貴州關(guān)嶺黃牛種群特性研究進(jìn)展及育種展望

伍昌華，梁 燕，鄭汝青

（貴州省安順市動物疫病預(yù)防控制中心，貴州安順 561000）

隨著居民膳食結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化調(diào)整，牛肉消費(fèi)需求將逐漸增多，肉牛飼養(yǎng)規(guī)模和產(chǎn)量進(jìn)一步擴(kuò)大。關(guān)嶺黃牛是貴州省關(guān)嶺、鎮(zhèn)寧、紫云、西秀、水城、盤州、興仁、貞豐等19 個縣（區(qū)）飼養(yǎng)的一個肉牛品種，因在關(guān)嶺縣飼養(yǎng)有近400年的歷史，故稱 “關(guān)嶺黃?！盵1]。關(guān)嶺黃牛前軀略大于或等于后軀，胸較深而略窄，尻部傾斜，呈長方形狀。毛色主要以黃色為主，眼圈、下腹及四肢內(nèi)側(cè)毛色一般較淡。牛頭中等大小，額部較寬平，鼻鏡寬大，口方平齊。角短，頸稍短，垂皮發(fā)達(dá)。公牛肩峰發(fā)達(dá)，一般高出背線8～10cm。四肢筋腱明顯，系部強(qiáng)壯，蹄質(zhì)堅實(shí)[2]。經(jīng)多年育種改良，關(guān)嶺黃牛兼具地域特色，肉質(zhì)蛋白質(zhì)含量增高、脂肪含量較低，同時氨基酸呈味特性獨(dú)特，發(fā)展?jié)摿肹3]。近年來，安順高度重視關(guān)嶺黃牛種質(zhì)資源保護(hù)工作，已建成關(guān)嶺黃牛核心保種場和種公牛站，并制定了關(guān)嶺牛貴州省地方標(biāo)準(zhǔn)。目前，安順市關(guān)嶺黃牛存欄26.05 萬頭。本文對關(guān)嶺黃牛在種質(zhì)資源的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述，并提出關(guān)嶺黃牛未來育種和研究方向，以期在今后關(guān)嶺黃牛遺傳育種工作中提供新參考。

1 關(guān)嶺黃牛生產(chǎn)性能

關(guān)嶺黃牛按照 《肉牛生產(chǎn)性能測定技術(shù)規(guī)范》（NY/T 2660-2014）測定方法進(jìn)行測定，初生重公犢牛平均18.3kg，母犢牛平均17.5kg，在中等飼養(yǎng)條件下，6 月齡公牛體重95kg 以上，母牛體重87kg 以上，12 月齡公牛體重160kg 以上，母牛體重145kg 以上，48 月齡公牛體重385kg 以上，母牛體重310kg 以上。公牛20 月齡開始調(diào)教，24 月齡正式采精，公?？衫媚晗?～12年。母牛常年發(fā)情，多以春秋季為主，初配月齡為18～24 月齡，發(fā)情周期21d 左右，妊娠期平均285d，一般3 年2 胎，少數(shù)1 年1 胎，終身產(chǎn)犢6～7 頭[4-6]。

