基因技术搭建中国荷斯坦牛的良种平台

文|王洋 吉林省农业科学院 编辑|柴帆

基因技术搭建中国荷斯坦牛的良种平台

文|王洋 吉林省农业科学院 编辑|柴帆

成果名称：中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用成果

承担单位：中国农业大学北京奶牛中心

新中国成立以来，我国奶业得到了快速发展，尤其是培育了我国自己的奶牛品种——中国荷斯坦牛，也就是我们俗称的“黑白花牛”。在目前我国饲养的近1400万头奶牛中，80%以上是中国荷斯坦牛。

荷斯坦牛原产于荷兰北部的北荷兰省和西弗里生省，其后代分布到荷兰全国乃至法国北部以及德国的荷斯坦省。荷斯坦牛风土驯化能力强，世界大多数国家均能饲养。中国荷斯坦牛原被称之为中国黑白花牛。1992年，我国正式将其更名为“中国荷斯坦牛”，中国荷斯坦牛是我国奶牛的主要品种，分布全国各地。中国荷斯坦牛是从国外引进的荷兰牛在中国不断驯化和培育，或与中国黄牛进行杂交并经长期选充而逐渐形成。

奶业要振兴 奶牛需提升

然而，与国外奶业发达国家相比，我国的奶牛生产水平有较大差距。据中国奶业协会提供的数据显示，2010年我国奶牛平均单产为4500公斤，而美国则为9500公斤。

通过育种实现群体遗传改良是提高奶业生产水平和效率的关键。我国奶牛群体的遗传水平低，且群体遗传改良效率不高，自主选育优秀种公牛的能力不强。依靠传统的育种技术难以改变这种状况。

而以基因组选择为核心的分子育种技术提供了机遇，与传统育种技术相比，该技术可大幅提高群体遗传改良速率和生产效益。

日前，由中国农业大学、全国畜牧总站、上海奶牛育种中心、北京奶牛中心等单位完成的“中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用”获得国家科技进步二等奖。该项目系统地开展了奶牛基因组选择分子育种技术研究，取得了一系列重要创新性研究成果，建立了完善的技术体系，并大规模产业化应用。

这项新的育种技术正使全球奶牛育种发生重大变革，几乎所有奶业发达国家都已应用，加快了其遗传改良速度。

奶牛基因组选择分子育种技术

该项目在奶牛重要性状功能基因挖掘、基因组参考群体构建、基因组育种值预测方法、奶牛主要遗传缺陷基因诊断等方面取得了创新性的研究成果。

该项目创建了具有自主知识产权的中国荷斯坦牛基因组选择技术平台，提升了我国奶牛遗传评估的整体技术水平。研发了TABLUP、BayesTCπ等基因组育种值预测新方法以及利用低密度芯片进行基因组育种值预测的优化策略；开发了对海量基因组数据快速处理和基因组育种值计算平台。

本项目研发了奶牛遗传缺陷和亲子关系的分子鉴定技术，建立了我国荷斯坦种公牛遗传缺陷及亲子关系监控体系。研发了CVM、 BLAD、DUMPS、CTLN、BS等5种奶牛主要遗传缺陷的基因诊断技术和利用微卫星或SNP标记进行亲子关系的鉴定技术，完善了奶牛分子育种技术，填补了国内空白。

该项目创建了中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系，成为我国荷斯坦青年公牛遗传评估的唯一方法。根据我国奶牛育种的实际情况，首次提出中国荷斯坦牛综合遗传评估的基因组性能指数（GCPI），研发了以基因组选择为核心的综合性分子育种方案，并在全国实施。

积硅步 行千里

据了解，为了充分发挥优秀种公牛在群体遗传改良中的作用，奶牛发达国家一般选用优秀验证公牛的冻精，在牛群中实施以获得优秀种公牛后代为目的的“计划选配”；通过后裔测定选择优秀种公牛，在育种群和生产群中全面地使用“验证公牛”，使母牛群的遗传水平不断提高。

用母牛构建参考群是因为我国具有足够遗传评估准确性的验证公牛数量太少，不足以构建参考群。如果完全照搬国外的做法，则在我国奶牛中无法应用基因组选择技术。于是，项目团队从2006年开始组建中国荷斯坦牛基因组选择参考群体，经过持续扩充，建立了由6000头母牛以及400头验证公牛组成的参考群。

目前，该技术体系2012年被农业部指定为我国荷斯坦青年公牛遗传评估的唯一方法，并在全国推广应用。该项目整体提升了我国奶牛育种水平，我国荷斯坦牛平均年产奶量从2010年的4500kg提高到2014年的5500kg，接近欧盟的平均水平，带来了显著的经济效益，已获经济效益13.35亿元。

专家简介

张勤出生于1956年09月04日，动物遗传育种学博士、教授。目前主持承担国家杰出青年基金、国家重点基础研究发展规划（973）项目课题。该课题发展了在家畜群体中进行QTL检测的新方法，初步解决了在家畜群体中进行多个连锁QTL检测的技术难题；建立了中国荷斯坦奶牛MOET核心群育种规划系统，形成了包括选种方法、计算机数据处理、胚胎生物工程技术、核心群饲养管理工艺在内的MOET育种实施体系；主持研制了种畜场数据管理和育种分析系列软件，目前已在全国近100家种猪场使用；提出了用广义线性模型对阈性状和连续性状进行联合分析的方法，丰富了数量遗传学理论。