全基因组选择技术在牧场的应用

奶牛育种是牧场管理工作中的基础工作,全基因组选择技术为牧场奶牛育种提供了新的育种工具,是目前奶牛选种育种已成熟使用的最前沿技术,该技术主要通过检测覆盖全基因组的分子标记,利用基因组水平的遗传信息对个体进行遗传评估,可以大幅提高育种值估计准确度、缩短世代间隔、降低群体的近交水平,快速提升个体遗传进展和生产水平。本文对全基因组选择技术的发展、遗传进展进行了论述并对牧场检测的头胎母牛305d产奶量、乳脂率、乳蛋白率等表型值与基因组检测的产奶量、乳脂率、乳脂量、乳蛋白率、乳蛋白量5个生产性能单性状育种值进行分析,为基因组选择在牧场的应用提供参考。     

国际奶牛遗传评估体系概况

选育优秀种公牛是奶牛育种的核心工作。在传统的奶牛育种中,优秀种公牛需要经过后裔测定进行选择,其选择准确性高,但选择周期长、育种成本高、效率较低。进入21世纪以来,基于基因组高密度标记信息的基因组选择技术成为动物育种领域的研究热点。利用基因组选择技术,不必通过后裔测定就可实现青年公牛早期准确选择,从而大幅度缩短世代间隔,加快群体遗传进展,并显著降低育种成本。自2008年始,欧美主要发达国家就将基因组选择技术全面应用于奶牛育种中,世界范围内奶牛育种工作进入了基因组选择时代。我国自2012年开始在全国实施荷斯坦青年公牛基因组遗传评估。本文综述了欧美和澳洲几个国家的奶牛遗传评估现状,旨在为我国的奶牛育种工作提供借鉴。     

基因组选择技术在奶牛育种规划中的应用

奶牛育种规划是奶牛育种领域最重要,也是最复杂的问题之一,文章简要介绍了关于奶牛育种规划的概念、基本内容和工作流程,另外还介绍了目前最流行的基因组选择技术在奶牛育种体系中的应用情况。随着基因组技术的不断发展,如何在奶牛育种规划中应用基因组选择技术以及如何提高基因组选择准确性(rmg)已经成为学者最关心的问题。传统后裔测定育种规划(CPTP)和基因组选择育种规划(GBP)在世代间隔、育种成本投入以及遗传选择准确性方面有明显的差异,尽管GBP在育种投入方面与CPTP相比有非常明显的优势,但是由于rmg[基因组育种值(GEBV)与育种值真值之间的相关]值偏小,在青年公牛选育方面还需要谨慎对待。影响rmg的因素主要有4个,其中标记与数量性状基因座(QTL)之间的连锁不平衡程度(LD)和参考群体规模可以在模拟计算和育种实践中通过技术手段和育种投入加以控制并改善。文章旨在利用基因组选择技术彻底改变目前传统的奶牛育种体系的架构,极大程度地丰富奶牛育种规划的设计方案,并提高奶牛育种规划的育种效果和经济效益。     

全基因组选择及其在奶牛育种中应用进展

全基因组选择是指基于基因组育种值（GEBV）的选择方法,指通过检测覆盖全基因组的分子标记,利用基因组水平的遗传信息对个体进行遗传评估,以期获得更高的育种值估计准确度。由于可显著缩短世代间隔,全基因组选择作为一项育种新技术在奶牛育种中具有广阔的应用前景,目前已经成为各国的研究热点。不同国家的试验结果表明,奶牛育种中基于GEBV的遗传评估可靠性在20%~67%之间,如果代替常规后裔测定体系,可节省92%的育种成本。本文综述了全基因组选择的基本原理及其在各国奶牛育种中的应用现状和所面临的问题。     

基因组选择模型及其在家禽育种中的应用

基因组选择是当前畜禽育种领域一项热门的分子育种方法,已经在实际育种中得到应用并取得良好的效果。基因组选择使用数学模型计算出覆盖全基因组范围内的高密度标记的效应值,从而得到个体基因组估计育种值,再进行高效的选种选配工作。该方法可以提高传统育种值估计的准确性,实现畜禽育种早期选择,缩短世代间隔,从而加快遗传进展。同时,随着第二代测序平台和基因芯片技术不断成熟,单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）标记已成为普遍且重要的动植物研究手段,SNP芯片检测成本也不再高昂。文章综述了常见的基因组选择模型及其在家禽育种中的应用,讨论了其面临的挑战,并且展望了其应用前景,为我国地方家禽保护、评价和利用提供参考。     

奶牛生物技术育种研究进展

奶业已成为我国农业战略产业的重要组成部分,与发达国家相比,我国奶牛在良种率、产奶量、乳品质等方面仍存在较大差距。面对日益增长的消费量和品质需求,加快奶牛育种显得尤为迫切。本文便针对我国奶业当前发展现状分析了我国奶牛产业发展存在的问题及利用生物技术进行育种的必要性和迫切性。从分子标记辅助选择、QTL 定位、全基因组关联分析、全基因组选择、转基因以及胚胎工程等方面阐述了近些年国内外奶牛生物技术育种研究现状和进展,讨论了目前奶牛生物技术育种过程中存在的问题,以期对我国奶业发展有所裨益。     

