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基因組選擇技術應用將提升種豬生產水平

發布于:2020-08-15 11:23

非洲豬瘟和新冠肺炎疫情疊加,導致種豬核心群數量下降,部分種豬企業生產性能測定減少、遺傳交流降低,種豬生產水平有所下降,給我國生豬恢復生產帶來嚴重影響。為了克服疫情影響,加快種豬數量和質量恢復,育種技術和機制的創新迫在眉睫。

2017年,全國生豬遺傳改良計劃領導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,基因組選擇技術在國內還處于應用的初步階段,但已經逐步得到育種企業的重視。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應用方面,一直走在國內同行的前列?;蚪M選擇技術具有選種效率高,世代間隔短,遺傳進展快的特點。該技術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應用的基礎。

基因組選擇技術的實施分為兩步。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。一般參考群規模應達到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,利用參考群已經建立的基因-表型的聯系,對候選個體的遺傳潛力進行預測及評估。

基因組選擇技術的成功實施,關鍵點如下: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,以此確保參考群構建的準確性。二是基因分型的成本需持續降低。當前生產應用較多的商業芯片,價格至少在150-200元之上,如加上數據分析成本,費用相對較高,制約技術應用。三是基因分型的準確性需持續提高。該準確性不僅包括采樣及應用流程、反饋的準確性,還包括分型位點的準確性。商業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。四是技術應用人員及流程需逐步規范和磨合?;蚪M選擇技術是建立在育種值-選擇指數選種的基礎上,現場選種與指數選種未完全契合。此外,基層選育種人員的水平,也直接關系到技術應用效果。

溫氏自2012年以來,就與中國農業大學相關課題組合作,開發并優化了適合豬基因分型的簡化基因組測序技術,該技術利用二代測序平臺,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果時間周期較長的問題,在前期研究的基礎上,開發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據,確保了芯片分型結果的可靠性。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,確保了技術應用的時效性。

無論何種技術,其出發點和落腳點是能夠實實在在為企業獲得利潤,基因組選擇技術也不例外。如何將該技術與傳統育種相結合,如何依據基因組育種值進行選種、選配,如何將該技術應用于早期選擇等等,這些問題關系到技術能否真正落地。根據2018年溫氏新興育種公司沙湖場杜洛克豬全基因組選擇應用分析報告,個體預測綜合指數與終測綜合指數相關達到0.80以上,早期選擇的準確性較高,大大節約了育種成本。根據非洲豬瘟疫情防控形勢,溫氏調整生產管理工作流程,建立了穩定的種豬遺傳交流機制。由種豬公司分子實驗室負責溝通樣品采集、DNA提取和現場反饋等工作,由集團研究院畜禽育種研究室負責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用。2019年共檢測仔豬樣品3萬多頭,基礎群母豬樣品1844頭,所有仔豬樣品均能在斷奶前反饋育種值,方便了種豬的調撥。此外,通過建立專用的OA應用流程,對每一批次樣品進行跟蹤,聯合育種現場,及時反饋和評價技術的應用效果。

在非洲豬瘟持續給行業帶來威脅的大環境下,堅持育種工作,將會為企業長久發展積蓄力量。如何利用好育種新技術,加快提升種豬水平,顯得愈加重要?;蚪M選擇技術的全面推廣應用,還有很多環節需要不斷完善。一是加快構建復雜性狀測定技術平臺。目前還沒有完善的肉質等復雜性狀表型和基因型數據庫,不能開展肉質性狀的基因組選擇。二是性狀采集方式方法亟待更新。在當前批次化生產的大背景下,批次分娩、批次測定,要在較短的時間內,完成既定的育種操作,工作量較大,導致數據準確性降低,因此,亟須開發便捷式生產或數據采集設備。三是技術應用與生產還需持續磨合?;蚪M選擇技術的應用是基于選擇指數來開展選種的,由于不同品種品系選育方向的差異,選擇指數與選育方向未能完全契合。此外,育種現場對體型、血緣等選種選配要求,需要與基因組選擇指數有效銜接。四是基因分型成本及效率需持續改進。當前基于芯片的分型方法,成本還存在降低的空間,轉而利用測序的方法,有著更大的成本優勢,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,是未來大規模應用的基礎。(農民日報)

責任編輯:胡小衛
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