趙天奇，盧徐斌，朱 浩，姜 惠，陸體富，丁俞建，卞紅春，蘇衍菁，孫雨佳，毛永江，楊章平*

（1.揚州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚州 225009；2.江蘇銀寶光明牧業(yè)有限公司，江蘇鹽城 224399；3.鹽城市動物疫病預(yù)防控制中心，江蘇鹽城 224500；4.光明牧業(yè)有限公司，上海 201103）

娟姍牛原產(chǎn)于英吉利海峽的娟姍島，以“易順產(chǎn)、奶質(zhì)優(yōu)和抗逆性強”3 大優(yōu)點躋身世界五大奶牛品種，是畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家青睞的引種對象。近年來，我國多家奶業(yè)種業(yè)龍頭企業(yè)和研究機構(gòu)為促進(jìn)現(xiàn)代畜禽種業(yè)發(fā)展，提高自身奶源競爭力，以市場為導(dǎo)向，廣泛引進(jìn)優(yōu)質(zhì)娟姍牛。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合開展娟姍牛選育，培育本土化的奶牛新品系，豐富我國奶牛品種資源，生產(chǎn)高檔優(yōu)質(zhì)奶制品，既是產(chǎn)業(yè)和市場的需求，也是提升我國奶牛種業(yè)核心競爭力的需要。

1 娟姍牛的引進(jìn)、分布和養(yǎng)殖現(xiàn)狀

目前乳制品行業(yè)的競爭方向是高端市場的持續(xù)創(chuàng)新，戰(zhàn)略重點之一是奶牛品種。娟姍牛奶營養(yǎng)價值高，口感濃醇鮮甜，但市場供應(yīng)稀缺，是目前較高端的牛奶。自2016 年起，國內(nèi)多家牧場為提升自身奶源競爭力，搶占牛奶高端市場，從新西蘭和澳大利亞等國家廣泛引進(jìn)純種娟姍母牛，建設(shè)娟姍牛養(yǎng)殖基地。河北省三河市百宏牧場2022 年引進(jìn)3000 多頭澳大利亞娟姍牛；張掖市甘州區(qū)畜牧產(chǎn)業(yè)園建設(shè)萬頭娟姍牛牧場，2023年5 月底初具規(guī)模；燕山南麓娟姍牧場自2020年起共引進(jìn)了3600 頭娟姍牛；優(yōu)然牧業(yè)2019 至今在內(nèi)蒙古投資的3 家娟姍牛牧場皆已進(jìn)入擠奶期。此外首農(nóng)集團新綠洲農(nóng)業(yè)循環(huán)園區(qū)二期牧場、西海大牧場、利芙德娟姍牧場等規(guī)模牧場均已投產(chǎn)娟姍牛，江蘇、廣西、廣東、西藏、云南、河北、湖南等地也已建設(shè)娟姍牛奶源基地。江蘇射陽銀寶光明牧業(yè)有限公司所屬牧場自2020年起，分批從澳大利亞和新西蘭引進(jìn)娟姍牛約2800 頭，目前，該牧場共擁有娟姍牛近4500 頭，其中產(chǎn)奶母牛2500 頭，是國內(nèi)養(yǎng)殖娟姍牛單體規(guī)模較大的牧場。

面對奶牛新品種娟姍牛的大批量引進(jìn)，國內(nèi)牧場大多延用中國荷斯坦牛與引進(jìn)地娟姍牛群體的飼養(yǎng)管理模式，并采購美國和加拿大等國的娟姍牛凍精，進(jìn)行繁殖選育。該養(yǎng)殖模式雖可以保證娟姍牛正常生產(chǎn)和繁殖，但仍出現(xiàn)了一些問題，例如：種源系譜不清，后續(xù)選育措施跟不上；娟姍牛營養(yǎng)需要和采食量不明確，牛群營養(yǎng)代謝疾病發(fā)生頻繁，2 胎以上牛只產(chǎn)后代謝疾病發(fā)病率上升；泌乳曲線不規(guī)律，部分牧場娟姍牛150d 產(chǎn)量跌幅較大等。目前，揚州大學(xué)、廣西畜牧研究所、廣州奶牛研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等多家研究單位針對娟姍牛本土適應(yīng)性問題和飼養(yǎng)管理方法展開了深入研究，近5 年發(fā)表相關(guān)研究中文期刊40 余篇，但娟姍牛在國內(nèi)的本土化選育仍處于初級階段。

