肉牛遺傳育種與繁殖技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

張 楊，周振勇，張金山，李紅波，閆向民，李 娜，杜 瑋

（新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所，烏魯木齊 830000）

肉牛遺傳育種與繁殖技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

張 楊，周振勇，張金山，李紅波，閆向民，李 娜，杜 瑋

（新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所，烏魯木齊 830000）

通過介紹我國肉牛遺傳育種與繁殖技術(shù)方法，概述了數(shù)量遺傳學(xué)、育種值估計、常規(guī)育種、分子育種技術(shù)等在肉牛育種、生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對人工授精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)、性別控制技術(shù)、體外授精技術(shù)和克隆技術(shù)等繁殖技術(shù)在肉?？蒲信c生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以期為肉牛遺傳育種與繁殖技術(shù)研究及生產(chǎn)提供參考。

肉牛；遺傳育種；繁殖；胚胎

現(xiàn)代肉牛業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是牛肉生產(chǎn)的高效率、高效益、高產(chǎn)出和健康性。在過去的20年里中國牛肉產(chǎn)量增長速度很快，在世界牛肉總產(chǎn)量基本不變的基礎(chǔ)上中國的牛肉產(chǎn)量增長了約21倍，然而產(chǎn)肉量的增加并不代表中國的肉牛產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到相應(yīng)的發(fā)展水平［1］。肉牛產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)因子是品種，發(fā)展壯大需要科技做技術(shù)支撐。

近年來，隨著我國肉牛產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，肉牛遺傳育種與繁殖技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，為肉牛產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了強大的理論與技術(shù)支撐。

1 肉牛遺傳育種技術(shù)

1.1 育種值估計

育種值估計的方法主要有選擇指數(shù)法和BLUP法。

1.1.1 選擇指數(shù)法 選擇指數(shù)法是把所要選擇的各方面的性狀，按照遺傳特點和經(jīng)濟(jì)效果綜合成為一個指數(shù)，然后按指數(shù)高低進(jìn)行選留。選擇指數(shù)的構(gòu)建，是把多個性狀按照其育種和經(jīng)濟(jì)上的重要性差異進(jìn)行加權(quán)，差異一般用經(jīng)濟(jì)性狀加權(quán)值表示，得到一個綜合育種值。在中國西門塔爾牛的培育中，將家畜譜系、后裔測定、性能測定等結(jié)合成總性能指數(shù)并結(jié)合BLUP法對種公牛進(jìn)行選擇［2］。劉召乾［3］構(gòu)建了以線性評分、斷奶重、18月齡體重和18月齡眼肌面積為評定指標(biāo)的魯西黃牛綜合選擇指數(shù)，為魯西黃牛肉用新品系的早期選擇提供了參考方法。選擇指數(shù)作為一種常規(guī)育種技術(shù)在延邊黃牛肉用新品系、新疆褐牛肉用新品系的培育中得到了廣泛應(yīng)用，在常規(guī)育種中作為選種選配的重要依據(jù)［4］。西門塔爾牛的培育中將產(chǎn)奶量、乳脂率、外貌評分和體重加以經(jīng)濟(jì)權(quán)重構(gòu)建了西門塔爾牛的總性能指數(shù)（TPI）。

肉用指數(shù)（BPI）即平均成年活重（kg）與體高（cm）的比值，反映單位體高的產(chǎn)肉量，是劃分役用牛、兼用牛、肉用牛的量化指標(biāo)，作為肉牛品種選育的重要參考指標(biāo)已應(yīng)用于BMY牛等肉牛品種培育中［5］。

1.1.2 BLUP法 BLUP法是指最佳線性無偏預(yù)測，它吸收了綜合選擇指數(shù)方法的優(yōu)點，并且考慮了多種固定環(huán)境效應(yīng)、隨機環(huán)境效應(yīng)等，為不同環(huán)境條件下的種畜育種

