利用阿尔卑斯奶山羊种质资源培育奶山羊新品种的研究

安小鹏，宋宇轩，侯金星，张 磊，李 广，曹斌云＊

1 西北农林科技大学动物科技学院，陕西杨凌 712100

2 杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100

0 引言

2021年，全国奶山羊存栏量约为1 600 万只，陕西省奶山羊存栏量约300 万只，平均产奶量约500 kg/年，远低于欧洲等发达国家的奶山羊产奶量。我国现在大面积推广的关中奶山羊、崂山奶山羊、文登奶山羊等奶山羊品种均为萨能奶山羊级进杂交选育的后代，存在基因来源单一，近交退化严重，产奶量和乳成分差异大，以及乳房形状大小不一，乳头长短不一，乳头括约肌松紧程度不一等问题，严重制约了奶山羊产业的机械化、智能化、集约化的高质量发展[1]。2017—2021年，我国从澳大利亚、新西兰等国家进口2.6 万只萨能奶山羊，总价值约3 亿元人民币。陕西省奶山羊产业技术体系调研发现，进口萨能奶山羊质量层次不齐，70%以上都是商品奶山羊，难以满足陕西省乃至全国奶山羊产业高质量发展的需求，而国外的萨能奶山羊原种群及核心育种技术被国外奶山羊育种公司垄断，无法进口。为了破解我国奶山羊产业发展缺乏良种的“卡脖子”问题，西北农林科技大学奶羊产业技术创新团队依托国家“948”项目、陕西省重点研发计划，陕西省奶山羊产业技术体系、陕西省奶山羊养殖工程技术研究中心，选择乳房形状方圆，乳头大小一致，括约肌松紧适宜，产奶量高，乳成分变化小，特别适应机械化挤奶和进行标准化生产的阿尔卑斯奶山羊作父本，利用关中奶山羊作母本，采用级近杂交[2]与功能基因选择[3]相结合的现代分子育种新技术，选育适用于集约化生产的优质高产奶山羊新品种，期望有效解决我国奶山羊近交严重，乳房形状、产奶量和乳成分差异大等产业化发展难题，支撑我国奶山羊产业高质量发展。

1 阿尔卑斯奶山的优势和纯种繁育情况

阿尔卑斯奶山羊原产瑞士和奥地利的阿尔卑斯山区。阿尔卑斯奶山羊毛色不一，颜色有淡黄色、棕色、灰色和黑色。法国引进后与法国地方山羊长期杂交选育，培育成法系阿尔卑斯奶山羊。法系阿尔卑斯奶山羊毛色为黑色，面部有2 条白色条纹，尾根、四肢下部被毛为白色；有角或无角，额宽，两耳直立，体躯长；乳房发达，为椭圆形，基部附着良好；体格较大，公羊体高85～100 cm，母羊体高72～90 cm；成年公羊体重80～100 kg，母羊50～70 kg；一个泌乳期产泌乳量为800～1000 kg，法国的最高纪录为2 300 kg；体质优良，抗病性强，未见有遗传缺陷和特有的易感疾病的报道。

2014年，西北农林科技大学曹斌云教授带领奶羊产业技术创新团队依托国家“948”项目从澳大利亚引进5 000 支阿尔卑斯奶山羊冷冻精液细管，引进400 枚阿尔卑斯奶山羊冷冻胚胎，用于改良陕西地区关中奶山羊品种，提高其种质特性和生产性能，为陕西省羊奶产业提质增效提供种质保障。截止到2021年，奶羊产业技术创新团队在陇县、富平、蓝田、三原等奶山羊养殖基地县开展移植了986 枚胚胎，冻胚胎移植受胎率达到42%，鲜胚胎的受胎率达到65%；利用公羊指数与基因精准选育相结合的方法，选育出优质高产纯种阿尔卑斯奶山羊532 只，泌乳期产奶量815 kg/只，乳蛋白3.25%，乳脂率4.2%，非脂乳固体8.46%；产羔率200%。

