天津市荷斯坦奶牛種公牛培育體系建設研究初探

文∕劉自增 趙慶彬 何 茹 郭 爽

（1天津市奶牛發(fā)展中心；2天津市奶業(yè)發(fā)展服務中心）

當前國內外奶牛育種工作發(fā)展迅速，特別是全基因組檢測技術的應用，大大縮短了種公牛的選育時間，提高了青年公牛選育的準確性，也為在育種核心群的基礎上大范圍、高強度地選育提供了可能。但我國奶牛育種事業(yè)起步較晚，至今有效的種公牛自主培育體系尚未完全建立，育種水平較國外奶業(yè)發(fā)達國家尚有很大差距，頂級種公牛數(shù)量較少。鑒于此，天津市奶牛發(fā)展中心（下稱“中心”）制定了引進和自主培育并行的種公牛培育方案。其中引進，即利用進口胚胎的便利形式，通過胚胎移植獲取國際頂級公牛。自主培育，即為利用高水平奶牛育種核心群，在傳統(tǒng)DHI測定、線性鑒定和品種登記工作的基礎上，利用全基因選擇等育種技術和傳統(tǒng)育種技術相結合，縮短了公牛培育時間，提高了后備公牛選育準確性和遺傳品質，對合理組建和利用育種核心群等進行探索研究，以期建立成熟、高效、適合中國國情的優(yōu)秀種公牛自主培育體系。

1 種公牛培育方案

1.1 進口胚胎生產(chǎn)國際頂級公牛

2006～2013年，中心引進了美國、加拿大等奶業(yè)發(fā)達國家的優(yōu)質胚胎580 余枚，2011年起，中心為滿足種公牛選育的需要，嘗試利用美國和加拿大優(yōu)質母牛和頂級種公牛，采用自主選配的方式來生產(chǎn)胚胎。2014年起，中心計劃每年繼續(xù)引進胚胎至少150 枚。

1.1.1 國外公牛選用標準

美國公?？傮w生產(chǎn)性能指數(shù)（TPI）、加拿大公牛終生效益指數(shù)（LPI）分別排名各自國家前25 名或國際公牛組織排名前 50 位（選配方案制定時的當月最新數(shù)據(jù)），外貌鑒定評級為特級。

1.1.2 國外供體母牛選用標準

1 胎305 天產(chǎn)奶量≥16 000 kg，乳脂率≥3.8%，乳蛋白率≥3.2%，LPI、TPI排名各自國家前10 位，外貌鑒定成績85 分以上。

所有公母牛都必須在各自國家奶牛品種協(xié)會登記注冊，有詳細完整的系譜資料，并且不攜帶結核病、副結核病、布病、口蹄疫、藍舌病、黏膜病等傳染病及其致病菌；無脊椎畸形綜合癥（CVM）、妊娠延期癥、凝血因子XI缺陷癥、粉紅牙癥（PT）、牛白細胞黏附缺陷癥（BLAD）等隱性致病基因。

1.1.3 胚胎定制

選配用的種質公母牛由美國CRI、中國遺傳資源進口代理公司皕格林和加拿大太平洋遺傳育種有限公司等按照中心國外公母牛選用標準提供。并且，為更好引進國外頂級遺傳資源，加速提高中心公牛遺傳品質，公司還選用了基因組檢測育種值GTPI（美國）、GLPI（加拿大）排名前10位的青年公牛（可靠性≥75%），但由該部分公牛選配生產(chǎn)的胚胎數(shù)量控制在15%以內。

選配方法：采用平衡育種的理念，在充分了解公母牛生產(chǎn)性狀、外貌性狀、功能性狀等遺傳相關性狀的基礎上，詳細研究母牛各性狀的數(shù)據(jù)資料和系譜信息（參考公母牛的全同胞、半同胞信息），在兼顧奶牛長壽性和健康性狀的同時，突出胚胎高產(chǎn)奶量、高乳脂率和高蛋白率的遺傳品質。在選配時，組合的近交系數(shù)控制在6.25%以內（極高品質公母牛允許適度近交），組合選定后，根據(jù)胚胎父親和外祖父的乳脂率、乳蛋白率、體型、乳房、肢蹄、畜群壽命、女兒繁殖力和體細胞數(shù)等16 個分項育種值計算胚胎組合的總性能系譜指數(shù)（TPPI）值，要求胚胎TPPI值≥2 500。

