透過育種實現群體遺傳改良是提高奶業生產水平和效率的關鍵。我國奶業生產水平與發達國家有較大差距,根本原因是我國奶牛群體的遺傳水平低,依靠傳統的育種技術難以改變這種狀況。以基因組選擇為核心的分子育種技術提供了機遇,與傳統育種技術相比,該技術可大幅提高群體遺傳改良速率和生產效益。我校動物科學技術學院張勤、張沅教授團隊系統開展了奶牛基因組選擇分子育種技術研究,取得了一系列重要創新性研究成果,建立了完善的技術體系,並大規模產業化應用。主要技術創新點為:
建立了具有自主智慧財產權的中國荷斯坦牛基因組選擇技術平臺,提升了我國奶牛遺傳評估的整體技術水平。構建了我國唯一的奶牛基因組選擇參考群,對每頭牛測定了高密度SNP標記基因型和產奶、健康、體型、繁殖等34個性狀的表型;研發了TA-BLUP等基因組育種值預測新方法以及利用低密度晶片進行基因組育種值預測的最佳化策略;開發了對海量基因組資料快速處理和基因組育種值計算平臺。
發掘了一批奶牛重要經濟性狀功能基因,為提高基因組選擇準確性提供了重要基因資訊。利用多種組學技術發掘了71個與這些性狀顯著關聯的候選基因,首次在國際上報道了EEF1D等影響產奶性狀的重要功能基因,並證實了DGAT1和GHR基因對中國荷斯坦牛產奶性狀具有顯著遺傳效應。
研發了奶牛遺傳缺陷和親子關係的分子鑑定技術,建立了我國荷斯坦種公牛遺傳缺陷及親子關係監控體系。研發了CVM等5種奶牛主要遺傳缺陷的基因診斷技術和利用微衛星或SNP標記進行親子關係的鑑定技術,完善了奶牛分子育種技術,填補了國內空白。
建立了中國荷斯坦牛基因組選擇分子育種技術體系,成為我國荷斯坦青年公牛遺傳評估的唯一方法。根據我國奶牛育種的實際情況,首次提出中國荷斯坦牛綜合遺傳評估的基因組效能指數(GCPI),研發了以基因組選擇為核心的綜合性分子育種方案,並在全國實施。
在應用推廣及效益方面,基因組選擇分子育種技術被農業農村部指定為我國荷斯坦青年公牛的遺傳評估方法,自2012年起在全國所有種公牛站推廣應用,截至目前已累計對3697頭荷斯坦青年公牛進行了遺傳評估,成效顯著,大幅度縮短了世代間隔,顯著加快了遺傳進展,取得了顯著的社會和經濟效益。
透過該專案實施和成果應用,整體提升了我國奶牛育種水平,實現了青年公牛基因組評估100%全面應用。也為我國在其他畜種中應用基因組選擇分子育種技術提供了經驗和借鑑。