主要完成人：

趙書紅（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)），

梅書棋（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所），

李新云（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)），

朱猛進(jìn)（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)），

喬 木（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所），

劉小磊（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)）

提名單位：教育部

種豬質(zhì)量直接影響?zhàn)B豬業(yè)的生產(chǎn)水平。種豬品質(zhì)的提升則依賴于經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳改良。但豬經(jīng)濟(jì)性狀遺傳機(jī)理復(fù)雜，常規(guī)育種周期長，分子育種則能加快進(jìn)程。然而，豬基因組學(xué)研究方法和工具不足，整合組學(xué)基因素材挖掘技術(shù)體系不健全，基因及分子育種標(biāo)記鑒定效率低下，制約了種豬的遺傳改良進(jìn)程。針對(duì)上述問題，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授趙書紅及其團(tuán)隊(duì)通過15年的研究，突破了豬基因組學(xué)研究方法和工具數(shù)量不足、效率不高的局限，在豬基因組學(xué)工具創(chuàng)新、分子育種標(biāo)記開發(fā)及應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展，豐富了豬種質(zhì)創(chuàng)新方法，有力地推動(dòng)了豬分子育種技術(shù)的發(fā)展。趙書紅主持的“豬整合組學(xué)基因挖掘技術(shù)體系建立及其育種應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2018年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

該項(xiàng)目構(gòu)建了首個(gè)豬整合組學(xué)數(shù)據(jù)庫，涵蓋基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組、表型組等多組學(xué)信息。同時(shí)，還開發(fā)了GWAS新算法等10個(gè)豬基因組學(xué)研究的方法和工具，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)出基于“多組學(xué)聯(lián)動(dòng)評(píng)分”的整合組學(xué)基因挖掘技術(shù)體系，發(fā)掘出39個(gè)新分子育種標(biāo)記。而且，該項(xiàng)目還構(gòu)建了基于分層混合線性模型（SMLM）的豬育種值評(píng)估模型，制定出1套適用于優(yōu)質(zhì)豬母本選育的綜合選擇指數(shù)，培育出1個(gè)優(yōu)質(zhì)豬母本新品系，篩選出2個(gè)三元雜優(yōu)配套組合；完成恩施黑豬優(yōu)質(zhì)豬配套系“硒都黑”的4個(gè)世代選育，獲批開展中間試驗(yàn)，恩施黑豬肉獲國家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品證書。

該項(xiàng)目獲國家發(fā)明專利35項(xiàng)，軟件著作權(quán)9項(xiàng)，發(fā)表論文86篇（SCI論文69篇），獲國家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品證書1項(xiàng)。成果獲湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)和湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。世界養(yǎng)豬業(yè)和豬病研究領(lǐng)域的經(jīng)典著作Diseases of Swine最新版（第十版）在 55 章中詳細(xì)介紹了該項(xiàng)目免疫基因組研究的成果；該項(xiàng)目“系統(tǒng)數(shù)量遺傳學(xué)”的文章，被國外植物遺傳育種領(lǐng)域優(yōu)秀教材Principles of Plant Genetics and Breeding以及多部專著引用或收錄。

該項(xiàng)目開發(fā)的軟件也獲得了良好評(píng)價(jià)。項(xiàng)目開發(fā)的sgRNA設(shè)計(jì)與評(píng)估軟件自2014年開發(fā)完成后已有126名注冊(cè)用戶；MacPhersorn等人在Nature Biotechnology文章（2015）中肯定了sgRNA設(shè)計(jì)與評(píng)估軟件的靈活性和高效性，軟件被國際同行廣泛應(yīng)用，并被麻省理工、Kent大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)用于教學(xué)；Nat. Genet.,Nat. Plants, Genome Biol.等雜志肯定了FarmCPU算法在解決GWAS模型中混雜問題所做的貢獻(xiàn)，顯著提升了統(tǒng)計(jì)效力，相應(yīng)算法文章在PLoS Genetics發(fā)表1年多時(shí)間內(nèi)被瀏覽14000余次，作物學(xué)報(bào)（2016）的專題綜述文章評(píng)論該算法的多標(biāo)記模型策略為今后模型的重點(diǎn)研究方向；GWAS分析算法和相應(yīng)軟件被哈佛大學(xué)、康奈爾大學(xué)等數(shù)十所國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)廣泛使用，目前已有近300名國內(nèi)外注冊(cè)用戶，并被普渡大學(xué)等用于2016年秋季基因組學(xué)課程教學(xué)。

項(xiàng)目開發(fā)的分子標(biāo)記及育種值評(píng)估模型，在包括多家國家核心育種場(chǎng)在內(nèi)的9家種豬育種公司應(yīng)用，效果顯著，豬只死亡率下降3%～6%；生豬出欄時(shí)間提前3～7天，出欄成本下降20～40元；項(xiàng)目制定出了適用于優(yōu)質(zhì)母本選育的綜合選擇指數(shù)，培育了湖北白豬優(yōu)質(zhì)系、“巴大湖”和“杜大湖”配套系；完成了以恩施黑豬為基礎(chǔ)的“硒都黑”優(yōu)質(zhì)豬配套系4個(gè)世代的選育，并以“科研院所+公司+品牌+畜牧技術(shù)中心（站）+合作社+農(nóng)戶” 優(yōu)質(zhì)黑豬產(chǎn)業(yè)化開發(fā)模式，在湖北恩施州咸豐等國家級(jí)貧困縣建立了10個(gè)優(yōu)質(zhì)黑豬養(yǎng)殖合作社，256戶“161”精準(zhǔn)扶貧點(diǎn)，年出欄優(yōu)質(zhì)黑豬雜交商品豬達(dá)10萬余頭。近三年，項(xiàng)目合作公司新增利潤約1億元。技術(shù)與產(chǎn)品推廣應(yīng)用取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，有力促進(jìn)了行業(yè)技術(shù)升級(jí)和科技進(jìn)步，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。