2020-12-14 09:27:25
圖表?！≠Y料圖
我們都是遠(yuǎn)古人類的后代，遠(yuǎn)古人類生存的主要方式是狩獵與采摘，能否活下來(lái)，純粹依賴于大自然的饋贈(zèng)。我們的祖先在狩獵時(shí)俘獲了野獸的幼崽，由于肉太少，舍不得吃，先圈養(yǎng)起來(lái)，等養(yǎng)大了再吃；在采摘時(shí)發(fā)現(xiàn)了植物的種子，在家附近進(jìn)行播種，不用跋山涉水就能采摘到植物食材。在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)人為干預(yù)可以提高圈養(yǎng)和播種的動(dòng)植物食材的產(chǎn)量，這個(gè)過(guò)程構(gòu)成了現(xiàn)代動(dòng)植物品種的馴養(yǎng)和馴化歷史，也就是最古老樸素的育種。何為育種？育種就是按照人類的意愿，對(duì)已有動(dòng)植物品種繁衍后代的方式進(jìn)行人為干預(yù)，讓其后代的產(chǎn)品向人類期望的方向進(jìn)行改變。干預(yù)動(dòng)植物物種繁衍后代的操作技術(shù)就是所謂的育種技術(shù)。今天我們談到的全基因組選擇，就是人類最新發(fā)明的育種技術(shù)中的一款新利器。
什么是全基因組選擇
從國(guó)外到國(guó)內(nèi)、從動(dòng)物到植物、從科學(xué)研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，全基因組選擇的熱度一直在上升，是生物種業(yè)領(lǐng)域當(dāng)之無(wú)愧的新明星。全基因組選擇的思想最早由Meuwissen教授等于2001年提出，在專業(yè)上可以這么來(lái)定義——“利用覆蓋全基因組的高密度分子標(biāo)記，結(jié)合表型記錄或系譜記錄對(duì)個(gè)體育種值進(jìn)行估計(jì)，其假定這些標(biāo)記中至少有一個(gè)標(biāo)記與所有控制性狀的突變處于連鎖不平衡狀態(tài)。”
全基因組選擇可以簡(jiǎn)單地理解為最新、最準(zhǔn)確的育種技術(shù)，涉及育種芯片、大數(shù)據(jù)、高性能計(jì)算等，是育種技術(shù)里新一代的“高、精、尖”技術(shù)。如果把育種技術(shù)帶來(lái)的遺傳改良速度與交通工具類比，則古代的“相畜”和傳統(tǒng)育種技術(shù)相當(dāng)于“馬車”和“蒸汽機(jī)車”，而全基因組選擇則是“高鐵”的速度。全基因組選擇作為最新的高精尖育種技術(shù)，能夠從基因本質(zhì)上區(qū)分優(yōu)秀個(gè)體，涉及分子標(biāo)記、基因、連鎖不平衡、參考群、候選群等專業(yè)詞匯，非專業(yè)人士確實(shí)不好理解，這里我們用大家都熟悉的親子鑒定做類比來(lái)幫助大家了解什么是全基因組選擇（見圖表）。
為什么要用全基因組選擇育種
縱觀世界經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展歷史可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，其國(guó)民動(dòng)物蛋白食品消費(fèi)量就越大。因此，人均動(dòng)物蛋白消費(fèi)量大致反映了一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展水平。以處于東亞文化圈的日本為例，戰(zhàn)后日本經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，在過(guò)去50年里，日本國(guó)民主食消費(fèi)量減少了一半，而肉類消費(fèi)卻增長(zhǎng)了3倍多，奶類消費(fèi)增長(zhǎng)了5倍。
中國(guó)也正在經(jīng)歷著同樣的發(fā)展變化。近30年我國(guó)人均主食消費(fèi)量下降了40％，肉蛋奶的消費(fèi)量則增加了2倍。盡管如此，目前我國(guó)人均動(dòng)物蛋白消費(fèi)量仍遠(yuǎn)低于歐美主要發(fā)達(dá)國(guó)家。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)動(dòng)物蛋白食物的缺口很大，養(yǎng)殖業(yè)有著巨大的提升空間。另一方面，我國(guó)用8％的耕地養(yǎng)活了世界19％的人口，糧食壓力也始終存在。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)肉蛋奶的需求逐步增加，飼料用糧的壓力持續(xù)增加，人畜爭(zhēng)糧逐漸成為影響中國(guó)糧食安全的根本問(wèn)題。只有口糧和飼料用糧雙管齊下，我國(guó)糧食安全才能得到真正的保障。
種是養(yǎng)殖業(yè)的源頭，地位堪比“工業(yè)芯片”，如果種不行，會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖業(yè)效率低下。目前，在我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的部分領(lǐng)域，有的畜種高端核心種質(zhì)仍然未擺脫依賴國(guó)外的不利境況。雖然我國(guó)糧食安全在產(chǎn)業(yè)鏈中下游取得了舉世矚目的偉大成就，但還沒從種的源頭上得到徹底解決。正因如此，習(xí)近平總書記在2013年就作出重要指示：“要下決心把民族種業(yè)搞上去，抓緊培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，從源頭上保障國(guó)家糧食安全”。優(yōu)良品種是通過(guò)育種途徑培育出來(lái)的，而育種則需要育種技術(shù)。與其他行業(yè)一樣，科技是產(chǎn)業(yè)發(fā)展最重要的推動(dòng)力，育種技術(shù)是支撐我國(guó)生物種業(yè)發(fā)展的核心所在，也是“藏肉于技”中“技”的最為重要的組成部分。全基因組選擇是最新一代的育種技術(shù)，育種效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)育種方法。所以，要培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，在畜禽等生物種業(yè)領(lǐng)域趕超歐美育種強(qiáng)國(guó)，只有大力推進(jìn)全基因組選擇技術(shù)的科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用才有可能實(shí)現(xiàn)。
全基因組選擇有哪些特點(diǎn)
與傳統(tǒng)育種方法相比，全基因組選擇最突出的優(yōu)勢(shì)是：“快、準(zhǔn)、高”。
“快”是指生產(chǎn)性能提升更快。尤其對(duì)于世代間隔較長(zhǎng)的畜禽，其新品種（系）的育成時(shí)間明顯縮短。
“準(zhǔn)”是指所選群體中的優(yōu)秀個(gè)體選得更準(zhǔn)。因?yàn)檫@種技術(shù)利用了基因組信息，遺傳評(píng)估準(zhǔn)確性更高，給待選個(gè)體的“好與壞”排隊(duì)排得更準(zhǔn)。
“高”是指育種收益高。就是育種收益與育種投入比例，因?yàn)檫x得準(zhǔn)、進(jìn)展快、輔助減少生產(chǎn)性能測(cè)定成本等，全基因組選擇反而可以更多地降低育種成本，實(shí)際育種收益要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)育種收益。
全基因組選擇對(duì)我國(guó)畜禽種業(yè)未來(lái)發(fā)展有何影響
全基因組選擇實(shí)際是指利用全基因組信息開展育種的一類方法的統(tǒng)稱。因此，我國(guó)可以獨(dú)立自主研發(fā)更新、更有效率的全基因組選擇方法，從科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用兩方面著力，建立具有中國(guó)特色和優(yōu)勢(shì)的全基因組選擇方法體系。從種的源頭提高我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)效率，保質(zhì)保量保障國(guó)民食材安全；從畜禽產(chǎn)業(yè)的源頭發(fā)力，把我國(guó)建設(shè)成為世界畜禽種業(yè)強(qiáng)國(guó)。
（作者單位：華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 全國(guó)畜牧總站）
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