作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/11 19:21:45
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43年育种长跑:打破肉牛核心种源进口依赖

 

草原上放牧的华西牛群体。中国农科院牧医所供图

品种是发展高效、优质、安全的现代肉牛产业的基础。但受制于优秀种牛短缺,我国肉牛主导品种的核心种源70%依赖进口。

8月9日,华西牛肉牛新品种发布会在云南昆明举行。记者获悉,2021年底,由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所(以下简称牧医所)主导培育的华西牛获得了国家畜禽新品种证书,成为我国具有完全自主知识产权的专门化肉牛新品种。华西牛体型外貌一致、生产性能突出、遗传性能稳定,其日增重、屠宰率、净肉率均达到国际先进水平。

历经43年育种长跑,几代专家接力,华西牛为打破我国肉牛核心种源严重依赖进口局面奠定了基础,将提升我国肉牛种业的国际竞争力。

 

乌拉盖草原孕育的“新星”

上世纪80年代,我国肉牛生产水平低、良种覆盖面小、主导品种种源严重依赖进口。“虽然我国牛品种资源丰富,存栏量大,但产肉性能偏低,远远未能发挥出我国肉牛品种和数量的优势。”牧医所研究员李俊雅告诉《中国科学报》。

其主要原因是我国肉牛产业形成较晚,一直到上世纪80年代末才开始萌芽。而我国本土黄牛长期的役用性能选择,导致肉用性能一直受到忽视,产肉性能偏低。新中国成立后,自主培育品种多为乳用或乳肉兼用类型,虽然推动了我国牛肉产量提升,但其生产效率与大型的专门化肉牛品种相比,仍有较大差距。

“在华西牛之前,我国已培育了几个专门化肉牛品种,但区域特征明显,不足以解决整个产业的供种问题。”李俊雅说。

牛具有世代间隔长、繁殖效率低的特点。同时,我国肉牛生产模式复杂,育种数据收集难度大,这些都导致了牛育种遗传进展缓慢。

这也是华西牛花费了43年时间才育种成功的原因。

乌拉盖地处内蒙古锡林郭勒盟乌珠穆沁大草原,可利用牧场658万亩。历史上有扎格斯太牛(鱼泡子黑牛)、满都宝力格牛(满泉子狸牛)等地方牛种。华西牛就“诞生”在这里。

“华西牛群体的选育工作最早可追溯到1978年”,内蒙古自治区农牧厅总农艺师刘永明说。

1978年,在内蒙古原科委项目支持下,利用当地蒙古牛和部分三河牛作母本,以乳肉兼用西门塔尔牛(来自德国和奥地利)、利木赞牛、夏洛来牛、短角牛、三河牛作父本,开展杂交组合筛选,旨在培育适于高寒牧区草原放牧饲养的大型肉乳兼用型“乌拉盖肉牛新品种”。

1993年,在乌拉盖当地畜牧主管部门的主导下,开始引入北美肉用西门塔尔牛冻精改良牛群,从而提高肉用性能。种群发展目标由原来的乳肉兼用调整为肉用方向。

到2002年,经过两个世代改良,乌拉盖牛群整体肉用性能稳步提升,群体体质结实,肉乳生产性能高,性成熟早,适应性强,耐粗饲、耐寒冷,是理想的肉牛新品种培育群体。

与此同时,为了解决肉牛新品种缺乏的难题,李俊雅研究员接过前辈育种科学家的接力棒,带领团队针对我国东北、云南、湖北、山西和新疆等养牛大省市区进行了调查。

当他们深入乌拉盖草原,经过25年改良的乌拉盖牛群进入了他们的视线。他们综合考虑到母牛存栏头数、改良记录情况及工作配合积极性等多方因素,最终确定内蒙古乌拉盖地区为“肉用西门塔尔牛”(2018年更名为华西牛)新品种培育基地。

通过进一步研究、试验,李俊雅团队将“三高两广”——高屠宰率、高净肉率、高生长速度、适应性广、分布广——作为肉牛新品种的育种目标,立下了“破垄断局面,兴民族品牌,丰百姓餐桌”的理想。

 

育种核心技术从“跟跑”到“并跑”

“最开始的时候,他们是来向我们学的,”一位60多岁的老牧民想起20年前研究团队初来的情形后说,“学怎么选牛、养牛。后来,又反过来教我们怎么选牛、养牛。”在乌拉盖基地的20年间,李俊雅及其团队是乌拉盖牧民的朋友、学生,也是老师。他们在这里破解了一个又一个难题。

首先,为了加快肉牛育种遗传进展,他们建立了我国第一个华西牛基因组选择参考群,率先将基因组选择技术应用到肉牛育种工作实践中。

研究团队在了解了乌拉盖的环境后,就从当地牧户生产问题实际出发,从表型测定和系谱记录等基础工作入手,逐步应用分子育种等先进的育种手段,专攻肉牛生长速度慢、繁殖效率低、表型数据收集难度大、世代间隔长等一系列育种薄弱环节,最终大幅提升了育种效率,实现了肉牛育种核心技术的“跟跑”到“并跑”。

从2007年参考群组建至今,团队测定了生长发育、育肥、屠宰、胴体、肉质、繁殖等共6类87个重要经济性状。目前参考群体规模已达3920头,创建了肉牛全基因组选择分子育种技术体系,达到了国际先进水平,引领了我国肉牛育种方向。

考虑到对重要经济性状进行遗传评估的770K高密度基因芯片全部国外进口且成本较高,该团队针对华西牛选育方向和育种目标,自主研发了一款专门化110K全基因组育种芯片,具有功能相关性、有效性、全面性和性价比高等优点,既降低了基因分型费用,扩大了基因组技术的应用范围,又兼顾了主要经济性状基因组育种值评估准确度不低于60%的要求。

