种猪育种技术在雏鹰农牧集团的应用

来源:未知    作者:郑安代,张小宁,陈琨    人气:    发布时间:2019-07-15    

种猪育种技术在雏鹰农牧集团的应用

郑安代,张小宁,陈琨飞

(雏鹰农牧集团股份有限公司,河南 郑州  451162)

中图分类号:S813.2 文献标识码:A  文章编号:1001-0769(2017)01-0056-03

近年来,大型集团养殖企业规模不断扩大,同时从科研单位到企业对于种猪育种方法技术不断探索研究,为我国生猪产业的发展打下了坚定的基础。建立在群体遗传学、数量遗传学、分子生物学、计算机科学发展基础之上的育种进入了科学、系统的育种选种时代,使种猪育种取得巨大的进展。对于大型集团养殖企业来说,需要将国内外种猪育种方法进行学习和借鉴,并应用于实际生产,从而推动种猪育种工作的有序开展。作为养殖企业的雏鹰集团自主育种意识逐渐加强,对种猪育种方法深入积累和分析,并将种猪育种付诸实践,为雏鹰1000 万头生猪出栏奠定基础。根据近几年相关的研究情况,本文将概述育种方法的演变,并在此基础上论述雏鹰集团在种猪育种中的应用现状。

传统估计育种值育种

20世纪70年代,用于种猪个体的遗传评定选择指数法,包含了单信息与多信息、单性状与多性状等很多种模式,理论上已经相当完善;然而,在实际的家畜育种过程中,指数选择法要达到理论上的预期目标非常困难,很多时候效果很不理想且误差较大。最佳线性无偏估计(Best Linear Unbiased PredictionBLUP)的使用将动物遗传育种的理论同实践推向了一个新时期,成为估计育种值的最佳方法。本质上BLUP就是更科学系统的选择指数方法,系统地估计育种值的同时又相对科学地校正和估计系统的环境效应影响,估计育种的准确性得到了大幅度提高[1]。使用BLUP法估计动物的育种值很快得到普及与应用,成为全球各国家与育种企业种猪评定的规范方法。

雏鹰农牧集团育种工作稳步推进,近三年累计测定12080 头,其中大白6910 头、长白2950 头、杜洛克1700 头、皮特兰520头,滑县法系猪核心种猪场16年共测定4354 头种猪的生长性能,具体生产成绩见(1和表2)。

生化遗传标记育种

遗传标记选择和培育种猪研究了很多年,随着凝胶电泳技术的发展,生化遗传标记开始应用于动物遗传分析。育种研究人员从动物体组织的各个方面探求其生化遗传特征,掌握相应的遗传规律,期望应用生化遗传标记进行选择,选出携带优秀基因的个体,培育出优良的品系和品种。根据近几年相关的研究情况,生化遗传标记的性状及其特征,主要是血液的生化标记性状,包括红细胞血型、红细胞酶型、白血球型、血清蛋白及酶型。其他生化标记性状肌肉组织、骨组织等酶的多态性,即同功酶的研究,通过对其酶的选择,判断相应个体组织的性状。牛乳中的酪蛋白、乳球蛋白都具有蛋白多态性,不同类型与其产乳量、乳成份有着密切关系。也有人研究发现公畜精液中有一种不同于血液中的乳酸脱氢同功酶的变异与繁殖力有关。研究表明生化遗传标记具有高度的个体差异性和稳定的遗传特征。在种猪育种中,利用生化遗传标记来研究品种的遗传变异性,变异性选择增加,标记个体特征可提高选择准确性,缩短世代间隔,推断亲缘关系,分析品种起源、进化和分类,防治遗传疾病,识别具有优秀基因的个体,从而获得最大遗传进展。

数量性状位点与标记辅助选择育种

20世纪80年代以来,分子生物学和数量遗传方法相结合,出现了分子数量遗传学,研究数量性状基因座(QuantitativeTrait LocusQTL)与标记辅助选择(Marker-AssistedSelectionMAS)的理论和方法。分子数量遗传学的发展和完善,给动物遗传育种带来了革命性的跨跃[2]1990年,分子遗传学技术和人工选择相结合,通过科学的分析以及品种的现场选育从而使动物经济性状得到了最大的遗传改良,遗传学家将其定义为MAS。经过不断的研究MAS进一步解释为在连锁分析的基础上以分子遗传理论和分子遗传工程技术为手段,结合现代育种原理和方法使动物遗传进展不断向需要的方向发展。比如猪产仔数这类低遗传力的生产性状,分子标记辅助选择能大幅度改良其产仔数。对于费用昂贵在发育早期难以测定的表型性状,如抗病性、瘦肉率、产奶量等也能够衡量;对于繁殖性状和胴体性状可以不受性别的限制选择,可以进行早期选择,大大节省成本[3]。相当数量的经济性状受特定染色体区域的微效多基因群控制,微效多基因群包含某个易于检测的DNA分子标记,其二者紧密连锁成为一些经济性状的标识。因此,近年来大量的研究利用分子生物学技术研究猪的DNA标记,使遗传标记与重要经济性状二者结合起来形成遗传连锁关系[4],从而使育种工作实现早期选育,降低成本。

