河南省動物種質(zhì)資源庫建設(shè)的必要性

王獻偉

(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或引進胚胎繁育；白羽肉雞祖代以上種源基本靠國外引進；高產(chǎn)蛋雞2008年以前祖代以上種源絕大部分靠國外引進，最高年份引進近50萬套，現(xiàn)在仍占一半左右；原種豬平均每年引進1.5萬頭左右。僅河南省2010年以來就進口種豬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步，不僅能夠加快傳統(tǒng)育種進程，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?；蚪M選擇技術(shù)(Genomic selection，GS)，是通過檢測覆蓋全基因組的分子標記，獲得遺傳信息，對個體進行遺傳評估，可以獲得更高的育種值估計準確度。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行評估，加上以性別控制、體外受精技術(shù)、活體采卵和體細胞克隆技術(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、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)達到15頭以上，遠高于西方豬種的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展；北京鴨肉質(zhì)細嫩風味獨特，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、輕培育”的現(xiàn)象，對畜禽遺傳資源保護投入不足，設(shè)施與手段落后，造成品種混雜、資源流失嚴重，相當一部分資源群體數(shù)量呈下降趨勢，多個畜禽品種處于瀕?；驗l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)資源進行保護。

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)良畜禽品種資源進行全面的收集保存，對引進品種的特別優(yōu)秀個體種質(zhì)基因資源進行收集保存，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、利用地方品種資源意義重大，勢在必行。

3促進生物醫(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”標準認證，積極進行市場化推廣。

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?，需要?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

文獻標識碼：B

文章編號：1005-2739(2016)04-0062-03