种猪抗病抗逆育种研究进展
王立贤 研究员 (中国农业科学院北京畜牧兽医研究所)
报告要点
1、为什么要做抗病抗逆育种
传染性疾病是全球养猪业的共同威胁,带来的损失巨大,已成为养猪业发展的第一限制因素。
病原种类多且易发生突变;随着时间推移,病原体经常会对治疗措施产生耐受性。
育种能否做好与抗病力密切相关,目前主要依靠疫苗和药物来维持,免疫效果不是很好,同时我们做育种要准确度量表型,抗病性用什么表型来代表值得探索。所以抗病抗逆育种值得深入研究,根据性状的经济重要性去改良选育。
2、抗病抗逆的遗传基础
抗病的遗传基础
特异性抗病是指对某种特定疾病或病原的抗性或易感性,主要受一个主基因位点控制。
非特异性抗病不局限于抗某一种病原体,受多基因和环境的综合影响。非特性抗病力的增强可以增加猪群对抗病原体的感染范围,减少抗生素的使用;可以快速恢复健康水平;但是需要找到代表性的表型去做抗病性研究。
品种间、个体间的抗病性存在差异
感染HP-PRRSV后,可以看出品种间的差异,地方猪抗病性较高,死亡率低,外种猪抗病性较低,死亡率高。
不同个体之间也表现出很大的表型差异。
对于抗病相关基因的研究不断发展
如GBP5基因发生突变时,不利基因型猪会产生被截断的GBP5蛋白,阻碍对PRRS感染的先天免疫反应。
神经细胞囊泡循环蛋白2基因的同义突变可显著减少圆环病毒的病毒载量,可用于对圆环病毒的恢复力选择。
CD163和RELA基因与ASFV抗性相关,有助于筛选家猪受ASFV感染和致病的关键基因,助力家猪抗病育种。
3、抗病抗逆育种的途径及进展
对抗病性的选择:主要是抗病力、耐受力、恢复力。
重点介绍了恢复力的研究进展:
(1)恢复力选择的指标
一是度量细胞中的指标性状
二是测量实验群体的表型指标。
(2)恢复力研究进展-如何选表型
正常情况下,猪在育肥期的死亡主要与自身的基因相关,因此可通过对后代的死亡率进行选择来对公母猪的恢复力进行育种。
通过对疫病挑战下的抗体及血液指标进行监测,通过选抗体对恢复力进行选择也可行。
在疫病挑战下,采食变异可作为恢复力的指标。
建议用繁殖记录来确定发病期,当发病时,死胎和木乃伊会明显增多,利用这种方法对母猪的恢复力进行选择可取的较好的效果。
(3)恢复力育种
利用商品群的发病数据来指导母猪恢复力育种。
CT扫描技术应用于评价母猪的使用寿命及恢复力。
利用仔猪的活力来评价仔猪的恢复力。
寻找代表不同疾病恢复力的代表因子。
重点开发提高饲料利用率及恢复力选育的方法。
(4)对适应力的基因组选择
对抗病性选择的一个可选方法是利用生产群个体的抗病性状信息对核心群的个体进行评估和选择。
用生产群的杂种个体建立参考群,测定核心群个体的基因型,根据GEBV进行核心群内的选择。
基因编辑可用于抗病育种
总结
抗病抗逆性状越来越重要,研究表明保育猪死亡率提高1%,每头商品猪损失4元左右;育肥猪死亡率提高1%,每头商品猪损失8元。
提高动物的恢复力是抗病育种的新方向。
基因组选择、基因编辑为抗病育种带来突破。
基因编辑在猪抗病育种上的应用,很大程度上取决于政策。
基因组育种研究与实践
赵书红 教授 (华中农业大学动科动医学院院长)
报告要点
1、当前基因组育种研究背景
提高生猪产业效益、保障肉类供应是国家重大战略需求
种猪质量是影响生猪产业效益的核心要素
当前我国猪育种存在较多问题
2、猪功能基因组研究
基因组序列解析与知识库构建
(1)国际猪基因组测序联盟
(2)构建出猪整合组学知识库ISwine和关键基因挖掘技术体系
(3)构建出动物多组学知识库IAnimal
(4)利用跨物种、多组学大数据在ISwine基础上进一步提升猪重要经济性状功能基因及位点挖掘效率
猪基因组调控元件鉴定与调控区突变位点鉴定
(1)鉴定因果突变位点,解析重要经济性状调控机制;提高基因组育种值估计的准确度;为基因组编辑育种提供靶点。
(2)建立猪组织及单细胞ChIP-seq、ATAC-seq等二维、三维基因组技术
(3)研发出全基因组关联分析算法FarmCPU和rMVP工具
猪重要性状调控机制解析
