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现代育种技术在选育优质草食家畜中的研究及应用

2024-08-22 81 上传者：管理员

摘要：选育与优质化是畜牧业发展的首要工作，草食家畜作为重要的生产资源，在促进畜牧业健康发展中占据着重要的地位。随着科技的快速发展，现代育种技术已成为推动现代畜牧业领域进步的关键力量，精准育种、高效育种、智能化育种为草食家畜产业带来了新的机遇。在可持续发展大背景下，现代育种技术为实现草食家畜产业资源的高效利用和产品的质量安全提升等方面具有重要意义。该文从现代育种技术在选育优质草食家畜中的研究及应用等方面展开综述，为保护生态环境和畜牧业健康发展以及提高经济效益提供了有力支撑。

关键词：
家畜
家畜品种
抗病力
育种
选育方法
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育种是人们对野生生物或现有的动物品种进行改造后所创造的自然界中前所未有的新品种，其实质本身是受人为干预的物种进化的过程[1]。家畜育种是一门丰富与家畜进化有关的各个过程的科学，涉及家畜品种、选育原理、育种方法等内容的专业基础知识，对于提高家畜的产量、品质和适应性具有重要意义[2]。随着畜牧业的快速发展，传统的育种方法周期长、效率低下，已经无法满足现代畜牧业的需求[3]。通过运用现代育种技术改良草食家畜品种，提高畜产品产量和质量已经成为推动畜牧业发展的重要手段之一。因此，研究并应用现代育种技术对于提升草食家畜选育效率和品质具有重要意义。草食家畜选育的主要目标是提高家畜的生产性能（如产肉量、产奶量、繁殖率等）、适应性和抗病力，以满足人们不断增长的消费需求和生态环境保护的要求[4]。育种目标是通过制定各种育种方法，在育种核心群中培育出优秀的家畜品种、品系或选育出优秀的种畜个体进行全群应用，使其遗传优势得到扩展及传递，以期在生产群中获得最大的经济效益[5-6]。动物育种方法最初是通过表型值选种，伴随计算机技术和数量遗传学理论研究的深入，出现了采用估计育种值方法选种。在传统育种技术的基础上，借助现代育种一系列的新技术和方法为草食家畜选育提供了更为精准、高效和快速的手段[7]。本文分别从现代育种技术的概述、现代育种体系中应用的相关技术、现代育种技术的优势、现代育种技术在选育优质草食家畜中的应用、现代育种技术发展前景展望等方面展开综述，以期为草食家畜的选育及育种技术的创新与新品种培育提供新方法新途径进行积极探索。

1、现代育种技术的概述

现代育种技术是在传统育种的基础上，结合现代分子生物学、遗传学、生物信息学等高新技术对动物遗传资源进行高效、精准改良的一种技术。其中，人工授精（AI）育种技术、超数排卵与胚胎移植（MOET）育种技术、标记辅助选择（MAS）育种技术、基因组选择（GS）育种技术等正逐步应用于草食家畜选育中，它不仅能提高其生长速度、产肉量、产奶量等生产性能，还能改善抗病性，从而提高养殖业产值，降低生产成本，为畜牧生产提供更为优质的动物产品，为育种工作带来了革命性的变革。

2、现代育种体系中应用的相关技术

2.1 人工授精育种技术

20世纪40年代，AI在奶牛上首次得到了应用，采用优秀种公畜的冷冻精液在群体中进行人工授精，并有目的、有计划地通过性能测定和后裔测定等育种手段，培育、选育和全面推广优质的种源。它能最大限度的发挥优秀种畜在群体遗传改良中的优势，从而实现较高的选择准确性、选择强度，在空间上不再受地域的限制，是动物繁育的一项重要的生物技术，使全球畜牧业生产发生了巨大变化，尤其在牛的遗传改良中起到了决定性作用[8-9]。

2.2 超数排卵与胚胎移植育种技术

20世纪90年代中期，超数排卵与胚胎移植技术首次在德国西门塔尔牛育种中得到应用，它将胚胎生物工程技术与核心群育种相结合，通过核心群选育和遗传评定选择优秀的种畜，优秀的种母畜供体可以进行多次重复超排，使得优秀供体每年可获得较大数量的全同胞后代。MOET技术的出现，大大提高了优秀种母畜的繁殖力，加快了群体的遗传进展，与传统育种技术相比，效率提高可达30%～49%。与AI育种技术相比，最大的改进是在种公畜选择时使用了祖先信息和同胞信息，从而避免了大规模的后裔测定工作，精减了工作程序[10-11]。

