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听课笔记丨聚焦CSSC-遗传与育种分论坛

5月9—13日,由中国畜牧兽医学会主办的第四届中国猪业科技大会(线上会议)的遗传与育种分论坛上,来自国内外生猪产业遗传与育种领域的11位权威专家,分别围绕生猪全产业链数字化育种体系的建设、地方猪种资源的保护及利用、液相芯片开发基因组选择效果分析、人工授精技术的发展、生殖激素在种猪批次化生产中的应用等最新科研成果与应用技术热点进行深入探讨,并对日本、丹麦、英国等先进的生猪育种技术与理念进行分享与思考,本次论坛内容涉及生猪遗传与育种体系的诸多方面,干活满满。为便于大家了解,波米畜牧对报告部分精彩内容进行整理,供同行参考。

《关于日本的猪闭锁群育种(群体继代选育法)及相关研究》

    佐藤正宽 日本国立东北大学教授 

日本的猪育种改良工作:日本的有规划的育种工开始于1970年开始进行有规划的育种,

主要针对大白、长白、汉普夏猪的三元杂交育种,但是出栏肉猪的品质差异较大,主要原因为三元杂种的种猪的统一性低,因此从1970年开始了种猪的闭锁群育种,即群体继代选育法育种。随后,在1980年代,杜洛克猪成为主要的父系猪,三元杂种以杜长大为主。

本的群体继代选育计划:群体继代选育的标准计划按照以杂交、预备选育和实际选育的计划进行。集中能力较高的种猪设定基础群体,参考生产性能和其他表型,进行预备选拔。随后,按照记录推算遗传能力与育种价值,进行实际选拔。在选拔后避免杂交,以上过程一年一次相同时期反复选拔和杂交,重复几次。

在选育初期(1990年前期)主要针对猪的平均日增重、背膘厚、眼肌面积等性状,在选育后期针对繁殖性状、饲料利用率和抗病性等,目前继代选育法被应用于100个群体。

群体继代的主要条件为:种公猪5头以上,种母猪30头以上,且群体认定时所有个体之间存在亲缘关系,且各世代的标准选拔差异累计需要1以上,尽量抑制近亲繁殖和血缘关系维持群体继代,目前的认定猪种包括Tookyo X(东京X)、花纹红、鹿儿岛黑猪和higosakae302。

群体继代选育法的相关研究:

①一般使用综合育种值选育法,即Hazel型选拔指数法,以综合育种值作为选择指标,对选择性状的经济加权值和育种值的积和表示。可以使利益最大化,但是部分性状改良效果可能无法达到期望。

②有限制选拔法,即Yamada型选拔法,将改良目标值和群里平均偏差作为目标改良值,被广泛应用于群体继代选育。

③BLUP法:对于育种值的估计精度更高,在1990年BLUP法被运用与群体继代选育估计遗传力,能够估计每一个性状的育种值,进一步可将n性状的有限制BLUP方程可收缩为1个性状的BLUP方程,改良型的有限制BLUP法比传统型的有限制BLUP法可以获得更理想的选择反应,但存在如果性状缺少测定值,有关个体其他性状的测定值将无法使用。

《生猪全产业链数字化育种体系建设探讨》

陈瑶生 中山大学教授

     四个关键词:

(1)猪:产业巨变,如何应对

(2)全产业链:打破传统边界

(3)数字化:数字化转型是开发数字化技术及支持能力以新建一个富有活力的数字化

(4)商业模式:繁育体系“金字塔”,欠缺在哪里?

全国生猪遗传改良计划(2021-2035年)中就指出,其重点任务二:构建全产业链育种数据体系。而其主攻方向:建立高效智能化种猪性能测定体系,大幅度提升育种数据采集能力;主要内容为:

(1)完善种猪登记制度和种猪登记技术规范,开展覆盖核心群、扩繁群、生产群及屠宰加工等环节的全产业链关键数据采集;

(2)支持育种企业采用人工智能等新型测定装备,建立精准高效表型组测定技术体系;

(3)建立健全种猪性能测定标准体系,在完善生长、繁殖性状的基础上,建立胴体、肉质、健康、行为、使用寿命、体型等目标性状测定标准;其预期目标为:获取全产业链育种大数据,支撑高效精准育种。

