解读动物生命符号——记国家863计划之动物分子与细胞工程育种技术

科技日报 2013年12月20日 报道浏览次数:

  (科技日报记者 马爱平)挖掘验证了55个功能基因,鉴定验证了35个分子标记,发表研究论文151篇,其中SCI论文111篇,申请发明专利37项,授权发明专利12项……

  这是国家863计划现代农业技术领域之“动物分子与细胞工程育种技术”主题目前获得的成果。该主题整合了中国农业大学、中国农业科学院、中国科学院等科研院所和种业企业,对畜禽水产等动物品种特色性状的基因资源进行挖掘、验证,从分子、细胞和动物个体水平进行育种技术研发和动物种质创新。

  鸭基因组图谱绘制加快畜禽抗病育种步伐

  构建了覆盖全基因组95%以上的高质量序列精细图谱,预测了19144个编码基因和807个非编码基因,这是由中国工程院院士李宁发起、负责的鸭基因组项目,为家禽,尤其是水禽进化和功能基因组研究提供了新的资源。

  据介绍,鸭基因组所进行的禽流感H5N1病毒感染研究表明,禽流感病毒的毒力与其对宿主免疫系统破坏的程度成正比。研究首次发现,与鸡相比,显著增加的β-防御素和类乳脂球蛋白基因增强了鸭对禽流感的免疫能力。

  李宁介绍,鸭基因组的解析给生物学家提供了首个雁形目鸟类和第一个禽流感病毒天然宿主的序列精细图谱,为家禽抗流感和水禽适应性进化分子机理研究翻开了新的一页;鸭高密度结构变异图谱为家禽基因组选择育种与关联分析提供了新资源,带动水禽功能基因组研究进入组学时代;构建的感染禽流感H5N1病毒鸭肺组织转录组图谱,及抗流感免疫相关基因的鉴定,将加速家禽抗流感新品系培育的步伐。

  基因组图谱绘制推动海洋贝类基因组育种发展

  海洋无脊椎动物基因组测序和拼接技术,在国际上鲜有成功案例。我国科研人员选取近交4代的牡蛎个体用于测序,攻克了基因组杂合度高、重复序列多造成的序列拼接难题。

  科研人员通过对牡蛎基因组800倍的庞大数据量拼接,得到了559兆碱基对的牡蛎基因组序列,共获得编码基因28027个,其中5000多个为牡蛎所特有,有助于深入揭示牡蛎潮间带逆境适应的分子机制。

  研究还建立了海洋生物非模式生物的高通量、低成本全基因组单核苷酸多态性分子标记筛查和分型技术——2b-RAD,开发了无需参照基因组的SNP精准分型新算法,突破了以往模式生物大多依赖已知基因组信息和芯片技术的瓶颈,分型准确率比国际水平提升达20%以上,解决了海洋生物缺乏基因组信息无法精准分型的难题。这些技术突破为大规模开发水生生物分子标记、进行全基因组遗传变异与性状的关联分析、构建高精度遗传图谱奠定了基础,使全基因组选择育种成为可能。

  全基因组选择技术研究已应用于育种实践

  基于基因组大量高密度单核苷酸多态性标记的基因组选择,是近年来兴起的动物育种新技术。

  在奶牛育种中,核心是优秀种公牛的选择,传统选择方法是通过公牛女儿产奶成绩对公牛进行遗传评估即后裔测定。基因组选择改变了这种状况,青年公牛不经后裔测定即可得到准确的遗传评估。这使得其自2008年来就陆续在世界奶业发达国家得到大规模应用。

  5年来,我国科研人员通过对基因组选择的理论和方法研究,掌握了关键技术,发展了育种值估计等一系列新的方法,建立了先进的奶牛基因组选择技术平台,提出了在我国奶牛育种中应用基因组选择技术的实施方案,并于2012年起应用于国内的奶牛育种。

  基因组选择技术的应用使我国奶牛育种技术跟上了发达国家的步伐。自2012年起,利用建立的技术平台,已对全国28个种公牛站的1224头青年公牛进行了基因组遗传评估,选出491头青年公牛参与农业部奶牛良种补贴,使优秀公牛冷冻精液可全国范围推广使用。

  同时,以广州温氏集团为主根据纯种杜洛克猪系谱,完成了参考群体构成个体的选择及相关性状表型数据库设计,构建了猪功能性状SNP遗传效应图谱,奠定了我国猪基因组选择的基础。

  研究人员还针对水产动物扇贝,开发了全基因组选择软件和计算个体间遗传关系的软件,对育种值的估计精度和运算速度优于国际同类技术,建成了国际上第一个水生生物全基因选择育种技术平台,并应用于扇贝品种培育;基因组选择在扇贝“蓬莱红II”的选育中也已进入产业中试,我国海水养殖生物育种技术与国际育种最新技术进展同步。

  (国家863计划现代农业技术领域办提供素材)

  《科技日报》2013年12月19日 第12版 绿色家园

  原文链接:http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2013-12/19/content_238877.htm?div=-1

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