給雞鴨做B超、拍CT、用“芯片”選育畜禽品種、用凍精實現(xiàn)性別控制……近日，記者在采訪時了解到，隨著科學技術的進步，畜禽育種領域正廣泛采納高科技和新技術手段，不僅簡化了程序、節(jié)省了時間，還顯著提升了育種效率。在高新技術的助推下，近幾年，我國畜禽種業(yè)取得了重大突破，有效推動了畜禽種業(yè)振興。
拍個片子瞧一瞧
B超、X光片、CT這幾個詞，作為人類的我們并不陌生，生病了去醫(yī)院，遇到把握不準的情況，醫(yī)生就會讓我們拍個片子瞧一瞧，把問題看得更清楚。
但給雞鴨等動物做這幾種檢查，其實還有其他目的。
“給雞鴨做B超、拍CT，是為了看清楚肉眼看不到、手工測量不好測的基因數(shù)據(jù)。”國家水禽產(chǎn)業(yè)技術體系崗位科學家、全國水禽遺傳改良計劃委員會專家、中國農(nóng)業(yè)大學教授侯卓成解釋。
“育種的基礎需要海量的表型測定數(shù)據(jù)，如鴨的皮脂率、皮脂厚產(chǎn)肉量、繁殖性能、蛋品質(zhì)等多個性狀，但很多性狀的測定復雜而且耗時。”侯卓成介紹，以皮脂率測定為例，傳統(tǒng)的測定方法是將鴨屠宰解剖后進行人工扒皮，然后對皮脂、腹脂重等性狀進行測定，這種方法只有將鴨殺死才能測定，無法保留相應的生物個體進行后續(xù)育種。
此外，人工扒皮對工人技術要求較高，時間成本也較高。“以我自己20多年的工作經(jīng)驗來算，現(xiàn)在我扒一張皮需要10分鐘，在保證效率的前提下，每年我們的測定量為5萬只鴨，這個工作量是巨大的，幾乎不可能完成，所以必須要尋找新的測定方法。”他說。
隨著測定方式的改進，對于體長等體尺形狀，已研發(fā)出了標準化的體長測量設備。測量時，將鴨固定在設備平臺上，利用滑軌上的推拉塊可對鴨體長、脖長等性狀完成快速測量。但這種測量方法也會因為鴨的活動而造成測量誤差。
隨著B超、CT等影像學檢查手段的成熟，侯卓成團隊開始思考能否將這些技術用于鴨育種環(huán)節(jié)中各種性能測定。2011年，團隊引入人用B超技術對肉鴨皮脂厚度進行測定，取得了較大突破。
2017年左右，團隊又引入CT技術。“與B超相比，CT掃描切片影像中可以更加精準識別皮脂、胸肌厚度、肝臟等育種關鍵指標，但因為CT掃描結果是一張張圖片，就跟普通人需要醫(yī)生解讀CT結果一樣，我們也需要找到鴨CT圖片與性狀數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)，并進行解讀。”侯卓成說。
團隊經(jīng)過多次實驗驗證，最終成功分析解讀了鴨CT圖片與性狀之間的關聯(lián)，建立了肉鴨皮脂、肌肉圖像識別方法及解讀系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)相關性狀數(shù)據(jù)快速測定并收集，讓育種精確度大大提高。
基于更先進的育種手段，該團隊成功培育了烤鴨專用新品種“京典北京鴨”，讓人們吃上了鮮美的北京烤鴨。
近年來，CT等技術已逐漸廣泛應用于豬、雞、鴨等畜禽育種過程，有效提高了育種精確度和育種效率。
將選擇交給“芯片”
在現(xiàn)代社會中，電腦、手機等電子設備讓人們的生活越發(fā)便利，這離不開設備中最重要的“心臟”兼“大腦”——芯片，其強大的運算能力使得各種設備順利運轉(zhuǎn)。在畜禽育種中，也有一種育種芯片，通過它的選擇，讓龐大而復雜的基因組數(shù)據(jù)變得清晰而明了。
雞肉是我國第二大肉類產(chǎn)品，2023年，我國肉雞出欄量超130億只，其中，白羽肉雞出欄量占比超50%。但多年來，我國白羽肉雞種源受國際壟斷，培育自主品種迫在眉睫。
“面對國際品種的壟斷壓力，國內(nèi)白羽肉雞育種在引進基因組育種技術之后實現(xiàn)了快速突破。”中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所研究員趙桂蘋說。
基因是生物遺傳的密碼，生物的外形表現(xiàn)與基因密切相關，因此，在育種中通過全基因組關聯(lián)分析是一個非常高效的途徑。
但是，一個物種的基因數(shù)據(jù)龐大，且需要先找到性狀與基因之間的關聯(lián)才能在性狀出現(xiàn)之前進行選擇，全基因組SNP（單核苷酸多態(tài)性）芯片應運而生。
