王獻(xiàn)偉

(河南省畜牧總站，河南 鄭州 450008)

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河南省動物種質(zhì)資源庫建設(shè)的必要性

王獻(xiàn)偉

(河南省畜牧總站，河南 鄭州 450008)

生物資源的保存、研究、利用及種質(zhì)創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為一個地區(qū)、一個國家戰(zhàn)略競爭力的重要組成部分。在河南建設(shè)動物種質(zhì)資源庫，打造國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的生物技術(shù)研究利用服務(wù)平臺，對于提高我省乃至國家動物種質(zhì)資源的保存、研究、創(chuàng)新能力，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

1打造中國畜禽種業(yè)高地的客觀需要

畜禽種業(yè)是畜牧產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，從根本上決定了畜牧產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略競爭力。我國畜禽種業(yè)競爭力低下，主要畜禽品種核心種源長期依賴進(jìn)口，處于“引種-利用-退化-再引種”的被動局面。據(jù)有關(guān)資料，我國高產(chǎn)奶牛種公?；究繃庖M(jìn)或引進(jìn)胚胎繁育；白羽肉雞祖代以上種源基本靠國外引進(jìn)；高產(chǎn)蛋雞2008年以前祖代以上種源絕大部分靠國外引進(jìn)，最高年份引進(jìn)近50萬套，現(xiàn)在仍占一半左右；原種豬平均每年引進(jìn)1.5萬頭左右。僅河南省2010年以來就進(jìn)口種豬7 414頭，種禽725 195套(含父母代)，種牛11 993頭，種羊3 248只，牛胚胎1 209枚，種兔1 500只。究其原因，根本還是在于我國的畜禽育種水平不高，畜禽種質(zhì)水平較低，與國外現(xiàn)代畜禽品種相比沒有競爭力。

利用生物工程技術(shù)改造傳統(tǒng)育種體系，可以給畜禽新品種培育帶來革命性的進(jìn)步，不僅能夠加快傳統(tǒng)育種進(jìn)程，而且可以有計劃地培育出有預(yù)期性狀的、自然選擇很難育成的特異性狀種群。發(fā)達(dá)國家在這方面已經(jīng)走在世界前列。超數(shù)排卵-胚胎移植技術(shù)(MOET)和試管牛技術(shù)相對人工授精等傳統(tǒng)繁殖技術(shù)，可以分別使良種母牛的繁育潛能放大到原來的20和30倍以上。據(jù)國際胚胎移植學(xué)會(International embryo transfer society，IETS)統(tǒng)計，2012年巴西、美國、日本和加拿大等國的胚胎年生產(chǎn)量分別達(dá)到了400 094，323 845，112 839和96 280枚，而我國因商業(yè)化應(yīng)用數(shù)據(jù)過少未能統(tǒng)計。體細(xì)胞克隆技術(shù)可以100%復(fù)制良種動物基因，是良種動物繁育的重要手段。據(jù)報道，美國高產(chǎn)奶牛前10名中前6名均是克隆牛，而我國克隆技術(shù)尚處在實驗研究階段，在育種實踐中還沒有投入商業(yè)化應(yīng)用。基因組選擇技術(shù)(Genomic selection，GS)，是通過檢測覆蓋全基因組的分子標(biāo)記，獲得遺傳信息，對個體進(jìn)行遺傳評估，可以獲得更高的育種值估計準(zhǔn)確度。全球最大的種豬育種公司Genus應(yīng)用基因組編輯技術(shù)于2015年獲得了完全抵抗藍(lán)耳病的豬，解決了20多年使用包括傳統(tǒng)育種等其他策略無法解決的棘手問題。世界著名豬育種公司Hypor自2010年以來，已經(jīng)開始嘗試在豬育種中應(yīng)用GS對繁殖性狀、肉質(zhì)性狀和抗病性狀進(jìn)行選擇。2012年該公司報道已為客戶提供用GS產(chǎn)生的種豬，進(jìn)一步鞏固了其在豬育種界的領(lǐng)先地位。我國目前該項技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)化研究階段。全基因組選育技術(shù)的出現(xiàn)，不僅使得種畜選育的準(zhǔn)確性得到提高，而且有望從根本上取代漫長的種畜測定或后裔測定工作，仔畜剛出生即可對其種用價值進(jìn)行評估，加上以性別控制、體外受精技術(shù)、活體采卵和體細(xì)胞克隆技術(shù)為代表的胚胎工程技術(shù)的利用，使得種畜繁育也實現(xiàn)了精準(zhǔn)調(diào)控。我國僅在奶牛育種上近兩年才開始使用該技術(shù)。

