王嘉福

(貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)生物工程研究院，貴州 貴陽 550025)

動(dòng)物分子育種(Amimal Molecular Breeding)是依據(jù)分子遺傳學(xué)和數(shù)量遺傳學(xué)理論，利用DNA重組技術(shù)改良畜禽品種的新方法，內(nèi)容包括轉(zhuǎn)基因育種(Transgenic Breeding)和基因組育種(Genomic Breeding)等方面。近年來，隨著生物技術(shù)迅速發(fā)展，利用高通量測序、分子標(biāo)記等先進(jìn)的生物技術(shù)和信息技術(shù)手段，架起了種質(zhì)基因資源信息與高通量、大數(shù)據(jù)的橋梁，建立起常規(guī)育種與分子育種相結(jié)合的平臺(tái)，大幅度提高了育種效率，使育種工作實(shí)現(xiàn)了由“經(jīng)驗(yàn)”向“科學(xué)”的根本性轉(zhuǎn)變。

1 畜禽分子育種技術(shù)的背景、現(xiàn)狀、趨勢

人類對畜禽的表型進(jìn)行選擇以提高其生產(chǎn)性能是動(dòng)物育種的重要內(nèi)容。孟德爾對遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，開創(chuàng)了動(dòng)物育種學(xué)的新時(shí)代。20世紀(jì)20年代，英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家和遺傳學(xué)家費(fèi)希爾、美國遺傳學(xué)家賴特及英國生理學(xué)家和遺傳學(xué)家霍爾丹奠定了數(shù)量遺傳學(xué)的理論基礎(chǔ)，1937年美國學(xué)者拉什出版了《動(dòng)物育種方案》，初步奠定了現(xiàn)代動(dòng)物育種的理論基礎(chǔ)(魯紹雄和吳常信，2002)。1950年代以來，數(shù)量遺傳理論逐漸應(yīng)用到動(dòng)物育種實(shí)踐中，并逐步成為主要的育種手段。從數(shù)量遺傳學(xué)誕生以來，畜禽育種工作取得了巨大的進(jìn)展，畜牧生產(chǎn)水平也得到了極大的提高。然而進(jìn)入1980年代以來，由于畜禽經(jīng)歷了相對長期的選擇，遺傳改良的速度呈現(xiàn)了變慢的趨勢，急需尋求一種具有突破性的育種方法。正是在這一時(shí)期，分子生物學(xué)，尤其是基因工程技術(shù)飛速的發(fā)展，以分子數(shù)量遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)的分子育種也隨之產(chǎn)生，DNA分子標(biāo)記，即分子遺傳標(biāo)記技術(shù)的成熟，使得畜禽數(shù)量性狀圖譜越來越系統(tǒng)化和完善，一些數(shù)量性狀位點(diǎn)已被確定，發(fā)現(xiàn)和鑒定了一批經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)聯(lián)的DNA分子標(biāo)記和功能基因，從而為畜禽改良提供了新的有效手段(Goddard and Hayes，2009，Hayes and Goddard，2001)。其中最主要的是如何利用分子遺傳標(biāo)記對數(shù)量性狀基因型進(jìn)行輔助選擇，即標(biāo)記輔助選擇。分子標(biāo)記輔助育種通過尋找與重要性狀緊密連鎖的DNA分子標(biāo)記，從基因型水平上實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)性狀的直接選擇，從而加快育種進(jìn)程，提高育種效率，選育抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的品種(Lande and Thompson，1990，Kashi et al.，1990，Tyrisev? et al.，2011)。

標(biāo)記輔助選擇可提高畜禽育種效率。但是標(biāo)記信息所能帶來的額外準(zhǔn)確性主要取決于它能夠解釋的遺傳變異。畜禽遺傳改良的多數(shù)目標(biāo)性狀都是數(shù)量性狀，受多個(gè)基因控制，每個(gè)基因只能解釋很小比例的遺傳變異。因此，通過候選基因(candidate gene)、數(shù)量性狀基因座定位(quantitative trait locimapping，QTLmapping)和全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study，GWAS))(Do et al.，2013)等策略發(fā)現(xiàn)的基因或標(biāo)記也只能解釋較小比例的遺傳變異。顯然，以上策略均難以顯著提高育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性，這些都限制了標(biāo)記輔助選擇在畜禽育種中的應(yīng)用。