值評定提供了可行的方法，現(xiàn)在多性狀BLUP法逐漸取代綜合指數(shù)法，成為多性狀選擇的常用方法，目前已成為世界各國家畜遺傳評定的規(guī)范方法。BLUP法是一種特殊的統(tǒng)計分析方法，要真正完全體現(xiàn)此方法的優(yōu)越性，必須以一定的育種措施（合理的選種選配、性能測定記錄系統(tǒng)、人工授精系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等多個育種工作組織）為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的計算設(shè)備為手段，以嚴(yán)密的育種組織作保證。它的推廣應(yīng)用需要兩個基本條件：一是良好的計算設(shè)備和計算軟件，二是充分掌握這一理論和方法的人員，這是由于動物模型的計算規(guī)模大、理論和方法比較復(fù)雜而又靈活等特點決定的。1994年北京奶牛中心和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，采用BLUP法育種技術(shù)對北京市奶牛群進(jìn)行遺傳評定，大大提高了優(yōu)秀種公牛和種母牛的選擇準(zhǔn)確性［2］。2012年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《〈全國肉牛遺傳改良計劃〉（2011—2025）實施方案》中明確國家評估中心采用BLUP方法進(jìn)行種牛遺傳評估，每年公布兩次評估結(jié)果。BLUP法作為肉牛種用價值的評定方法之一，在中國西門塔爾牛、秦川牛、南陽牛、三河牛、皮南牛、新疆褐牛、夏南牛等諸多品種中得到應(yīng)用。BLUP法極大地提高了選種的效率，但其要求育種工作有完整的生產(chǎn)性能記錄和系譜資料，肉牛的養(yǎng)殖主體仍是分散飼養(yǎng)，規(guī)?；壤?，缺少育種規(guī)劃，系譜信息缺失，BLUP法推廣范圍有一定局限，技術(shù)推廣工作緩慢。

1.1.3 遺傳參數(shù)估計 隨著數(shù)量遺傳學(xué)的發(fā)展與計算機的普及應(yīng)用，遺傳參數(shù)的估計主要通過程序化軟件包計算。我國在動物遺傳育種軟件方面開發(fā)能力較弱，至今還沒有開發(fā)出可供商業(yè)化運行的優(yōu)秀軟件包。近年來，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京科群公司等單位相繼開發(fā)過一些動物遺傳育種方面的軟件，軟件大多可以計算遺傳力、重復(fù)力、遺傳相關(guān)及應(yīng)用BLUP法計算育種值。同時，國內(nèi)科研院所和高校也相繼開展了遺傳育種軟件的開發(fā)和應(yīng)用。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)開展了奶牛生產(chǎn)性能遺傳評估軟件的設(shè)計與應(yīng)用?，F(xiàn)階段，肉牛的遺傳參數(shù)估計大多依托科研單位和大學(xué)開展，基本上處于小規(guī)模的研究階段，中國西門塔爾牛育種工作委員會對中國西門塔爾牛國家級種畜場和合作場采集西門塔爾牛育種信息建立數(shù)據(jù)庫，利用計算機程序進(jìn)行遺傳評估和聯(lián)合遺傳評估并建立了遺傳評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)中遺傳參數(shù)的估計采用約束極大似然法（REML）和貝葉斯估計方法，性狀育種值估計不但采用了動物模型BLUP方法，對于有測定日記錄的數(shù)據(jù)采用記錄日模型進(jìn)行估計，同時，該系統(tǒng)建立了主要經(jīng)濟(jì)性狀遺傳標(biāo)記信息庫，為分子育種的實施提供了信息。

