面向未来中国猪业30 年发展行动
——走访重点实验室:拜访刘娣研究员
2019-04-02本刊编辑甄梦莹
本刊编辑/甄梦莹
编者按:改革开放尤其“863”、“973”计划实施以来,中国猪业取得了一系列举世瞩目的科技成果,这些成果大多源自科学家们深耕实验室的钻研探索,总结这些成果将对未来中国猪业30 年发展起到巨大的指导作用。为了对这些成果进行集成和推广,中国种猪信息网&《猪业科学》超级编辑部与中国农业大学出版社联合组织、策划了“面向未来中国猪业30 年发展行动”,行动重要内容之一便是走访重点实验室活动。
走访重点实验室活动旨在于对全国农业高校及重点实验室开展深入实际的调研工作,走进大学及科研院所重点实验室,拜访科学家,向他们阐述“面向未来中国猪业30 年发展行动”的重大意义,充分了解他们的科研动态及技术革新成果,邀请他们成为“面向未来中国猪业30 年发展行动”系列专著的主编作者对成果进行总结,用于未来30 年中国猪业发展。
本期我们带大家走访黑龙江省农业科学院,拜访黑龙江省农业科学院畜牧研究所刘娣研究员,参观她牵头建设的农业农村部种养结合重点实验室并深度了解刘娣研究员团队目前主要开展的相关科研工作。
图1 黑龙江省农业科学院
黑龙江省农业科学院(以下简称农科院)始建于1956 年8 月,经过63 年的建设和发展,目前已成为国内有重要影响力的综合类农业科研机构。农科院在职职工1 727 人,具有高级职称547 人,博士254 人,设立了2 个院士工作站、1 个博士后工作站,进出站博士后295 人。农科院具备全国杰出专业技术人才、全国领军人才及团队和全国农业科研杰出人才及团队。为更好地开展学术科研工作,农科院建立了国家级、黑龙江省、部级中心及分中心和重点实验室共43 个,拥有14 位国家现代农业产业技术体系岗位科学家,建设了28 个综合试验站、9 个农业农村部野外观测站,同时建设了原种基地、示范推广基地及共建高效现代农业示范园区共24 个。为更好地培养农业人才,农科院建立了中国农科院研究生院黑龙江分院,并依托中国农民大学创办了26 个专业学院,为培养高素质农民搭建了平台。农科院与30 多个国家的科研院所、大学进行广泛交流合作,其中对俄罗斯农业科技合作在国内处于领先位置。农科院与中国科学院、中国农业科学院和相关大学等开展全方位农业科技战略合作,并与全国各省市农业科学院建立友好的合作关系。
黑龙江省是国家的大粮仓,习近平总书记在黑龙江考察时,要求黑龙江做现代农业的排头兵,做国家粮食安全的磐石。黑龙江省农业科学院作为省一级的农科院,其定位就是做黑龙江省的农业现代化生产的科技支撑,为黑龙江省乃至我国农业改革、农业生产提供先进的农业技术。60 余年发展历程中,黑龙江省农业科学院始终保持着对黑土地和在这片黑土地上发展起来的农业的热忱,服务“三农”,造福农民。
33 年深耕行业,硕果盈枝
几千年来,中国人种植粮食作物并以此为主食,而畜牧业也是以耗粮型的家畜和家禽为主。但近30 年来,我们的食物结构发生了很大的变化,国人对肉、蛋、奶的需求快速上升,而对粮食的需求急剧下降,人均粮食与畜产品的消耗量,发生了历史性转折。