人類基因組測序的完成推動(dòng)了農(nóng)業(yè)動(dòng)物基因組研究工作，如美國的動(dòng)物基因定位計(jì)劃和國家動(dòng)物基因組研究計(jì)劃，中國華大基因“千種動(dòng)植物基因組計(jì)劃”等。動(dòng)物基因組測序的完成和高通量基因分型技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了高密度的SNP芯片，產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，極大促進(jìn)了數(shù)量遺傳學(xué)的發(fā)展。隨著大多數(shù)畜禽物種高密度全基因組SNP分型芯片的開發(fā)和成本降低，為了將高密度全基因組標(biāo)記信息更有效地用于遺傳改良，Meuwissen等(2001)首次提出了全基因組選擇(genomic selection，GS)方法，即全基因組范圍的標(biāo)記輔助選擇(Marker Assisted Selection，MAS)，指通過檢測覆蓋全基因組的分子標(biāo)記，利用基因組水平的遺傳信息對個(gè)體進(jìn)行遺傳評估，以期獲得更高的育種值估計(jì)準(zhǔn)確度。近年來，針對全基因組選擇的計(jì)算方法、影響因素、應(yīng)用策略和育種方案的研究大量涌現(xiàn)，二代測序技術(shù)的發(fā)展，全基因組選擇方法已經(jīng)成為世界畜禽遺傳育種領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)(張哲等，2011);同時(shí)，計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和分子數(shù)量遺傳學(xué)理論的進(jìn)步，也為大批量數(shù)據(jù)的運(yùn)算提供了技術(shù)支持。這兩者都促進(jìn)了全基因組選擇方法由理論變?yōu)閷?shí)踐，借助于全基因選擇方法在動(dòng)物育種中的應(yīng)用，目前在農(nóng)業(yè)上全基因組選擇已極大地促進(jìn)了動(dòng)物育種和生產(chǎn)的發(fā)展。

全基因組選擇具有其無可比擬的優(yōu)勢，全基因組選擇是在全基因組層面上分析目標(biāo)性狀表型的所有遺傳變異，能夠同時(shí)選擇多種經(jīng)濟(jì)性狀，從而達(dá)到多性狀選育的育種模式(Werf，2013)。全基因組選擇是動(dòng)、植物育種的國際新趨勢。目前，基因組選擇處于大規(guī)模的理論研究和小規(guī)模實(shí)踐應(yīng)用并行的階段。主要表現(xiàn)在，美國、加拿大、德國、荷蘭、丹麥、瑞士、澳大利亞等眾多國際前沿的研究機(jī)構(gòu)都在集中開展高通量的SNP芯片檢測技術(shù)和高效的統(tǒng)計(jì)分析方法的研究，技術(shù)更新迅速，統(tǒng)計(jì)模型也在不斷優(yōu)化，育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性在不斷提高。另一方面，由于這一研究將帶來育種上的重大進(jìn)展，具有重要的商業(yè)價(jià)值，國際上的大型育種公司已經(jīng)在部分商業(yè)品種中對全基因組選擇策略加以應(yīng)用，以期占得技術(shù)先機(jī)。國際上兩家著名的芯片服務(wù)公司Illumina和Affymetrix正是看到了SNP標(biāo)記檢測的廣闊前景，積極開發(fā)用于人、小鼠、果蠅等模式生物，以及經(jīng)濟(jì)作物和動(dòng)物的SNP檢測芯片，并已經(jīng)投入商業(yè)使用。而目前隨著雞牛豬羊等農(nóng)業(yè)動(dòng)物以及水產(chǎn)動(dòng)物基因組序列圖譜及SNP圖譜的完成或即將完成，提供了大量的分子標(biāo)記用于進(jìn)行基因組研究。一些科研機(jī)構(gòu)也在根據(jù)研究的需要，定制畜禽的SNP芯片。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，芯片的測序成本將會(huì)越來越低，密度將會(huì)越來越大，這都為基因組選擇提高了便利條件。