應(yīng)用數(shù)量遺傳學(xué)理論與技術(shù)，我國科研工作者相繼開展了以下品種與經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳參數(shù)估計與遺傳評定研究。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)，中國西門塔爾牛的選育技術(shù)中采用了MT-DFREML分析了繁殖性狀［6］、生產(chǎn)性狀［7］、生產(chǎn)效率性狀［8］與線性體型性狀的遺傳參數(shù)，為系統(tǒng)選育工作奠定了基礎(chǔ)。同時，中國西門塔爾牛選育工作以數(shù)量遺傳為基礎(chǔ)，結(jié)合生物技術(shù)、計算機技術(shù)建立了育種綜合信息管理系統(tǒng)，為加速育種進(jìn)展的同時提供了計算機育種決策。周國利等［9］采用動物模型和DFREML，估測了魯西黃牛的初生重、6月齡體重、18月齡體重、體高、體長、尻長、胸圍和管圍等主要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳參數(shù)，確定了各性狀的遺傳力與遺傳相關(guān)。金海國等［10］采用動物模型和DFREML，開展了草原紅牛主要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳參數(shù)估計；劉建勇［11］利用動物模型分析法和DF-REML法研究估計了BMY肉牛的主要育種性狀的遺傳參數(shù)；楊敏［12］采用多性狀動物模型最佳線性無偏預(yù)測（BLUP）和應(yīng)用約束性最大似然法（REML）對皮南牛的31個性狀記錄進(jìn)行方差組分和遺傳力估計；白堃［13］應(yīng)用WOMBAT軟件的AIREML（average information restricted maximum likelihood）算法，利用單性狀動物模型和多性狀動物模型對三河牛分別進(jìn)行方差組分和遺傳參數(shù)估計。

1.2 常規(guī)育種技術(shù)

1.2.1 體型外貌評定與個體線性體型評定 體型外貌評定是體型外貌和外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行選種的表型選種法。通過一般外貌、前軀、中軀、后軀、泌乳系統(tǒng)、肢蹄等部位外形反應(yīng)動物體質(zhì)機能與健康狀況。我國的黃牛品種眾多，體型外貌各異，體型外貌評定作為育種工作的重要環(huán)節(jié)貫穿我國肉牛育種改良與繁育工作中。在肉牛經(jīng)濟(jì)雜交改良與生產(chǎn)中，體型外貌評定仍是最基本的選擇評定方法之一。我國五大黃牛品種、中國西門塔爾牛、新疆褐牛等品種均有相應(yīng)的品種標(biāo)準(zhǔn)。中國西門塔爾牛的培育中制定了外貌特征標(biāo)準(zhǔn)和個體線性體型評定方法，通過廣泛地應(yīng)用提高了選育效果并加速了該品種的培育進(jìn)程。西門塔爾牛國標(biāo)的外貌特征標(biāo)準(zhǔn)吸收了兼用牛種的共性特征，分品種特征、整體結(jié)構(gòu)、體軀容量和乳房系統(tǒng)，線性評分包括高度、強壯度、乳用性、后腿、尻角、胯寬、前乳房附著、后乳房高度、后乳房寬度、乳頭位置、乳房底部、乳房深度、乳房均衡度和乳房靜脈等14項。張楊等［4］將外貌評定與個體線性體型評定相結(jié)合作為新疆褐牛肉用新品系選育的重要育種技術(shù)手段。同時掌握和應(yīng)用該技術(shù)也是其他肉牛育種與生產(chǎn)工作的必要條件之一。

1.2.2 雜交育種 現(xiàn)階段，我國在專門化肉牛品種的培育和肉牛經(jīng)濟(jì)雜交生產(chǎn)中，大多以地方品種為母本、引進(jìn)品種為父本開展二元或三元雜交育種和生產(chǎn)。中國目前擁有3個專門化的肉牛品種，分別為夏南牛、延黃牛和遼