全基因组选择在家禽育种中的应用

随着分子标记检测技术不断发展,分子育种进入了全基因组选择时代。全基因组选择相对于传统育种手段,具有育种值估计准确率高、有效提高育种工作效率等优点,与牛和猪比较,全基因组选择在家禽育种方面的研究和应用相对较少。本文回顾了分子标记、传统育种和分子育种发展历程,展示了家禽分子标记检测技术的最新进展,总结了全基因组选择的计算方法以及存在问题。在此基础上,结合具体案例介绍了家禽全基因组选择研究和应用的最新进展。相信随着测序成本降低和统计方法的改良和研发,未来全基因组选择方法有望在家禽育种工作中得到广泛应用并发挥重要作用。     

我国研制出首款鸡 55KSNP芯片

<正>近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所鸡遗传育种团队,在对中外鸡种全基因组重测序的基础上,整合对重要经济性状功能基因的显著位点,开展了自主芯片设计,研制出我国首款鸡55KSNP芯片。近年来,随着分子标记检测技术不断发展,分子育种进入了全基因组选择时代。相对于传统育种手段,全基因组选择具有育种值估计准确率高、有效提高育种工作效率等优点,已应用于奶牛、生猪的品系选育中。而与牛和猪比较,全基因组选择在家禽育种方面的研究和应用则相对较少。     

基因组选择技术及其在猪育种中的应用探讨

基因组选择(Genomic Selection,GS)技术是利用覆盖全基因组与性状相连锁的标记信息,通过标记效应的求解和加和,得到个体基因组估计育种值(GEBV),从而达到对畜禽个体进行准确选择的目的。该技术率先在奶牛育种中得到广泛应用。在猪育种中,以杜洛克猪为代表,基因组选择技术的应用可以达到早期选择和提高选择准确性的效果,然而对于母系猪(以繁殖性状选择为主),并没有经济有效的利用方案。本文首先对基因组选择应用过程中关键问题进行讨论;其次简要介绍了基因组选择技术在父系猪中的应用情况;最后围绕我国母系猪育种的现状,探讨基因组选择技术在母系猪中如何应用。     

猪基因组选择技术应用初探

基因组选择是一种全基因组范围内的标记辅助选择方法,是家畜经济性状育种改良的重要技术,利用全基因组遗传标记信息对个体进行遗传评估,能够精准地早期预测估计个体育种值,降低近交系数,大大提高猪育种的遗传进展。随着基因组育种技术不断成熟,基因检测价格不断下降,这项技术越来越多被应用于奶牛、生猪、鸡等动物的育种工作中,本文将从猪基因组选择技术应用意义、国内外应用现状与趋势、技术集成、应用前景等4方面进行综述,为猪的基因组选择技术提供参考。     

The Research Progress of Molecular Technology for Dairy Cattle Breeding

Molecular breeding technology is direct selection at the DNA level by randomly distributed molecular markers throughout the genome polymorphism comparison,it is helpful to carry out more comprehensive study of polymorphism on investigated subjects,meanwhile,more information can be got,and the accuracy of selection will be higher,thereby,the milk production efficiency and economic benefits can be improved.From the perspective of the dairy cattle molecular breeding technology,the author expounds the research challenges,problems and research progress on several aspects,such as localization of QTL,MAS,transgenic breeding and GWAS,points out that molecular breeding techniques have a very important role in dairy cattle breeding and improvement process.Further research and application of molecular breeding technology not only can accelerate the development of dairy cows in the core group of comprehensive construction,but also is very necessary to cultivate a bull.     

奶牛乳腺炎抗性候选基因多态性研究进展

奶牛的乳腺炎是一种极其复杂的疾病,是影响奶牛产业发展的一个重要因素。对奶牛乳腺炎抗性的研究有助于选育出有高抗性的奶牛群体,提高奶产品的数量和质量,并且可以减少抗生素的使用。近年来,随着生物信息学、分子育种技术和基因组学的发展,为奶牛的乳腺炎抗病育种提供的新的前景。本文主要介绍了牛锌指蛋白313基因、前脑锌指蛋白基因、T...     