現(xiàn)代動(dòng)物育種方法已逐漸從分子標(biāo)記輔助選擇過渡到全基因組選擇育種。全基因組選擇方法的應(yīng)用成為了繼20世紀(jì)四五十年代的雜交育種技術(shù)和90年代的BLUP技術(shù)之后的新的精準(zhǔn)分子育種技術(shù)。

傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)的交融，正在從深度與廣度上推進(jìn)動(dòng)物育種科學(xué)的發(fā)展(Flint and Woolliams，2008，Tyrisev?et al.，2011)。根據(jù)美、英等畜牧發(fā)達(dá)國家政府和聯(lián)合國糧農(nóng)組織的預(yù)測，21世紀(jì)全球商品化生產(chǎn)的畜禽品種都將通過分子育種技術(shù)進(jìn)行選育，而品種對整個(gè)畜牧生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率亦將超過50%。對于瘦肉生長和肉質(zhì)這類復(fù)雜性狀，用傳統(tǒng)選擇方法進(jìn)行改良進(jìn)展十分有限，而且會(huì)出現(xiàn)此起彼伏的現(xiàn)象，分子育種將有望成為新的育種手段。國內(nèi)外大型的育種公司已經(jīng)使用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)開展豬、牛等動(dòng)物的遺傳改良，并加大研究投入和研究力度開發(fā)研制具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因并應(yīng)用于育種實(shí)踐，這已成為目前各國育種工作者研究重點(diǎn)(VanRaden and Sullivan，2010，Singh et al.，2014)。因此，應(yīng)用分子育種技術(shù)來改良動(dòng)物品種是21世紀(jì)品種改良的趨勢。

2 分子育種技術(shù)在動(dòng)物性狀改造方面的應(yīng)用

在動(dòng)物的遺傳育種中，標(biāo)記輔助選擇(MAS)的應(yīng)用可使遺傳進(jìn)展從15% 增加到30%，依據(jù)這種趨勢，MAS的總的遺傳進(jìn)展估計(jì)可達(dá)到44.7%～99.5%(Edwards and Page，1994)。模擬研究表明采用標(biāo)記輔助選擇比傳統(tǒng)指數(shù)選擇的理論相對效率可提高24倍(Bishop et al.，1995)。標(biāo)記輔助選擇由于充分利用了表型系譜和遺傳標(biāo)記的信息，與只利用表型和系譜信息的常規(guī)選種方法相比具有更大的信息量(魯紹雄和吳常信，2002)。目前MAS在動(dòng)物的選育中已得到廣泛應(yīng)用，由分子標(biāo)記定位的控制動(dòng)物重要經(jīng)濟(jì)性狀的主基因目前已檢測出了許多，1996年全球最大的豬育種集團(tuán)PIC公司利用DNA標(biāo)記技術(shù)清除其育種群中的氟烷敏感基因，使豬只死亡率由過去的4‰～6‰降至0，同時(shí)商品豬的肉質(zhì)也得到了明顯的改進(jìn);Hanset等(1995)已經(jīng)將大白豬的正常等位基因固定在皮特蘭豬中，并在3次回交后獲得氟烷陰性的皮特蘭品系。另一個(gè)成功例子是PIC公司在商業(yè)化瘦肉型豬繁育體系中導(dǎo)入中國梅山豬的高繁殖性能基因，將ESR基因型作為參數(shù)加入核心群母系選擇指數(shù)中，可以使產(chǎn)仔數(shù)的遺傳進(jìn)展提高了30%，這些核心群母豬的后代雜種母豬平均窩產(chǎn)仔數(shù)也有明顯增加(Rothschild and Plastow，1999)。國際上其他豬育種公司也在應(yīng)用DNA標(biāo)記技術(shù)改良肉質(zhì)性狀等方面做了大量工作，都取得了明顯的效果(Dekkers，2004a，2012b)。法國、新西蘭和德國等將一些信息(連鎖平衡標(biāo)記即LE標(biāo)記)用于畜禽育種中，發(fā)現(xiàn)了很多與肉質(zhì)生長和繁殖性狀有關(guān)的基因，如與肉質(zhì)性狀有關(guān)的激素敏感脂肪酶基因(HSL)、鈣蛋白酶抑制蛋白基因(CAST)、豬氟烷基因(HAL)、基因豬熱激蛋白 70.2 基因(HSP70.2)、組織蛋白酶基因(CTSF)、心臟脂肪酸結(jié)合蛋白基因(H-FABP)及脂肪細(xì)胞脂肪酸結(jié)合蛋白基因(A-FABP)，與生長性狀有關(guān)的生長激素基因(GH)類胰島素因子I(IGF-I)和Myostatin基因等，與繁殖性狀有關(guān)的雌激素受體基因(ESR)、促卵泡素B亞基基因(FSH-B)、促乳素受體基因(PRLR)、豬表皮生長因子(EGF)基因和在綿羊上發(fā)現(xiàn)的Booroola基因，綿羊的多胎基因(FecB基因)定位于第6號(hào)染色體上，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了一些與FecB基因相連鎖的分子遺傳標(biāo)記。牛的雙肌(DM)基因和雞的矮小(dw)基因也在育種和生產(chǎn)中得到應(yīng)用。對牛的初步研究發(fā)現(xiàn)FSHR基因5＇端B型等位基因可能對牛的產(chǎn)犢性能有提高作用。這些基因控制的性狀在我國當(dāng)前育種中尤為重要，利用標(biāo)記輔助選擇具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