全产业链育种数据体系是基于个体从核心群到商品肉猪的全群、高效、全程、可追溯的智能数据系统。其理论基础:融合杂种个体的表型组、基因组评估模型和方法;技术基础:猪只个体识别、数字化、人工智能、大数据。总言之,它是生物技术、信息技术、智能化技术的综合集成。

种业振兴的目标是:不再国外引种。对育种数据的处理可从核心育种群和公猪站着手,在克服种业技术壁垒的同时,也要实现育种价值的普惠性。在后非瘟时代,未来猪繁育体系群体遗传改进将基本依赖于父本高强度选择,快速大范围传递;育种的重任主要加载到独立核心育种场和公猪站,生物安全成为关键制约因素,养猪变造肉是育种首要目标。

核心育种场,通过共享数据中心获取下游全繁育体系的多维度信息,准确评定种公猪性能,高强度选育优质认证种公猪,留种率降到1%~3%;采用多种灵活模式,合理布局区域性优质种公猪站,形成“点-面-网”全覆盖、高效稳定的优质精液快速传递网络;实现优质种公猪的高强度、高共享、高价值、高回报,打造长期持续稳定的育种体系,实现种业的社会价值。

《猪基因组杂交育种》

    潘玉春 浙江大学教授 

背景:群体继代选育法:加拿大最早提出并应用;20世纪60年代盛行于日本并被称为“系统造成”,20世纪70年代传入中国后,被称为〝群体继代选育法〞,成为50多年来培育新品种的主要方法。目前,此方法已经培育成了60余个新品种和14个配套系。

目前的育种目标包括:抗病抗逆(死得少)、有效使用年限长(用得久)、产活仔数多、非生产天数少(产仔多)、断奶窝重高(育得好)、饲料转化率高(吃得省)、日增重高(长得快)、瘦肉率高(出肉多)、 肉质好。

基因组杂交育种方法

(1)确定育种素材阶段:可通过群体筛选(生产性能数据)和个体选择(表型、GEBV);

(2)分子设计阶段:包括互补合成和创新合成,其中互补合成以各性状优秀的群体在各性状上的基因组组成为目标,而创新合成以各性状有利等位基因作为理想群体等位基因组组成为目标;

(3)杂交阶段:汇聚目标基因,判断的标准为至少个体产生的配子中携带各种目标有利等位基因,包括导入、级进、一元、二元、三元等。

(4)自繁阶段:使用表型选择和基因组选择等方法是每个个体具有尽量多的目标等位基因,且每个位点的有利等位基因尽量达到纯合状态。

基因组杂交的模拟验证

主要目的为以真实育种值为参照,比较KI法和BLUP法、基因组选择法在导入杂交和横交固定过程中的选育效果,主要基于MoBPS软件进行,首先构建历史群体,设定模拟参数。在导入杂交阶段,分别使用KI、BLUP、GBLUP等方法导入杂交,对后代真实育种值进行比较;在K1导入杂交的横交阶段:对导入杂交F2代使用KI法、BLUP、GBLUP法以及真实育种值模拟横交固定,最后比较各世代筛选个体真实育种值,K1法选育出的个体在真实育种值表现较好,G2世代GBLUP方法的效果较好。

基因组杂交育种选育实例

屯昌猪和巴克夏猪培育出龙健黑猪,采取了274头猪进行测序,获取了近3千万个SNP位点。参考其他群体(如大白猪、二脸花猪、梅山猪、屯昌猪和长白猪,利用肉质性状、繁殖性状、生长性状的有利等位基因筛选龙健黑猪各个性状的有利等位基因位点,最终获取得到58万个有利的等位基因位点,构建综合选择指数(KI指数),指导选育。

《猪液相芯片开发基因组选择效果分析》

    丁向东 中国农业大学副教授

国以农为本,农以种为先,种是农业芯片,育种是种业芯片,基因组选择已成为动植物育种的革命性技术。基因组选择是国家种业计划中的重要技术;是国家生猪遗传改良计划重要工作;也是国家猪基因组选择的重要计划,且该计划于2017年启动,7个高校、科研单位以及30多家育种企业参与其中。

基因组选择的核心是利用动物个体基因组中的高密度遗传标记进行个体育种值估计。

基因组选择的关键点:

(1)参考群体构建;

(2)SNP高通量分型技术;

