为贯彻落实中央一号文件精神,协同农业农村部一号文件的部署,系统推动农业科技进步,深入了解产业需求,突出应用导向,培育农业“火花技术”,强化种质资源保护利用和深入实施现代种业提升工程,协同关键核心创新技术在加快推进种业振兴行动中的高质量落地实施,2024年5月11-12日,第五届(2024)前沿分子育种共性技术研讨会在南京召开。《中国畜禽种业》杂志社收集整理了部分汇报专家的报告内容,汇总如下:
生物育种新质生产力产业创投趋势展望
35斗总经理/主编高康平作了《生物育种新质生产力产业创投趋势展望》的报告。他指出,35斗是农业科技领域产业研究及服务机构,持续关注生物育种产业化议题。随着全球人口的增长和资源的日益紧张,生物育种产业化作为一项重要的农业技术创新,正逐渐成为保障粮食安全、推动农业可持续发展的关键力量。
从政策趋势来看,政府在生物育种产业化中扮演着至关重要的角色。近年来,各国政府纷纷出台了一系列政策,以促进生物技术在育种领域的应用。例如,通过提供研发资金、简化审批流程、加强知识产权保护等措施,为生物育种产业化提供了有力的政策支持。此外,国际合作也在加强,旨在共同应对全球粮食安全挑战。
从技术创新趋势来看,技术创新是推动生物育种产业化的核心动力。基因编辑技术如CRISPR/Cas9的突破,使得育种更加精准和高效。同时,合成生物学的发展为创造新的生物功能和改良作物特性提供了可能。大数据和人工智能的应用也在育种决策、病虫害预测等方面展现出巨大潜力。
展望未来,产业化是生物育种技术转化为实际生产力的关键。生物育种产业化正朝着规模化、市场化和国际化方向发展。企业通过与科研机构合作,加速技术成果的转化应用。消费者对健康、环保的日益关注,也为生物育种产品打开了市场空间。同时,生物育种产业化的快速发展,吸引了大量资本的关注。风险投资、私募基金等金融资本的介入,为生物育种企业提供了资金支持,推动了产业的快速发展。此外,政府和社会资本合作的模式也在生物育种领域得到应用,为产业的基础设施建设和公共服务提供了资金保障。
中国将在全球生物育种产业化发展中扮演重要角色,这得益于中国政府开明的政策和监管策略,以及对于创新的持续鼓励,中国育种家持续的创新和资源整合。未来,中国生物育种产业化发展需要重点注意三对关系的处理即专利和产品、政策与市场、民资和国资。相关的企业家、科学家、投资家有信心也有能力推动中国种业提升国际竞争力,助力农业强国建设。
利用机器学习进行基因组选择方法研究进展
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所梁忙博士作了题为《利用机器学习进行基因组选择方法研究进展》的报告。他指出,基因组选择利用覆盖整个基因组的遗传标记信息进行基因组育种值的估计,通过实现早期选择大大缩短了肉牛的世代间隔,已经成为肉牛育种的关键技术。随着智能化表型测量装备、生物测序技术的快速发展,转录组、代谢组、蛋白组、表型组等不同层次的组学数据正在快速积累,数据正推动着肉牛育种方法的变革。本研究通过构架全新的机器学习框架进行了多性状基因组选择新方法MAK的创制,提升肉牛育种值估计的准确性超10%;借助机器学习方法挖掘多组学数据进行基因组选择新方法的探索,结果表明转录组数据和代谢组等其他组学数据在提升肉牛育种值估计准确性方面,具有巨大的潜力。未来,我们将继续围绕“数据”和机器学习进行更深层次的探索,充分挖掘不同层次的组学数据实现肉牛育种值的精确估计,服务于我国肉牛的遗传改良,提升我国肉牛生产水平。
肉鸡基因组选择技术体系构建及应用展望