2 娟姍牛種質(zhì)特征分析

揚州大學(xué)牛遺傳資源與健康養(yǎng)殖創(chuàng)新團隊系統(tǒng)測定了江蘇銀寶光明牧業(yè)有限公司娟姍牛群體的體型外貌、生產(chǎn)性能和繁殖性能，比較了國內(nèi)外娟姍牛生產(chǎn)性能差異，分析了娟姍牛品種的種質(zhì)特征。

2.1 體型外貌特征

為闡明娟姍牛體型外貌特征，豐富表型測定數(shù)據(jù)，以銀寶光明牧場1～3 胎娟姍母牛群體為研究對象，在產(chǎn)犢后30～150d 對其體軀容量、尻部、肢蹄、泌乳系統(tǒng)和乳用特征等5 種類型共20 個體型外貌特征進(jìn)行原始數(shù)據(jù)測定和評分[1]，數(shù)據(jù)的測定由3 位專業(yè)人員同時進(jìn)行，避免主觀因素造成的誤差（圖1a、1b）。體型測定數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表1 所示。

圖1 專業(yè)人員測定娟姍牛體型外貌性狀

表1 牧場1～3 胎次娟姍牛產(chǎn)后30～150d 體型性狀描述性統(tǒng)計

體型外貌數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，娟姍牛群體體型性狀遺傳穩(wěn)定，品種外貌特征明顯。犢牛初生平均體重25.6kg，成母牛一般體高110～135cm，體深47～86cm，整體側(cè)望呈楔形，體態(tài)緊致飽滿。體軀被毛多為褐色，淺褐色居多，也有極少部分全黑和褐白花存在，嘴和眼周圍多有淺色毛環(huán)繞，毛大多細(xì)短光滑，尾毛黑色居多，部分白色。娟姍牛頭部輕秀，耳大而薄，額部稍凹，額頂著生鬢毛，眼大有神，頸部纖細(xì)，皺褶鮮明。中軀胸深而寬，平均胸寬26.43cm，背腰平直，頸背腰薦結(jié)合良好，四肢端正，骨骼細(xì)而有力；后軀發(fā)達(dá)，尻部飽滿；蹄黑色，蹄踵小而堅實，平均蹄踵深度3.52cm，蹄角度35.23°。娟姍牛的乳房形狀美觀，質(zhì)地柔軟，乳頭略小，前乳頭平均長度3.97cm。一胎娟姍牛乳房發(fā)育勻稱，多為盆形，乳房底部大多高于飛節(jié)，前乳房附著角度大于其他胎次娟姍牛。2 胎及以上娟姍牛乳房大而飽滿，乳靜脈暴露，泌乳系統(tǒng)較為發(fā)達(dá)。

2.2 生產(chǎn)性能

娟姍牛生產(chǎn)壽命長，乳蛋白、乳脂肪含量豐富，一般平均年產(chǎn)奶量4000～5500kg，乳脂率5.0%～6.0%，乳蛋白4.0%[2]。收集銀寶光明牧場娟姍牛2022 年夏季至2023 年春季DHI 記錄，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控（日產(chǎn)奶量1～50kg、乳脂率1%～10%、乳蛋白率1%～6%），分析娟姍牛主要生產(chǎn)性能指標(biāo)，結(jié)果如表2 所示。娟姍牛平均日產(chǎn)奶量18.54kg，乳脂率5.42%，乳蛋白4.21%，在南方同時期娟姍牛群體中屬于較高水平[3,4]。冬季，娟姍牛乳蛋白率和乳脂率最高，但產(chǎn)奶量屬于中低水平，且每毫升牛乳的體細(xì)胞數(shù)量也相對較高，這可能與季節(jié)和泌乳階段有關(guān)。一般來說，奶牛耐寒不耐熱，當(dāng)環(huán)境溫度在8～20℃時，奶?？梢园l(fā)揮最佳生產(chǎn)性能。銀寶光明牧場位于鹽城沿海地區(qū)，2022—2023 年冬季平均氣溫7℃，風(fēng)速13km/h，引進(jìn)娟姍牛受降雨和海風(fēng)影響，部分牛有時會出現(xiàn)腹瀉感冒等癥狀，對冷環(huán)境表現(xiàn)出一定的不適應(yīng)性，體細(xì)胞數(shù)可能因此升高。銀寶光明牧場娟姍牛產(chǎn)犢主要集中在秋冬兩季，結(jié)合牧場生產(chǎn)信息，牧場娟姍牛泌乳天數(shù)在30～60d 時產(chǎn)奶量達(dá)到高峰，隨后平穩(wěn)下降，這與王澳等[5]擬合的北方娟姍牛泌乳曲線相似。但牧場娟姍牛泌乳天數(shù)達(dá)到150d 后，產(chǎn)奶量呈現(xiàn)較大幅度的下跌，且年產(chǎn)奶量低于7t。相對于高峰期后逐步降低的產(chǎn)奶量，娟姍牛乳脂率和乳蛋白率則呈現(xiàn)隨泌乳天數(shù)增加小幅上升的趨勢。此外，娟姍牛泌乳表現(xiàn)為高峰奶越高，全泌乳期產(chǎn)奶量越高的特點[6]，針對娟姍牛高峰奶和泌乳持續(xù)力進(jìn)行選種，對提高娟姍牛的終身產(chǎn)奶量水平有重要意義。