(3)基因组育种值估计方法;

(4)基因组遗传评估平台;

(5)基因组选种。

SNP标记高通量分型技术是实现基因组选择的前提条件。

全国首款猪高密度50K SNP液相芯片相比于固相芯片,具有很多优点:

(1)对样本量无要求;

(2)位点定制比较灵活;

(3)可实现基因定位、性状评估、品种鉴定、亲子鉴定等功能服务;

(4)价格相对低廉。

液相50K芯片可用于全基因组关联分析、种质资源评估和基因组选择,其基因型填充准确性高,并与其他多款芯片具有很好的相容性。

三款猪50K SNP芯片基因型填充可以解决不同芯片的共用问题,无论液相50K芯片做参考群体还是填充群体,其填充准确性均最高,合并填充时能增加标记,但准确性低于直接填充。

液相芯片基于单倍型的基因组选择准确性得到提升,靶向block基因组选择准确性最高,相较液相50K芯片,提升较大。

猪基因组选择需要注意的几个关键点:

(1)参考群体1000头以上

(2)检测速度要快

(3)检测价格低

虽然我国猪基因组选择实施有困难,但也提出了新思路和新策略。

新策略优势:

(1)减少了性能测定数量

(2)加快了遗传进展

(3)增加种猪销售收入

(4)提高系谱准确性

(5)树立了企业品牌。

“先低后高,先多后少” 的新策略可以加快我国猪基因组选择的育种应用。

《猪人工授精技术的发展及应用》

    王燕春  宁波三生生物科技股份有限公司资深技术专家

人工授精技术是以人工的方法采集雄性动物的原浆液、经检验、稀释、分装等过程、处理成精液产品,随后在雌性动物发情期将其注射到雌性动物生殖道的特定部位,以代替雌、雄性自然交配繁殖后代的技术。人工授精技术经历了五个阶段,中国的人工授精技术开始于1954年。

人工授精技术种类及优缺点:

(1)原始的自然交配,该方法获得的公猪精液品质良好,但是时间较长、效率低且无法保证精液品质。

(2)常规输精:效率提高,且操作简单成本较低,但是母猪的倒流较多,依赖人员经验、会导致常规输精管的脱落。

(3)深部输精:精液使用量减少,时间短、成本低,但是存在环境与技术依赖性,对母猪子宫损害较大,仅适用于经产母猪。

(4)自动输精技术:开始于本世纪20年代后。

自动仿生输精的优势:安全卫生、配种效率高、操作简单、倒流少、便于精液吸收,且具有更高的生物安全效率。

人工授精技术的影响因素:

(1)精液因素:即精液的质量和运输,需要保证精液储存的条件不低于17℃,温度过高或过低都会影响精液品质。

(2)母猪因素:包括母猪的发情和母猪健康,母猪过肥或者过瘦都会影响授精效果。

(3)环境因素:配种的气温和温度。

快配舒自动输精管概况及适用场景:

快配舒自动输精管运用了仿生技术和易溶技术,体管嵌合、管袋一体,且为自动输精,避免了对人员的依赖。其效率是悬挂式输精的2.2倍,且不会影响受胎效果。

主要适用于批次配种、大栏配种、新场(复产)后备配种、配种成绩波动大、以及人员波动大、配种新手多的情况。

《丹麦高效养猪业形成背景及对中国养猪业的启示》

    李平华 南京农业大学副教授

我国生猪产业现状及困境:非洲猪瘟防控压力大、成本高、且环保压力大,其核心是猪场选址建设不够合理或单体规模太大;持续的低迷行情和高成本,其核心元素是种母猪PSY低,料肉比高;饲料豆粕、玉米原料依赖进口,价格高涨,其核心元素是种猪循环不够完善、自产原料未充分替代。

丹麦生猪产业具有以下特点:

(1)丹麦猪肉胴体价格便宜且较稳定;

(2)毛猪、仔猪价格极低,蛋白原料价格高迫使生产效率提升;

(3)公猪生产效率高;

(4)母猪和小猪生产效率高。

丹麦生猪高效生产得益于遗传育种的贡献,其贡献率达到50%。

丹麦育种的优势主要表现在:

(1)丹麦育种组织(丹育)结构简单,全国联合育种;

(2)丹麦育种体系是简单完整的三元杂交体系、杜长大模式;