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所刘冉冉研究员作了题为《肉鸡基因组选择技术体系构建及应用进展》的报告。他指出,整体上,国际肉鸡种业强国已进入“常规育种+生物技术+信息技术+人工智能”的育种4.0时代,我国处于“常规育种+分子育种”结合过渡的3.0时代。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研发出首款育种芯片“京芯一号”后,在应用中不断完善提升,并建立起整合“表型精准测定+育种芯片应用+高效遗传评估+大数据智能处理+个性化选择方案”的高效肉鸡基因组选择技术体系,选择遗传进展可达常规育种的2倍,使过去需5~8世代完成的育种缩短了2~3个世代。截至目前,肉鸡基因组育种技术体系在全国 40% 以上国家核心育种企业应用,为种业新质生产力形成和发展做出了重要贡献。
绵羊短尾基因研究进展与育种利用
浙江省农业科学院畜牧兽医研究所贺三刚研究员作了题为《绵羊短尾基因研究进展与育种利用》的报告。他指出,尾巴长短是家养绵羊品种的显著特征之一。目前大多数现代绵羊品种均为长尾,由于长尾容易沾染粪便,招蚊蝇叮咬引发感染性疾病,因此,在羔羊阶段需要进行断尾。断尾不仅耗费人力、物力和时间,而且会因为疼痛对羔羊造成应激,影响动物福利。培育不需要断尾的短尾绵羊品种是世界绵羊育种的目标之一。传统方法培育短尾绵羊时间漫长,鉴定绵羊短尾基因是利用分子育种技术高效选育短尾绵羊品种的关键。
脂臀羊诸如阿勒泰羊、哈萨克羊等,其尾巴典型的特征之一就是“无尾”。通过比较脂臀羊与脂尾羊的全基因组选择信号,发现最强的选择信号位于8号染色体,最强的两个位点分别为TBXT基因第333位同义突变位点c.333C>G和第334位非同义突变位点c.334C>A。
进一步在特克塞尔羊(长尾)与哈萨克羊(无尾)F2代群体中,应用全基因组关联分析进一步明确了与尾长和尾椎数显著相关的TBXT基因及其因果变异位点。
针对TBXT基因因果突变位点,利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,对细毛羊TBXT基因进行精准编辑,在国际上首次获得了基因编辑短尾细毛羊。经过扩繁组建了基因编辑短尾细毛羊育种资源群,为培育短尾细毛羊创制了珍贵的种质资源。
同时,利用该分子标记,在新疆伊犁昭苏开展草原肉用短尾羊培育。“短尾”标记的纯合基因型个体尾长比杂合基因型和野生型分别缩短2.13cm和5.44cm,基因型效应显著。加快了培育肉用短尾羊的进度。
中国猪育种定位再思考
南京农业大学黄瑞华教授作了题为《中国猪育种定位再思考》的报告。他以国内生猪产业对国民经济、人民健康、社会稳定与国家安全的贡献及当前的处境开篇,提出育种应为产业服务的观点。接着从育种地位重要认知应再上台阶、繁育体系顶层设计应重新考量、育种工作体系建设应环环相扣3个方面进行了阐述。他提醒业界,种对生猪产业进步的贡献率最大、种猪性能优化比新品种(配套系)培育对产业意义更大,比对了PIC近30年来育种进展的突飞猛进,同时也以河南民望猪群从表型到综合育种值的明显进展为例,展示了团队帮助企业开展基因组育种工作的成效,并得出只要坚持育种一定有成效的结论。他还提到我国种猪竞争力有所增强,但繁育网络仍不健全,他站位全国提出了整个繁育体系中各个层级理想规模的建议,指出需要改变育种场大量做扩繁、中小型扩繁场甚至商品场则闭环做育种的怪象。他强调育种的核心任务是通过发现并选育优秀的个体实现群体的遗传改良。他进一步指出,育种素材、育种目标、育种手段、育种平台、育种队伍、育种资金等环节环环相扣,每个环节都可能使育种工作功亏一篑。他以“多、快、好、省、健”为关键词提出了解决谁是最好的猪的问题的思路,并提供了该团队围绕这四个关键词,不仅关注了常规经济性状,而且新增关注了猪的乳头数、阴户与子宫等繁殖效率关联性状,肋骨数、脊椎数与中段长等与产肉效率及产肉质量关联的性状,以及耐粗饲、管围等性状。
