59194345

中国执业兽医网

您现在所在的位置:首页>新闻资讯>行业新闻

新闻资讯

第22次全国动物遗传育种学术讨论猪遗传育种相关专家报告汇总

日期:2023-09-08 10:09:16

2023年8月19—22日,中国畜牧兽医学会动物遗传育种学分会第22次全国动物遗传育种学术讨论会在山西太原举行。养猪业是关乎国计民生的重要产业,良种是保障生猪产业健康发展的重要基础,是提升生猪产业核心竞争力的关键。《中国畜禽种业》将会议期间与猪遗传育种相关的专家报告进行汇总,形成“猪遗传育种专场报告”。来自华中农业大学、山西农业大学、吉林大学、中国科学院昆明动物研究所、浙江大学、中国农业科学院基因组研究所、华南农业大学、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、中国农业大学、扬州大学、西北农林科技大学、四川农业大学等17所高校及科研机构的21位专家作了报告。

图片

吉林大学动物科学学院孙博兴教授做了《节粮猪种的基因组选择与功能基因调控脂肪沉积的研究》报告,介绍了吉林大学动物科学学院猪遗传育种团队近年来在提高中国猪业饲料效率方面的研究进展。该团队在军牧1号白猪育种群中建立了饲料效率分化选择的资源群体,以剩余采食量为主选性状,背膘厚和日增重为辅助约束性状,通过综合选择指数I评估育种值,三个性状的的选择权重分别为0.7、0.2和0.1。在试验猪群遗传背景一致的情况下,通过综合选择发现了饲料效率高低分化的两个群体。数据表明,用剩余采食量作为主选性状可有效改变猪的饲料效率,第1世代选择料重比可降低0.15,在30~110Kg生长期间,每头猪可节省饲料12Kg,剩余采食量的遗传力为0.15。为了探究饲料效率分化的遗传基础,项目组运用GWAS技术确定RFI相关的12个QTL和204个SNP,明确NMBR、KCTD16、ASGR1、PRKCQ、PITRM1、TIAM1和RND3是RFI的候选基因,这些数据被家畜遗传基因组信息知识库QTLdb收录使用(https://www.animalgenome.org/cgi-bin/QTLdb/SS/index)。此外,团队在进行猪饲料效率的全基因组关联分析(GWAS)时发现,有多个嗅觉受体(OR)的SNP位点与猪剩余采食量RFI显著相关。为了探究OR基因在猪体内的分布、表达及其可能存在的跟采食或代谢相关的非嗅觉功能,团队开展了猪OR转录组表达分析,选择在体内广泛表达且在脂肪组织中高表达的嗅觉受体,在前体脂肪细胞中进行功能验证研究。研究结果证实,嗅觉受体OR51E1能被壬酸激活,引起ADCY3表达水平上调,并通过cAMP/PKA上调,抑制成脂关键基因C/EBPα以及FASN转录水平,同时提高脂解关键基因LPL与PPARGC1b转录水平,从而降低脂肪沉积水平。该团队的研究结果证实了培育节粮型猪种的可行性,并对嗅觉受体作为功能基因参与脂质代谢通路的机制进行了解析。

图片


图片

中国科学院昆明动物研究所谢海兵副研究员以《猪常染色体性别拮抗作用与性别比例可塑性研究》为题,从遗传进化视角分析了猪常染色体的性别拮抗作用及其在猪育种中的应用前景。性别比例是猪生产体系中最为关注的经济性状之一,公母猪的相对数量对育种效率、生长速度、人力投入等方面具有重要影响,决定了各生产环节的经济效益。他指出猪常染色体中包含大量的性别拮抗位点,这些基因座位对猪胚胎存活率具有显著的性别差异调控。基于猪常染色体性别拮抗座位,可针对仔猪性别比例设计动态可塑的育种策略,为推动生猪育种高质量发展提供了新的思路和技术路线。