(3)场内全群测定和公猪优中选优的模式,选择强度大,能充分利用最佳公猪实现全群性能提升。

其高效生产原因:营养是基础,防疫是保证,品种是关键。

(1)建立并不断完善丹麦猪独特的营养标准;

(2)注重种养结合;

(3)分娩和哺乳母猪使用大麦秸秆纤维。

丹麦猪业高效生产对中国具有以下启示:

(1)产业链上下游协作互利、抗风险机制;

(2)专业老板、高效员工与数字化管理;

(3)注重外部和内部生物安全;

(4)注重优质种猪的培育与推广及配套的营养措施;

(5)注重种养结合与纤维日粮使用;

(6)注重产学研合作(科学高效的育种与营养)。

《四川地方猪品种保护和开发利用及重要经济性状遗传机制挖掘》

    朱砺 四川农业大学教授

中国地方猪种是应对未来市场需求和遗传改良的遗传基础,而目前大量的地方猪种面临灭绝,其中的原因复杂(饲养周期长、饲料转化率低、市场需求转变等),但保护和利用开发的不足是大量猪品种灭绝的最直接原因,需要保护和开发利用并行以开发促保种。

地方猪保种群体的构建包括:

①遗传资源原产区状况及调查;

②收购纯种猪;

③组建保种基地群体;

④保种群风土驯化与扩群;

⑤保种群体继代选育。

目前已构建了地方猪种基础数据库,包括:

①已建立了凉山猪生长发育数据库,确定凉山猪的生长拐点、拐点体重以及最大日增重等;

②建立了地方猪肉质性状数据库;

③以主成分分析法构建肉质评分模型。

建立了地方猪种异位保护体系,包括:将冷冻精液技术运用于地方猪种保存;采集四川地方猪种自然胚胎进行冻存;基于体细胞克隆进行异位保护。

肉质性状相关研究成果:

针对青峪猪的肌肉组织进行研究,发现lnc-01430通过影响miR-133a SRF,调控MAML1基因的表达,促进成肌细胞分化;基于青峪猪氧化型和酵解型肌肉转录组分析,筛选出调控肌纤维类型转化的关键通路;此外,还发现miRNA可通过靶向相关基因调控肌纤维类型的转化和比例。

脂肪性状相关研究成果:

鉴定到一些调控脂肪沉积过程的关键调控因子,如瘦肉型猪miR-4335和miR-378启动子区域的高甲基化促进miRNA靶基的表达;miR-145启动子的甲基化参与了细胞的成脂分化过程;此外,还发现tRNAs作为一种新型非编码RNA参与脂肪细胞的增殖、分化以及脂肪酸的代谢调控。

《丹育培育高产种猪》

    郭翔羽  SEGES丹麦猪研究中心资深研究员

丹育种猪育种体系:丹麦种猪育种实行一个开放的育种方案,致力于培育高生产性能和顶级品质的种猪。

(1)种猪品种为长白、大白和杜洛克,丹育杂交育种计划分为两个阶段。在第一阶段,丹育长白猪和丹育大白白猪杂交,培育丹育二元母猪。

(2)丹麦种猪建立完善的“金字塔式“繁育体系。母猪场不饲养公猪,全部采用人工授精,所有公猪在公猪站饲养。

丹育种猪育种体系可以追溯到19世纪末,其育种目标包括:饲料转化率、生长速率、瘦肉率、出生第5天活仔数、仔猪存活率、屠宰损失、母猪长寿性、体型等,这些性状在不同品系中所占比重不同,每个品种选择特征也不同。

即使丹麦的农业生产成本很高,但相比于其他欧洲国家,其养猪成本已经降到相对较低,充分说明丹育的猪业生产效率很高。

(1)丹育是全球首家应用基因组选育的专业育种组织,其运用最先进的技术,对核心群种猪采用基因组选择。经过100%的基因组选择,种猪拥有基因组指数信息,能预测更高的遗传进展。

(2)丹育对于所有的种猪进行DNA检测,并通过测试结果进行基因筛选。从粗略的统计数据来看,这比不进行基因测序多获取至少30%的增益。

《地方猪种资源保护利用的思考与实践》

    顾以韧  四川省畜牧科学研究院研究员

地方猪种资源丰富,且肉质优良,是新品种(配套系)培育不可或缺的育种素材,目前地方猪种的保护包括原位保种和异位保种。而基础群在组建过程中存在:血缘混乱、品种不纯、整齐度不高。

