破譯基因組遺傳密碼 湖羊育種用上“中國芯”

　　手抓羊肉、黃燜羊肉均是常見于西北飲食中的美味佳肴，但西北綿羊普遍繁殖力相對低，很難滿足規(guī)?；曫B(yǎng)的需求。湖羊是太湖流域地方綿羊品種，在2012年以前未曾成功踏足西北并在此繁衍生息。2023年6月，蘭大“華羊芯”湖羊高性能基因組育種芯片完成全面測試并開始量產(chǎn)，并于2023年12月9日在天津召開的2023羊業(yè)發(fā)展高級研討會上公開發(fā)布。這預(yù)示著，一項由蘭州大學(xué)反芻動物研究所科研團隊牽頭開展的湖羊選育擴繁和高效利用關(guān)鍵技術(shù)項目，實現(xiàn)了我國在綿羊基因組育種領(lǐng)域比肩國際同行的重大突破。

　　近年來，隨著國家草原生態(tài)保護力度的加大，放牧養(yǎng)羊的空間不斷被壓縮，舍飼養(yǎng)羊的比重日益增大?；诖耍m州大學(xué)反芻動物研究所開始了對舍飼羊品種的篩選。為了找到更加適合舍飼的綿羊品種，團隊對不同綿羊品種在西北地區(qū)的適應(yīng)性開展長期的、多維度的系統(tǒng)觀測，最終將目標對準太湖流域一帶的高繁殖力品種-湖羊，并聯(lián)合甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、武威市畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究院、民勤縣畜牧獸醫(yī)工作站等相關(guān)技術(shù)力量組建湖羊選育擴繁和高效利用關(guān)鍵技術(shù)項目組。

　　經(jīng)過長期的跟蹤觀察，團隊積累了大量關(guān)于湖羊表型特征和基因測序的相關(guān)數(shù)據(jù)，研發(fā)出羊重要經(jīng)濟性狀的表型組測定新技術(shù)-圖像識別技術(shù)。結(jié)合這些技術(shù)，團隊降低了羊只性能測定工作難度，測量準確性也大大提升?！耙婚_始我們沒有自己的性能測試站，處于'借雞下蛋'階段，一年只能測200只，后來在民勤有了自己的性能測定站，從最早的652只到現(xiàn)在接近1000只了?！眻F隊負責(zé)人王維民教授表示。目前，團隊已建立起萬級規(guī)模的、具有精準表型記錄和基因組遺傳變異信息的基因組選擇參考群。

　　基因組選擇技術(shù)是當(dāng)前國際上科學(xué)育種的“高、精、尖”核心技術(shù)，通過基因組選擇技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)早選、準選，同時對于限性性狀、測定成本高或難度大的性狀具有非常大的優(yōu)勢，能夠大大的提供育種效率?！拔覀冇辛她嫶蟮臄?shù)據(jù)庫，為什么不能制造中國人自己的育種芯片？”于是團隊轉(zhuǎn)換思路，開始設(shè)計液相芯片。根據(jù)上萬只湖羊的基因組數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，團隊逐步破譯了湖羊的基因組遺傳密碼，分析出優(yōu)質(zhì)基因與特定性狀的調(diào)控關(guān)系及其遺傳規(guī)律，然后把設(shè)計好的基因探針溶解到小液滴里，每一根探針都能捕獲一個基因，通過與羊的血液、羊毛、組織等樣品中的遺傳物質(zhì)相融就可以進行基因檢測。

　　目前，國外進口的固相芯片市場價格在300元左右，項目團隊研發(fā)的液相芯片僅為國外固相芯片1/2左右的價格。這款育種芯片不僅價格“親民”，在進入市場前的測驗中，其準確性也非常喜人。王維民透露，現(xiàn)在這款芯片市場訂單量已達69000張。

　　蘭州大學(xué)和甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)起全國湖羊聯(lián)合育種組，開國內(nèi)肉羊聯(lián)合育種之先河。通過種羊的跨場、跨地區(qū)乃至全國性的聯(lián)合遺傳評估，從而促成種羊的跨場選擇使用，實現(xiàn)優(yōu)秀遺傳資源共享。

　　為了推動聯(lián)合育種，團隊還聯(lián)合數(shù)十家科研單位和50余家種業(yè)企業(yè)，形成“產(chǎn)學(xué)研用”緊密結(jié)合的選育擴繁利用體系。迄今，累計推廣湖羊種羊65萬只，擴繁湖羊180萬只。

　　種業(yè)是國家基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，然縱觀全球，仍然有很多關(guān)鍵技術(shù)為西方“卡脖子”。截至目前，團隊與合作單位已經(jīng)培育出天華肉羊新品種，正在培育“奧白肉羊”“金武肉羊”新品種，選育4個湖羊新品系，為種業(yè)振興貢獻更多蘭大力量。

　　轉(zhuǎn)自：中國科學(xué)報

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