图片

浙江大学傅衍教授结合大会主题“BT+IT驱动种业振兴”,做了题为《种猪智能化表型组及性能测定技术进展》的报告,他介绍说人类表型组学已经成了基因组之后又一个战略制高点和原始创新源,是基于测一切可测的理念,对人类的各种表型进行全尺度、全周期、从微观到宏观的精密系统测量,以了解各种表型与健康的关系。尽管表型组学是一门新学科,但表型和性能测定一直是动物育种领域的关键,大数据一直是我们为提高遗传评估准确性所追求的。近年来,高通量测序技术的快速发展使基因型信息的获得更加简单快速,但数量多、质量高的表型信息则并不容易获得。随着人工智能、物联网等技术的发展和应用,获得智能化的表型成为可能,且表型的数量和数据的质量都有了很大的提高。另一方面,新的表型也正在通过智能化手段获得,如应用超高频芯片跟踪种猪后代在不同环境中的死亡率,以评估种猪对环境的适应性和抗病力;又如应用CT扫描技术,评估活体的胴体品质等。智能化表型组及性能测定新技术的应用,将会为猪的遗传育种带来更大的突破性进展。  


图片

中国农业大学张然副教授以《基于CRISPR/Cas13d的抗病育种研究》为题,指出RNA病毒被认为是对人类和畜禽健康构成最严重威胁的病原体之一。其中,戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus,HEV)作为一种单股正链RNA病毒,可引发人畜共患传染病—戊型肝炎,且猪被认为是戊肝病毒的主要天然宿主。Cas13d是一种靶向RNA的CRISPR/Cas效应器,通过特异性结合和切割RNA显示出其特有的抗病毒活性。然而,Cas13d系统干扰哺乳动物体内RNA病毒的活性尚不清楚,因此,选择可感染HEV的沙鼠模型,为Cas13d系统在猪体内抑制RNA病毒研究提供一定支持。采用Cas13d靶向体内HEV的方法,构建了表达Cas13d及靶向HEV的高效串联crRNA的AAV8载体用于体内递送。在沙鼠感染HEV病毒前或后腹腔注射含有Cas13d系统的AAV8载体,成功降低了沙鼠感染病毒后的排毒量,显著抑制了感染发生。该研究建立了有效预防和治疗沙鼠HEV感染的平台,证实了在哺乳动物体内应用抗病毒策略的可行性,同时也展示了CRISPR/Cas13d作为一种RNA引导治疗方法在抑制靶向猪中的单链RNA病毒的应用潜力。


图片

中国农业科学院深圳基因组研究所刘毓文研究员以《聚焦增强子解析生猪产肉性状的遗传基础》为题,围绕目前畜禽复杂经济性状解析方法的局限性,指出非编码调控元件的注释对于精细定位因果变异位点的重要性,并以增强子为例,具体分享了其课题组通过增强子解析生猪产肉性状遗传基础的独特研究策略。首先,他以东西方猪产肉性状差异为切入点,通过东西方群体间高度分化的变异位点的挖掘以及多组织调控元件的注释,探究了东西方猪群体高度分化位点对顺式调控元件活性的潜在影响。其次,通过增强子DNA变异挖掘出TNNC1为影响东西方猪肉质差异的候选基因。接下来,他汇报了以超级增强子为切入点解析生猪肌肉发育动态过程中的遗传调控的相关工作,通过猪出生前后五个发育阶段的肌肉冷冻组织中cut&tag技术的应用,成功构建了猪生长发育过程的增强子和超级增强子动态图谱,发现肌肉发育过程中超级增强子可以分为三种不同的调控模式,并通过整合GWAS数据和eRNA信号构建了超级增强子介导的肌肉发育调控网络,利用Allele-Specific STARR-Seq和元件敲除试验分别验证了网络中的SNP变异位点及增强子的功能调控活性。该研究不仅揭示了肌肉动态发育过程中的遗传调控机制,也为增强子解析畜禽复杂经济性状提供了一种新的思路。同时,以上的研究均说明高通量鉴定调控元件后,高通量鉴定影响调控元件的变异将会为进一步加速畜禽经济性状的遗传机制解析。最后,他对增强子研究在未来动物育种研究中的应用进行了展望,提出合成生物学中设计调控电路的理念,可通过设计调控路线改变生物性状,并分享了他在增强子调控语法解析及增强子序列设计上取得的重大突破,指出增强子的调控机制及调控语法解析将极大地促进畜禽复杂经济性状的改良工作。