刘娣研究员毕业于东北师范大学生物系,1986 年到东北农业大学工作后便开启了畜牧的科教生涯,硕士、博士、博士后和美国密西根州立大学的专业学习奠定了她的专业基础。2002 年11 月,刘娣研究员经黑龙江省委公选来到黑龙江省农业科学院担任副院长,2015年1 月被黑龙江省委任命为院党组书记。繁重的党务和行政工作中,刘娣研究员不忘初心,用毅力和勤奋不断取得专业和管理能力的提升。2003 年,她依据黑龙江省畜牧业发展战略,克服困难,开始创建黑龙江省农业科学院畜牧所并兼任所长,研究所她从一人开始,当时没有办公室,没有项目经费,为了建设好畜牧所,她几乎全年无休。畜牧所创建过程中,刘娣研究员提出了“勤奋进取、敬业奉献、锐意创新、和谐发展”的建所方针和“蓄德修养”的所训,她集贤纳士,招聘优秀人才,建立畜牧博士后工作分站,先后引进和培养80 余名博士后,弥补了边疆省份农科院很难吸引优秀博士前来工作的不足。她根据需求建立起8个研究室、多种实验功能的综合实验室、1 个民猪保种核心场、2 个试验基地、3 个试验站和4 个实验检测室。在她和大家的努力下,黑龙江省农业科学院畜牧所相继获批农业农村部杰出科研人才及团队、黑龙江省农业科技创新工程12 个重点建设体系之一、黑龙江省重点领军人才团队、农业农村部重点实验室、黑龙江省工程技术中心和黑龙江省重点实验室等资质,畜牧所专家获得国家现代农业产业技术体系3 个岗位科学家岗位,并荣获国家科技进步二等奖1 项,省部级科技一等奖3项等奖项20 余项。
图2 刘娣研究员在猪场开展研究工作
研究所建设过程中,她带领团队陆续承担了国家科技支撑项目、国家转基因专项、“863”项目、“948”项目、国家自然科学基金、科技部国际合作项目等200余项项目和课题。她极其重视成果转化和产业服务,成立中国农民大学畜牧学院、黑龙江森林猪研究院,并利用研究生分院面向生产一线培养推广硕士和技术人才。她建立了百余个养猪和种养结合的科研示范基地,积极进行科技扶贫和科技援疆,促进了产学研结合和产业发展。她积极举办各类技术培训班推动技术传播,召开数十次国际、国内大型行业会议,促进行业内外交流。在她的努力下,如今的黑龙江省农业科学院畜牧所业已成为在国内畜牧领域有一定影响力的研究所,填补了黑龙江省农科院没有畜牧专业所的空白。
由于突出的专业业绩,她被评为二级研究员,并任职农业农村部重点实验室主任、国家生猪产业技术体系岗位科学家、黑龙江省农业科技创新工程畜牧体系首席等职务。她同时是黑龙江省领军人才畜牧学科带头人,并先后获得全国“三八红旗手”以及国务院特殊津贴、全国杰出专业技术人才、全国农业科研杰出人才、全国农业科技先进工作者、全国畜牧先进工作者、全国畜牧富民功勋人物等多项荣誉,并担任华夏地方猪产业技术创新战略联盟理事长、国家畜牧科技联盟副理事长、国家生猪产业技术创新联盟副理事长等职务。从业30 余年,刘娣研究员始终走在科教第一线,以极其勤奋的工作状态和认真细致的科教风范成为影响全院科研人员的典范,不仅带领了项目攻关团队、畜牧学科团队,还招收培养了100 多名博硕士生、多名博士后,多次被评为优秀研究生导师。
致力于民猪的保种与产业开发
中国是世界上猪种资源最丰富的国家,然而,从20 世纪80 年代以来,由于生产效率问题,我国猪产业以国外引进猪种为主,使得中国地方猪养殖量急剧下降,种质资源岌岌可危。2016 年原农业部公布信息显示,中国有37 个地方猪种面临灭绝和濒危,而且部分地方猪种质特性的系统研究、保护和产业化技术研发也多陷入缓慢及停滞状态。
图3 刘娣研究员团队
民猪是我国宝贵的猪种资源,是世界著名猪品种,是几代中国猪界前辈呕心沥血、奔走呼号得以保存的资源,是首部《中国畜禽品种保护名录》列入的品种,也是FAO 重点强调要保护的猪种。民猪具有抗逆性强、肉质优良、繁殖力强、产仔数多等优异种质特性,曾经是我国东北地区主要生产猪种。近30 多年来养殖量急剧下降,种质资源陷于急需保种状态。
