記者日前從四川省畜牧科學研究院獲悉,該院牛業科學研究所易軍研究員、王巍研究員牽頭,與巴中市農林科學研究院肉牛科研團隊,通過聯合攻關,于2023年10月啟動研發,2025年5月18日,第一批空山牛育種芯片成功下線。該芯片是國內首款空山牛專用育種芯片,也是國內第三個、西南地區第一個地方黃牛育種芯片。這對高質量推動四川生物育種、種業高地的打造和發展、“1+1+8”建圈強鏈的萬億級畜牧產業、助力鄉村振興等方面,具有非常重要的作用和現實意義。
2021年,中共中央、國務院發布《種業振興行動方案》確定生物育種技術是“創新攻關”行動的核心,各級政府高度重視生物育種的技術突破。為貫徹落實國家生物育種技術攻關的重大戰略部署,四川省畜科研究院組織巴中市農林科學研究院等科研機構,圍繞牛全基因組選擇的關鍵工具(基因芯片)的開發展開了一場攻堅戰,成功研發“空山牛1號”空山牛本品種選育液相芯片。
四川省牛種資源非常豐富,一共有20余個品種,其中8個黃牛資源、2個水牛資源、6個牦牛資源。而巴中市畜禽資源也十分富集,是全國、四川少有的集豬牛羊禽四大優良地方品種于一身的市州。巴中市通江縣具有2000余年養牛史,且培育出了性狀獨特的地方黃牛——空山牛。2024年,經國家畜禽遺傳資源委員會鑒定通過,空山牛被列入國家畜禽遺傳資源目錄,正式成為國內第57個地方黃牛資源。
發展肉牛產業,種源問題是關鍵。國家肉牛牦牛產業技術體系崗位科學家、營養與飼料研究室主任,四川農業大學教授、博士生導師王之盛認為,芯片對促進四川肉牛產業,打好育種翻身仗,促進整個產業的高質量發展具有很好的奠基作用,也是奠定四川肉牛產業和巴中肉牛產業在全國影響力的一個重大舉措,也是四川省“十四五”育種攻關的成果體現。
這次成功研發的空山牛本品種選育液相芯片,是四川第一個地方黃牛育種芯片。液相芯片是一種新的基因分型技術,對目標位點利用設計好的探針進行捕獲測序。相比于傳統的固相芯片而言,它既可以獲得較高密度的SNP標記,又能保證分型的準確率,同時成本較低,可用于肉牛品種的主要經濟性狀改良、種質資源保護與開發利用、全基因組關聯分析以及基因組選擇育種等。
研發過程中,研究團隊對約550頭空山牛群體進行全基因組重測序的GWAS分析,整合57個其他牛品種數據進行群體分化研究,捕獲了與空山牛獨有表型性狀關聯和品種特征的基因突變位點。通過評估,篩選出與空山牛生長發育、產肉量和牛肉品質密切相關的功能位點50K,開發出功能較齊全的空山牛基因組選擇液相芯片。
該芯片可廣泛應用于空山牛品種基因鑒定與保護、生產性能早期評估、遺傳圖譜分析、全基因組選擇育種,能精準評估空山牛個體價值、設計空山牛育種方向,顯著縮短育種進程,大幅降低育種成本,能將空山牛育種周期縮短10~15年、育種成本降低約40%,可為我省地方牛種質資源利用提供強有力的科技支撐。
“空山牛1號”50k實現了關鍵核心技術的全面國產化替代,自動化程度高,為科學設計育種方向,縮短育種進程,大幅降低育種成本,提供了經濟、高效的分子育種工具,為我國牛種資源保護、肉牛產業升級提供強有力的科技支撐。
作者:鄧小東 農民日報·中國農網記者 李傳君