雏鹰农牧集团2015年从法国引入998头法系种猪,包括终端父本皮特兰98头,集团育种部对其进行持续选育提高,并利用MAS方法进行皮特兰氟烷基因筛选(3和图1)

雏鹰-表3.jpg

全基因组选择育种

全基因组范围内的标记辅助选择,与 BLUP育种方法相比,能够很好地解决环境效应对育种值的影响,从而可显著提高其准确性。全基因组选择是近年来发展起来的一项全新的育种方法体系,利用全基因组高密度的海量标记信息对个体进行遗传评估,估计出不同染色体片段的育种值,其理论基础是连锁不平衡原理[5]。全基因组选择法的优势和潜力在于:1)能够捕获基因组中的全部遗传变异,提高选择的准确性;2)对于低遗传力性状(如繁殖力)、畜禽后期生产性状、难以度量的性状、抗病性状、限性性状等优势明显;3)不依赖表型信息;4)缩短育种年限,提高遗传进展。目前猪的基因组测序已经完成,伴随着猪 60 k SNP 芯片商业化后,使得全基因组选择在猪育种中的应用成为可能,全基因组选择已成为种猪育种领域的一个热点方法,很多国内外知名的种猪育种公司已经在实际育种实践中进行运用,比如 PIC 种猪改良公司、CG 和温氏 [6]

雏鹰农牧集团正在积极探索全基因组技术在实际生产中的应用。雏鹰农牧集团作为中国养猪第一股,拥有着雄厚的资金、技术、人才和种源等育种优势,致力于打造属于雏鹰的种猪品牌,育种基础工作的夯实以及前沿育种技术的利用是未来种猪育种发展之趋势。

动物转基因技术育种

物种之间的生殖隔离造成不同物种不可能杂交成功,使得不同物种基因库的遗传信息难以交流,因此基于同种间的杂交育种方法使得品种改良不可能有飞跃性的改变。随着现代生物技术的发展,种猪育种进入了分子育种时代。转基因技术使不同物种之间的杂交成为现实,不同物种的基因得到广泛的交流,从而可以最大限度地利用和创造遗传变异,改良种猪的性状,创造新的种猪品种。

动物转基因利用 DNA 重组技术,将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状可遗传的修饰,从而获得目的基因稳定表达的个体后代,或者是使指定基因失活,抑制其在个体及其后代中表达的一种技术。目前获得转基因动物有以下几种方法:逆转录病毒感染法、体细胞克隆法、DNA 显微注射法、胚胎干细胞法、精子载体法和精原干细胞法 [7]。未来转基因技术在种猪育种的成功运用将会极大地满足人们对种猪各种经济性状的要求。

表观遗传学种猪遗传育种的新挑战

表观遗传学是指在生物体中基因的 DNA 序列没有发生改变的情况下,基因功能发生改变,从而影响了生命体的表型特征,且其中有一部分能稳定传递到子代并具有可逆潜能。表观遗传学的研究内容主要包括DNA 甲基化、组蛋白修饰、非编码 RNA 作用等。表观遗传变异是环境因素和细胞内遗传物质间交互作用的结果,其效应通过调节基因表达,控制表型来实现 [8]

表观遗传学与畜禽的克隆、繁育、疾病等多个方面的育种研究都具有积极的指导作用,主要表现在:1)可加快性别控制进程,利用性别控制技术可增加受性别限制的繁殖性状和受性别影响的生产性状的选种强度,加快育种进程。2)推动种猪抗病力和抗逆性研究,其均与受表观遗传学影响。3)卵泡发育和配子发生收表观遗传学的调控,了解其机制或可提高动物繁殖性状。

展望

我国是猪生产和消费大国,广大消费者对猪肉品质提出越来越高的要求,猪育种主导着生猪产业的发展。目前,我国规模化养殖集团发展迅速,小规模的养猪场不断地退出或被收购,生猪养殖业已经进入微利时代,市场竞争日益激烈,所以种猪育种方法的进化更新既是机遇也是挑战。随着生物科学技术的发展,尤其是分子生物学,以及大型养殖集团的重视,形成产学研相结合的良性循环模式,使得前沿育种技术应用于实际成为可能。

参考文献:(8 篇,略)
 

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责任编辑:南雪