为了将民猪这一优秀的地方猪品种保护下来,并进行良好的应用,刘娣研究员带领团队继承前辈精神,对民猪起源进化、基因组和功能基因、遗传多样性、种质资源特性、保护、杂交利用及配套生产技术等方面进行系统的研究。刘娣研究员带领团队到偏远地区搜集猪种资源,鉴定提纯,在东北已拥有民猪国家级保种场基础上,又建立了民猪核心群、创新实验站,并与企业合作建立了多个民猪产业技术试验示范基地,同时与吉林省农业科学院联合,带动东北农业大学等科研院所、高校多位专家,攻坚克难。
率先构建了民猪全基因组序列和图谱,并在分子水平明确了民猪起源进化,确定了民猪与莱芜猪亲缘关系最近,选育中引入过欧洲猪种血统,解决了长期以来对民猪血统问题的争议,为民猪杂交利用提供了理论依据。从抗寒表型鉴定和行为学出发,对冷应激后民猪与引进猪种比较,分析了肌纤维类型、血液生理生化和免疫指标的差异,利用表达芯片、转录组测序等技术在肌肉、脂肪和肝脏等进行抗寒特性分子机制分析,首次揭示了民猪抗寒优良特性的分子机制,为培育抗寒型猪种提供依据。对民猪等9 个猪种进行了4个特性的基因学研究,揭示民猪生长、繁殖、抗逆、肉质种质特性的分子机制,为育种和生产提供依据。构建了民猪肠道菌群宏基因组图谱,首次鉴定民猪肠道菌群组成时空特征,发现民猪耐粗饲的菌群构成特点,为优化民猪饲粮和高纤维原料饲料化利用提供依据。通过正反交配合力测定、多种杂交组合优选、自主研发的系列分子检测试剂盒用于早期选择,筛选出巴克夏×民猪组合模式,生产性能显著提高,肉质好,且生长速度快。建立民猪选种选配、饲养管理、饲料营养、疫病防控、环境控制等技术体系,在百余家民猪养殖企业应用,取得了良好的社会和经济效益。帮助企业创立巴民、雪猪等6 大著名商标品牌,研发5 大系列百余种产品,获得2 个国家地理标识和多项绿色食品证书,HACCP认证和质量管理体系认证,2 家企业获世界农场福利养殖金猪奖。同时建立了野民杂交猪生产技术体系,以肉质细嫩民猪改良野猪,提高成活率,发明了野猪“纯杂”快速分子鉴定方法,促进了野猪特产业良性发展。这些成果分别获得黑龙江省科技进步奖2 项,国家科技进步二等奖1 项。
高度重视实验室建设
近几年,《种养结合循环农业示范工程建设规划》《农业综合开发区域生态循环农业项目指引》等国家相关政策的出台,让种养结合、循环农业理念在农业深入落地,也对养猪业的发展提出了新的要求。养猪业要发展,必须要进行生产方式的变革,也要在发展过程中实现经济效益和社会效益的统一。种养模式、循环农业理念的深入推进不仅有利于拓展畜牧业发展空间、解决养殖用地难题,对改良土壤、提升农产品品质、提高农业产出效益也具有重要意义。
图4 刘娣研究员在实验室开展攻关工作
实际上,刘娣研究员牵头建设的农业农村部种养结合重点实验室于2017 年1 月已获原农业部批准试运行,2018 年7 月16 日顺利通过试运行期考评,正式进入农业农村部重点实验室学科群体系,是国内仅有的两个种养结合重点实验室之一。农业农村部种养结合重点实验室的建设,旨在全面提升我国农业资源循环利用技术与模式的创新能力和学术水平,快速赶上国际先进水平,推动我国农业资源循环利用领域的科技进步。农业农村部种养结合重点实验室工作重点为,对种养结合模式、技术体系的创新研究和试验示范基地建设及技术推广等相关工作。现有固定人员38 人,具有博士学位人员21 人、研究员5 人、副研究员8 人,博士生导师1 人,现代农业产业技术体系岗位科学家3 人。农业农村部种养结合重点实验室以不同地域、不同条件、不同种质和养殖产业为对象,围绕国家农牧业可持续发展战略目标,针对北方土地粪污消纳能力较强、地力下降等特点,集成农业废弃物肥料化利用技术、基质化利用技术和饲料化利用技术,研究北方农田土地承载力及养分需求,重点研究以畜禽粪污和秸秆综合利用为纽带的种养结合关键技术及模式,开展适应性评价研究,并构建适宜北方区域特点的种养结合技术模式。