从上至下依次为华西牛公牛、母牛、犊牛。中国农科院牧医所供图

育种初步成功后,李俊雅团队又迎来了推广难题。华西牛的育种群规模较小,严重制约了育种效率和育种进展。

“在大动物育种上,组织机制是关键,我们创新性地开展肉牛联合育种工作。”李俊雅说。

从2003年起,团队与合作意愿强、群体稳定、育种基础好的15户养殖户建立了合作。2018年,成立了有22户成员的乌拉盖管理区博昊良种肉牛繁育专业合作社(含2家企业),负责华西牛基础母牛群和核心牛群的管理,落实选配计划,协助牵头单位完成核心群选择和性能测定等具体工作。

到2022年,全国华西牛核心场户达41家,联合育种企业总数达60余家,主要集中在内蒙古自治区的锡林郭勒盟、兴安盟、通辽、赤峰,以及河南、湖北、吉林、云南、新疆等省(自治区)。 华西牛育种团队不断将先进育种经验推广至全国,形成了“全国一盘棋”的联合育种模式。

同时,为做好华西牛后裔测定工作,探索具有中国特色的肉牛自主育种体系。2015年成立了我国首个肉用牛联合后裔测定联盟,开创了我国肉用种公牛联合后裔测定先河。

2018年,牧医所指导组织24家育种单位,成立了肉用西门塔尔牛育种联合会(北京联育肉牛育种科技有限公司),围绕肉牛品种登记、生产性能测定、联合后裔测定、分子育种技术和遗传评估等工作,建立了肉牛生产性能测定平台、肉牛育种大数据平台、分子育种技术研究平台、遗传评估平台和优质种牛推介平台,切实服务全国肉牛育种工作。

华西牛的培育过程中,在李俊雅研究团队的带动下,逐步形成了以牧医所和国家肉牛遗传评估中心为研发中心,全国种公牛站、育种核心场、扩繁场积极参与的华西牛联合育种体系,实现了研企紧密结合,种牛遗传评估和遗传交换等成果能够及时转化应用的发展新格局。在联合育种的推动下,逐渐健全完善了“繁育场+养殖场(企业)+规模养殖户”一体化、高效繁育的育种体系。

李俊雅说,华西牛具有生长速度快,屠宰率、净肉率高,繁殖性能好,抗逆性强,适应面广,经济效益高等特点,既适应我国牧区、农区以及北方农牧交错带,也适应南方草山草坡地区。在寒冷和高温高湿等环境下,都能表现出良好的生长发育性能。

 

动物育种如逆水行舟

“我从2004年开始对牛群建了详细的系谱档案和生产性能测定记录。这几年种牛推广到全国各地,去年平均每头牛出售价格达到2万多元,纯收入100多万元。”乌拉盖华西牛核心群养殖户王金强说。

内蒙古自治区农牧业技术推广中心研究员包呼格吉乐图告诉《中国科学报》,随着华西牛新品种的持续选育和推广,牧民的牛群数量和质量显著提高,养殖效益提升明显。

特别是2018和2019年,连续两年在乌拉盖举办“全国种牛拍卖会”,育种户参拍种牛认可度好,累计拍卖种公牛119头,总拍卖额达1109.7万元,单头拍卖价格最高达到24万元。养殖户参与华西牛育种合作社积极性空前高涨。

“这对乌拉盖地区优质肉牛业的发展起到重大推进作用。华西牛品种培育将乌拉盖乃至全盟的肉牛产业带到了一个历史最高点。” 包呼格吉乐图说,通过品牌建设,增强了国内肉牛繁育企业、育种合作社和农牧民参与肉牛育种的积极性,推动了优质肉牛业的发展进程。

华西牛推广期间,改良后母牛繁殖成活率平均提升了约1.5个百分点,犊牛死亡率平均下降约1个百分点,仅此一项累计新增活牛头数约4.57余万头,新增产值约4.57亿元。

经华西牛改良后的蒙古牛育肥犊牛出栏重平均提升34公斤,平均每头牛可增收1100元左右,生产效益共计提升约27.5亿元。

在中试推广期,同月龄华西牛较西门塔尔牛要多售出600-800元,品牌溢价累计新增产值约20亿元。中试推广表明,2016至2019年华西牛推广期间,累计新增收益52.07亿元,增产增效明显。

目前,华西牛已开始第5世代的选育工作。

然而,“动物育种如逆水行舟,永远在路上。华西牛新品种的育成只是我国肉牛种业振兴过程中的一个逗号。”牧医所副所长周正奎说,后续他们将进一步选育提升华西牛生产性能,完善育种技术体系及相关标准;建设华西牛种公牛站和国家级核心育种场;开展国际联合遗传评估;进一步与市场对接,完善华西牛自主商业育种机制。

预计到2025年,每年提供进站采精公牛400头左右,自主供种率提升到70%。到2027年,年提供优秀种公牛将达到500头以上,自主供种率将达到80%,实现核心种源自主可控。

随着对华西牛的持续选育,其生产性能将进一步提高,为我国肉牛主导品种核心种源国产化提供重要保障,满足肉牛种业内循环需求。同时,在市场商业育种模式的不断推动下,最终形成育种者自发联合育种、科研单位做技术支撑的实体化“产学研企”深度融合高效育种模式。

“我们培育华西牛,就是为了解决主要肉牛品种的供种问题。”李俊雅说,按照当前遗传进展推算,华西牛再经过5~10年选育提升,其生长速度、产肉性能和屠宰性能等主要肉用指标将超过美国、澳洲等发达国家优秀肉用西门塔尔牛群体。华西牛优秀个体冻精将具备对外出口、直接参与国际市场竞争的能力。

 
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