2 基因组选择在奶山羊新品种选育中的应用

基因组选择（Genomic Selection，GS）作为当前畜禽分子选育的前沿技术[4]，其核心思想是基于畜禽全基因组高密度单核苷酸酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）遗传标记的芯片技术[5]，通过构建相应统计方法估计畜禽个体全基因组估计育种值（Genome-wide Estimated Breading Value，GEBV[6]）。基因组选择理论和方法已在畜禽育种实践中成功实施[7]，给奶牛育种带来了革命性的变化，彻底改变了常规育种的思路，极大地提高了遗传进展。SNP芯片数据能准确计算个体间的遗传相关性，提高基因组育种值估计的准确性[8]，同时还可以避免个体间的近交，保持群体内的遗传变异。其次，SNPs标记分布在整个基因组中能捕获全部遗传变异，提高选择准确性。再次，基因组选择典型的优势是可以不依赖表型信息直接根据标记信息进行个体选择，不仅能开展早期选择，缩短世代间隔，还能提高选择强度，降低育种成本。这些优势使得基因组选择，尤其是对一些低遗传力性状、难以测量的性状、限性性状、生长后期测定性状和免疫力性状等，在羔羊出生或者胚胎期就可以进行。在羊的育种中，基因组选择为制定科学的育种规划、加快遗传进展等方面提供了技术支持[9]。

3 中国黑白花奶山羊新品种的培育

3.1 培育目标

结合国内外有关奶山羊主要品种的生产性能，从产奶性能、繁殖性能、抗病性、适应性等方面制定奶山羊新品种的培育目标。

3.1.1 泌乳性能

产奶量：一个泌乳期高于750 kg。

泌乳天数：一个泌乳期在290 天以上。

乳质量：干物质11.6%以上、乳蛋白3.3%以上、乳脂率3.8%以上。

乳房形状：乳房以形态和是否适合机器挤奶进行评分，分值从1到5，期望值是3。

建国以后到改革开放前，“绿色”的活用现象在文学作品、新闻报道中都更加频繁地出现，由颜色词联想而被活用的“绿色”的“表示充满活力，生机盎然”的比喻义得到更广泛地运用，但仍无作属性词“指符合环保要求，无公害、无污染”概念的用例。例如：

评分标准：高产奶山羊的乳房形状应是紧凑圆大，上系附着广、有力、紧凑，呈倒钟型或球型；左右两乳房区对称，界限分明；乳房前部伸展至腹下，超过由腰角前缘向地面所作的垂线向后延展，充满两股间，且突出后躯外方；两乳头大小适中、直立、对称、有光泽，用手触摸乳房质地柔软、富有弹性；乳房静脉血管明显突出、充盈，多弯曲，显得粗状（表1）。

表1 奶山羊乳房主要形态特征和分值

3.1.2 其他性能

繁殖性能、适应性和抗病性的培育目标为表2。

表2 繁殖性能、适应性和抗病性的培育目标

3.2 育种技术路线

以阿尔卑斯奶山羊为父本，关中奶山羊为母本进行杂交，级杂一代公羊育肥，母羊留种；阿关杂交一代母羊继续用阿尔卑斯奶山羊纯种公羊进行级进杂交，级杂二代公母羊按照不同家系留种并进行横交，在横交群选择产奶量高、适应性好、表型一致的个体留种扩繁（参加配种的公母羊先进行高产功能基因鉴定，选择含有高产基因的个体参加配种）（图1）。

图1 奶山羊新品种选育技术路线

3.3 奶山羊育种液相芯片的研制

3.3.1 基因组测序和基因组关联分析（GWAS）技术初步筛选候选基因

利用全基因组测序技术对500 只关中奶山羊在全基因组范围的遗传变异（标记）进行检测，获得单倍型，将单倍型与泌乳性状进行关联分析。根据统计量或显著性值筛选出最有可能影响该性状的遗传变异（标记）基因，然后利用标记与功能基因的连锁不平衡关系，挖掘与性状变异相关的基因。

