华南农大张哲教授:种猪遗传评估及选种技术进展
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- 日期:2021-03-08 11:16
- 来源:2021年01期《猪业》
种猪遗传评估及选种技术进展
华南农业大学动物科学学院 张哲
在过去二三十年时间里,我国种猪遗传评估历经了从起步到建立完整的传统遗传评估体系,再到迈入基因组选择遗传评估的过程。在此期间,我国建立了大规模育种核心群和遗传评估技术体系,并取得了阶段性育种成效,为我国生猪产业提供了有力的技术保障。本文旨在通过对我国种猪遗传评估工作进行回顾,总结发展经验和成果,借鉴国内外经验教训,展望我国未来种猪遗传评估的发展趋势。
我国种猪育种技术体系在上世纪九十年代开始逐步建立。为满足我国瘦肉型猪发展需求,全国各地相继引进长白猪、大白猪和杜洛克猪,建立原种场,培育符合我国市场需求的瘦肉型种猪。1993年,在原农业部畜牧兽医司主导下,成立了杜洛克猪、长白猪、大白猪和太湖猪4个全国性猪育种协作组,协作开展联合育种,提高种猪性能,降低种猪的进口依赖度。通过协作组,育种者提高了对联合育种的认识,不断规范育种方案、测定规程等。同时,为进一步规范性能测定,提高种猪选育重视度,在场内测定基础上,国内也开展了种猪性能测定站建设。1994年4月,广东省养猪行业协会成功举行了全国首次的种猪现场拍卖活动。1996年1月,广东省种猪测定中心落成并开展统一的种猪性能测定。这些工作对推动国内猪遗传评估工作意义深远。
在前期数年工作基础上,2000年5月,历经3年修订和广泛意见征求的《全国种猪遗传评估方案》由全国畜牧兽医总站发布实施。该方案明确了瘦肉型猪选育的育种目标、推荐遗传评估模型及参数、性能测定方案及校正参数等,拟通过组建外种猪联合育种基础群,建立区域性场间遗传联系,逐步实施区域性种猪联合遗传评估,为开展全国种猪联合选育奠定基础。2004年,在农业部支持下建立了全国种猪遗传评估中心,初步搭建了全国联合育种框架。这些工作加快了场内育种与联合育种的遗传评估规范化进程。
2009年8月,农业部颁布《全国生猪遗传改良计划(2009—2020)》(以下简称“计划”),并于2010年3月颁布相应实施方案。该计划的颁布实施是我国生猪遗传改良体系工作的一个新的里程碑。10年来,通过实施该计划,遴选了98家国家生猪核心育种场,构建了大规模种猪核心群,建立了规范的猪只登记、性能测定和遗传评估系统。全国种猪数据库登记的种猪数量目前累计达千万头,全国种猪遗传评估中心定期开展联合遗传评估并发布评估报告。据统计,方案实施10年来,我国种猪核心群结构不断优化,有效测定数据比例逐年提高,主要经济性状的表型和遗传进展取得稳步增长,部分核心场间遗传关联持续增长并可实施联合遗传评估。
随着近些年基因型检测技术的飞速发展,猪群全基因组遗传标记检测成本不断降低。利用全基因组信息开展种猪高效选育的基因组选择则成为当前猪遗传评估的最新方法。基于前期研发成果,温氏集团早在2013年已将基因组选择技术成功应用于种公猪选育。近几年,国内外在猪基因组选择领域的技术研发不断成熟,国内种猪企业对基因组选择育种重要性的认识也不断加深,种猪基因组选择育种技术推广应用的时机日趋成熟,我国猪基因组选择育种技术体系也逐渐形成。
2017年9月,在重庆召开的中国猪业科技大会上,由全国畜牧总站牵头,国内7家科研团队和31家育种企业共同参与,启动了“猪全基因组选择平台”(以下简称“平台”)。平台目标是将基因组选择育种技术应用到生猪育种实践中,加快遗传改良速度,提高我国生猪核心种源水平。2017年11月,在第十九次全国动物遗传育种学术讨论会上,江西农业大学黄路生院士发布了基于家猪基因组全序列、具有完全自主知识产权的“高效、精准”的猪SNP芯片——“中芯一号”。该芯片集成了国内家猪基因组研究领域的12所高校及科研院所的最新成果,于2018年上市,在“华系种猪”育种实践中推广应用,成为打破国际技术壁垒的重要创新实践。这些标志性事件预示着我国生猪育种逐渐步入基因组选择时代。
近年来,在全国畜牧总站支持下,以平台技术专家团队和平台企业为核心,在国内开展了多期猪基因组选择育种技术培训、算法评比及技术方案研讨交流,有力推动了猪基因组选择技术体系建立。主要在以下几方面取得进展:
一、构建了大规模的猪基因组选择参考群。平台建立之初,计划构建三品种共计3.6万头高质量参考群。几年来,在育种企业、主管部门及研究团队的共同努力下,我国猪基因组选择实际参考群规模远超计划规模。
二、构建了国家和区域猪基因组选择遗传评估平台。为有效实现猪基因组选择遗传评估,目前已构建了全国猪基因组选择遗传评估平台以及多个区域性猪基因组选择遗传评估平台。2019年9月,在青岛召开的“首届畜禽种业高峰论坛”上,首次发布猪基因组选择联合评估结果。同年,武汉种猪拍卖会中也启用基因组遗传评估。2020年,在广东省农业农村厅的支持下,由广东省畜牧技术推广总站承担的猪基因组选择联合育种项目也正式落地实施。
三、创新了基因组选择方法及策略。国内研究团队在引入外源信息提高预测准确性方法、创新算法提高求解效率、改进模型适应多群体多环境数据整合等方面开展了系统深入的研究。通过这些创新研究,研发了一系列创新模型、高效算法和优化策略,为猪基因组选择遗传评估平台的优化升级提供了技术储备,相关研究成果受到国际同行高度认同。
四、培养了一大批猪基因组选择技术骨干。通过高校人才培养输送、技术培训、技术交流和专家咨询,为猪基因组选择领域培养了一大批技术骨干,为基因组选择技术方案的有效实施和推广应用奠定了基础。目前,有多家国内猪育种企业构建了自有的基因组选择技术体系,具备实施基因组选择育种的能力。
随着2021年的到来,《全国生猪遗传改良计划(2009—2020)》也顺利完成实施。种猪行业新的纲领性文件《全国生猪遗传改良计划(2021-2035)》将于近期公布。在以往国家生猪核心育种场的基础上,国家核心种公猪站和国家生猪战略种源基地应运而生,基因组选择遗传评估技术也将在新的种猪育种体系中发挥更重要的作用。
随着消费者对猪肉产品需求的日益多样化,优质、安全的性能需求与日俱增,同时猪肉生产者激烈竞争带来对抗病和高效生产性能的需求也不断提升。从传统遗传评估到基因组选择遗传评估,虽然选种效率得到了明显提升,但是在目前育种应用中,选种目标并没有太大改变,并未满足行业需求。这些需求在未来的种猪遗传评估中必需得以体现。可以预见,与种猪生产新环境相适应的无损、非接触、自动化精准表型组测定技术结合基因组选择遗传评估技术将会为这些行业需求带来新的解决方案。同时,未来的猪遗传评估体系还需融合全产业链行业大数据,为综合的育种决策做有力支撑。
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来源:2021年01期《猪业》