1.1.4 胚胎引進

2011年前，中心引進的胚胎多為國際奶牛育種公司生產(chǎn)的頂級胚胎。2011年起，中心引進的胚胎以自主定制的胚胎為主。

（1）引進標準

所有胚胎必須是來自供體內7～8 日齡的一級緊縮桑葚胚、桑椹胚、囊胚或擴張囊胚，解凍后胚胎的可使用率不低于95%；胚胎必須由中國出入境檢驗檢疫總局認可的胚胎移植中心所生產(chǎn)，并具備各自國家農(nóng)業(yè)部門出具的《出口檢疫許可》證書；必須提供胚胎系譜證明、沖胚記錄、冷凍及解凍方法。

（2）引進時間

每年胚胎分2 批引進，春季5月以前，秋季9月以前必須到貨，以保證胚胎移植的順利進行。

（3）受體母牛

選擇天津嘉立荷牧業(yè)有限公司5 000 頭標準化示范牛場為胚胎移植場，受體母牛要求在15～20 月齡，情期正常，健康無疫病和繁殖疾病，且營養(yǎng)狀況良好。選定的受體母牛數(shù)量與待移植胚胎的數(shù)量比例為2︰1。

1.2 自主培育

建立高水平開放式育種核心群是實現(xiàn)種公牛自主培育能力的重要條件，DHI測定、良種登記和線性鑒定是建立育種核心群的基礎。開放式育種核心群以天津嘉立荷牧業(yè)有限公司2.5 萬頭高產(chǎn)母牛為基礎群，青年母牛和成年母牛的比例為7︰3，規(guī)模250 頭。

1.2.1 青年母牛的選擇

青年母牛的組成部分為來自基礎群的青年母牛和來自進口胚胎移植生產(chǎn)的青年母牛。選擇方法為：綜合分析青年母牛雙親的各項育種值，并參考其TPPI值，對備選母牛進行初選。然后，對初選群進行全基因組檢測，按照檢測總成績排隊，并在參考分項育種值的基礎上，選擇出育種核心群（青年牛部分）。

1.2.2 成年母牛的選擇

分析基礎群品種登記系譜，要求個體三代系譜明確，不攜帶隱性治病基因，健康無疾病。根據(jù)群體的DHI測定成績和線性鑒定成績，委托中國奶牛數(shù)據(jù)處理中心計算個體牛的綜合育種值CPI1（測定日模型），然后對CPI1值進行排隊，選出育種值較高者組成育種核心群（成年母牛部分），同時要求奶牛的泌乳均衡性好，1 胎305 天產(chǎn)奶量≥11 000 kg，乳脂率≥3.5%，乳蛋白率≥3.1%，線性鑒定成績≥85 分，無缺陷性狀。

1.2.3 核心群母牛選配方法

（1）凍精的選擇

主要選擇國外頂級凍精（選擇標準同1.1），還包括部分中心和國內其它公牛站的優(yōu)秀凍精。

（2）選配方法

具體選配方法同1.2.2，但近交系數(shù)嚴格控制在6.25%以內，TPPI值作為參考。

1.3 公犢牛來源及選擇方法

1.3.1 公犢牛來源

公犢牛主要來自于進口胚胎移植和核心群自主選配，還包括少數(shù)來自核心群外的成母牛自主選配所生產(chǎn)的犢牛，這部分成母牛的產(chǎn)奶量、乳脂率或乳蛋白率中某1 項或2 項育種值較高。