通過種質(zhì)資源庫技術(shù)平臺的建設(shè)，在保存、儲備畜禽種質(zhì)戰(zhàn)略資源的同時，研究、熟化一批胚胎工程、克隆、基因編輯、基因組選擇等現(xiàn)代生物育種技術(shù)并用于育種實踐。在進(jìn)一步做好以遺傳改良為核心的傳統(tǒng)畜禽育種基礎(chǔ)上，挖掘我國地方良種基因資源，合理利用外血，建立自主良種繁育技術(shù)體系，實施種質(zhì)資源創(chuàng)新，實現(xiàn)彎道超車。自主培育一批有中國特色的現(xiàn)代畜禽品種，并逐步走出國門，形成像“日本和?！焙汀绊n?！币粯拥拿褡寤瘒H品牌，加速河南乃至全國現(xiàn)代畜禽育種進(jìn)程，占領(lǐng)種業(yè)產(chǎn)業(yè)高地，對于增強我國種畜禽業(yè)在國際市場上的競爭力，推動河南打造全國乃至在世界上有影響的種業(yè)高地，具有十分重要的意義。

2保護(hù)、利用我國地方優(yōu)良畜禽遺傳資源

畜禽遺傳資源是生物多樣性的重要組成部分，也是生態(tài)系統(tǒng)的有機組成部分。畜禽遺傳資源保護(hù)是關(guān)系到養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及生物多樣性維護(hù)的重大問題。在人類生活中，畜禽以肉、奶、蛋、毛、皮等形式提供了人類30%～40%的物質(zhì)需求，這些都來源于40多個畜禽種類的約4 500個畜禽品種，它們是人類社會現(xiàn)在和未來不可缺少的重要資源。我國是世界畜禽遺傳資源大國，據(jù)農(nóng)業(yè)部全國畜禽遺傳資源調(diào)查，我國有畜禽品種、配套系901個，其中地方品種554個。這些地方品種普遍具有繁殖力高、肉質(zhì)鮮美、適應(yīng)性強、耐粗飼等優(yōu)良特性，有的還具有藥用、競技等價值，是培育新品種不可缺少的遺傳素材，是我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的寶貴資源。據(jù)有關(guān)材料，太湖豬是世界上產(chǎn)仔數(shù)最高的生豬品種，胎均產(chǎn)仔數(shù)達(dá)到15頭以上，遠(yuǎn)高于西方豬種的10頭左右水平。正是引入了太湖豬高產(chǎn)基因，才使得西方國家在生豬繁殖力選育方面獲得突破性進(jìn)展；北京鴨肉質(zhì)細(xì)嫩風(fēng)味獨特，且育肥性能優(yōu)良，現(xiàn)代肉鴨品種櫻桃谷鴨正是以其為主要育種素材培育成功的；我國小尾寒羊的胎均產(chǎn)仔數(shù)達(dá)2.7只以上，而世界絕大部分綿羊品種胎均產(chǎn)仔在2只以下，被譽為國寶級的畜禽品種；黃雞地方資源肉質(zhì)的優(yōu)異性能，使得我國肉雞產(chǎn)業(yè)抵抗住了西方快大白羽肉雞的沖擊，保住了半壁江山；藏豬是生長在世界上海撥最高的豬種，在西藏高原仍能夠為人類提供一定數(shù)量的肉品，為世界罕見。

長期以來，由于單純追求畜產(chǎn)品數(shù)量增長，普遍存在“重引進(jìn)、輕培育”的現(xiàn)象，對畜禽遺傳資源保護(hù)投入不足，設(shè)施與手段落后，造成品種混雜、資源流失嚴(yán)重，相當(dāng)一部分資源群體數(shù)量呈下降趨勢，多個畜禽品種處于瀕危或瀕臨滅絕狀態(tài)。全國豬、牛、羊品種中，77個品種種群銳減，51個品種處于瀕?；驗l臨滅絕狀態(tài)。北京鴨地方品種在我國現(xiàn)代鴨產(chǎn)業(yè)中已很少利用，而西方國家利用我國北京鴨作為主要育種素材培育的櫻桃谷鴨，已經(jīng)成為我國引入的主要肉鴨產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代品種。我省現(xiàn)有的30個地方畜禽品種資源中，有20個品種產(chǎn)區(qū)面積萎縮、種群數(shù)量減少，其中長垣驢、淮南豬、正陽三黃雞等7個品種有瀕危傾向。品種的滅絕意味著國家戰(zhàn)略種質(zhì)資源的永久喪失，因此迫切需要對這些地方優(yōu)良畜禽資源，尤其是瀕危種質(zhì)資源進(jìn)行保護(hù)。

在河南建設(shè)動物種質(zhì)資源庫，對河南乃至全國的地方優(yōu)良畜禽品種資源進(jìn)行全面的收集保存，對引進(jìn)品種的特別優(yōu)秀個體種質(zhì)基因資源進(jìn)行收集保存，尤其是對具有瀕危性、特異性地方品種的精子、卵子、胚胎、血液(DNA)等進(jìn)行超低溫冷凍保存。盡管目前還不能完全替代活體保種，但作為一種重要的補充形式，仍可以起到較長時間保存大量遺傳資源的效果，免除畜禽對外界環(huán)境條件的適應(yīng)性改變。在保存的基礎(chǔ)上，建立高效的生物信息處理、儲存和管理系統(tǒng)，以及生物組學(xué)研究和種質(zhì)創(chuàng)新平臺，對于這些優(yōu)良遺傳資源作用的發(fā)揮，對于保護(hù)、利用地方品種資源意義重大，勢在必行。