(1)鉴定出SYISL、lncMGPF等调控肌纤维生成的新lncRNA,深入解析了其与PRC2等蛋白互作调控肌肉生长发育的分子机制;发现IGF1R内含子G>A突变,通过改变转录因子MyoD结合,调控其表达水平,影响猪生长速度。
(2)在纯种大白猪群体(>1.6万头)筛选到17号染色体BMP2基因调控区的变异与眼肌深度相关,并通过影响增强子和启动子的活性,控制其表达。
(3)定义了表征猪胚胎附植成败的组织学水平新性状,解析了猪子宫腔的闭合及上皮重塑接受胚胎附植的新机制。
猪抗性基因鉴定
(1)建立猪全基因组CRISPR筛选平台
(2)找到了部分抗性基因位点
3、猪基因组育种技术创新与实践
提高育种效率,培育高性能种猪
(1)高通量基因型检测技术创新
(2)表型大数据采集新技术
(3)基因组育种计算技术创新
(4)自主基因组育种技术产业化,选育优秀种猪并推广
(5)基因组选配新技术开发与应用
最后赵书红老师提出对未来的展望:培育华系种猪,保障生猪种业安全。要做到以下几点:
全产业链普惠育种模式,核心群种猪生长、繁殖、料重比等关键指标性能达到世界先进水平 。
探索建立畜禽种质分级定价与育种企业市场准入制度。
培育一批专门化新品系(配套系),打造华系种猪品牌。
地方猪开发利用,满足市场多元化需求。
引进瘦肉型种猪区别与本土化选育建议
李平华 研究员 (南京农业大学动科院猪生产教研室)
报告要点
1、南京农业大学养猪研究所/淮安研究院简介
研究与服务主要范围:
优质猪遗传资源保护、种质特性基因挖掘与利用
猪常规与分子育种技术研发与服务
猪新品种培育与推广
猪高效健康生产体系建设与推广服务
主要研究方向
地方猪遗传资源保护、种质特性挖掘与利用:
(1)地方猪资源的生物保种
(2)地方猪新资源鉴定
(3)解析地方猪(和洋猪)高繁殖力(高产仔、多乳头)、高消化、背膘厚、肉质优和体型大小(体长、管围和肋骨数)变异的遗传与生理机制
猪育种方面的研究:
新品种培育
引入外种猪本土化选育
猪健康生产体系建设:
猪场规划设计、生物安全、健康检测、无抗饲料、精细化管理等体系优化与设计。
2、引进瘦肉型种猪本土化选育的重要性
育种水平体现企业在生猪行业专业化技术水平和技术领先优势
猪主要经济性状的持续育种是降本增效的关键因素
降本增效的核心性状-胴体性状。建议提高胴体品质,提高毛猪销售价格。
降本增效的核心性状-肉质性状。
引进瘦肉型种猪品系不符合中国区域特色
引进种猪生长与产肉性能优秀,但不持续人工选育,会受自然选择而性能退化,所以实际生产中要进行持续人工选育。
3、引进瘦肉型种猪本土化选育的建议
高效繁育体系
(1)提高种猪生产性能
(2)充分利用杂交优势
(3)加速优良基因传递
(4)充分发挥遗传潜能
瘦肉型猪育种降本增效选育重点:产活仔数高、料肉比低、生长快、背膘薄等;瘦肉型猪育种特色化选育重点:肋骨数、肢蹄健壮度、肉质等。
引进瘦肉型种猪本土化选育的困难
(1)育种或培育的新品系周期漫长
(2)育种受疫病影响很大
(3)育种部门和生产运营部门无法就出栏重量统一
引进瘦肉型种猪本土化选育的建议
1.生产团队做好生物安全
2.主抓特色、遗传力高受疫病等因素影响小的性状的育种
3.通过基因组选择育种技术,合理控制测定群体的饲养数量
4.对于核心群体的高强度选择,尤其是种公猪群体生长和胴体性能等性能的高度选择;母猪的繁殖和肢蹄等性能逐步选择
5.通过体细胞克隆技术和高效公猪站等快速扩增优秀基因覆盖面积
总结
1.育种目标既要有降本增效主要目标,还需要有特色目标
2.建议董事长或总裁直管育种,分管育种的老总同时分管生产,保障育种工作能正常开展
3.育种团队做好现场表型数据、系谱精准测定与登记,前提是老板提供优质的现场工作环境+待遇+绩效激励机制,稳定育种人员
4.通过联合育种增加群体变异和选留强度,加快遗传进展
5.通过基因组育种提高选种准确性;通过高校合作,让复杂的全基因组育种变的简单可行
6.做特色、遗传力高的性状的育种,让老板或投资者看到育种的成绩
7.老板或投资者对育种的长远眼光、重视和持续投入最重要