2021年黑龙江省农业主推技术：利用基因组检测评估奶牛育种值构建高质量奶牛群技术

一、技术概述

(一)技术基本情况

基因组检测评估育种值(Genomic selection , GS)是利用覆盖奶牛全基因组的高密度分子遗传标记进行辅助标记，进而实现奶牛育种值运算评估。基本原理是首先在一个国家或地区构建大规模参考群体，再利用单核苷酸多态(SNP)芯片获取候选个体的基因型数据，然后根据性状表型和标记基因型构建育种值估计模型，计算出候选奶牛个体的基因组育种值，并以此为参考对牛只个体进行选留。基因组选择技术相较于传统遗传选择技术优势明显，基因组选择可以不依赖于表型信息实现早期精准选择，从而大幅度加速育种进展，降低奶牛后备牛及种公牛育种成本。该技术自2009年开始在世界各奶业发达国家得到广泛应用，我国于2012年开始正式启动实施该项技术，虽然刚刚起步，但总体应用效果显著。

(二)技术示范推广情况

目前基因组选择技术已经得到广泛应用，奶业发达国家的青年公牛选择已经100%应用基因组选择技术，截止到2019年美国和加拿大基因组参考群体已达到448007头荷斯坦牛(其中公牛群体56970头)。荷兰、德国和北欧三国也相继成立了基因组选择技术平台，参考群体规模也在不断扩大。我国奶牛基因组选择技术平台是从2008年开始研发，中国农业大学奶牛分子育种团队于2012年申请《中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用》项目，已通过教育部科技成果鉴定，开始在全国推广应用，实现了青年公牛基因组选择全覆盖。截至2020年12月，中国荷斯坦牛基因组选择参考群体累计3497头，荷斯坦青年公牛全部完成了基因组检测和评估。

(三)提质增效情况

2009年我国奶牛育种开始应用基因组选择技术，该技术显著提高了奶牛遗传世代进展，降低种公牛及母牛核心群培育成本。参测牛群主要经济性状的遗传进展得到加速提升，产奶量的平均遗传进展提升58.1kg/年;乳脂量的平均遗传进展提升1.42kg/年;乳蛋白量的平均遗传进展提升1.76kg/年，在产奶性能遗传进展方面增加直接效益4.6亿/年。通过基因组检测，可在犊牛阶段就能判断出后备牛的遗传品质和生产潜力，牧场就可以通过减少后备牛养殖规模大幅减少养殖成本;在种子母牛和种公牛的选育方面，显著降低育种成本。

(四)技术获奖情况

该技术研发单位中国农业大学动物科技学院，所申报的《中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用》项目获得2016年度国家科技进步奖二等奖。

二、技术要点

基因组选择技术核心主要包括以下三项关键内容：

(一)参考群体构建与发展

参考群体是利用基因组选择技术开展遗传评估的参照群，是实施评估的平台性数据源。参考群体由国家指定机构进行统一认证，参考群主要来源于认证育种核心场。我省于2020年在省内规模化奶牛场已开展品种登记、生产性能测定、线性外貌评定和基因组选择，累计完成奶牛头数8万头。初步具备开展奶牛基因组检测与育种值评估的技术基础。

(二)牛生物样品采集与SNP芯片

单核苷酸多态(SNP)芯片是基因组选择技术中用来获取候选个体基因型数据的辅助标记。在参测奶牛生物样品采集后(可以采集血样或者毛发)提取DNA与单核苷酸多态(SNP)芯片进行杂交比对，获取基因型数据。影响检测准确率的因素主要包括：样品采集是否准确、样品测定是否及时和芯片位点密度等等。

(三)育种值估计和排序

根据性状表型及标记基因型关联分析，建立育种值运算模型，进而计算出参测牛育种值，然后进行排序，决定选留个体。

三、适宜区域

适用于全国不同规模奶牛场。

四、注意事项

(一)参与牧场须具备的基本条件

参与牧场前提要件是：积极配合技术团队各项工作，保证牧场奶牛全部基本信息准确性时效性;参测牧场须参加DHI测定;配备牧场管理软件;拥有相应的技术队伍。

(二)专项经费支持和技术培训

一是基因组选择技术项目实施初期需经费支持和技术培训，推动基因组选择技术覆盖率不断提升和连续实施。

二是行业主管部门和技术依托单位要加大基因组选择技术宣传力度，提升规模奶牛场对基因组选择技术的认识，推动基组选择技术在奶牛育种上广泛应用，加速奶牛群体遗传改良进程，实现奶牛育种弯道超车。

五、技术依托单位

(一)技术依托单位

单位名称：黑龙江省畜牧总站

联系地址：黑龙江省哈尔滨市香坊区哈平路243号

邮政编码：150069

联 系 人：王鹏

联系电话：0451-86383527/15846639921

电子邮箱：hljsxmzznyk@sina.com

(二)技术来源单位

单位名称：中国农业大学动物科技学院

联系地址：北京市海淀区圆明园西路2号

图1 基因组选择基本过程

图2 基因组选择基本原理

(来源：黑龙江省农业农村厅科技教育处)

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