01.何為全基因組選擇技術(shù)?
全基因組選擇即全基因組范圍的標記輔助選擇,指通過檢測覆蓋全基因組的分子標記,利用基因組水平的遺傳信息對個體進行遺傳評估,以期獲得更高的育種值估計準確度。全基因組選擇技術(shù)與常規(guī)育種方法相比,具有可以進行早期選擇,縮短世代間隔,加快育種進程等優(yōu)點。
全基因組選擇方法是利用基因芯片技術(shù)實現(xiàn)規(guī)?;?SNP 標記多態(tài)檢測。基于各國積累的大量后裔測定遺傳評估結(jié)果,實現(xiàn)單個遺傳標記或多個遺傳標記比對構(gòu)成單倍型的遺傳效應(yīng)估計。目前,主要奶業(yè)國家青年公牛選擇100%應(yīng)用基因組評估技術(shù),提高了后裔公牛的選擇準確性。據(jù)相關(guān)研究表明,基因組選擇方案可將乳用種公牛完成可靠選擇年齡提前 3 年,遺傳進展的速度提高 2 倍。
02.全基因選擇有哪些優(yōu)勢
與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比,全基因組選擇技術(shù)一方面不依靠候選群的系譜和表型信息,即可實現(xiàn)早期準確選種,能大幅縮短世代間隔,從而提高遺傳進展,降低育種成本。而且其適用性強,不受環(huán)境等因素的影響,就可直接評估候選牛只的基因組育種值,可在更廣范圍內(nèi)推廣,可謂技術(shù)優(yōu)勢非常突出。
1.能夠捕獲所有的遺傳變異,增加遺傳評定的準確性;
2. 構(gòu)建參考群,估計出SNP效應(yīng)值后,對于候選個體不依賴表型信息即可選擇;
3. 選擇準確性更高(70%~90%),且可準確評定一些難于測定的性狀、表型缺失的性狀、遺傳力低的性狀、表現(xiàn)較晚的性狀、新定義的性狀和限性性狀等;
4. 可以早期選擇(縮短世代間隔);
5. 降低育種成本(如果代替?zhèn)鹘y(tǒng)后裔測定體系,可以節(jié)省92%的育種成本);
6. 大幅度提高育種進展(20%~50%)。
03.當全基因選擇技術(shù)遇上胚胎工程
近年來,隨著高通量測序技術(shù)的迅猛發(fā)展,全基因選擇技術(shù)已成為奶牛育種的標準方法,并被廣泛應(yīng)用于選擇種子母牛(公牛母親牛)、選擇供體母牛(胚胎生產(chǎn))以及更多的遺傳缺陷檢測等方面。全基因選擇技術(shù)與胚胎工程技術(shù)的結(jié)合更是已成為當下遺傳育種領(lǐng)域的熱點,全基因選擇與活體采卵(OPU)、體外受精(IVF)及性別控制技術(shù)的組合應(yīng)用正逐步成為牛繁殖育種的重要手段。作為一家國家級高新技術(shù)企業(yè),力牧生物也更好地集成了“全基因選擇技術(shù)+OPU+IVF+性別控制技術(shù)”技術(shù)體系,并應(yīng)用到了日常的工作生產(chǎn)中,如通過基因組檢測,公司利用群體前10%的優(yōu)秀母牛作為供體生產(chǎn)胚胎,移植到后20%的受體母牛,讓牧場快速的完成高產(chǎn)群體置換,提升群體生產(chǎn)性能水平等,為國內(nèi)市場帶來了更為有效的生物育種、遺傳改良、良種快繁方案。
集成全基因組選擇技術(shù)、活體采卵、體外受精、性別控制技術(shù),可以大大提高遺傳育種的定向性和可預(yù)測性;并在短時間內(nèi)用優(yōu)良供體母牛生產(chǎn)大量胚胎,如1頭供體高產(chǎn)奶牛4個月預(yù)計可生產(chǎn)40-50枚胚胎;而且通過體外受精技術(shù)可以提升性控冷凍精液的使用效率,讓原本只能用于1頭母牛受精的性控精液可以同時用于多頭母牛受精;如果在母牛性成熟前采卵生產(chǎn)胚胎還可縮短世代交替時間等。目前該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)非常成熟,美國、加拿大和歐盟國家等均已廣泛應(yīng)用。
04.當全基因選擇技術(shù)遇上胚胎工程
值得關(guān)注的是,奶?;蚪M選擇的成功促使整個肉牛行業(yè)也在育種計劃中引入基因組選擇。在一些肉牛品種中,基因組選擇也已經(jīng)得到了較大規(guī)模的應(yīng)用。以美國為例,在2015 年時便已有超過5.2萬頭安格斯牛被基因分型用于GEBV評估(Lourenco et al., 2015)。在肉牛全基因組選擇育種方面,我國也構(gòu)建了西門塔爾牛資源群體的相關(guān)數(shù)據(jù)庫。不久前,中國農(nóng)科院北京畜牧獸醫(yī)研究所牛遺傳育種科技創(chuàng)新團隊還成功構(gòu)建了國際首個肉牛高質(zhì)量組織基因表達圖譜。該圖譜為新基因挖掘及功能驗證提供了重要數(shù)據(jù)庫,并為深度解析肉牛品種形成過程性狀遺傳基礎(chǔ)及調(diào)控機制提供了理論支撐。相信在人們對更高品質(zhì)肉、奶等蛋白產(chǎn)品需求持續(xù)增長的背景下,全基因組選擇的應(yīng)用會越來越廣泛,必將在畜牧行業(yè)遺傳育種領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。
參考文獻:
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