2.3 标记辅助选择育种技术

20世纪80年代以后，MAS诞生并逐渐完善。MAS的研究及应用首先开始于相关性状的选择，现在已经成为了动物育种常用的方法之一。它能够充分利用遗传标记、系谱和表型信息，从而快速、准确地识别出与目标性状相关的基因或基因组区域，实现对优秀个体的精准选择。这项育种技术不仅可以缩短世代间隔、增强选择强度、提高选择的准确性和效率，而且还能不受时间、年龄、性别、环境等条件的限制，通过目标品种的早期选择，对于群体的遗传改良具有重要作用。与传统育种方法相比，其信息量更为丰富、选择准确性更高，它大大提高了育种的效率和准确性，缩短了育种的周期[12-14]。

2.4 基因组选择育种技术

GS又称为全基因组选择，它是利用高通量测序技术获取个体的基因型数据，通过对基因型数据与表型数据进行关联分析，识别出与性状相关的基因型。2006年基因组选择技术首次在奶牛上获得应用，在全基因组水平上，估计目标群体的所有遗传标记的效应值，以达到对候选群体未知表型的精准预测，可实现育种工作的早期选择，弥补了传统育种的不足，具有缩短世代间隔、降低育种成本等优势。基因组选择可以更加精确地选择和改良畜禽的遗传特性，从而提高生产性能、适应性和抗病性等，且随着测序技术和基因组选择模型的不断发展和完善，EBV的准确性也不断提高，大大加快了育种的进程[15-17]。

3、现代家畜育种技术的优势

3.1 提高生产效率

现代育种技术通过精确地识别并编辑目标基因，实现对草食家畜遗传性状的精准改良，能显著提高家畜的生长速度、产肉量、繁殖率等生产性能，从而提高生产效率，相比传统育种方法，现代育种技术具有灵活性。

3.2 缩短育种周期

传统育种周期长，往往需要几十年甚至上百年。而现代育种技术通过定点编辑基因或快速评估遗传性状，大大缩短了育种周期，加快了新品种的培育速度，可以达到不受地域和季节限制，在任何时间、任何地点进行育种技术相关的操作，从而在较短的时间内实现遗传改良，提高育种效率。

3.3 降低生产成本

通过提高草食家畜的抗病力、适应性等性状，现代育种技术可以减少家畜在养殖过程中的疾病发生率，降低药物使用成本，同时提高饲料利用率，降低生产成本。

4、现代育种技术在选育优质草食家畜中的应用

4.1 在选育优质奶牛中的应用

王洪梅等[18]研究以中国荷斯坦牛为试验对象，采用PCR-RFLP、CRS-PCR等方法，对268头中国荷斯坦牛LF基因启动子区的-926(G/A）、-915(T/G）、-478（/G）、+72(T/C）突变进行基因型分型，应用最小二乘线性模型分析LF基因多态性与体细胞评分的相关性。结果表明，+72(T/C）和-478（/G）对SCS有显著影响，而其他2个位点对SCS影响不显著（P>0.05）。综上所述，LF基因+72(T/C）的AB基因型和-478（/G）位点的CC基因型均是奶牛乳腺炎抗性的优良基因型，可作为分子标记在奶牛乳腺炎抗性筛选中应用。

卢徐斌[19]以江苏地区中国荷斯坦牛为研究对象，开展了深入的统计遗传学与分子遗传学等相关研究，采用基因组选择方法对中国荷斯坦牛产奶性状的参数和基因组进行了预测，发现基因组选择技术对性状的预测准确性可以达59%～76%，与传统育种方法相比，准确性提高了13%～30%，对奶牛遗传评估方法的改进和产奶性状的分子调控解析做出理论贡献，同时为江苏地区奶牛遗传评估体系的建立奠定了基础。