地方猪种的包括需要从以下几个方面进行:

①建立和完善资源保护场:没有资源保护场的品种,地方政府应该给予支持,建立相关的资源保重场;

②系谱重构:对于建立保种群,采用全基因组基因芯片技术进行种猪个体间血缘鉴定,构建分子系谱;

③遗传纯度鉴定:现有部分保种群整齐度查,遗传纯度不高,可通过分子手段和传统手段进行遗传纯度鉴定,例如全基因组基因芯片技术、深度的基因组重测序等;

④品种类型的科学分类:对于猪种的保护至关重要,目前个别品种分类笼统,不同猪种的体型外貌、地域分布存在差异,在进行品种分类时需要考虑其遗传距离和群体分化指数;

⑤高效杂交配套组合:纯种或简单二元杂交生产商品猪不适宜目前的市场消费需求,三元杂交需要再本品种选育的基础上进行。

新品种培育的过程:确定育种目标—确定育种素材—设计育种方案—创造育种新材料—世代选育—育成新品种,

地方猪种保护实例:以川藏黑猪配套系为例,选择产仔数高的梅山猪以及肌内脂肪搞抗病力高的藏猪,采取合成杂交成熟新品系,进而合成配套系,产生了繁殖力高、肉质良好抗逆性高的F01系,最终筛选到最佳的配套组合SH451,解决了肉质、繁殖力和瘦肉率三个性状的平衡。

新品种培育过程的注意事项:需要明确育种方向、特色鲜明,坚持市场导向,具有前瞻性;需要加强本品种选育,培育配套系;能通过配套利用方式而达到育种目标的不宜盲目合成杂交。

《生殖激素在种猪批次化生产的应用》

    张守全 华南农业大学动物科学学院教授

生殖激素的作用主要体现在诱导发情、促进发情、促进排卵、抑制发情、溶解黄体。使用生殖激素的两大原则:宁少勿多,顺势而为。

批次化生产是指母猪按照一定的时间节律配种、分娩组织猪场生产的技术,通常根据批次配种时间间隔进行区分。

GnRH诱导排卵可能是定时输精成绩不稳定的主要因素,可选择:

1)自发排卵:发情后不注射激素,不诱导排卵,排卵自发完成;

2)诱发排卵:以hCG取代GnRH诱导排卵。

批次化生产的思考:

针对母猪的更新率,建议:1)批次生产节律长(4周批、36天批),配种后28天B超孕检后,空怀母猪要求立刻淘汰。2)母猪配种分娩率越低,要求母猪更新率越高。3)后备母猪来源可采用轮回杂交闭群选留,保证批次化生产要求的高更新率。

针对后备母猪,生殖激素调控批次配种进群;

针对一胎母猪生殖激素辅助配种;

针对二胎母猪及以上依靠同期断奶、同期发情。

4周批生产模式是最高效但是要求配种分娩率、分娩同期率高、产房高效周转。

18天批、36天批是目前多数猪场开展批次化生产可行的选择。

5.生殖激素的使用只能是锦上添花,而不是雪中送炭。生产中,要根据生产条件、水平等因素来选定适合的批次化生产节律。

《英国Rattlrow公司种猪育种情况及猪冻精生产在英国的应用》

    Stuart Jones, 英国Rattlrow公司

英国的生猪行业现状:英国的生猪建立在长期系谱选育基础之上;因为特殊地理位置,英国不欧盟可能出现的健康状况的影响,这使得英国能够为世界各地提供健康的种猪;目前英国有38万头基础母猪,主要养殖与户外农场,生产高品质的猪肉,目前主要以集成供应链进行生产。

大白猪/长白猪的综合选择指数构成包括:产活仔数(60.17%)+日增重(12.03%)+背膘厚(21.06%)+饲料转化率(6.73%)。

GP母系公猪特点:繁殖性能高;性能温和、适应性强;母性强;饲料转化率高;母猪使用寿命长;生产性能高且体型匀称、健壮、抗病性高。

编辑整理:朱冉冉,杨金艳

审校:牧曦瑶

发布者:小农,转载请注明出处:https://www.nmfirst.cn/14698.html

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