Genus-PIC(Genus Pic Annual Report，2013，傅衍，2014)是最早開展標(biāo)記輔助育種的豬育種公司，在過去的二十年里，PIC研發(fā)及應(yīng)用的分子標(biāo)記在動(dòng)物育種公司中是最多的，遺傳標(biāo)記有關(guān)的專利有50多項(xiàng)，涉及的性狀有飼料利用率、疾病抵抗力、肉質(zhì)、生產(chǎn)性能和繁殖性能等，候選遺傳標(biāo)記數(shù)量突破15000個(gè)、常規(guī)應(yīng)用185個(gè)。近年來，PIC已從遺傳標(biāo)記、候選基因的發(fā)掘和應(yīng)用及標(biāo)記輔助選擇，過渡到了全基因組連鎖分析及基因組選擇。PIC最新應(yīng)用于育種實(shí)踐的研發(fā)成果是基因組評估中的“Imputation”技術(shù)(填充技術(shù))，通過 Genus建立的Imputation技術(shù)，可以將對豬的400個(gè)SNP分型填充至6萬個(gè)SNP，從而使高密度基因組評估的成本從100美元下降至15美元，這使得基因組選擇真正成為了可大量應(yīng)用于豬育種實(shí)踐的實(shí)用技術(shù)。Genus研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在從事的有潛在應(yīng)用前景的其它研究有:公畜生產(chǎn)單性別精液技術(shù)(非物理和化學(xué)方法)、通過生殖細(xì)胞轉(zhuǎn)移讓普通公豬生產(chǎn)超級(jí)公豬精液的技術(shù)、以及基因編輯技術(shù)等。

根據(jù)國際牛協(xié)(Interbull Centre Activity Report，2013/2014)統(tǒng)計(jì)，目前，在許多國家用基因分型的方法對奶牛的表型和家系進(jìn)行選擇。全世界超過50，000頭奶牛進(jìn)行了50，000個(gè)標(biāo)記的基因分型，奶牛的選擇育種已從遺傳學(xué)向全基因組選擇轉(zhuǎn)變。