育白牛。2007年通過國家畜禽遺傳資源委員會審定的夏南牛，是以法國夏洛萊牛為父本，以中國地方良種南陽牛為母本，經(jīng)導(dǎo)入雜交、橫交固定和自群繁育3個階段的開放式育種培育而成，夏洛萊血統(tǒng)占37.5%；2008年通過審定的延黃牛是以延邊黃牛品種資源為遺傳基礎(chǔ)，通過導(dǎo)入四分之一利木贊牛血液培育而成；2010年初通過審定的遼育白牛則是以夏洛萊牛為父本，以遼寧本地黃牛為母本級進(jìn)雜交后，在第4代的雜交群體中選擇優(yōu)秀個體進(jìn)行橫交和有計劃選育，形成含夏洛萊牛血統(tǒng)93.75%、本地黃牛血統(tǒng)6.25%的肉牛新品種。與此同時，西北農(nóng)林科技大學(xué)等單位對秦川牛進(jìn)行了以提純復(fù)壯為主的本品種選育，并附之以適當(dāng)?shù)膶?dǎo)血雜交，培育出1個秦川牛肉用新品系，篩選了5個優(yōu)勢雜交組合。遼寧大連雪龍集團(tuán)主要用法國的利木贊牛和日本黑毛和牛對當(dāng)?shù)氐膹?fù)州牛進(jìn)行三元雜交，正在積極培育“雪龍黑?！薄：幽夏详柾ㄟ^引進(jìn)意大利皮埃蒙特牛雜交改良南陽牛，正在積極培育“皮南牛”。云南省草地動物科學(xué)研究院將引進(jìn)墨累灰牛和婆羅門牛作為父本，對當(dāng)?shù)卦颇宵S牛進(jìn)行雜交改良，并從數(shù)10種不同肉牛雜交組合中篩選出了最佳雜交組合，暫定名為“BMY?！?。2008年新疆畜牧科學(xué)院張楊等將引進(jìn)加拿大（加系）肉用瑞士褐牛的凍精作為父本，對伊犁河谷新疆褐牛進(jìn)行雜交改良，積極培育新疆褐牛肉用新品系。

1.2.3 生產(chǎn)性能測定 實施準(zhǔn)確、規(guī)范、系統(tǒng)的個體生產(chǎn)性能測定，獲得完整、可靠的生產(chǎn)性能記錄，以及與生產(chǎn)效率有關(guān)的繁殖、疾病、管理、環(huán)境等各項記錄，作為品種選育與改良的依據(jù)。性能測定是肉牛育種技術(shù)體系最基本的元素，當(dāng)前中國多數(shù)肉牛繁育場的記錄不完善，性能測定站在國內(nèi)尚未建立但已列入全國肉牛遺傳改良計劃，“十二五”期間國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系依托崗位專家和相關(guān)綜合試驗站，開展了中國西門塔爾牛、秦川牛、延邊黃牛、魯西黃牛、新疆褐牛、牦牛及地方黃牛的生產(chǎn)性能測定工作。為國家級和省級生產(chǎn)性能測定站的建立奠基了前期工作基礎(chǔ)。

近年來，隨著超聲波測定技術(shù)發(fā)展，牛活體背膘厚、眼肌面積B型超聲波測定法作為測定新技術(shù)運用于中國西門塔爾牛、新疆褐牛、秦川牛、魯西黃牛、BMY牛、延黃牛、夏南牛等良種牛選育，同時全國肉牛遺傳改良計劃（2011—2025）中明確要求國家肉牛核心育種場需采用超聲波技術(shù)測量背膘厚和眼肌面積，豐富和完善肉牛品種登記信息檔案。

1.2.4 系譜記錄 系譜記錄是保障育種工作的重要內(nèi)容，完整的系譜檔案記錄是選種選配工作的基礎(chǔ)。我國的肉牛群體較大，飼養(yǎng)較為分散，牛的市場流動性較大，系譜記錄檔案不全或丟失，品種選育與育種工作相對滯后。僅有少數(shù)國家級核心育種場建立了較為完整的系譜記錄檔案，隨著計算機技術(shù)的普及，系譜記錄在育種管理中將更加便捷與普及，現(xiàn)階段，肉牛規(guī)模養(yǎng)殖繁育場已逐步建立健全系譜記錄管理制度。