1.3.2 公犢牛選擇方法

公犢牛出生后即采取血樣（2014年起采集牛毛樣品），寄送中國奶牛數(shù)據(jù)處理中心統(tǒng)一送檢。根據(jù)基因組檢測育種值高低，選擇可進入國家良種補貼的犢公牛（GEBV≥1 100）和部分未進入國家良種補貼的犢公牛（1 100≥GEBV≥800）。雖然我國奶牛全基因組選擇研究已經(jīng)于2008年展開，但當前全基因組檢測的產(chǎn)奶性狀育種值可靠性為0.60～0.75，為避免優(yōu)秀個體被過早淘汰，公司對未入良補的公犢牛進行適當?shù)倪x留。

公犢牛出生后要進行體重、體尺的測量，并拍照、打耳標，建立系譜檔案。公犢牛在發(fā)育過程中，還要對其體重、體高、體斜長、胸圍、腹圍、管圍、睪丸周徑和膘情等各項指標進行追蹤記錄，對發(fā)育情況不良者要進行嚴格淘汰。

1.4 后備種公牛選育

1.4.1 后備種公牛體型外貌評定及精液品質鑒定

后備種公牛在18 月齡時，聘請農(nóng)業(yè)部專家對其進行體型外貌鑒定，并且3 歲前每年鑒定1 次。12 月齡時進行試采精，采精量、精子密度、活力、畸形率和頂體異常率等指標符合中心凍精制作標準的精液送交農(nóng)業(yè)部指定檢測中心檢測。對精液不符合中心凍精制作標準和農(nóng)業(yè)部檢測機構檢測不合格的公牛要分析查明原因，并進行治療，對治療后仍然不合格者要嚴格淘汰。

1.4.2 后備種公牛后裔測定

所有選定的后備公牛都參加中心自主組織的后裔測定和香山聯(lián)盟聯(lián)合后裔測定。

（1）后裔測定場的要求

①奶牛場規(guī)模在200 頭以上，且飼養(yǎng)后備母牛，奶牛個體采用全國統(tǒng)一的12 位標準牛號；②參加全國奶牛品種登記，有完整的系譜記錄和繁殖配種、健康信息；③參加全國奶牛生產(chǎn)性能測定（DHI），有完整的產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率和體細胞數(shù)記錄；④參加全國奶牛線性鑒定；⑤采用機械化擠奶，操作規(guī)程規(guī)范；⑥有完善的疫病防護計劃和措施，保證牛群健康。

（2）后測凍精的發(fā)放與使用

要求每頭參測公牛的凍精數(shù)量為600 支，分布在50 個以上不同地區(qū)的不同奶牛場。后測凍精發(fā)放后，要求按照隨機交配的原則在4 個月以內完成試配工作。

（3）后測公牛女兒的DHI測定和線性鑒定

公牛所有發(fā)育良好且健康的女兒都要建立完整的系譜檔案，15～18 個月齡時進行配種，產(chǎn)犢后規(guī)范地參加DHI測定，并將測定數(shù)據(jù)上報中國奶牛數(shù)據(jù)處理中心，要保證數(shù)據(jù)在育種值計算時的有效性。女兒產(chǎn)犢后30～180 天，由中國奶業(yè)協(xié)會注冊鑒定員按照《中國荷斯坦牛外貌鑒定規(guī)程標準（草案）》進行客觀公正鑒定，并將鑒定的線性成績上報中國奶牛數(shù)據(jù)處理中心。

2 初期成績

全基因組檢測技術應用以來，2012～2013年中心共引進美國、加拿大定制胚胎147 枚（父母親均有基因組檢測成績），胚胎均價10 000 元（RMB）/枚以上。供體母牛1 胎305 天平均產(chǎn)奶量16 000 kg，其中部分供體母牛的305 天產(chǎn)奶量達23 000 kg。胚胎TPPI指數(shù)均在2 200以上，其中部分組合TPPI達3 100以上。這批胚胎已經(jīng)全部移植，胚胎平均受孕率55%以上，已出生健康公犢牛10 頭。

2006～2011年，共獲得胚胎移植種公牛50 頭，其中驗證公牛成績良好，編號12107227公牛CPI1指數(shù)高達2 600；基因組檢測青年公牛成績良好，編號12112283公牛GCPI指數(shù)高達1 887。