在我國，前期的大量工作已為主要畜禽基因組選擇的實(shí)施鋪平了道路。如在我國的奶牛育種中，隨著近年來奶牛生產(chǎn)性能測定(DHI)體系的建立和完善，已積累了大量可靠的生產(chǎn)性能測定數(shù)據(jù)，這為估計(jì)SNP標(biāo)記效應(yīng)奠定了基礎(chǔ);另外在雞，豬的研究中，已檢測出大量針對我國特有品種的SNP標(biāo)記，為定制這些畜種SNP芯片提供了條件。同時(shí)在單倍型推斷和育種值估計(jì)方面，國內(nèi)已開展了大量相關(guān)研究工作，這些都為我國畜禽基因組的選擇的開展提供了不可多得資源優(yōu)勢和技術(shù)支持。在國際上，新西蘭已經(jīng)減少了后裔測定公牛數(shù)目，增加了基于基因組信息選擇種公牛數(shù)目。而且一旦參考群體被確定以后，低密度的基因分型能夠降低未來基因分型的費(fèi)用。獲得基因結(jié)果以后，母牛和年輕公牛有著比基于系譜信息估計(jì)的育種值更高的準(zhǔn)確性。2010年，Macciotta等(2010)借助50K芯片在美國安格斯牛上對屠宰性狀進(jìn)行基因組育種值估計(jì)，結(jié)果表明準(zhǔn)確性在0.50-0.65。Saatchi等(2012)在美國利木贊和西門塔爾肉牛上實(shí)施基因組選擇，他們的參考群體是由2239頭利木贊和2703西門塔爾牛，基因分型使用的是Illumina的50k芯片，分析了多個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)性狀，研究結(jié)果表明基因組育種值有較高的準(zhǔn)確性(Saatchi et al.，2012)。另外，美國等正在研究將全基因組選擇等新技術(shù)引入到奶牛育種體系中，降低后裔測定和種公牛選種在現(xiàn)有育種體系中的重要性，進(jìn)而消除雜交育種帶來的品種不純等負(fù)面影響，而合理利用雜交育種帶來的雜種優(yōu)勢。在豬的育種中，雜交是被廣泛使用的，這樣充分利用雜種優(yōu)勢和品種互補(bǔ)，使用雜種豬作為參考群體進(jìn)行基因組選擇來進(jìn)行選擇純種豬，這能夠允許進(jìn)行一個(gè)更有效的選擇。在家禽育種中，Wolc等(2011)在蛋雞上使用了基因組選擇，研究結(jié)果表明基因組選擇在蛋雞早晚期選擇中能夠顯著地提高準(zhǔn)確性。Gonzalez等(2009)在肉雞群體中實(shí)施基因組選擇，他們選用333只和61只后裔測定的公雞分別作為參考群體和驗(yàn)證群體，對肉雞的飼料轉(zhuǎn)化率進(jìn)行了研究。在水產(chǎn)動(dòng)物中，挪威大西洋鮭魚育種公司(Aqua Gen)聯(lián)合 Affymetrix公司，設(shè)計(jì)了包含 923，627 SNPs的高密度芯片，計(jì)劃開展大西洋鮭魚抗病和寄生蟲等經(jīng)濟(jì)性狀的分子育種研究?？偟膩碚f，目前基因組選擇在豬、羊、雞以及水產(chǎn)動(dòng)物中的研究報(bào)道還較少，應(yīng)用范圍不及奶牛廣泛。

3 分子育種技術(shù)在動(dòng)物種業(yè)領(lǐng)域的主要任務(wù)和發(fā)展重點(diǎn)

標(biāo)記輔助選擇由于充分利用了表型、系譜和遺傳標(biāo)記的信息，與只利用表型和系譜信息的常規(guī)選種方法相比，具有更大的信息量。同時(shí)由于標(biāo)記輔助選擇不易受環(huán)境的影響，且沒有性別、年齡的限制，因而允許進(jìn)行早期選種，可縮短世代間隔，提高選擇強(qiáng)度，從而提高選種的效率和準(zhǔn)確性，尤其是對于限性性狀、低遺傳力性狀及難以測量的性狀，其優(yōu)越性就更為明顯(Lande and Thompson，1990，Xie and Xu，1998)。從理論上而言，MAS改良數(shù)量性狀比常規(guī)表現(xiàn)型選擇有效的多，但實(shí)際育種中應(yīng)用并不理想，其原因是QTL定位與效應(yīng)的估算精確度不高，并且QTL與分子標(biāo)記的關(guān)聯(lián)性，因群體和世代不同而異。動(dòng)物多數(shù)經(jīng)濟(jì)性狀為復(fù)雜的數(shù)量性狀，發(fā)育過程中涉及到眾多的基因表達(dá)調(diào)控及其相互作用。分子標(biāo)記不是基因，其變異并不能完全解釋性狀的遺傳變異，此外基因型與環(huán)境互作也是重要影響因素。而目前的MAS方法大多基于簡單加性模型或單基因座雙基因座模型，還不能分析基因型與環(huán)境的互作和上位效應(yīng)以及性狀在不同時(shí)空表達(dá)的復(fù)雜遺傳現(xiàn)象。目前國內(nèi)外有大量關(guān)于動(dòng)物的一些重要經(jīng)濟(jì)性狀QTL作圖的報(bào)導(dǎo)，但尚沒有應(yīng)用QTL進(jìn)行輔助選擇的報(bào)導(dǎo)。為此開展能分析復(fù)雜數(shù)量性狀的遺傳模型，并探討其在育種實(shí)踐中應(yīng)用十分必要。