图片

南京农业大学黄瑞华教授《中国猪种业振兴面临的问题与趋势分析》为题,从市场变局、疫情防控、环控加码、原料涨价与日粮禁抗、楼房养殖和种业创新方面指出中国养猪业面临越来越尴尬的地位,并在此基础上直奔育种主题。首先,他指出中国猪育种成效非常显著,表现在育种主体逐步升级、种猪来源愈发多元、种猪来源愈发多元、育种目标不断优化和育种手段日趋综合等方面。接着,他又分析了中国猪育种领域不容小觑的问题,例如:联合育种推进缓慢的问题;育种实践中,不管是地方政府决策者还是企业决策者,存在不利于可持续育种的决策现象;诸多方面原因导致猪种提质推进迟缓因此育种效果提升有限等问题。然后,他指出中国猪育种未来亟需优化,对育种地位的重要认知应再上台阶、繁育体系顶层设计应日臻完善、育种工作体系建设应环环相扣。最后,作为一个涉足领域40年的育种工作者,他分别给在猪场一线做育种工作的朋友和从事猪遗传育种研究的同学提出了中肯的建议。


图片

黑龙江省农业科学院刘娣研究员以《民猪优异肉质特性遗传机制解析及其应用》为题,从民猪优异的肉质特性、民猪肉质特性的遗传机制、优质猪育种等三个方面进行了报告。她首先介绍了所带领的团队在民猪资源收集、整理和保护方面开展的工作,讲述了老一辈和新一代育种学家们在民猪优异肉质特性方面开展的研究工作,强调了民猪与引进猪种相比,在肌内脂肪含量和嫩度等各项肉质指标方面存在的优势。重点介绍了她所在课题组通过全基因组测序、转录组测序、生物信息学以及分子生物学等技术手段,深入解析民猪肉质优良的遗传机制研究进展,发现了影响民猪肌内脂肪含量的生物学通路,解析了多个功能基因和表观因子对成肌分化及脂肪沉积的作用机制。随后介绍了她们团队自主研制的用于民猪肉质选育的民猪液相芯片,以及利用民猪优异肉质特性,经过16年采用各项先进技术成功选育出“优质龙民黑猪”的情况,实现了民猪产学研的有效结合,为中国猪种资源保护和利用做出了贡献。


图片

华南农业大学袁晓龙副教授以《利用单细胞多组学揭示猪卵母细胞成熟的新机制》为题,汇报了利用单细胞多组学分析技术,解析猪卵母细胞成熟关键调控机制的最新研究结果。他的研究将单细胞的转录组测序技术(SMART-seq2)与单细胞全基因组甲基化测序技术(scWGBS)相结合,利用自主开发的BS-SNV-Caller软件,对卵母细胞的细胞核DNA甲基化组及细胞质转录组进行平行分析,从而揭示了Type I和Type II两种卵母细胞类型,发现Type II型卵母细胞的转录本数量及DNA甲基化印迹程度均高于Type I型,且更接近于M II期的卵母细胞。此外,利用10X Genomics技术对卵泡颗粒细胞进行转录组分析,以确定对应卵泡的发育状态,结果显示Type II型卵母细胞所在卵泡为active follicles。这些工作揭示了母系印迹调控猪卵母细胞成熟的新机制,为进一步解析母猪卵泡成熟和性成熟机制提供了新的参考。

