破譯基因組遺傳密碼 湖羊育種用上“中國(guó)芯”

　　手抓羊肉、黃燜羊肉均是常見(jiàn)于西北飲食中的美味佳肴，但西北綿羊普遍繁殖力相對(duì)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(cè)試并開(kāi)始量產(chǎn)，并于2023年12月9日在天津召開(kāi)的2023羊業(yè)發(fā)展高級(jí)研討會(huì)上公開(kāi)發(fā)布。這預(yù)示著，一項(xiàng)由蘭州大學(xué)反芻動(dòng)物研究所科研團(tuán)隊(duì)牽頭開(kāi)展的湖羊選育擴(kuò)繁和高效利用關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在綿羊基因組育種領(lǐng)域比肩國(guó)際同行的重大突破。

　　近年來(lái)，隨著國(guó)家草原生態(tài)保護(hù)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。基于此，蘭州大學(xué)反芻動(dòng)物研究所開(kāi)始了對(duì)舍飼羊品種的篩選。為了找到更加適合舍飼的綿羊品種，團(tuán)隊(duì)對(duì)不同綿羊品種在西北地區(qū)的適應(yīng)性開(kāi)展長(zhǎng)期的、多維度的系統(tǒng)觀測(cè)，最終將目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)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(kuò)繁和高效利用關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目組。

　　經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的跟蹤觀察，團(tuán)隊(duì)積累了大量關(guān)于湖羊表型特征和基因測(cè)序的相關(guān)數(shù)據(jù)，研發(fā)出羊重要經(jīng)濟(jì)性狀的表型組測(cè)定新技術(shù)-圖像識(shí)別技術(shù)。結(jié)合這些技術(shù)，團(tuán)隊(duì)降低了羊只性能測(cè)定工作難度，測(cè)量準(zhǔn)確性也大大提升?！耙婚_(kāi)始我們沒(méi)有自己的性能測(cè)試站，處于'借雞下蛋'階段，一年只能測(cè)200只，后來(lái)在民勤有了自己的性能測(cè)定站，從最早的652只到現(xiàn)在接近1000只了?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王維民教授表示。目前，團(tuán)隊(duì)已建立起萬(wàn)級(jí)規(guī)模的、具有精準(zhǔn)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(guó)際上科學(xué)育種的“高、精、尖”核心技術(shù)，通過(guò)基因組選擇技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)早選、準(zhǔn)選，同時(shí)對(duì)于限性性狀、測(cè)定成本高或難度大的性狀具有非常大的優(yōu)勢(shì)，能夠大大的提供育種效率?！拔覀冇辛她嫶蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)，為什么不能制造中國(guó)人自己的育種芯片？”于是團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)換思路，開(kāi)始設(shè)計(jì)液相芯片。根據(jù)上萬(wàn)只湖羊的基因組數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，團(tuán)隊(duì)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(jì)好的基因探針溶解到小液滴里，每一根探針都能捕獲一個(gè)基因，通過(guò)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(jìn)行基因檢測(cè)。

　　目前，國(guó)外進(jìn)口的固相芯片市場(chǎng)價(jià)格在300元左右，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)的液相芯片僅為國(guó)外固相芯片1/2左右的價(jià)格。這款育種芯片不僅價(jià)格“親民”，在進(jìn)入市場(chǎng)前的測(cè)驗(yàn)中，其準(zhǔn)確性也非常喜人。王維民透露，現(xiàn)在這款芯片市場(chǎng)訂單量已達(dá)69000張。

　　蘭州大學(xué)和甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)起全國(guó)湖羊聯(lián)合育種組，開(kāi)國(guó)內(nèi)肉羊聯(lián)合育種之先河。通過(guò)種羊的跨場(chǎng)、跨地區(qū)乃至全國(guó)性的聯(lián)合遺傳評(píng)估，從而促成種羊的跨場(chǎng)選擇使用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀遺傳資源共享。

　　為了推動(dòng)聯(lián)合育種，團(tuán)隊(duì)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(kuò)繁利用體系。迄今，累計(jì)推廣湖羊種羊65萬(wàn)只，擴(kuò)繁湖羊180萬(wàn)只。

　　種業(yè)是國(guó)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(tuán)隊(duì)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(gè)湖羊新品系，為種業(yè)振興貢獻(xiàn)更多蘭大力量。

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)科學(xué)報(bào)

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