1.2.5 后裔測定 后裔測定是評價種公牛最精確的方法，我國目前運用較普遍的種公牛后裔測定是同期同齡比較法，根據(jù)被測公牛后代與對照公牛同期同齡后代的初生重、斷奶重和18月齡體重相比較，計算同期比較值。受多方因素影響，我國肉牛的后裔測定工作進(jìn)展緩慢，核心育種場、種牛場開展后裔測定的數(shù)量、規(guī)模、范圍較小，1984年西門塔爾育種委員會制定了《中國西門塔爾牛種公牛后裔測定規(guī)范》并開展育種場的實施。2012年農(nóng)業(yè)部《<全國肉牛遺傳改良計劃>（2011—2025）實施方案》中要求，每個育種場應(yīng)保證至少30%的育種群母牛參加后裔測定。計劃采用場內(nèi)測定、測定站相結(jié)合的方式組織適度規(guī)模的青年公牛后裔測定，有計劃地在核心育種場間開展遺傳交流與集中遺傳評估，提高種牛遺傳水平，促進(jìn)和推動牛群遺傳改良。

1.3 分子育種技術(shù)

分子育種主要是以分子標(biāo)記為基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇（marker-assisted selection，MAS），然后以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因育種。通過在分子水平上篩選與牛經(jīng)濟(jì)性狀密切關(guān)聯(lián)的基因位點，在此基礎(chǔ)上可對家畜直接進(jìn)行基因型選擇或標(biāo)記輔助選擇，性能不受性別、時間和環(huán)境等因素的影響，極大地提高了選種的效率。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期以后，我國逐漸開展了黃牛肉用性能的分子遺傳學(xué)研究。分子標(biāo)記的發(fā)展至今經(jīng)歷了幾個階段。

1）以雜交為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如RFLP等。

2）以PCR為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如微衛(wèi)星、PCR-SSCP等。

3）以測序為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如目前做的最多的SNP等。

中國黃牛（肉牛）分子育種的研究主要集中在肉用性狀。自從中國黃牛開展了分子遺傳學(xué)研究以來，研究的內(nèi)容已涉及到功能基因的編碼序列和非編碼序列。研究的功能基因已超過40個，這些基因主要包括與中國黃牛生長發(fā)育性狀、屠宰性狀、肉品質(zhì)性狀、繁殖性狀、抗病性狀相關(guān)的基因，非編碼基因包括微衛(wèi)星DNA序列和mtDNA的D-Loop序列［14］。研究的主要目的：一是揭示生產(chǎn)性狀的分子遺傳標(biāo)記，直接用于選種；二是揭示品種的分子群體遺傳學(xué)特征，闡明品種間的差異和遺傳關(guān)系，用于雜交效果的預(yù)測，遺傳資源的評價、保護(hù)和開發(fā)

利用。目前中國黃牛大部分品種或多或少都進(jìn)行過分子遺傳學(xué)方面的研究，但做的工作比較多的品種主要集中在中國幾個優(yōu)良黃牛品種上，包括秦川牛、南陽牛、魯西牛、晉南牛、延邊牛、郟縣紅牛和培育品種中國西門塔爾牛、草原紅牛以及引進(jìn)品種如利木贊牛、德國黃牛、紅安格斯牛的雜交系。

1.3.1 功能基因多態(tài)性與生產(chǎn)性狀關(guān)聯(lián)研究

1.3.1.1 生長發(fā)育相關(guān)基因的研究 中國肉牛生長發(fā)育的候選基因研究較多，涉及GH、GHRH、GHR、POU1F1、IGFBP-3、IGF-1、IGF-2、MEF2、TG、MC3R、MC4R、AGRP、NPY、POMC、CART、Ghrelin、Hcrtr1、Oreχin、HTR1B、HTR2A、CLPG等21個功能基因。研究主要集中在秦川牛、南陽牛、魯西牛、晉南牛和郟縣紅牛等重要地方黃牛品種上。劉磊等［15-16］研究新疆褐牛POU1F1基因第6外顯子HinfI多態(tài)性與新疆褐牛早期生長性狀的內(nèi)在聯(lián)系，不同基因型表型值差異顯著，為候選基因型標(biāo)記應(yīng)用于新疆褐牛選育提供了有力的證據(jù)。

