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奶业健康持续发展,从精准育种开始
——河南省荷斯坦牛精准育种技术研讨会暨中原奶牛联合育种战略联盟签约仪式在郑州市成功举行

2017-11-22本刊编辑部

河南畜牧兽医 2017年18期
关键词:种牛荷斯坦公牛

本刊编辑部

奶业健康持续发展,从精准育种开始
——河南省荷斯坦牛精准育种技术研讨会暨中原奶牛联合育种战略联盟签约仪式在郑州市成功举行

本刊编辑部

8月8日,河南省荷斯坦牛精准育种技术研讨会暨中原奶牛联合育种战略联盟签约仪式在郑州市成功举行。本次会议由河南省奶业协会、河南省畜牧总站、河南省种牛遗传性能测定中心主办,由河南省鼎元种牛育种有限公司承办。

全国畜牧总站奶业处处长孙飞舟、河南省畜牧局总畜牧师任心俊、河南省奶业管理办公室主任赵玲等领导出席会议。本次研讨会邀请了中国农业大学张沅教授、中国农业大学张胜利教授、中国农业大学王雅春教授、华中农业大学杨利国教授等业界知名专家学者与会,共同探讨荷斯坦牛精准育种的技术路径及我国奶业的发展之道。

加快奶牛群体遗传改良进展,为奶业健康持续发展打好基础

河南省畜牧总站副站长茹宝瑞研究员在会上做《河南省奶牛遗传改良进展》报告

研讨会上,河南省奶业协会秘书长、河南省畜牧总站副站长茹宝瑞研究员介绍了河南省奶牛群体遗传改良工作进展。他指出,通过开展奶牛品种登记、奶牛生产性能测定、种公牛培育、荷斯坦青年公牛后裔测定、体型外貌线性鉴定、大力推广性控冻精、奶牛信息化平台的系统建设、开展技术培训与服务等措施,河南省奶业发展取得了显著进展。河南省奶牛单产水平提高,2016年,DHI参测牧场的平均单产达到8.03 t,比2012年提高1 500 kg;生鲜乳质量提高,2016年,河南省奶牛乳脂率4.04%、乳蛋白率3.31%,相比于2011年明显提高,平均体细胞数由2012年的71万降到30万,降幅达到57.70%;平均产犊间隔明显缩短,由532 d降低到394 d,缩短138 d。茹宝瑞指出,当前河南省奶牛群体遗传改良工作仍存在一些问题,如牛群系谱档案不全、整齐度不高、缺乏科学的系统选育、奶牛良种化水平有待进一步提高、种公牛自主培育能力不强、尚未形成完整的自主育种体系等。下一步将通过健全奶牛品种登记体系,完善奶牛生产性能测定体系,建立健全种公牛自主培育体系,健全青年公牛后裔测定体系,积极开展全基因组选择和遗传疾病检测工作,加大奶牛信息平台和服务体系建设,加强国际间交流与合作等工作,提高河南省种公牛自主培育能力,加快奶牛群体遗传改良进展,为奶业健康持续发展打好基础。

奶牛育种进入“基因组选择时代”

中国农业大学张沅教授在会上做《基因组选择时代的奶牛自主育种策略》专题报告

据美国农业部统计分析,遗传育种技术进步对动物生产效率提高的科技贡献率占40%以上。中国农业大学教授张沅指出,在奶牛群体中长期、系统地实施选育技术,使奶牛群获得遗传进展,达到群体遗传改良之目的。群体遗传改良的核心是对种牛的选育技术。人工选择是由育种者选择下一世代的种畜;按照人为制定的标准选择种畜,以期满足人类的需求;系统的人工选择可定向地改变群体的基因频率;持续的人工选择是抵制自然选择的有效措施。通过人工选择获得的遗传进展,可以在一个品种内进行,获得效应的速度较慢,且效应可累积、遗传。

影响奶牛群体遗传改良的因素包括遗传变异、选择强度、世代间隔、选择的准确性。在其他三因素稳定不变时,选择的准确性决定了选择的效果。选择的准确性取决于选择方法的科学性和可靠性。探索更准确的选种方法,是奶牛育种的主要领域。