表2 娟姍牛2022 年夏季至2023 年春季生產(chǎn)性能描述性統(tǒng)計

2.3 繁殖性能

娟姍牛性成熟早、受胎率高，當(dāng)青年牛達(dá)體重250kg，體高116cm，月齡13 個月時適宜配種，24 月齡前產(chǎn)犢最為理想。目前，銀寶光明牧場發(fā)情監(jiān)測手段以人工觀察為主，自動揭發(fā)情為輔；娟姍牛具有較長的發(fā)情持續(xù)期（12.7h）和更多的站立發(fā)情時間，現(xiàn)有手段雖能較為準(zhǔn)確的鑒定發(fā)情并進(jìn)行配種，但發(fā)情檢測的及時性和準(zhǔn)確性仍有提升空間。統(tǒng)計牧場2022 年下半年產(chǎn)犢的娟姍牛，青年牛平均復(fù)配指數(shù)2.33，成母牛平均為2.29，未達(dá)到加拿大娟姍牛協(xié)會公布的平均配種次數(shù)1.8 次的水平。截至2023 年4 月，牧場娟姍牛平均初產(chǎn)月齡26.05 個月，與巴西娟姍牛育種協(xié)會公布的平均初產(chǎn)月齡24.60 個月仍有一定差距[7]。有研究表明，初產(chǎn)月齡對娟姍牛產(chǎn)量、生育能力和長壽性狀有顯著負(fù)相關(guān)影響，初產(chǎn)月齡的降低會顯著增加娟姍牛的終生產(chǎn)奶量和存活率，并縮短娟姍牛的產(chǎn)犢間隔，當(dāng)初產(chǎn)月齡處于25.8 個月時，娟姍牛5 歲存活率可達(dá)45%，顯著高于同期荷斯坦牛（26.8 月齡，38%存活率）[5,8]。娟姍牛一般平均產(chǎn)犢間隔為390～399d，牧場引進(jìn)娟姍牛產(chǎn)犢間隔為392d，達(dá)到平均水平，并顯著低于國內(nèi)荷斯坦牛產(chǎn)犢間隔平均水平[9]，因此結(jié)合娟姍牛泌乳特征，研究并控制與娟姍牛生產(chǎn)水平匹配的適宜產(chǎn)犢間隔，對提高娟姍牛養(yǎng)殖經(jīng)濟效益具有重要實際意義[10]。

3 長三角地區(qū)娟姍牛的本土化選育進(jìn)展

現(xiàn)有娟姍牛生產(chǎn)性能分析的結(jié)果表明，引進(jìn)的娟姍牛群體存在生長發(fā)育、生產(chǎn)性能和適應(yīng)性參差不齊等問題。因此，有必要通過現(xiàn)代育種技術(shù)手段持續(xù)開展娟姍牛良種繁育工作，加快娟姍牛的本土化選育進(jìn)展。這對豐富江蘇奶牛品種資源，推動江蘇奶業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要作用。目前，長三角地區(qū)娟姍牛本土化選育的主要目標(biāo)是在保持乳品質(zhì)和抗熱應(yīng)激及乳腺炎性能的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)奶量水平，同時進(jìn)一步改進(jìn)體型性狀。主要育種策略是在生產(chǎn)性能、體型、系譜及基因組等數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，建立娟姍牛基因組育種數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)而開展良種登記，融合基因組選擇、優(yōu)化選配和MOET 技術(shù)，實現(xiàn)整體的遺傳改良，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)娟姍牛本土化新品系。

