

積硅步 行千里

據(jù)了解，為了充分發(fā)揮優(yōu)秀種公牛在群體遺傳改良中的作用，奶牛發(fā)達國家一般選用優(yōu)秀驗證公牛的凍精，在牛群中實施以獲得優(yōu)秀種公牛后代為目的的“計劃選配”；通過后裔測定選擇優(yōu)秀種公牛，在育種群和生產(chǎn)群中全面地使用“驗證公?！?，使母牛群的遺傳水平不斷提高。

用母牛構(gòu)建參考群是因為我國具有足夠遺傳評估準確性的驗證公牛數(shù)量太少，不足以構(gòu)建參考群。如果完全照搬國外的做法，則在我國奶牛中無法應(yīng)用基因組選擇技術(shù)。于是，項目團隊從2006年開始組建中國荷斯坦牛基因組選擇參考群體，經(jīng)過持續(xù)擴充，建立了由6000頭母牛以及400頭驗證公牛組成的參考群。

目前，該技術(shù)體系2012年被農(nóng)業(yè)部指定為我國荷斯坦青年公牛遺傳評估的唯一方法，并在全國推廣應(yīng)用。該項目整體提升了我國奶牛育種水平，我國荷斯坦牛平均年產(chǎn)奶量從2010年的4500kg提高到2014年的5500kg，接近歐盟的平均水平，帶來了顯著的經(jīng)濟效益，已獲經(jīng)濟效益13.35億元。

專家簡介

張勤出生于1956年09月04日，動物遺傳育種學博士、教授。目前主持承擔國家杰出青年基金、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（973）項目課題。該課題發(fā)展了在家畜群體中進行QTL檢測的新方法，初步解決了在家畜群體中進行多個連鎖QTL檢測的技術(shù)難題；建立了中國荷斯坦奶牛MOET核心群育種規(guī)劃系統(tǒng)，形成了包括選種方法、計算機數(shù)據(jù)處理、胚胎生物工程技術(shù)、核心群飼養(yǎng)管理工藝在內(nèi)的MOET育種實施體系；主持研制了種畜場數(shù)據(jù)管理和育種分析系列軟件，目前已在全國近100家種豬場使用；提出了用廣義線性模型對閾性狀和連續(xù)性狀進行聯(lián)合分析的方法，豐富了數(shù)量遺傳學理論。