7月18日,西北農林科技大學國家肉牛改良中心主任昝林森教授團隊聯合北京康普森農業科技有限公司,成功研發出“中國黃牛1號”50K育種芯片。該液相芯片是團隊繼2021年1月成功開發首款中國黃牛高密度SNPs固相芯片、打破肉牛育種芯片國際壟斷后,在牛分子育種技術領域取得的又一重大突破。

我國是全球牛種質資源最豐富的國家之一,擁有58個地方黃牛品種,形成耐粗飼、抗逆性強、適應性廣、肉質好等優點突出的遺傳多樣性譜系,但與國外專門化肉牛品種相比,中國黃牛生長速度較慢、后軀欠發達、產肉量較低等不足影響了其肉用開發利用。傳統的育種方法依賴表型觀察和經驗判斷,效率低、周期長,難以準確捕捉基因層面的優良性狀。因此,加強我國地方黃牛保護選育和高效利用,培育具有特色優異性狀的自主品牌肉牛良種,以提升產業核心競爭力,迫在眉睫。

近五年來,昝林森教授團隊運用生物信息學,對以秦川牛為代表的分布于我國西北、華東、華中、華南、西南、東北等6個地理區系的地方黃牛品種特異性位點進行精準篩選,并整合多年來在生長、肉質、繁殖及抗病等性狀相關功能位點的研究成果,成功研發“中國黃牛1號”50K育種芯片,該芯片具有檢測成本低、選擇準確性高等特點,實現中國黃牛快速、精準、高效選育,為地方黃牛品種保護、定向選育和高效利用提供了強有力技術支撐,也為我國肉牛種業高質量發展注入了新的動力。

該芯片以中國五大良種黃牛為主,涵蓋中國6個地理區系38個黃牛品種基因組重測序數據,同時包含生長、肉質、繁殖及抗病等多個關鍵性狀相關功能位點18500個,為精準育種提供了科學依據。同時,在38個中國黃牛品種近30T基因組重測序數據分析基礎上,芯片為上述黃牛品種量身定制了專屬的鑒定位點,能夠精準識別其獨特的基因標識,為中國黃牛種鑒定與保護提供了有力支撐。

利用該芯片分別對對秦川牛、南陽牛、魯西牛和延邊牛四個品種共計28個個體進行了SNP位點檢測,對存在地理差異的10個品種共47個個體進行檢測,結果表明“中國黃牛1號”50k育種芯片位點選擇合適、芯片設計合理,分型結果表現優異,能夠滿足大量樣本的檢測需求。

多年來,昝林森教授團隊圍繞肉牛遺傳改良與種質創新,率先從全基因組水平解析了中國黃牛遺傳多樣性和起源進化特征,發現中國黃牛具有普通牛(Bos taurus)與瘤牛(Bos indicus)雙重血統,且瘤牛血統呈現由南向北、由東向西的遞減規律,以及沿東南邊境和云貴高原東緣向北擴散交匯于陜西關中地區的雙路徑擴散特征,揭示中國黃牛兼備瘤牛廣適性和普通牛肉用潛能的獨特進化特征;系統篩選了調控中國黃牛肉用性狀形成的關鍵功能基因及分子標記位點并深入闡明了其作用機制;聚焦中國黃牛代表性品種——秦川牛,創立了四級保種選育擴繁模式,并采用“表型+基因型”選種方法,大幅提升了秦川牛生長速度和產肉性能,加速了良種定向選育擴繁,培育秦川牛肉用新品系1個,并構建了全產業鏈開發技術標準體系,實現了良種良法配套和節本增效。2023年,秦川牛被農業農村部評為全國十大優異畜禽遺傳資源中唯一入選的牛品種。

責任編輯:劉昕