记者日前从四川省畜牧科学研究院获悉,该院牛业科学研究所易军研究员、王巍研究员牵头,与巴中市农林科学研究院肉牛科研团队,通过联合攻关,于2023年10月启动研发,2025年5月18日,第一批空山牛育种芯片成功下线。该芯片是国内首款空山牛专用育种芯片,也是国内第三个、西南地区第一个地方黄牛育种芯片。这对高质量推动四川生物育种、种业高地的打造和发展、“1+1+8”建圈强链的万亿级畜牧产业、助力乡村振兴等方面,具有非常重要的作用和现实意义。
2021年,中共中央、国务院发布《种业振兴行动方案》确定生物育种技术是“创新攻关”行动的核心,各级政府高度重视生物育种的技术突破。为贯彻落实国家生物育种技术攻关的重大战略部署,四川省畜科研究院组织巴中市农林科学研究院等科研机构,围绕牛全基因组选择的关键工具(基因芯片)的开发展开了一场攻坚战,成功研发“空山牛1号”空山牛本品种选育液相芯片。
四川省牛种资源非常丰富,一共有20余个品种,其中8个黄牛资源、2个水牛资源、6个牦牛资源。而巴中市畜禽资源也十分富集,是全国、四川少有的集猪牛羊禽四大优良地方品种于一身的市州。巴中市通江县具有2000余年养牛史,且培育出了性状独特的地方黄牛——空山牛。2024年,经国家畜禽遗传资源委员会鉴定通过,空山牛被列入国家畜禽遗传资源目录,正式成为国内第57个地方黄牛资源。
发展肉牛产业,种源问题是关键。国家肉牛牦牛产业技术体系岗位科学家、营养与饲料研究室主任,四川农业大学教授、博士生导师王之盛认为,芯片对促进四川肉牛产业,打好育种翻身仗,促进整个产业的高质量发展具有很好的奠基作用,也是奠定四川肉牛产业和巴中肉牛产业在全国影响力的一个重大举措,也是四川省“十四五”育种攻关的成果体现。
这次成功研发的空山牛本品种选育液相芯片,是四川第一个地方黄牛育种芯片。液相芯片是一种新的基因分型技术,对目标位点利用设计好的探针进行捕获测序。相比于传统的固相芯片而言,它既可以获得较高密度的SNP标记,又能保证分型的准确率,同时成本较低,可用于肉牛品种的主要经济性状改良、种质资源保护与开发利用、全基因组关联分析以及基因组选择育种等。
研发过程中,研究团队对约550头空山牛群体进行全基因组重测序的GWAS分析,整合57个其他牛品种数据进行群体分化研究,捕获了与空山牛独有表型性状关联和品种特征的基因突变位点。通过评估,筛选出与空山牛生长发育、产肉量和牛肉品质密切相关的功能位点50K,开发出功能较齐全的空山牛基因组选择液相芯片。
该芯片可广泛应用于空山牛品种基因鉴定与保护、生产性能早期评估、遗传图谱分析、全基因组选择育种,能精准评估空山牛个体价值、设计空山牛育种方向,显著缩短育种进程,大幅降低育种成本,能将空山牛育种周期缩短10~15年、育种成本降低约40%,可为我省地方牛种质资源利用提供强有力的科技支撑。
“空山牛1号”50k实现了关键核心技术的全面国产化替代,自动化程度高,为科学设计育种方向,缩短育种进程,大幅降低育种成本,提供了经济、高效的分子育种工具,为我国牛种资源保护、肉牛产业升级提供强有力的科技支撑。
作者:邓小东 农民日报·中国农网记者 李传君