核心群部分公犢牛20 頭，已獲得基因組檢測成績的有9 頭，除個別個體成績不理想外，大部分個體檢測成績理想，其中編號12113294公牛GCPI指數(shù)為1 427。

3 存在的問題和改進措施

當前中心的種公牛培育體系雖然取得了一定的成績，但是也存在許多潛在的問題，因此，公司也提出了一些針對性的改進措施，以期自主培育出更多的適合中國生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境的優(yōu)秀種公牛。

3.1 存在的問題

3.1.1 高價引進的國外頂級胚胎生產(chǎn)的種公牛，其優(yōu)秀遺傳品質沒有充分地在其后代女兒中表現(xiàn)出來。

3.1.2 高品質育種核心群的利用沒有細化充分，全基因組選擇和傳統(tǒng)的品系育種等方法沒有有效結合。

3.1.3 轉基因和雜交育種等工作開展得不夠到位。

3.1.4 種公牛長壽性、繁殖力、抗病性和耐濕熱等的育種進展不夠迅速。

3.1.5 核心群規(guī)模偏小，育種進展受到一定限制。

3.2 改進措施

3.2.1 為解決種公牛長壽性、繁殖力、抗病性和耐濕熱等低遺傳力性狀的選擇準確性問題，擬擴大青年公牛的后裔測定女兒數(shù)至200 頭以上。

3.2.2 為充分利用核心群加速遺傳進展，計劃今后對其中極優(yōu)秀個體進行超排，通過胚胎移植的手段，在獲得高品質公犢牛的同時，擴大其女兒（基因組檢測優(yōu)秀個體）在核心群中所占的比例。

3.2.3 為充分利用核心群高產(chǎn)奶量、高乳蛋白率、高乳脂率等遺傳品質，在保證產(chǎn)奶量育種值的基礎上，深入開展奶牛產(chǎn)奶量和乳品質分化選育的探索研究，以期盡快培育出新的專門化品系。

3.2.4 為快速提高種公牛的抗病性（如乳房炎等）遺傳品質，擬與高校聯(lián)合開展轉基因動物的育種研究。

3.2.5 為加速提高種公牛耐熱性遺傳品質，擬通過選育低紅細胞鉀個體、導入雜交和分子輔助育種的方法培育新品系。

3.2.6 為使核心群獲得更高的遺傳進展，今后將適度擴大育種核心群規(guī)模，將核心群以外基礎群中的優(yōu)秀青年個體納入育種核心群。

4 展望

2013年，天津市奶牛存欄量為15.6 萬頭，年平均單產(chǎn)為7 600 kg。其中，嘉立荷牧業(yè)有限公司奶牛存欄2.5 萬頭，年平均單產(chǎn)為11 000 kg，個別牛場平均單產(chǎn)達12 500 kg以上，單產(chǎn)水平已經(jīng)接近或趕上世界奶業(yè)發(fā)達國家水平。因此，今后天津奶牛育種改良在穩(wěn)固奶牛產(chǎn)奶量的基礎上，有必要在奶牛長壽性、乳品質、抗病性和耐濕熱等方面進行有效改良。

當前探索的育種體系將引進國外優(yōu)秀種質資源和自主培育相結合，將最新的全基因組選擇等分子育種手段和傳統(tǒng)的品系育種相結合，將在開放式育種核心群的基礎上培育出高產(chǎn)奶量、高乳脂率、高乳蛋白率，兼具高繁殖率和抗病性等遺傳品質的優(yōu)秀種公牛。同時，通過選育（表型信息和基因組育種值）、雜交和轉基因等育種手段的應用，也有望培育出長生產(chǎn)壽命、高乳脂率、高乳蛋白、抗乳房炎和耐濕熱性能良好的奶牛新品系，以適應不同奶牛場改良目標多樣化的迫切需求。同時，基因組選擇和品系育種的結合，可以在有效防止近交衰退風險的同時，加速奶牛新品系的培育，進而加速奶牛新品種的育成。相信通過頂級公牛的培育和優(yōu)質凍精的推廣，必將有力促進天津市和全國其它各省市的奶牛群體遺傳改良進程。