黄瑞华还以4个不同场的猪群基本情况为案例,通过群体数据规律及其变异度情况分析,分别提出不同的主选性状的建议,并指出不管是常规性能评价还是现代育种手段,都需要不断创新与应用,重点是解决场景、人员、批次测定误差及无损伤测定问题。最后他从野猪到早期地方猪种到现代家猪的演变,提醒人们要高度关注猪不同部位经济价值的演变而选择、调整自己的选育目标。
家养化对鸭基因组改造位点挖掘与应用
中国农业大学侯卓成教授作了题为《家养化对鸭基因组改造位点挖掘与应用》的报告。该报告以绿头野鸭、北京鸭、绍兴鸭等野鸭与家养化代表的肉鸭、蛋鸭为主要研究对象,详细分析了家养化过程中基因组变异的主要特征,研究发现家养化过程中基因的启动子区域受到强烈选择,对启动子区域的选择压大于基因编码区。通过比较北京鸭与绿头野鸭、绍兴鸭等群体,发现与脂肪合成有关的多个重要基因启动子区域均受到人工选择,结合功能实验确认了影响多不饱和脂肪酸合成的ELOVL3基因启动子特定变异直接导致ELOVL3基因在北京鸭肝脏表达显著高于绿头野鸭以及蛋用型群体,并且细胞系模型确认过表达ELOVL3基因能显著提高细胞多不饱和脂肪酸含量。报告进一步分析了利用启动子区域SNP开展基因组选择提高肌内脂肪酸含量等重要品质性状的最新进展。本研究是全面揭示北京鸭高脂肪沉积能力以及鸭肉富含多不饱和脂肪酸含量的遗传学机制研究中取得的一项重要进展,为鸭家养化遗传机制解析、基因组选择提供了重要线索,同时对其他畜禽家养化研究也具有借鉴意义。
后FecB 时代绵羊产羔数性状的基因组改良策略
兰州大学王维民教授作了题为《后FecB时代绵羊产羔数性状的基因组改良策略》的报告。他指出产羔数是规模化舍饲养羊最重要的经济性状之一,FecB基因是绵羊产羔数的主效基因。通过千级规模的大群验证,发现湖羊母羊每增加一个B等位基因,可提高0.5个产羔数,呈加性效应。兰州大学绵羊种业科技创新团队利用FecB基因分子标记辅助选择结合表型选择,选育出FecB基因纯合子率达100%、经产母羊产羔率达316%的高繁湖羊新品系。面对单个分子标记选择的瓶颈,当FecB基因选纯合以后如何继续提高群体产羔数是后FecB基因时代绵羊产羔数遗传改良的关键难题。王维民教授团队从基因组层面对产羔数性状进行方差组分剖分,当固定FecB基因效应后,加性方差降低,残差不变,性状遗传力降低。同时固定FecB基因效应后,基因组选择准确性下降,但通过加入亲缘关系近的群体的GWAS位点效应可提升基因组选择准确性。
博瑞迪分子育种产业化服务的探索与应用
石家庄博瑞迪生物技术有限公司张嘉楠作了题为《博瑞迪分子育种产业化服务的探索与应用》的报告,详细介绍了生物种业分子育种技术研究的发展情况,系统阐述了博瑞迪在高通量基因型鉴定、生物技术产品产业链溯源、生物育种法规科学服务等方面的诸多技术应用成果,并期待在今后能够与各位行业伙伴展开深度合作,协力助推中国的生物育种产业化发展。
媒体报道
END
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