4.2 在选育优质肉牛中的应用

尹璐[20]以中国西门塔尔牛作为研究对象，在PCR-RFLP反应条件优化的基础上，研究DHCR24基因单核苷酸突变不同基因型个体间在肉质性状和胴体性状指标上的差异。试验人员对445头中国西门塔尔牛进行基因型检测，结果发现，多种肉质性状和胴体性状在DHCR24基因外显子9的不同基因型之间存在显著差异，在试验的中国西门塔尔牛群体中，等位基因G为优势等位基因，GA为优势基因型，AA基因型个体与胴体深、胴体长和脂肪覆盖率等性状具有显著相关性；杂合子GA基因型个体与大理石花纹、后蹄重、脂肪颜色性状具有显著相关性；纯合子GG基因型个体与背膘厚、后腿围、大腿肉厚、眼肌面积和腰部肉厚性状具有显著相关性。

孙维斌等[21]研究以秦川牛为研究对象，对60头秦川牛的IGFBP-3基因进行PCR RFLP和序列分析，同时，又对13头24月龄的秦川牛群体中IGFBP-3基因座等位基因和基因型频率的分布及其与秦川牛部分屠宰性状的关系进行了相关试验。结果显示，不同基因型对秦川牛高档牛肉产出率有一定影响，秦川牛IGFBP-3基因多态性与秦川牛高档牛肉屠宰率和产肉率相关性显著。

4.3 在选育优质羊中的应用

王燕新等[22]将1 269只，年龄1～1.5岁，公母随机，生长发育正常、健康，同一品种羊饲养管理条件相同的绵羊作为研究对象，采用琼脂糖凝胶电泳和一代测序技术，利用插入/缺失分子标记技术对滩羊、小尾寒羊、兰州大尾羊3个绵羊品种的LHX3和GHSR基因进行多态性分析，并分析其与生长性状的关联性。结果发现，兰州大尾羊的缺失型基因型的个体胸围、十字部高、体长、体重和管围显著高于插入型基因型和插入/缺失型基因型个体。滩羊、小尾寒羊、兰州大尾羊的LHX3基因中存在一个29 bp的插入/缺失突变，该突变与生长性能相关，因此，可以作为绵羊选育的DNA标记位点。

Mclaren A等[23]以2 957只纯种特克塞尔母羊为研究对象，对其进行基因组选择的新乳房炎表型及其与乳房形态和羔羊活重的遗传关系试验，结果表明，母羊乳房的形状与乳腺炎的发生具有密切的关联，研究结果也表明对羊肉产量和品质产生一定影响，通过利用基因组选择技术分析出可以改变乳房形态的基因，从而提高了羊肉产量和改善了羊肉的品质，为肉羊育种提出了新的思路。

5、现代育种技术发展前景展望

未来，现代育种技术将继续在草食家畜养殖业中发挥重要作用。随着科学技术的不断进步和畜牧业的持续发展，现代育种技术通过更加精准、高效的育种手段培育、调控出更加优质、健康的草食家畜品种、品系将成为可能。随着消费者对于高品质肉类需求的不断增加以及环保意识的日益增强，现代育种技术也将在满足市场需求和保护生态环境方面发挥更加积极的作用。针对当前动物育种技术存在的问题与挑战，提出以下建议：政府和企业应加大对现代育种技术研发和应用的投入，降低技术成本，推动其在实践中的广泛应用；加强动物遗传育种人才培养和引进，提升畜牧业的育种技术水平；加强不同地区、区域之间的技术交流与合作，共同推动现代育种技术在草食家畜选育中的发展。

6、结论

草食家畜的选育与优质化工作是一项长期而艰巨的任务。现代育种技术在提高畜牧业生产效率、促进经济发展以及保护生态环境等方面发挥着至关重要的作用。在草食家畜选育中具有显著优势，对于提高畜牧业生产效率、降低成本具有积极意义。虽然在实际应用中仍面临一些问题与挑战，但随着科技的不断进步和畜牧业的持续发展，现代育种技术将在未来为草食家畜选育带来更加广阔的前景和可能性。同时，为更好地发挥现代育种技术的优势和作用，需要持续加大投入、加强人才培养和技术交流，积极推广并应用现代育种技术，共同推动畜牧业的持续健康发展。

参考文献:

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基金资助:黑龙江省农业科技创新跨越工程农业科技关键技术创新重点攻关项目(CX23GG07); 财政部和农业农村部:国家肉牛牦牛产业技术体系资助(CARS-37); 黑龙江省外向型农业产业技术协同创新体系;

文章来源:姚美玲,韩永胜,王洪宝,等.现代育种技术在选育优质草食家畜中的研究及应用[J].现代畜牧科技,2024,(08):51-54.

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期刊名称：当代畜禽养殖业

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创刊时间：1980年

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