3促進(jìn)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展

隨著人口老齡化和人們健康意識的提高，生物醫(yī)藥市場需求不斷增長。近年來，我國心腦血管疾病、糖尿病等慢性疾病發(fā)病率大幅上升。以糖尿病為例，2012年糖尿病患者數(shù)量約為9 200萬，預(yù)計到2030年還將增加4 000萬。據(jù)艾美仕(IMS)預(yù)測，2020年，我國生物醫(yī)藥市場將成為僅次于美國的全球第二大生物醫(yī)藥市場。中國醫(yī)藥商業(yè)協(xié)會預(yù)測，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)未來有望形成6 000億～8 000億元的大市場。

醫(yī)藥新藥的效果及毒副作用在人體臨床試驗之前必須進(jìn)行非臨床動物實驗，這是由人類的基本社會倫理道德決定的。這就要求我們必須為新醫(yī)藥的研發(fā)建立動物人類疾病模型，繁育有相應(yīng)遺傳疾病種群，供藥物實驗研究。從一定意義上講，動物人類疾病模型的研究水平，從基礎(chǔ)上決定著生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展研究水平。在動物人類疾病模型研究上，由于小型豬和人在生理解剖、營養(yǎng)代謝、生化指標(biāo)等特征上有較大的相似性，尤其是心血管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與人更為相似，所以是研究人類疾病防治的理想實驗動物。它可克服靈長類動物異種帶來的倫理、烈性病毒傳染病等問題，是非人靈長類動物、小鼠和大鼠等實驗動物的良好替代品，更是近年來世界各國爭相開發(fā)的熱點。早在20世紀(jì)40年代，美國就開始了小型豬的培育開發(fā)研究。至80年代，美國、德國、日本等國家先后培育的小型豬品系，主要有美國小型豬品系(包括Minnesota Hormel小型豬、Pitman—Moor小型豬、Essex小型豬、Hanford小型豬、Yucatan小型豬、Nebraska小型豬)、日本小型豬品系(包括Oh mini Buda小型豬、Clawn mini小型豬)、德國Gottingen小型豬等，并陸續(xù)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究。美國愛荷華州的Exemplar genetics公司，已經(jīng)累計培育了15個人類疾病模型小型豬種群，并通過了國際“AAALAC”標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，積極進(jìn)行市場化推廣。

我國是養(yǎng)豬大國，具有培育小型豬得天獨厚的資源及條件，已陸續(xù)培育了版納微型豬近交系、五指山小型豬近交系、廣西巴馬小型豬和貴州小型豬等實驗動物種群。但受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，商業(yè)化利用率較低。同時，缺乏國家級的小型豬實驗動物中心，小型豬疾病模型得不到有效開發(fā)，阻礙了生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在河南建設(shè)動物人類疾病模型研發(fā)中心和動物人類疾病模型小型豬繁育基地，對于加快重大疾病相關(guān)機理研究，推動新藥研發(fā)進(jìn)程，攻克人類心血管疾病、免疫疾病、腫瘤疾病等重大難題，對于促進(jìn)河南生物醫(yī)藥這個大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，打造新的經(jīng)濟(jì)增長極，把河南建設(shè)成為中國一流、有世界影響的生物醫(yī)藥研發(fā)基地意義重大。

4培育河南生物技術(shù)人才隊伍

生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，發(fā)展?jié)摿薮螅枰獢?shù)量眾多、層次各異的人才支撐。在河南建設(shè)動物種質(zhì)資源庫，瞄準(zhǔn)基因科學(xué)前沿，聚焦國家戰(zhàn)略，以突破分子育種技術(shù)與人類重大疾病研究為重點，依托保有的豐富生物遺傳資源，以及海量的生物信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建國際先進(jìn)的公益性基因組研究平臺，必將吸引、匯集一大批全國乃至世界生物領(lǐng)域科學(xué)家進(jìn)駐。同時通過平臺的運轉(zhuǎn)和帶動，培養(yǎng)一大批各種類型、各種層次生物技術(shù)實用人才，形成創(chuàng)新團(tuán)隊，成為中國現(xiàn)代生物技術(shù)研究的硅谷。

收稿日期：2016-03-25

作者簡介：王獻(xiàn)偉(1985-)，男，碩士，畜牧師，研究方向為動物遺傳育種與繁殖。 E-mail：wangxianwei2008@126.com

中圖分類號：814

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1005-2739(2016)04-0062-03