在遗传进展传递中,公牛承载了70%以上的重要性,因此,培育和选育优秀种公牛,是奶牛群体遗传改良的核心工作。

张沅认为,公牛不同的选择方法具有不同的准确性。迄今,选择公牛最准确的方法是后裔测定。基因组选择的青年公牛具有较高的准确性。

传统选种方法依赖表型信息,因而对以下性状的选择效率不高,如低遗传力性状(如繁殖性状)、难以度量的性状(如抗病、行为性状)、限性性状(如公牛的产犊、产奶性状)、不能早期度量的性状(如繁殖、产蛋、产奶性状)、需要屠宰才能度量的性状(如胴体、肉质性状)。新世纪分子遗传理论与技术的快速发展,则为突破这些局限性提供了机遇。

基因组选择(Genomic selection,GS)是利用覆盖全基因组的高密度分子遗传标记进行的标记辅助选择。基因组选择理论由Meuwissen et al.(2001)首先提出,由Schaeffer(2006)证明在奶牛育种中具有潜在的巨大作用。基因组选择是一种21世纪的遗传育种新技术,正使全球奶牛群体遗传改良发生重大变革,可以追溯到大量影响不同数量性状遗传效应的基因,从而实现对奶牛经济性状更准确的选择。基因组选择的关键技术包括高通量标记基因型测定技术、大规模高质量的参考群体、准确的基因组育种值估计方法等。

基因组选择具有如下优势:一是能够捕获所有的遗传变异;二是可以不依赖表型信息;三是具有更高的选择准确性(70%~90%);四是可以早期选择(缩短世代间隔);五是可准确评定一些难于测定或新定义的性状;六是能降低育种成本;七是能大幅度提高育种进展(20%~50%)。

基因组选择从研发到应用的周期短,自2009年起陆续在世界各奶业发达国家中应用。基因组选择逐渐成为奶牛育种的常规技术,使奶牛育种发生了新的变革。截至2016年,美国有近120万头荷斯坦牛进行了基因组检测,其中公牛15万余头。美国的奶牛基因组检测规范化、常态化,平均每月参测量2万头左右。在多数国家,种公牛中基因组选择青年公牛比例逐年提高,形成不可改变的大趋势。

结合基因组选择的后裔测定保证了公牛父亲具有更高的选择准确性,使大部分公牛世代间隔缩短了3年。基因组选择加快了美国奶牛的遗传进展,如产奶性能遗传进展稳步提升,低遗传力功能性状遗传进展的提高尤为显著。

基因组选择已成为青年种牛选择的主要手段;通过基因组选择,提高青年公牛选择准确性,缩短世代间隔,因而加快遗传进展;通过青年公牛基因组选择,减少公牛后裔测定规模,优化育种程序;对遗传力低的性状的遗传评估有更大作用。奶牛育种已进入“基因组选择时代”。

张沅指出,我国奶牛群体遗传改良速度总体进展缓慢,缺乏完整的自主培育优秀种公牛的技术体系,难以培育出遗传素质高的后备公牛,更难准确地选择评定出优秀种公牛。奶牛遗传物质过度依赖进口的局面,尚未得到根本改变。出于商业利益,发达国家在遗传物质和育种新技术合作上对我国是有限制的。因此,研发我国GS分子育种技术,完善以选育优秀种公牛为核心的群体遗传改良技术体系十分必要。在国家有关部门支持下,由中国农业大学承担了中国荷斯坦牛GS育种体系的研发,该研发工程2008年启动,2012年首次发布官方青年公牛基因组评估结果,被农业部指定为中国荷斯坦青年公牛遗传评估唯一方法。2012-2015年连续4年,累计对全国各公牛站的2 877头青年公牛进行了基因组遗传评估,其中1 178头(次)入选农业部良种补贴,在全国推广应用,主技术指标达到发达国家水平,2016年获国家科技进步二等奖。