1.3.1.2 屠宰性狀相關(guān)基因 關(guān)于屠宰性狀相關(guān)基因的研究相對較少。由于屠宰性狀的樣本資料獲得相對較難，對屠宰性狀遺傳標(biāo)記的研究受到一定的限制?，F(xiàn)共涉及IGFBP-3、DGAT1、DGAT2、MSTN、Myf-5、Myf-6、MyoD、MyoG基因等8個以上的功能基因。陳曉杰等［17］應(yīng)用 PCR-RFLP技 術(shù) 檢 測 GH-P3、CAST-UOG、CAPN1316、CTSB-AciⅠ以及CTSF-TaiⅠ位點的多態(tài)性，并與雪龍黑牛經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，為雪龍集團(tuán)培育生產(chǎn)“雪花牛肉”的專門化肉牛新品種提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1.3.1.3 肉品質(zhì)性狀相關(guān)基因 肉品質(zhì)相關(guān)基因研究涉及Leptin、CAST、CAPN1、CAPN4、UCP3、H-FABP基因等6個功能基因。2009年新疆畜牧科學(xué)院張楊等將與肉質(zhì)相關(guān)Leptin功能基因多態(tài)性與脂肪相關(guān)性進(jìn)行了研究，并運用于新疆褐牛肉用品系的早期育種工作中［18-19］。

1.3.1.4 繁殖性狀相關(guān)基因 在中國黃牛繁殖性狀的研究中，目前主要是針對牛的雙胎性狀開展了一些研究，涉及的品種有秦川牛、中國荷斯坦牛、魯西牛、晉南牛、南陽牛、延邊牛等。FSHR基因第一外顯子Taq I酶切位點出現(xiàn)多態(tài)，并與牛的繁殖性狀存在相關(guān)。魯西牛GDF9基因的3’UTR發(fā)現(xiàn)缺失突變，發(fā)現(xiàn)該多態(tài)位點與單、雙胎性狀之間基因型分布存在顯著差異，雙胎牛群體B等位基因頻率顯著大于單胎牛。

1.3.1.5 抗病性相關(guān)基因 關(guān)于抗病相關(guān)基因的研究主要集中在MHC基因家族，另外還有自然抗性相關(guān)巨噬細(xì)胞蛋白1基因（nramp1）、白細(xì)胞介素IL-8受體基因（cχcr1）、TOLL樣受體4基因（tlr4）、乳鐵蛋白基因（lf）和一些易感染病菌過程中的受體蛋白基因及一些突變的正常基因。在中國黃牛上相關(guān)的研究不是太多。

1.3.2 基因組選擇（genomic selection） 自基因組選擇的概念提出后，美國、英國、澳大利亞、荷蘭、以色列、加拿大等發(fā)達(dá)國家和國際各大育種公司相繼開展了基因組選擇的研究和實施。自2001年Meuwissen首先提出全基因組選擇方法后，全基因組選擇在動物育種中的應(yīng)用顯得越來越重要。全基因組選擇就是對全基因范圍內(nèi)所有的SNPs進(jìn)行檢測和估計，從而實現(xiàn)對所有SNPs的遺傳效應(yīng)進(jìn)行估計，進(jìn)而估計個體育種值?；诨蚪M標(biāo)記信息代替基于系譜信息來構(gòu)建親緣關(guān)系矩陣的方法具有更高的準(zhǔn)確性，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所已開展利用西門塔爾牛部分經(jīng)濟(jì)性狀全基因組選擇提高育種效率的研究［20］。

2 繁殖技術(shù)

動物繁殖技術(shù)是加強育種、擴(kuò)群、畜禽品種改良及保證畜牧業(yè)快速發(fā)展的重要手段，作為畜牧業(yè)及動物品種培育中一類重要的應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)和方法，動物繁殖技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。

目前肉用牛主要的繁殖技術(shù)有人工授精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)、性別控制技術(shù)、體外授精技術(shù)和克隆技術(shù)。