重点实验室运行两年多来,立足黑龙江省实际情况和农业发展需要,通过研究已开发出以猪-林模式、鹅-林模式、鸭-林模式、鸡-林模式为代表的“畜-林模式”,以猪-玉(米)模式、牛-玉模式、鹅-玉模式、鸡-玉模式为代表的“畜-玉模式”,以猪-稻模式、牛-稻模式、鸭-稻模式、鱼-稻模式、蟹-稻模式为代表的“畜-稻模式”,以猪-瓜果菜模式、猪-菌糠模式为代表的“畜-瓜果菜糠模式”和以牛-草模式、羊-草模式、鹅-草模式、鸭-草模式为代表的“畜-草模式”等,为推动我国农业种养结合模式的应用进程和具体做法的推进做出了重要成果。实验室荣获国家科技进步二等奖1 项,黑龙江省科技一等奖2 项,二等奖1 项,黑龙江省农业科技一等奖1 项、二等奖1 项。目前,畜-林模式、畜-玉模式、畜-稻模式、畜-瓜果菜糠模式和畜-草模式已在黑龙江省、内蒙古、新疆、山东等多个省份建立了实验示范基地,取得了非常良好的经济效益、环境效益和社会效益。
创建黑龙江省生猪产业体系,解决猪业关键问题
在国家生猪生产发展进行区域调整契机下,刘娣研究员依据黑龙江省生猪产业特点和关键问题,以加快黑龙江省产、学、研高效融合为突破口,正式组建了服务黑龙江省生猪产业发展、推动科技成果高效转化,具备研发、推广、示范三位一体的黑龙江省生猪现代农业产业技术协同创新推广体系,填补了黑龙江省没有省级生猪产业创新团队的空白。
图5 “面向未来中国猪业30 年发展行动”活动组拜访刘娣研究员及其团队
生猪现代农业产业技术协同创新推广体系,定位解决制约黑龙江猪业发展关键问题,共设置种质资源评价与利用、种猪扩繁与生产技术、猪肉品质遗传改良、生猪屠宰与加工、养殖工艺与猪场设计、猪病毒性传染病综合防控、猪细菌性疾病的监测与防控、猪场生物安全和防疫、猪群健康改善与提高、生猪种养结合、粪污处理与利用、猪场污水处理与资源利用等岗位。岗位专家们将针对引入猪种和地方猪种进行种质特性挖掘与评价,以促进不同品种猪杂交利用;同时开展新品种、配套系的培育工作,并重点推广后备种猪高效选种选配技术、提升种公猪使用效率技术、提升母猪年生产力技术及批次化生产技术等核心技术。猪肉品质遗传改良方面,将以我国优良地方猪种民猪和引进的瘦肉型猪为研究对象,从猪脂肪含量和分布、肌纤维类型、肌肉部位等层面系统解析肉质形成的遗传机制,确定调控肉质的主效基因、分子标记及细胞通路,为优质肉猪新品种(品系)选育提供指导。专家们也将重点对品质控制关键技术、综合保鲜关键技术、危害物控制关键技术、可追溯系统等技术进行推广。尤其针对黑龙江省肉制品品种少、营养单一等问题,加快具有营养均衡、风味独特的休闲、预制以及功能性肉制品的开发和推广,促进黑龙江省肉类产业结构提档升级。专家们同时将针对常发、再发和新发猪病毒性传染病进行新毒株、变异毒株的分离、鉴定和体外传代致弱,并开展筛选疫苗候备株,开展灭活疫苗和弱毒活疫苗等研究。
结语:刘娣研究员带领的团队是一支务实、重实效的团队,团队扎根于一方黑土地,用黑土地上的宝贵资源创造出多项行业领先的成绩。此次走访后,刘娣研究员正式成为“面向未来中国猪业30年发展行动”系列专著《中国地方猪种种质特性研究》主编,她将带领团队系统地从地方猪发展回顾、育种进程、历史进展、品种特征、生产性能、繁殖性能、肉质性状、杂交利用、产业开发等方面进行文字创作,用丰富的学识赋予笔端之力,用丰富的情感挖掘猪业更多可能性,未来猪业30年,期待更多科学家为行业带来精彩。