与会专家共同探讨荷斯坦牛精准育种的技术路径

经过小批量测试,基因组选择将逐渐成为我国奶牛育种的主导技术,各性状估计基因组育种值的可靠性呈上升趋势。中国荷斯坦牛基因组育种值估计准确性与国际上部分国家接近,在我国推行基因组选择前景广阔。应用我国基因组选择体系,进行青年公牛遗传评定,具有较好的可靠性和稳定性。

张沅认为,基因组选择(GS)是改变我国奶牛育种落后现状的有效途径。目前,我国奶牛仍需继续实施“GS+后裔测定”育种体系,GS尚不能完全替代后裔测定。当前,应积累数据,增加性状,进一步提高GS的准确性,逐步扩大使用基因组鉴定的青年公牛。我国应用奶牛基因组选择可以通过搭建公牛企业与母牛企业间的育种合作平台来实现。不仅可以达到强强联合,优势互补,构建奶牛高水平的自主育种联合体的目的,还能使公牛站借助养殖企业建立自主培育和选育种公牛育种基地,养殖企业借助公牛站技术,提高牛群的遗传素质和生产水平。

专家支招,为河南自主、精准育种指明方向

研讨会上,各位与会专家共同探讨了荷斯坦牛精准育种的技术路径,为河南如何实施自主、精准育种指明了方向。

中国农业大学教授张胜利认为,在自主育种中要重点做好三个方面的工作:一是认真确定奶牛的育种目标和改良方向。以前的遗传改良性状主要放在了产奶性状、生产性状上,新的发展趋势更强调平衡育种,特别是在奶牛的健康性状、繁殖性状上,未来的育种要考虑怎样把新的性状带入育种目标中;二是认真落实有效的育种技术手段。不论采用后裔测定还是基因组选择育种,都离不开数据的支持,所以,在奶牛遗传改良工作中仍要做好生产性能测定、品种登记等最基础的工作;三是重点抓好种公牛的培育。奶牛的遗传改良主要靠公牛的选择强度一代一代推进,来获得遗传进展。种公牛站立足的根本是拥有好牛。因此,做好种公牛培育的基础工作很重要。

中国农业大学教授王雅春指出,牛育种的特点就是“长期”,因此我们所做的工作一定要有长期发展的思想准备,育种技术的投入是长期的,不能急于看效果。精准育种是个过程,真正要建立起河南省种牛选育技术体系,需要把所有的细节考虑进去。王雅春建议,应把“平衡”二字早日嵌入育种体系建设中,而不只是品种登记和DHI测定这么简单,要想走在全国甚至世界前列,平衡育种工作要尽早做。王雅春认为,落实有效的技术手段,要注重DHI数据的真实质量,如单次采样数据是否符合单次采样的国际标准。她建议,将准确地实现真正的第三方DHI测定列入议事日程,将采样合格率、单次采样的有效性等基础数据列入议事日程,把质量真正抓起来。

华中农业大学教授杨利国建议,在种牛育种工作中,可以建立DHI测定数据分析及应用的专业软件系统,有利于精准筛选符合目标性状的种牛群体,提高育种效率。

中原奶牛联合育种战略联盟正式成立

中原奶牛联合育种战略联盟签约仪式成功举行

研讨会上,河南省鼎元种牛育种有限公司副董事长汪聪勇介绍了鼎元公司的育种工作情况,并介绍了联合育种联盟规划和精准育种体系设想,从选育优秀种公牛和优质高产的母牛到精准育种再到基因组选择,达到大幅提升全群遗传进展的目的,最终形成成熟的奶牛精准育种体系。

研讨会后,中原奶牛联合育种战略联盟签约仪式正式举行。中地牧业集团总裁张开展、河南省鼎元种牛育种有限公司董事长田全召、河南花花牛集团副总裁关绍峰代表签约中原奶牛联合育种战略联盟。据悉,中原奶牛联合育种战略联盟是由中地牧业集团、河南省鼎元种牛育种有限公司、河南花花牛集团共同发起的,旨在整合良种资源优势、技术优势、人才优势,利用联盟平台优秀的种子母牛群,培育出更多优秀的种牛,带动中原地区种牛品质的提升,推动中国奶业的发展。□

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