目前要做的是利用分子標(biāo)記圖譜發(fā)掘QTL資源，從整個(gè)基因組水平上進(jìn)行QTL定位，探索其效應(yīng)大小、作用方式等。發(fā)展基于QTL圖譜的標(biāo)記輔助選擇的新方法，逐步建立完善抗病抗逆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等重要性狀相關(guān)基因標(biāo)記的篩選及其輔助育種技術(shù)。隨著各國動(dòng)物基因組計(jì)劃的深入開展，許多影響畜禽重要經(jīng)濟(jì)性狀的QTL已經(jīng)或正在被成功定位，人們對標(biāo)記輔助選擇的研究也將不斷深入，標(biāo)記輔助選擇也必將在未來的動(dòng)物育種改良中發(fā)揮出更加重要的作用。

近10年來，動(dòng)物全基因組標(biāo)記輔助選擇策略是育種工作者們關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)，也被認(rèn)為是精準(zhǔn)估計(jì)育種值的最佳方案，雖然這一方案在試驗(yàn)及分析技術(shù)方面已經(jīng)比較成型，并且在奶牛、肉雞育種中得到了應(yīng)用，但實(shí)際上它的技術(shù)成熟度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足商業(yè)需求，面臨著在理論和實(shí)際應(yīng)用方面諸多難題。因此全基因組選擇技術(shù)在動(dòng)物種業(yè)領(lǐng)域的主要任務(wù)和發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)包括一下幾個(gè)方面:

①SNP檢測的成本是全基因組選擇大規(guī)模的在動(dòng)物種業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要限制條件，因此應(yīng)提高全基因組選擇檢測的效率，縮短檢測時(shí)間，革新SNP芯片制作技術(shù)，降低芯片制作技術(shù)成本，通過優(yōu)化檢測技術(shù)，提高芯片的利用效率，使得全基因組選擇能夠得到廣泛應(yīng)用。

②在數(shù)據(jù)挖掘方面，高密度SNP芯片同樣是育種學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)。主要集中于與如何對SNP進(jìn)行準(zhǔn)確的單倍型推斷，更多的利用標(biāo)記信息;以及如何估計(jì)單倍型及SNP的遺傳效應(yīng)，使之成為育種值準(zhǔn)確估計(jì)的依據(jù)?；蛐瓦x擇的核心思想是估計(jì)出覆蓋整個(gè)基因組的SNP的單倍型效應(yīng)，每個(gè)染色體區(qū)段上單倍型效應(yīng)的累加即個(gè)體的基因組估計(jì)育種值，因此單倍型效應(yīng)估計(jì)的準(zhǔn)確性顯得十分重要。當(dāng)前大部分基因組選擇理論方面的研究仍假定單倍型已知，而在實(shí)際應(yīng)用中，單倍型很難通過實(shí)驗(yàn)方法檢測到，更多是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行推斷。雖然已有正對家養(yǎng)動(dòng)物的單倍型推斷方法，但它們都存在局限性，因此建立針對主要畜禽不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單倍型推斷方法，提高單倍型效應(yīng)分析準(zhǔn)確性，構(gòu)建一套適合全基因組SNP標(biāo)記的單倍型推斷方法尤為必要。

