2020-08-15 11:23:00
非洲豬瘟和新冠肺炎疫情疊加,導(dǎo)致種豬核心群數(shù)量下降,部分種豬企業(yè)生產(chǎn)性能測定減少、遺傳交流降低,種豬生產(chǎn)水平有所下降,給我國生豬恢復(fù)生產(chǎn)帶來嚴重影響。為了克服疫情影響,加快種豬數(shù)量和質(zhì)量恢復(fù),育種技術(shù)和機制的創(chuàng)新迫在眉睫。
2017年,全國生豬遺傳改良計劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室啟動了全國生豬基因組選擇工作,有7家科研單位、30余家國家生豬核心育種場參與。目前,基因組選擇技術(shù)在國內(nèi)還處于應(yīng)用的初步階段,但已經(jīng)逐步得到育種企業(yè)的重視。溫氏作為首批遴選的國家生豬核心育種場,在豬的全基因組選擇技術(shù)應(yīng)用方面,一直走在國內(nèi)同行的前列?;蚪M選擇技術(shù)具有選種效率高,世代間隔短,遺傳進展快的特點。該技術(shù)納入了動物個體基因組信息,不僅提高了個體選擇的準確性,還能彌補常規(guī)育種工作的一些短板(如早期選擇、屠宰性狀選育等)。目前已初步構(gòu)建了杜洛克、長白和大白3個品種的基因組選擇參考群體,搭建了豬基因組選擇遺傳評估平臺,具備了全面推進豬基因組選擇技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。
基因組選擇技術(shù)的實施分為兩步。首先是組建基因組選擇參考群體。該參考群包括所測定個體的表型記錄信息、系譜信息和基因組信息。一般參考群規(guī)模應(yīng)達到3000頭以上,目的是利用該參考群建立表型和基因組信息的聯(lián)系。其次是對候選個體進行遺傳評估。通過檢測候選個體的基因型信息,利用參考群已經(jīng)建立的基因-表型的聯(lián)系,對候選個體的遺傳潛力進行預(yù)測及評估。
基因組選擇技術(shù)的成功實施,關(guān)鍵點如下:一是準確測定選擇性狀的表型信息,準確記錄個體系譜信息,以此確保參考群構(gòu)建的準確性。二是基因分型的成本需持續(xù)降低。當前生產(chǎn)應(yīng)用較多的商業(yè)芯片,價格至少在150-200元之上,如加上數(shù)據(jù)分析成本,費用相對較高,制約技術(shù)應(yīng)用。三是基因分型的準確性需持續(xù)提高。該準確性不僅包括采樣及應(yīng)用流程、反饋的準確性,還包括分型位點的準確性。商業(yè)化芯片位點常來源于較多品種,而用于實際群體,可用位點有較大減少。四是技術(shù)應(yīng)用人員及流程需逐步規(guī)范和磨合?;蚪M選擇技術(shù)是建立在育種值-選擇指數(shù)選種的基礎(chǔ)上,現(xiàn)場選種與指數(shù)選種未完全契合。此外,基層選育種人員的水平,也直接關(guān)系到技術(shù)應(yīng)用效果。
溫氏自2012年以來,就與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)課題組合作,開發(fā)并優(yōu)化了適合豬基因分型的簡化基因組測序技術(shù),該技術(shù)利用二代測序平臺,能夠大大降低個體的分型成本。針對測序方法存在從采樣到反饋檢測結(jié)果時間周期較長的問題,在前期研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)了針對溫氏主要群體的定制化基因芯片:PorcineWENS55K。該芯片的基因位點來自溫氏各品系測序數(shù)據(jù),確保了芯片分型結(jié)果的可靠性。另外該芯片從分型到育種值計算,均可以在溫氏自己的研究室完成,確保了技術(shù)應(yīng)用的時效性。
無論何種技術(shù),其出發(fā)點和落腳點是能夠?qū)崒嵲谠跒槠髽I(yè)獲得利潤,基因組選擇技術(shù)也不例外。如何將該技術(shù)與傳統(tǒng)育種相結(jié)合,如何依據(jù)基因組育種值進行選種、選配,如何將該技術(shù)應(yīng)用于早期選擇等等,這些問題關(guān)系到技術(shù)能否真正落地。根據(jù)2018年溫氏新興育種公司沙湖場杜洛克豬全基因組選擇應(yīng)用分析報告,個體預(yù)測綜合指數(shù)與終測綜合指數(shù)相關(guān)達到0.80以上,早期選擇的準確性較高,大大節(jié)約了育種成本。根據(jù)非洲豬瘟疫情防控形勢,溫氏調(diào)整生產(chǎn)管理工作流程,建立了穩(wěn)定的種豬遺傳交流機制。由種豬公司分子實驗室負責(zé)溝通樣品采集、DNA提取和現(xiàn)場反饋等工作,由集團研究院畜禽育種研究室負責(zé)芯片分型和育種值計算與反饋工作。
目前,溫氏已在主要品系中建立了基因組選擇參考群(S21/S22/W64/W51/W52等),并在種豬公司主要核心品系開展基因組選擇應(yīng)用。2019年共檢測仔豬樣品3萬多頭,基礎(chǔ)群母豬樣品1844頭,所有仔豬樣品均能在斷奶前反饋育種值,方便了種豬的調(diào)撥。此外,通過建立專用的OA應(yīng)用流程,對每一批次樣品進行跟蹤,聯(lián)合育種現(xiàn)場,及時反饋和評價技術(shù)的應(yīng)用效果。
在非洲豬瘟持續(xù)給行業(yè)帶來威脅的大環(huán)境下,堅持育種工作,將會為企業(yè)長久發(fā)展積蓄力量。如何利用好育種新技術(shù),加快提升種豬水平,顯得愈加重要?;蚪M選擇技術(shù)的全面推廣應(yīng)用,還有很多環(huán)節(jié)需要不斷完善。一是加快構(gòu)建復(fù)雜性狀測定技術(shù)平臺。目前還沒有完善的肉質(zhì)等復(fù)雜性狀表型和基因型數(shù)據(jù)庫,不能開展肉質(zhì)性狀的基因組選擇。二是性狀采集方式方法亟待更新。在當前批次化生產(chǎn)的大背景下,批次分娩、批次測定,要在較短的時間內(nèi),完成既定的育種操作,工作量較大,導(dǎo)致數(shù)據(jù)準確性降低,因此,亟須開發(fā)便捷式生產(chǎn)或數(shù)據(jù)采集設(shè)備。三是技術(shù)應(yīng)用與生產(chǎn)還需持續(xù)磨合。基因組選擇技術(shù)的應(yīng)用是基于選擇指數(shù)來開展選種的,由于不同品種品系選育方向的差異,選擇指數(shù)與選育方向未能完全契合。此外,育種現(xiàn)場對體型、血緣等選種選配要求,需要與基因組選擇指數(shù)有效銜接。四是基因分型成本及效率需持續(xù)改進。當前基于芯片的分型方法,成本還存在降低的空間,轉(zhuǎn)而利用測序的方法,有著更大的成本優(yōu)勢,但是分型時間、基因型填充時間以及準確性需深入研究。成本低、效率高、準確性高、自主性強的分型方法,是未來大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。(農(nóng)民日報)