3.1 夯實了娟姍牛選育基礎(chǔ)

長三角地區(qū)娟姍牛群體的選育雖處于起步階段，但已具有較好的育種基礎(chǔ)。形成了規(guī)范的DHI 數(shù)據(jù)測定系統(tǒng)，建立母牛體型測定標(biāo)準(zhǔn)，并定期測定，為娟姍牛生產(chǎn)管理和繁殖配種提供了參考依據(jù)。此外，已梳理出娟姍牛群體完整的系譜信息（圖2）及與配公牛各項經(jīng)濟指標(biāo)的估計育種值，為奶牛遺傳改良技術(shù)環(huán)節(jié)中品種登記、遺傳評估、科學(xué)選配、減少近交衰退等多項技術(shù)手段提供有效信息，大大提高場內(nèi)娟姍牛群體的選育速度[11]。

圖2 牧場牛只系譜深度圖

與配公牛精液主要來自于美國和加拿大的優(yōu)秀種公牛（表3），進(jìn)口精液品質(zhì)合格，且與牧場牛群無血緣關(guān)系，育種基礎(chǔ)良好。外來優(yōu)良血緣的引入豐富了牛群遺傳資源，增加了娟姍牛優(yōu)良性狀的基因豐度，減少了近交衰退，提高了牛群品質(zhì)。此外，為避免近交，排除5 代內(nèi)有親緣關(guān)系的牛只交配，為娟姍牛選育后期固定優(yōu)良性狀，選育良種公牛奠定了基礎(chǔ)。

表3 與配娟姍牛公牛精液性狀指數(shù)描述性統(tǒng)計（n=18）

目前場內(nèi)已有200 余頭F1代牛開始泌乳，截至2023 年，預(yù)計共有1000 余頭自繁F1代娟姍牛進(jìn)入泌乳期（F1代娟姍牛已建立完整的飼養(yǎng)管理及疾病繁殖記錄檔案）?！氨就痢本陫櫯５某掷m(xù)擴繁為本土化的持續(xù)選育提供了更為豐富的育種素材。不斷補充的優(yōu)質(zhì)娟姍牛育種核心群，為挖掘娟姍牛產(chǎn)奶、體型、繁殖，健康和適應(yīng)等重要性狀相關(guān)的功能基因和SNP 位點，選育生產(chǎn)水平高、乳品質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性廣的娟姍牛新品系奠定了育種基礎(chǔ)。

3.2 開展了娟姍牛群體基因型測定

基因型信息是開展品種特征分析、遺傳評估、功能位點挖掘及基因組選擇的重要信息來源。目前，揚州大學(xué)牛遺傳資源與健康養(yǎng)殖創(chuàng)新團隊已通過采集血液或尾根部毛囊樣品，開展了娟姍牛群體100K 芯片基因分型檢測、1×基因組低覆蓋測序和20×基因組測序等。所有測序數(shù)據(jù)下機后，使用NGSQCToolkit 和BWA 軟件進(jìn)行原始過濾，參考基因組索引，建立數(shù)據(jù)庫，接著利用samtools 軟件進(jìn)行文件格式轉(zhuǎn)換，并使用picard 軟件將bam 文件進(jìn)行重排序，并標(biāo)記完全相同的reads，同時基于bam 格式文件生成新的索引。最后，使用GATK 軟件進(jìn)行VCF 文件生成及SNP 捕獲，運行分為4 步：①生成原始vcf 文件；②SNP 選擇；③索引選擇；④SNP 過濾。基因型數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果見表4 所示。接著，將娟姍?；蚪M信息與江蘇荷斯坦牛群體的基因組數(shù)據(jù)開展選擇信號分析（圖3），挖掘一批娟姍牛品種形成的特有功能基因及SNP 位點（表4）。下一步，團隊計劃根據(jù)CattleGTEx 提供的參考面板為模板將所有基因型數(shù)據(jù)填充到全基因組測序水平，并通過全基因組關(guān)聯(lián)分析鑒定進(jìn)一步挖掘一批與產(chǎn)奶、體型、繁殖和健康相關(guān)的功能基因和SNP 位點（表5）。

