600快餐2个小时qq_附近100元一小时_同城200带吹电话

当前位置: 首页 -> 综合资讯 -> 行业动态 -> 正文 行业动态

基因组大数据在绵羊遗传资源保护利用和育种中的应用

来源:生物所 发布时间:2016-04-14

    高通量、大规模基因组测序技术的发展,迎来了生命科学的大数据时代。大数据资源为人类解码生命,深入探索生命的奥秘提供了强大的工具和手段。作为大数据的核心和基础,基因组遗传数据正在生命科学的多个领域发挥着日益重要的作用。依据基因组遗传信息的种畜选择和育种已经开始在奶牛、猪、鸡、绵羊育种生产中应用,随着数据的丰富和技术的进步,基因组数据在动物遗传育种领域的应用范围、广度和深度正在不断加大,动物育种的基因组时代已经到来。  

    家畜优异基因资源是生物种质资源的重要组成部分,是品种改良的重要战略资源,更是畜牧业可持续发展的基础和潜在优势。新疆拥有丰富的绵羊种质资源,蕴涵着大量的优异基因,是新品种培育和改良的珍贵遗传材料。据2006年—2009年国家畜禽遗传资源调查,目前新疆现存绵羊遗传资源17个,其中经过国家审定公布的有16个,自治区审定公布的有1个,地方品种13个,包括和田羊、多浪羊、策勒黑羊、哈萨克羊、塔什库尔干羊、柯尔克孜羊、叶城羊、巴尔楚克羊、吐鲁番黑羊、罗布羊、巴音布鲁克羊、阿勒泰羊、巴什拜羊;培育品种4个,包括新疆细毛羊、新疆羔皮羊、中国美利奴羊(新疆型、军垦型)、新吉细毛羊。目前对这些绵羊品种的认识,基本只限于一般的表型性状,对其优良基因资源、遗传多样性、群体遗传结构、基因变异、适应与进化关系等方面的了解和认识基本处于空白。

    近几十年来,尤其是改革开放以来,通过杂交改良来改善和提高新疆地方绵羊品种的生产性能已经成为提高养羊业生产效益的一个重要手段。然而在杂交改良的同时,如何加强优良特色品种资源的保护、建立科学合理的杂交组合,对养羊业的持续发展,尤其是品种资源的有效利用和种质创新十分重要。家畜的杂交改良和新品种培育,必须建立在对品种的遗传结构和品质性状深刻认识的基础之上。缺乏这种认识,不仅制约着品种资源的充分、合理利用,而且还会因盲目的杂交改良,造成基因丢失和“基因污染”,使某些珍贵资源的优良性状丧失或退化,这种基因资源的丧失和退化,常常是不可恢复和毁灭性的,而且这种发生在微观水平的渐进性蜕变,又带有一定的隐蔽性,很难被马上认识和发现,当被人们认识时,常常又很难或者需要花费很高的代价才能恢复。这种状况已经在我国和新疆不同地方品种上发生,引起了政府部门和专家学者的高度重视。新疆是我国绵羊品种资源最丰富的地区之一,长期以来主要依据表型数据认识和评价品种的遗传背景和特征,受技术手段的局限,除极少数品种外,对大多数品种的优良基因资源和遗传多样性认识都十分有限,这种现状不仅影响了资源的利用,而且威胁着珍贵遗传资源的保护。利用全基因组遗传变异大数据,能够从遗传本质上深刻认识不同品种的群体遗传结构,发现优良基因资源,为品种的保护和利用提供科学依据。

    除了遗传资源的保护利用,基因组大数据在动物育种上正在发挥越来越强大的作用。现代畜牧业的重要特征是理论和生产技术与手段的现代化,以育种技术为例,过去仅仅通过物理测量和外表观察为主要手段的品种选择依据,正在通过与基因分子检测手段的结合逐步向现代分子育种领域发展,这种传统育种和分子育种技术的结合,已经成为今后遗传育种的发展方向。分子育种的理论和技术是建立在对动物生产性状和产品品质性状形成与遗传的分子机制认识之上,综合DNA分子标记、重要功能基因定向操作、多基因聚合育种和育种核心群MBLUP等技术手段的生物技术育种体系。它在遗传选择的依据和准确性、基因导入的靶向性、育种方案设计的科学性和有效性,以及育种效率上都具有传统育种技术无法突破的理论和技术优势。新疆地方绵羊品种的生产性状主要包括毛、绒、肉、皮、等。此外,长期在新疆独特的自然生态环境下形成的良好的适应性和抗病性,更是新疆地方品种特有的优异性状。然而,多年以来由于对一些品种的优良性状和特征缺乏系统深入的认识,仅仅通过传统的杂交改良进行选育提高,导致了许多优良性状 的退化和丧失。这些问题的解决,仅仅依靠传统育种手段已经很难达到保持和提高优良性状的目的,迫切需要利用基因组大数据挖掘与重要经济性状相关的基因或标记,通过基因或基因组选择提高新疆绵羊育种技术水平,提升新疆绵羊育种领域的原始创新和集成创新能力,为品种改良提供技术支撑。

    目前,利用基因组大数据在绵羊上发现的新基因每年都在以50%以上的数量递增,一批与肌肉生长、体格发育、繁殖力、抗病性等性状相关的基因或已经开始用于绵羊育种实践。澳洲白是澳大利亚第一个利用现代分子育种手段培育的品种。该品种通过基因选择,集成了多个品种的优良基因,具有体型大、产肉率高、生长快、成熟早、全年发情的优点,具有很强的推广潜力。畜牧科学院生物技术研究所通过二代测序技术,初步建立了全区十三个地方绵羊品种的遗传变异数据库,发现了一批与肌肉生长、体格大小、毛囊发育和脂肪沉积相关的基因、标记或染色体区段,为今后基因或基因组选择育种打下了基础。育种上,利用特克塞尔羊双肌基因导入通过双肌基因型选择结合表型选择,目前已经获得了包括16个家系近3000F1F2代组成的“双肌型肉羊”育种核心群,F2代核心群8月龄胴体重平均达到23kg,屠宰率达到52.5%,尾脂重比两个地方品种减少70%以上。通过基因选择显著缩短了育种时间,加快了遗传进展速度,大大提高了育种效率。可以预料,今后五年,基因组大数据在绵羊遗传资源保护利用和新品种培育上的应用将会较十二五有大幅度增加。