2.1 人工授精技術(shù)（artificial insemination，AI）

人工授精是肉牛良種繁育與經(jīng)濟(jì)雜交最常用的常規(guī)繁殖技術(shù)。上世紀(jì)40～60年代，人工授精技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已被廣泛應(yīng)用，各種家畜人工授精已相當(dāng)普遍。上世紀(jì)80年代初肉牛的冷凍精液人工授精技術(shù)在我國已逐步開展應(yīng)用，引進(jìn)優(yōu)良肉牛品種凍精改良當(dāng)?shù)仄贩N性狀的缺陷，大大提高了商品畜群的生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益，是一個較為簡單、經(jīng)濟(jì)和有效的方法，在中國西門塔爾牛選育過程中人工授精技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前，針對我國優(yōu)良肉牛品種的純繁和選育中種公牛數(shù)量相對較少，無法滿足通過自然交配大面積改良畜群的需求，人工授精技術(shù)在全國范圍內(nèi)得到不斷推廣和應(yīng)用。

2.2 動物胚胎移植技術(shù)（embryo transfer，ET）

動物胚胎移植是將供體雌性動物配種后形成的早期胚胎取出并移植到受體雌性動物體內(nèi)，使之發(fā)育成新個體的一種繁殖技術(shù)。該技術(shù)可更充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛力，促使優(yōu)秀母畜盡早地在短期內(nèi)獲得較多的后代，擴(kuò)大其在群體遺傳改良中的作用。對于那些繁殖力較低、世代間隔較長的畜種顯得尤為重要，通過超數(shù)排卵，結(jié)合胚胎移植技術(shù)，可獲得幾倍甚至幾十倍的后代。胚胎移植技術(shù)在我國起步較晚，20世紀(jì)70年代后期我國開始進(jìn)行牛胚胎移植的試驗工作，1978年中國科學(xué)院

遺傳研究所用手術(shù)法首次通過胚胎移植獲得成活的奶牛個體，直到上世紀(jì)90年代胚胎移植技術(shù)在奶牛等家畜生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。1991—2000年中國西門塔爾牛選育中，中國西門塔爾牛育種委員會在新疆、山西、黑龍江、吉林等地區(qū)進(jìn)行良種擴(kuò)繁移植胚胎1 900枚，獲得851頭胚移牛，移植成活率達(dá)45%。

1999 年至今，新疆畜牧科學(xué)院、新疆金牛生物股份有限公司、新疆天康畜牧生物技術(shù)股份有限公司等單位開展了牛胚胎移植的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用工作，相繼開展了荷斯坦牛、安格斯牛、西門塔爾牛、新疆褐牛、夏洛萊牛、海福特牛、比利時藍(lán)白花牛胚胎移植工作，大致應(yīng)用效果為凍胚移植率平均達(dá)45%，鮮胚移植率平均55%以上。目前，我國胚胎移植技術(shù)已經(jīng)在全國范圍內(nèi)得到大力推廣應(yīng)用。據(jù)初步統(tǒng)計，我國每年移植肉牛胚胎約20 000頭以上，推進(jìn)了我國肉牛良種純繁工作。

2.3 胚胎分割技術(shù)

胚胎分割是70年代末80年代初發(fā)展起來的一項人工制造同卵雙胎或多胎動物的生物工程新技術(shù)。竇忠英等［21］切割牛胚胎，移入黃牛受體，獲1頭半胚的牛犢。我國于1989年奶牛胚胎分割獲得成功。郭志勤等［22］獲得奶牛凍胚分割移植后產(chǎn)同卵雙犢與牛四分胚成功產(chǎn)犢，鮮半胚移植妊娠率達(dá)58.3%（7/12）。譚麗玲等［23］在獲得1對同卵孿生牛犢的基礎(chǔ)上，將牛胚一分為四，獲1/4胚的同胚雙犢。竇忠英等［24］獲得同胚3犢。