圖3 娟姍牛與荷斯坦牛群體分化指數(shù)分析（FST）

表4 娟姍牛群體基因型數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表5 娟姍牛品種特異性SNP 位點及功能基因的GO 分析

3.3 落地了娟姍牛本土化選育方案

目前揚州大學(xué)牛遺傳資源與健康養(yǎng)殖創(chuàng)新團隊聯(lián)合江蘇銀寶光明牧業(yè)有限公司，將培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、適應(yīng)性廣的本土化娟姍牛新品系確定為長三角地區(qū)娟姍牛群體選育目標(biāo)，并以此設(shè)計選育方案，大致分為5 個步驟：①完善娟姍牛群體的生產(chǎn)性能測定流程，持續(xù)采集娟姍牛體型及系譜等數(shù)據(jù)信息，以此確定娟姍牛各項性狀的遺傳特征，并基于此制定奶牛娟姍牛品種標(biāo)準(zhǔn)及體型測定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范表型信息的采集；②建立娟姍?；蚪M數(shù)據(jù)庫，估計乳脂率、乳蛋白率、體細(xì)胞評分、305d 產(chǎn)奶量、初產(chǎn)日齡、產(chǎn)犢間隔和體況評分等性狀的遺傳參數(shù)，評估群體現(xiàn)有育種水平；③結(jié)合娟姍牛的現(xiàn)有育種水平及本土化選育目標(biāo)，制定娟姍牛群體選擇指數(shù)，進(jìn)而評估出所有青年母牛個體的綜合育種值，選留高產(chǎn)奶量、高乳脂率、高乳蛋白和適應(yīng)性廣的娟姍牛群體；④結(jié)合超數(shù)排卵和胚胎移植技術(shù)，進(jìn)一步加快群體的選擇進(jìn)展；⑤持續(xù)開展選種選配，控制近交系數(shù)，研發(fā)娟姍牛飼養(yǎng)管理，繁殖配種、疾病防控等信息化智能管理體系，集成娟姍牛高產(chǎn)高效繁育飼養(yǎng)管理體系，實現(xiàn)娟姍牛在長三角地區(qū)的高水平本土化。

目前，團隊已采集長三角地區(qū)1630 頭娟姍牛群體的體型線性評分?jǐn)?shù)據(jù)及2022 年至今的DHI 數(shù)據(jù)，制定了娟姍牛品種標(biāo)準(zhǔn)及體型測定標(biāo)準(zhǔn)，組建了1600 頭的參考群體。同時選取了2000 頭以上有完整DHI 記錄（每胎記錄數(shù)不小于6 次）和系譜記錄（可追溯至少3 代）的娟姍牛，采集其血液或尾根部毛囊樣品進(jìn)行100K 芯片基因分型檢測、1×基因組低覆蓋測序、20×基因組測序和RNA-seq 分析，初步構(gòu)建了娟姍牛育種平臺，并完成了所有牛群的各項經(jīng)濟性狀的育種值評估，劃分良種群體600 頭。后續(xù)將以CattleGTEx 提供的參考面板為模板將低覆蓋度測序數(shù)據(jù)和SNP 芯片數(shù)據(jù)填充到全基因組測序水平，并通過全基因組關(guān)聯(lián)分析及比較基因組學(xué)等手段，鑒定并挖掘一批與產(chǎn)奶、體型、繁殖和健康等重要經(jīng)濟性狀的分子調(diào)控元件，加強創(chuàng)新利用，并探究關(guān)鍵位點優(yōu)化基因組預(yù)測的新算法，為后續(xù)育種選擇提供技術(shù)支撐。

4 小結(jié)

奶牛良種是奶業(yè)生產(chǎn)的根基，直接影響到行業(yè)的核心競爭力。長三角地區(qū)娟姍牛群體的良種選育需瞄準(zhǔn)長三角奶業(yè)發(fā)展和市場需求，充分發(fā)揮引進(jìn)品種娟姍牛適應(yīng)性強、生乳品質(zhì)高的特點，制定科學(xué)有效的育種方案。探究娟姍?，F(xiàn)有群體的種質(zhì)性能，研發(fā)基于基因組選擇的育種技術(shù)，開展本土化選育，對實現(xiàn)長三角地區(qū)娟姍牛品種的遺傳改良和種質(zhì)資源創(chuàng)新利用具有重要意義，也將為我國奶牛核心種源自主培育提供技術(shù)支撐。