图片


图片

西北农林科技大学于太永副教授以《基于多组学和泛基因组解析猪肌内脂肪形成的分子机制》为题,从肌内脂肪与肉质调控、多组学解析猪肌内脂肪形成和泛基因组解析肌内脂肪形成三个方面进行了报告。他指出随着我国经济的飞速发展和社会进步,国民对优质猪肉的需求越来越高,肌内脂肪是决定肉品质的重要指标,解析和阐明肌内脂肪的调控机制对生产优质猪肉意义重大。他所在课题组以新培育的秦川黑猪新种群为研究对象,综合运用转录组学、蛋白质组学和代谢组学技术,通过对秦川黑猪的肉品质进行系统研究发现秦川黑猪肉氨基酸和脂肪酸组成优良,通过基因互作网络分析发现RapGEF1可能是影响肌内脂肪沉积的关键基因。另外,由于单一参考基因组遗传变异信息有限,在解析重要经济性状形成的分子机制方面,可能出现关键变异信息难以捕获的问题。课题组利用12个猪基因组数据构建了猪图形泛基因组,通过对所构建的图形泛基因组进行分析,发现有164.38 Mb非参考序列,其中包括361个编码蛋白基因,富集分析显示这些基因与嗅觉和感知相关。通过SNP和结构变异检测,挖掘到了SND1等与肌内脂肪沉积相关的关键基因。因此,他指出多组学和泛基因组技术的运用将大大加快猪肌内脂肪形成机制的解析进程。

图片

图片


图片

山西农业大学李萌讲师作题为《CircHOMER1调控猪肌肉发育及其机制研究》的报告,汇报了关于circRNA调控猪肌肉发育和脂肪沉积的作用及机制。她指出其在细胞和活体水平上证明了circHOMER1可通过miR-199b-5p/MAP3K11轴及miR-23b--SESN3/SIRT1/ACSL4轴促进肌肉发育,抑制脂肪沉积,此项研究结果为完善猪肌肉发育和脂肪沉积的分子调控机理提供了有力依据。


图片

浙江大学潘玉春教授以《复杂性状设计育种——基于亲缘指数的选择法》为题作出了报告,在初步揭示了长期以来杂交育种的实际方法——群体继代选育法难以取得预期效果的内在依据后,建立了一套指导开展合成杂交的复杂性状设计育种法——基于亲缘指数的选择(Kinship Index based Selection, KIS)。该方法的核心是根据各种先验知识对培育品种的基因组进行分子设计,然后根据候选个体的实际基因组组成计算每个育种性状与理想个体相应基因组同态相同(IBS)概率,最终将各性状的IBS加权计算一个综合选择指数,据此进行选择。具体包括基于基因组信息筛选亲本种群与系祖、设计杂交模式、理想育成种群个体的基因组结构,基于基因组信息的选种选配等方面(图1)。为验证KIS法的可行性与鲁棒性,课题组使用模拟软件包开展了系列模拟分析研究,以真实育种值选育出的个体为参照,基于导入杂交过程中KIS法选育出的个体与通用育种方法(BLUP法、GBLUP法与BayesB法)选育出的个体在真实育种值上的表现来评价比较KIS法的优劣。结果显示,KIS法选育出的个体在真实育种值上的表现优于常规的BLUP和基因组选择育种方法(GBLUP法与BayesB法),并且在不同假阳性率、假阴性率、遗传力大小和QTL数目等育种场景下表现稳定,验证了KIS法的可行性和高效性(图2)。目前,KIS法已被用于海南椰岛黑猪品种、吉神黑猪三个品系的实际选育当中,并取得了预期选育效果。该方法的开发将有力推动全国猪新品种(系)的培育工作。

图片

图1 (A).KIS 法流程; (B).理想分子标杆个体设计

图片

图2 分子杂交选育KIS法模拟分析


图片

中山大学刘小红教授以《乡下黑猪新品种培育》为题,指出乡下黑猪是基于杂交育种理论,运用闭锁群体选育法和现代分子育种技术,融合圩猪(25%)、湘西黑猪(12.5%)、广东小耳花猪(6.25%)、莱芜猪(6.25%)等肉质优势及杜洛克(50%)生长速度快、产肉性能高等优势性状培育出的新品种。乡下黑猪的培育可分为两个阶段,第一阶段为资源收集与杂交组合阶段(2008—2013年),该阶段从各保种场引进圩猪(哺育力强)、湘西黑猪(体质结实)、莱芜猪(肌内脂肪含量高),并从粤西地区收集广东小耳花猪(肌纤维细嫩),先后进行14个杂交组合,最终确定以含有50%杜洛克血缘的杜湘花、杜湘莱、杜圩杂交猪为基础,择优组建选育基础群。第二阶段为闭锁选育提高阶段(2013—2021年),该阶段包括组建150头母猪、12个公猪家系的基础群,经5个世代性能固定工作,结合毛色基因分子标记辅助选择,生产性能和毛色逐渐固定,于2019年开始扩群、中试推广,最终培育出肉质优良、遗传性能稳定、产品适应性广、市场认可度高且应用前景广阔的黑猪新品种。在培育过程中,聚合了多个生态区域的特色猪种资源,使用分子育种技术快速实现毛色纯化固定,育种服务于品牌创建,实现了大规模产业化,育种成果具有极大的创新性和先进性。