2.4 性別控制技術(shù)（sex control）

性別控制是通過對動物的正常生殖過程進(jìn)行人為干預(yù)，使成年雌性動物生產(chǎn)出人們期望的性別后代的一門技術(shù)。該技術(shù)最有效的方法是通過分離X、Y精子和鑒定早期胚胎的性別來控制后代的性別。流式細(xì)胞分離技術(shù)是目前唯一有效的精子分離手段，它的應(yīng)用大大提高了分離的準(zhǔn)確性。本世紀(jì)初，世界上掌握奶牛、肉牛性別控制冷凍精液生產(chǎn)技術(shù)的僅有美國、英國、日本、澳大利亞等7個畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家。2005年內(nèi)蒙古賽科星生物科技有限責(zé)任公司獲得美國方面的專利授權(quán)引進(jìn)兩套精子分離專用系統(tǒng)生產(chǎn)奶牛、肉牛性別控制冷凍精液。相關(guān)試驗結(jié)果表明，奶牛繁育的性別控制成功率在85%～90%；奶牛發(fā)情期的受精懷胎率在50%左右。當(dāng)前，上海奶牛中心、XY種畜（天津）有限公司、大連金弘基、天山畜牧生物股份有限公司等單位均生產(chǎn)和銷售控制凍精。近年來，國內(nèi)個別種公牛站通過購買精液性控分離機實現(xiàn)了性控凍精的批量化生產(chǎn)。

2.5 體外授精技術(shù)（in vitro fertilization，IVF）

體外授精是指動物的精子和卵子在體外人工控制的環(huán)境中完成授精過程的技術(shù)，為胚胎生產(chǎn)提供了廉價而高效的手段。牛IVF是動物繁殖生物技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了大量的研究，但存在一些關(guān)鍵技術(shù)尚不完善、總體生產(chǎn)效率不高的問題，嚴(yán)重制約了該技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.6 動物克隆技術(shù)（somatic cell nuclear transplantation）

動物克隆是指一種通過核移植過程來進(jìn)行無性繁殖的技術(shù)。利用體細(xì)胞克隆技術(shù)可以大量復(fù)制優(yōu)良家畜，擴(kuò)大優(yōu)良家畜數(shù)量，是選育遺傳性質(zhì)穩(wěn)定品種的理想手段和有效方法。2003年10月16日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所等單位與企業(yè)合作，通過體細(xì)胞克隆技術(shù)首次成功地獲得了我國第一批轉(zhuǎn)基因克隆牛。

3 小結(jié)

遺傳育種與繁殖技術(shù)是現(xiàn)代動物生產(chǎn)的基礎(chǔ)，隨著科技的發(fā)展，遺傳評估與育種技術(shù)將更加深入系統(tǒng)地融入到生產(chǎn)中，使育種目標(biāo)更加精準(zhǔn)，并大大改進(jìn)常規(guī)育種的缺點，再輔之以繁殖生物技術(shù)等高新技術(shù)在肉牛生產(chǎn)中的規(guī)?；瘧?yīng)用，我國肉牛品種的培育與優(yōu)良品種的數(shù)量、品質(zhì)將更多、更好。

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Application Status of Genetic and Breeding Technologies in Beef Cattle

ZhangYang，Zhou Zhen-yong，ZhangJin-shan，et al
（Institute ofRaise Livestock，XinjiangAcademyofAnimal Science，Urumqi 830000，China）

Through introducing the beef cattle genetic breeding and reproductive technologies and methods，the application status of quantitative genetics and breeding value estimation，conventional breeding and molecular breeding technologies in the field of beefcattle breeding and production were summarized，meanwhile the technologies of artificial insemination，embryo transfer，embryo segmentation，sex control and cloning，in vitro fertilization（ivf）in beef cattle were introduced.

beefcattle；genetic；breeding；embryo

S823.9+3

A

2095-3887（2014）01-0054-06

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.01.017

2013-11-01

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金（nycytx-38）；國家科技支撐計劃（2011BAD47B00）；自治區(qū)科技重大專項（201230116-10）

張楊（1962-），男，研究員，主要從事肉牛遺傳育種方面研究。