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生命科学学院--高繁殖力蒙古羊新品系培育技术体系2020-08-20    资料来源: 生命科学学院

(一)团队负责人

佟彬副研究员,硕士生导师,2015年于日本国立新潟大学获得博士学位。多年来围绕畜牧业科学技术与产业发展等自治区经济建设支柱产业的关键科学与技术问题,开展了高繁殖力蒙古羊新品系培育先关技术等研究和开发工作。主要研究方向包括高繁殖力蒙古羊基因筛选和核心群建立、蒙古羊基因鉴定芯片研发

(二)研发简介(包括研发项目意义、解决的问题、工艺流程等)

1) 技术研发推广背景

绵羊等草原家畜的良种选育是我国北方草原生态畜牧业健康可持续发展的重中之重,其中绵羊的产羔数是影响生产效率和成本的重要因素。内蒙古自治区肉羊种质资源非常丰富,主体品种蒙古羊是我国三大粗毛羊品种之一,为我国肉羊产业的主要基础品种。主要分布在内蒙古、东北、华北和西北等地,包括小尾寒羊和湖羊也是蒙古羊由长期的人工和自然选育形成。在内蒙古,根据地域环境的不同,蒙古羊自西向东,又分为滩羊、苏尼特羊、乌冉克羊、乌珠穆沁羊、呼伦贝尔羊等不同的群体。它们具都有环境适应性强,耐粗饲和肉质优良等特点,但同时,蒙古羊各主要群体均以一产单胎为主,这一点严重制约了我国北方草原肉羊产业的发展速度。绵羊的繁殖性状遗传力低,通过传统的育种方法,需要消耗大量的时间、人力和物力。相反,利用遗传标记的分子标记辅助育种法可以快速提高绵羊繁殖能力。分子标记辅助育种主要是以分子标记为基础进行标记辅助选择。依据分子遗传学和数量遗传学理论,利用DNA重组技术,从分子水平上来改良动物品种的新型学科和技术综合。自从我国草食家畜开展分子遗传育种研究以来,研究的内容已涉及到功能基因的编码序列和非编码序列。研究的功能基因已超过40多个,这些基因主要包括草食家畜的生长发育性状、屠宰性状、肉品质性状、繁殖性状、抗病性状相关的基因,研究内容主要是功能基因多态性与生产性状关联研究。尽管分子育种技术在草食家畜育种中起到了积极的作用,但是从目前发展趋势来看,草食家畜育种的发展趋势主要包括以下三个方面:地方畜种优异基因资源发掘及其功能基因组研究是育种的基础;分子育种与传统育种技术的有机结合成为定向培育动物新品种的重要途径;开发与应用新型分子标记成为发展育种新技术重要方向。

2)能够解决的主要问题

世界绵/山羊品种库中现有的近700个品种中, 仅有10余种为高繁殖力品种。随着世界肉羊产业的快速发展,各国对高繁殖力肉羊品种的需求不断加大。自上世纪中叶,科研人员就展开世界不同绵羊品种繁殖力相关分子标记的开发及应用工作。申请人团队前期研究发现蒙古羊繁殖力相关特异分子标记4个:

① 2018年:“一种提高苏尼特羊产羔数的单倍型遗传标记及其应用”(专利申请号:201810373754.X);

② 2018年:“一种提高苏尼特羊繁殖力的分子标记及其应用”(专利申请号:201810373235.3);

③2020年:“一种基于GDF9基因编码区突变的蒙古羊繁殖力提高方法”(专利申请号:202010347775.1);

④2020年:“一种利用GDF9基因提高蒙古羊繁殖力的方法”(专利申请号:202010347831.1),

以上专利亟需利用分子标记辅助育种技术大力推广。

3)技术流程

基于分子标记辅助育种+群体继代选育法的育种理论,在蒙古羊特别是自然高产蒙古羊群体中进行鉴定,进而组建高繁殖力蒙古羊核心群。再通过繁殖调控+腹腔镜输精+胚胎移植综合技术对携带高繁殖力突变的母羊进行快速扩繁,建立高繁殖力蒙古羊群体,培育高繁殖力蒙古羊新品系。

4)技术示范推广情况

推荐技术已经在小范围示范展示。申请人团队基于利用分子标记辅助育种技术原理,已在内蒙古锡林浩特市种畜繁育中心展开繁殖力蒙古羊核心群扩繁工作。

5)提质增效情况

5.1)经济效益方面

利用分子标记辅助育种技术,如果我国北方草原带大部分绵产品种产羔率能够达到150%,每一百只母羊就能产羔150只,就比单胎母羊的效益提高50%,经济效益显著。

5.2)社会效益方面

有利于畜牧业结构调整和生产经营方式的转变。推行牧区生态养殖模式,实验一胎双羔,两年三胎,增加了养殖效益,可以有效扩大肉羊的出栏规模,有利于畜牧业结构调整。同时,项目建设可以充分依靠科技,实现了传统的放牧饲养向舍饲、半舍饲饲养,进行集约化经营的转变。肉羊养殖是草原牧区实现畜牧业产业化经营的有效途径。通过牧民专业协会的示范带动,有效的地解决千家万户小生产与千变万化大市场的矛盾,实现牧民与市场的有效对接。通过经济杂交,有效提高了畜产品附加值,增加了收入,增强了竞争力,不断提高畜牧业生产效益,使牧民持续增收,以实现双赢。

5.3)生态效益方面

推广多胎绵羊养殖可以大幅降低母羊群体数量,相应的也就减少了草地的放牧量,减轻草场压力。而且推行牧区生态养殖模式,对基础母羊进行6个月放牧、3个月放牧加补饲,缩短了放牧时间,在春季3个月牧草返青的敏感期进行全舍饲,并且对羔羊进行全舍饲,有效降低了草场压力,有利于草场牧草再生。

(三)发明专利

·申请中发明专利(均已公示)

12018年:“一种提高苏尼特羊产羔数的单倍型遗传标记及其应用”(专利申请号:201810373754.X);

22018年:“一种提高苏尼特羊繁殖力的分子标记及其应用”(专利申请号:201810373235.3);

3)2020年:“一种基于GDF9基因编码区突变的蒙古羊繁殖力提高方法”(专利申请号:202010347775.1);

4)2020年:“一种利用GDF9基因提高蒙古羊繁殖力的方法”(专利申请号:202010347831.1)。

·发表论文

Tong, B.; Wang, J.; Cheng, Z.; Liu, J.; Wu, Y.; Li, Y.; Bai, C.; Zhao, S.; Yu, H.; Li, G. Novel Variants in GDF9 Gene Affect Promoter Activity and Litter Size in Mongolia Sheep. Genes. 2020, 11, 375, doi:10.3390/genes11040375.

·获奖

在蒙古羊GDF9基因(多胎性状相关功能基因)上发现了品种特异性突变位点并影响蒙古羊的繁殖力。该成果“Novel variants of growth differentiation factor 9 (GDF9) gene affect promoter activity and their relationship with litter size in Mongolia sheep (Ovis aries)”,荣获2019年国际动物遗传学会(International Society of Animal Genetics)颁发的“37th International Society of Animal Genetics Conference,Early Career Travel Bursary Award”。本次国际动物遗传学大会,全球共有16人获得此项荣誉。

(四)科研项目

12019年,内蒙古自治区自然基金重大项目:蒙古羊多胎性状候选基因筛选及多胎群体组建,项目号:2019ZD08,在研,主持。

22020年,内蒙古自治区科技重大专项:蒙古羊开发利用及新品种培育(项目号:2020ZD0003)子课题:蒙古羊优异特色基因的挖掘与综合利用,子项目主持,在研。


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