分子育种技术研究进展及新疆肉牛分子育种现状

经济社会的发展使人们对牛肉的经济性和肉品质要求提高,培育生长性能和生产性能更加良好的肉牛品种的重要性日益凸显。随着分子生物学技术的进步,动物育种逐渐从表型性状研究向基因调控发展,通过分子标记辅助育种能够更加快速准确的选择目标性状,分子育种技术提高了品种培育效率并降低了成本,且繁育的后代优良性状更加稳定,其应用范围也越来越广泛。目前新疆肉牛分子育种的应用较少,多停留在理论研究阶段,且存在着经费不足和育种场规模小、难以获得足够的样本等问题。本文综合阐述了分子育种的概述、肉牛分子育种研究进展和新疆肉牛分子育种现状,旨在为新疆肉牛分子育种工作提供一定的思路和理论依据。     

奶牛育种中关注的新性状

各国奶牛群体的选育目标建立之后,选育目标一直在不断发展,选择指数中性状的组成、定义和权重等都在不断变化。奶牛的选育是从关注产奶性能而开始,随后增加了体型外貌性状。由于奶牛的健康和繁殖问题的增加以及社会对动物福利的不断关注,20世纪末,世界范围内平衡育种理念在奶牛育种中逐渐形成,一些重要的功能性状加入各国的选择指数中;进入21世纪后,随着奶牛养殖业和社会的发展,育种家们开始关注和研究更多的性状,部分新性状已经开始在育种实践中选育应用。本文通过整理奶牛育种中有关新性状的研究并收集各国奶牛选育方案中的相关信息,综述了近十年奶业发达国家在奶牛遗传选育中正在研究或已经开始应用的新性状,并将这些新性状分为生产效率相关的新性状、应对环境挑战的新性状、健康福利相关的新性状、产品和加工相关的新性状及管理相关的新性状五大类,总结了这些性状的选育背景、定义方法、遗传基础和选育应用情况等,最后还总结了奶牛育种中新性状的研究应用过程,以期为我国奶牛遗传育种研究和育种目标完善提供一定的借鉴。     

陕西省奶牛良种繁育现状及对策建议

奶牛良种是产业发展的基础,也是陕西奶牛发展的短板。为破解制约良种繁育存在的问题,本研究对占全省奶牛存栏95%以上的34个规模化奶牛场进行调研,从良种的定义与现状、良种繁育的历史与现状、存在的问题及对策与建议等方面进行分析,以期为陕西省奶牛良种繁育工作提供参考借鉴,助推我省奶牛产业健康持续发展。     

牛主要抗病候选基因的研究进展

牛抗病基因与其自身的抗病性和免疫能力有一定的相关性,因此研究相关抗病基因对提高牛自身免疫能力和选育优良后代有重要意义,文章着重介绍了国内外关于天然抗性相关巨噬细胞蛋白1（natual resistant macrophage protein 1,Nramp1）、主要组织相容性复合物（major histocompatibility complex,MHC）、甘露糖结合凝集素（maflnan binding lectin,MBL）、Toll样受体（Toll-like receptors,TLR）及干扰素基因（interferon,IFN）与牛某些疾病相关性的研究进展,及其是否可用于后代育种的分子标记,如MHC与奶牛的乳房炎密切相关;牛TLR4基因的外显子1760 C>T突变中的CC基因型可作为奶牛乳房炎抗性筛选中的分子标记等。笔者认为研究这些抗病基因可更深层次了解牛的抗病机制,同时借助先进的技术手段如分子标记、基因工程等,可更好的选育出抗病后代,抗病基因在育种中的应用将是未来研究抗病性和免疫能力的主要方向。     

Genetics of resistance to mastitis in dairy cattle

Genetic variability of mastitis resistance is well established in dairy cattle. Many studies focused on polygenic variation of the trait, by estimating heritabilities and genetic correlation among phenotypic traits related to mastitis such as somatic cell counts and clinical cases. The role of Major Histocompatibility Complex in the susceptibility or resistance to intrammamary infection is also well documented. Finally, development from molecular genome mapping led to accumulating information of quantitative trait loci (QTL) related to mastitis resistance and better understanding of the genetic determinism of the trait. From economic and genetic analyses, and according to welfare and food safety considerations and to breeders and consumer's concern, there is more and more evidence that mastitis should be included in breeding objective of dairy cattle breeds. Many countries have implemented selection for mastitis resistance based on linear decrease of somatic cell counts. Given biological questioning, potential unfavourable consequences for very low cell counts cows are regularly investigated. Improvement of selection accuracy for mastitis resistance is ongoing and includes: advances in modelling, optimal combination of mastitis related traits and associated predictors, such as udder morphology, definition of global breeding objective including production and functional traits, and inclusion of molecular information that is now available from QTL experiments.     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长，必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低，提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来，以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇，利用该技术可实现早期准确选择，从而大幅度缩短世代间隔，加快群体遗传进展，并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中（如奶牛），基因组选择取得了成功，群体也获得较大遗传进展，但仍无法满足快速增长的需求。因此，亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明，在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息，可以提高基因组育种值预测的准确性，进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时，开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据，包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因，从而进一步提高基因组选择的准确性。     

肉牛DNA标记辅助选择育种技术

在分子生物学技术不断发展和完善的情况下,分子育种技术在肉牛新品种培育过程中越来越受到重视。DNA标记辅助选择是最常用的分子育种技术,详尽概述了DNA标记辅助选择对于遗传力低的性状如肉质性状和屠宰性状等的改良效率是传统育种方法的几倍、甚至几十倍,将在牛品种培育中发挥显著的促进作用,提高传统育种效率,缩短育种年限,辅助选育出产肉量高、肉品质量优的肉牛品种。