图片

四川农业大学金龙副教授以《猪脂肪沉积过程中的三维基因组动态变化与基因调控》为题,指出猪是最早被驯化(9000年前)的动物之一,也是我国的主要肉类来源之一。同时,我国是猪肉生产和消费第一大国,生猪存栏和出栏量常年稳居世界第一,猪肉产量接近全球一半(44%)。鉴定产肉性状育种靶点研发配套技术、将创新性运用到实际育种中自主培育具有突破性市场竞争力的中国特色新品种(系),既是产业发展迫切的现实需求,也是解决我国种猪高度依赖进口的问题和打好种业翻身仗的战略需求。缺乏重要经济性状的关键功能基因和调控元件以及分子决定机制尚不清晰是建立与发展有效的分子育种技术的重要制约因素之一。染色质三维空间结构的改变是调控基因表达的重要因素,但其在猪的脂肪沉积过程中对基因转录的动态调控知之甚少。该研究利用68头成年猪(体重增加/减少)的4种脂肪组织构建249个高分辨率原位 Hi-C 染色质互作图谱及相应的转录图谱,系统描绘了不同部位脂肪组织中多尺度的三维基因组结构的动态变化,发现在猪增重/减重过程中染色质结构和转录活性的共变化与代谢异常密切相关,发掘了大量与脂肪表型形成相关的调控元件(增强子),最后发现不同物种间脂肪表型形成背后的调控元件快速进化。该研究结果为深入解析猪脂肪性状形成的分子机理及开展下一步分子育种工作提供了重要基础数据和理论支撑。


图片

浙江大学动物科学学院张哲副研究员以《史记高肌内脂肪杜洛克猪的培育》为题,介绍了史记生物育种公司以2015年所引进的美系杜洛克作为基础,不断地通过表型组技术、基因组分子育种技术选育高肌内脂肪杜洛克(S2系)的历程,并说明了该品系在我国育种体系中的广阔应用前景。他首先指出,虽然我国杜长大三元商品猪生产模式已经十分成熟且高效,但是其肉质往往不能满足我国独特的饮食与烹饪文化需求,因此,从这一角度出发,且考虑到杜洛克作为终端父本本身具有极强的级联放大效应,以杜洛克作为培育对象,在保证其生产效率的同时提升其肉质,无疑是一条快速提升我国商品猪肉质的可行之路。接下来,他从自动喂料记录系统、B超、CT活体测定、屠宰测定等表型组分析角度系统阐明了S2系杜洛克猪的优良特点,其肌内脂肪含量群体均值在5.5%,最高值可以达到10%以上,并且肋骨数要比普通杜洛克多1~2对,而生长速度、饲料转化效率等性状并未落后普通杜洛克太多。同时,他也介绍了浙江大学团队在S2优良种质特性背后遗传机制解析方面所做出的相关成果,已经成功定位了与肉质、行为、胴体等性状相关的候选基因,为该品种更进一步地分子育种与保护奠定了基础。最后,他介绍了S2精液用于普通杜洛克群体遗传改良以及培育品种杂交合成等方面的成功案例,指出该品种在我国生猪生产中的巨大潜力。


京ICP备13017971号地址:北京市朝阳区麦子店街农业农村部北办公区20楼001室

北京华牧直通广告有限公司 版权所有 电话:010-59194345Email:zgzysyw@126,com