③開展雞牛豬羊等農(nóng)業(yè)動(dòng)物以及魚類(鲆鰈魚類、鯉科魚類等)和貝類(牡蠣、扇貝等)參考群體的構(gòu)建、全基因組重測序、SNP標(biāo)記批量發(fā)掘和抗病等重要性狀相關(guān)分子標(biāo)記篩選、SNP標(biāo)記與重要性狀關(guān)聯(lián)分析及其遺傳效應(yīng)值評估、基于全基因組選擇的系譜信息分子矩陣及遺傳算法等技術(shù)研究，研制重要?jiǎng)游锘蚍中陀玫母呙芏热蚪MSNP芯片和育種用的低密度SNP芯片，建立動(dòng)物全基因組選擇育種技術(shù)。

④建立分子育種設(shè)計(jì)技術(shù)，構(gòu)建重要農(nóng)業(yè)動(dòng)物抗病、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)等重要性狀相關(guān)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建重要性狀關(guān)鍵基因功能驗(yàn)證及其互作網(wǎng)絡(luò)，以及重要經(jīng)濟(jì)性狀的G-P模型的建立，研究不同個(gè)體關(guān)鍵基因和優(yōu)良性狀聚合技術(shù)。

4 對策措施與政策建議

基因組選擇在動(dòng)物育種中有很大優(yōu)勢，能夠加快動(dòng)物遺傳育種進(jìn)展，它也向人們表明了在基因組時(shí)代，計(jì)算技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)在動(dòng)物遺傳改良中發(fā)揮著巨大的作用。可以預(yù)期隨著生物技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步，基因組選擇方法將會(huì)在動(dòng)物遺傳育種領(lǐng)域得到廣發(fā)應(yīng)用，且必將為動(dòng)物育種學(xué)研究帶來深遠(yuǎn)的影響。

全基因組SNP標(biāo)記輔助選擇策略正在成為現(xiàn)實(shí)，這一技術(shù)在奶牛和肉雞的商業(yè)育種中得到了應(yīng)用，當(dāng)前實(shí)施全基因組選擇技術(shù)進(jìn)行育種還存在一定的硬件限制，因?yàn)槟壳伴_展全基因組選擇技術(shù)成本依然很高，降低全基因組SNP芯片成本，革新SNP芯片制作技術(shù)，提高分析鑒定技術(shù)，建立簡單規(guī)范的操作體系，是首先應(yīng)解決的問題。同時(shí)全基因組選擇過程中需要對數(shù)萬個(gè)標(biāo)記的效應(yīng)進(jìn)行估計(jì)，其算法比較復(fù)雜，亟需建立簡單的單倍型的推斷方法和育種值估計(jì)方法，并且需要具有相關(guān)知識(shí)的研究人員和高性能的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器才能完成這種海量數(shù)據(jù)計(jì)算，因此，在實(shí)際育種中運(yùn)用全基因組選擇需要配套技術(shù)和完善設(shè)備。建議采取使用Tag SNP進(jìn)行選擇或使用中等密度的SNP圖譜進(jìn)行輔助選育，這樣可以相應(yīng)地降低分型檢測的成本，提高效率。隨著基因分型技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，可以逐漸地提高SNP位點(diǎn)的密度，提高精確度，為畜禽新品種的快速培育提供重要指導(dǎo)。

同時(shí)，如何優(yōu)化已有的全基因組技術(shù)平臺(tái)，建立完善的“群體設(shè)計(jì)——分子檢測——標(biāo)記效應(yīng)評估——精準(zhǔn)估計(jì)育種值——選種”的技術(shù)體系，為畜禽新品種的快速培育提供重要指導(dǎo)，仍然需要深入的探索和研究。

目前我國的畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)育種起步晚，技術(shù)水平不高，缺乏進(jìn)行全基因組選擇等前沿技術(shù)研發(fā)的技術(shù)力量和平臺(tái)條件。因此，全基因組選擇等育種前沿技術(shù)的研發(fā)應(yīng)該由國家級(jí)科研機(jī)構(gòu)或高等院校牽頭、聯(lián)合水產(chǎn)育種企業(yè)協(xié)同攻關(guān)來進(jìn)行，形成產(chǎn)學(xué)研一條龍的研究格局有利于充分發(fā)揮各方的優(yōu)勢、有利于前沿技術(shù)的及時(shí)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

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