3.3.2 验证（5 000 只以上）候选基因的效果，剔除假阳性SNP位点

3.3.3 利用基因组标记制作奶山羊育种液相芯片

筛选出具有显著性的基因突变标记，加入短串联重复序列（STR）位点，对各位点进行引物设计，将靶标SNPs和STRs转化为扩增子，构建混合引物池，研制奶山羊育种液相芯片。相比于固态基因芯片，液相芯片对于＜5 000 个标记的基因分型更为有效，单个样本的成本更低，36～48h就能获得结果。

3.4 黑白花奶山羊的良种特征

3.4.1 黑白花良种母羊选育标准

母羊面部有2 条白色条纹，尾根、四肢下部被毛是白色，体质结实、结构匀称、体躯宽长，肋骨开张，前胸突出且丰满，背腰长而平直，产羔率230%以上；乳房发育好、容积大、基部宽、附着好，乳头长且端部向前延伸；两侧乳房均衡对称，乳房皮肤薄，有弹性，乳头间距宽、位置大小适中，乳静脉粗大弯曲明显，排乳速度快，年泌乳期≥290 天，平均泌乳量≥750 kg，乳脂率≥3.8%，乳蛋白率≥3.3%，干物质率≥11.6%；四肢结实，肢势端正，后肢飞节间距宽，蹄形端正，蹄质坚实；耐粗饲，抗病力强，生长发育快，初生体重≥3.5 kg，3月龄体重≥20 kg，9月龄体重≥35 kg，成年体重≥70 kg。

3.4.2 黑白花良种公羊选育标准

公羊面部有2 条白色条纹，尾根、四肢下部被毛是白色，体质强健、结构匀称、体躯宽长，臀部发育良好，雄性特征明显，睾丸大，左右对称，附着好，四肢健壮，肢势端正，蹄质坚实，底部平正。耐粗饲，抗病力强，生长发育快，初生体重≥3.5 kg，3月龄体重≥23 kg，9月龄体重≥40 kg，成年体重≥90 kg。

3.4.3 黑白花奶山羊的良种鉴定

具体鉴定方法参照《奶山羊养殖技术规范第2部分：引进奶山羊良种鉴定（DB61/T 1489.2—2021）》，陕西省地方标准《奶山羊养殖技术规范第3部分：双基因良种选育（DB61/T 1489.3—2021）》和基因组选育良种奶山羊的技术规范。

3.5 黑白花奶山羊核心群的生产性能

利用分子检测技术，在杂交1代、2代和横交固定群体中筛选优质高产基因的个体，在基因检测基础上，选择含有功能基因的个体进行杂交和横交固定，检测阿尔卑斯奶公羊和关中奶母羊不同个体间的配合力，以及杂交1代、2代和横交固定的外貌特征、生长发育和生产性能水平（产奶量和乳成分），利用杂交育种与基因精准选育相结合的方法，选育出适应集约化养殖的优质高产奶山羊选育群865 只，泌乳期产奶量753 kg/只，乳蛋白率3.2%，乳脂率4.1%，羊奶干物质含量12.6%，产羔率180%（表3），具有世界先进水平的优质高产奶山羊良种核心群。

表3 杂交1代、杂交2代和横交固定羊（核心群）群生产性能的测定

4 奶山羊新品种推广计划

通过5～8年努力，将培育的横交固定核心群通过4代选育，把泌乳性能和外貌特征固定后培育出一个适合中国北方地区生态气候特点的奶山羊新品种，核心种群数量达5 000 只以上，生产群3 万只以上；直接向社会推广。推广对象为养殖设施良好、具备专业技术人员，想发展奶山羊种业的养殖企业。计划年推广量8 000～10 000 只活羊，15 万～20 万支冷冻精液，0.5 万～1.0 万枚胚胎。主要推广陕西（三原、蒲城、陇县、蓝田、泾阳、武功等奶山羊养殖基地县）、甘肃、内蒙、黑龙江、山东、湖南等地区。