“芯片的設計過程中，我們進行了大量的實驗數(shù)據(jù)積累。”趙桂蘋介紹，針對國內(nèi)的育種需求，團隊選取了8個中外代表性雞品種進行基因組測序，從1400萬個SNP位點中，篩選出5.5萬個位點，設計完成了國內(nèi)首款自主研發(fā)的肉雞基因組育種芯片“京芯一號”。
有了育種芯片，育種專家只需采集小雞的一滴血，便能精準預測其今后各項生長性能，進而提前挑選出優(yōu)秀種雞。比如，在過去要測胸肌，需要先等待雞苗長成并屠宰后才能檢測，或者長成后用CT等設備檢測，現(xiàn)在有了育種芯片，不用等其長大即可活體檢測。
育種芯片可有效提高遺傳評定準確性，縮短選育周期，成本低，同時可實現(xiàn)標準化、自動化檢測和數(shù)據(jù)分析。因此，“京芯一號”一經(jīng)推出，就受到了育種企業(yè)的關注，目前，該芯片累計檢測樣本超15萬份，已應用于10家國家級核心育種場。
如今，育種芯片被應用于豬、雞、牛、羊等多種畜禽育種工作中，芯片的應用加速了我國自主培育白羽肉雞“廣明2號”和優(yōu)質(zhì)商品種豬“藍思豬”、黃羽肉雞“金陵黑鳳雞”“潭牛文昌雞”等品種的育成，為打好種業(yè)翻身仗提供堅實的技術支撐。
產(chǎn)業(yè)好才是真的好
畜禽育種是畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的基礎，通過加強育種核心技術的研究與應用，可以有效提升畜禽產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，進而推動畜牧業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
近年來，我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，其中，母牛存欄量的提升發(fā)揮了重要作用。正常情況下，新生牛犢中母牛和公牛的概率相等，因此，要想快速擴大母牛群體和擴繁，性控凍精技術必不可少。
性控凍精技術最初主要采用沉降法、離心法等分離方法，利用X、Y精子的密度、大小、表面電荷等不同物理性差異來進行物理分離。但該方法獲得的凍精效果與效率都較差。
內(nèi)蒙古大學教授李喜和介紹，為了提升性控凍精的活力、性控準確率等，團隊創(chuàng)新了性控凍精生產(chǎn)技術，根據(jù)X、Y精子的DNA含量不同，把兩種精子通過設備進行熒光染色分離。最后，從生產(chǎn)效率提升、降低成本、受胎率和性別控制準確率等方面進行綜合評價，確定了奶牛性控凍精新產(chǎn)品標準。如今，產(chǎn)品經(jīng)過23萬頭/次的產(chǎn)業(yè)化示范應用，平均情期受胎率達到56.2%，性控準確率達到94.6%，顯著提升了產(chǎn)業(yè)發(fā)展效率。
隨著種業(yè)振興持續(xù)推進，我國地方特色畜禽品種資源的保護利用也成為育種專家們的關注熱點。
廣東小耳花豬是一種小體型的本土地方豬品種，具有抗病力強、耐粗飼、肉質(zhì)細嫩等特點，但因其繁殖性能較弱、集約化飼養(yǎng)后產(chǎn)能低等不足，限制了該品種的推廣利用。為了加強地方豬種資源保護與利用，國家生豬產(chǎn)業(yè)技術體系首席科學家、中山大學教授陳瑤生帶領團隊通過基因組學育種、數(shù)字化育種等方法，顯著提升了廣東小耳花豬的繁殖性能和遺傳一致性，為地方豬種改良提供了有效借鑒方式。
目前，《國家畜禽遺傳資源品種名錄（2021年版）》共收錄畜禽品種948個，其中地方品種547個，占比57.7%。但目前，很多地方畜禽品種僅處于資源保護狀態(tài)，未得到有效利用。
陳瑤生認為，要想提升品種資源利用率，需要先建立足夠規(guī)模的核心群，才能進行下一步的品種改良利用；其次是可進行品種間組合選育，充分利用豐富的畜禽基因資源；最后是要堅持差異化改良選育，突出地方品種特色，同時以“品種+品牌”聯(lián)合發(fā)力，推動新品種的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