2 關(guān)嶺黃牛母系遺傳來源

近年來，為充分發(fā)揮關(guān)嶺黃牛優(yōu)良特性，選育能適應(yīng)環(huán)境、抗病和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展需求的新品種，研究其母系遺傳來源，為開展關(guān)嶺黃牛種質(zhì)資源研究和開發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)。劉若余等[7]研究表明，關(guān)嶺黃牛線粒體DNA D-loop 區(qū)全序列中，A+T 平均含量為61.5%，G+C 含量為38.5%，經(jīng)比對，其檢測到關(guān)嶺黃牛線粒體DNA D-loop 區(qū)14 種單倍型，核苷酸多態(tài)位點(diǎn)54 個，其中12 種為普通牛血統(tǒng)的單倍型，2 種為瘤牛血統(tǒng)的單倍型，說明關(guān)嶺黃牛同時受到普通牛和瘤牛的影響，關(guān)嶺黃牛遺傳多樣性豐富。楊紅文等[8]研究表明，關(guān)嶺黃牛和思南牛之間遺傳距離最小，貴州4 個地方黃牛品種兩兩間基因型一致的概率在關(guān)嶺黃牛和思南牛之間的概率最大（2.892×10-23)，關(guān)嶺黃牛和其他3 個品種間遺傳多樣性程度較高。何正權(quán)等[9]研究表明，關(guān)嶺黃牛及其他牛種均為混合母系起源，但從整體上看受瘤牛的影響稍大。Quan 等[10]對包括關(guān)嶺黃牛在內(nèi)的1163 頭中國本土黃牛的線粒體DNA D-loop 序列分析其母系來源和群體遺傳結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，中國本土牛發(fā)生了三種母系起源或馴化事件，并發(fā)生了二次擴(kuò)張，同時也出現(xiàn)了基因滲透現(xiàn)象，種群遺傳評價模型結(jié)果表明，關(guān)嶺黃牛等本土黃牛種群的遺傳多樣性最高。

3 關(guān)嶺黃牛生長發(fā)育性狀選育進(jìn)展

從上世紀(jì)90 年代起，為發(fā)揮關(guān)嶺黃牛種質(zhì)資源優(yōu)勢，提高其生產(chǎn)性能，適應(yīng)現(xiàn)代規(guī)?；馀．a(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，對關(guān)嶺黃牛進(jìn)行大規(guī)模遺傳育種改良，經(jīng)多年改良，關(guān)嶺牛的肉用體型已得到明顯改善。潘周雄等[11]研究表明，關(guān)嶺黃牛與安格斯、利木贊、西門塔爾雜交的后代在體斜長、胸圍、體高和十字部高等主要經(jīng)濟(jì)性狀都比關(guān)嶺黃牛有顯著提高；各年齡段的體重和平均日增重都有顯著提高；各種雜交牛之間無顯著差異，最終篩選出適合關(guān)嶺黃牛主產(chǎn)區(qū)不同區(qū)域的最佳雜交配套組合。金睿[12]選擇了關(guān)嶺黃牛母牛80 頭、公牛4 頭組建核心保種群，開展人工控制本交，經(jīng)選種選配的后代比未經(jīng)選種選配前的初生重、6 月齡體重和日增重均有大幅提高。陳興華等[13]研究表明，以西門塔爾（父本）與關(guān)嶺黃牛（母本）開展雜交試驗(yàn)，F(xiàn)1代雜交牛表現(xiàn)出良好的肉用體型，生長發(fā)育迅速，屠宰率、凈肉率分別比同齡的關(guān)嶺黃牛極顯著提高18.4%、18.5%。

4 關(guān)嶺黃牛胴體及肉質(zhì)性狀研究

肉牛養(yǎng)殖最終要產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，其中胴體和肉質(zhì)性狀最為關(guān)鍵。隨著居民膳食結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化調(diào)整，肉牛消費(fèi)需求將逐漸增多，牛肉產(chǎn)量需求將進(jìn)一步擴(kuò)大，關(guān)嶺黃牛的顯著胴體和肉質(zhì)性狀也逐漸被挖掘。劉忠偉等[14]研究表明，關(guān)嶺黃牛不同年齡組間體斜長、體高、體重差異極顯著，粗脂肪、粗蛋白含量隨年齡的增長呈增加趨勢，關(guān)嶺黃牛肌肉中富含各種必需氨基酸和鮮味氨基酸，30 月齡關(guān)嶺黃牛肌肉中氨基酸總量達(dá)76.18g/100g，且氨基酸比值系數(shù)分都在78 分以上，氨基酸組成滿足理想氨基酸模式。周迪等[15]研究表明，關(guān)嶺黃牛肌肉肉質(zhì)相關(guān)指標(biāo)和總氨基酸及鉀、鐵元素含量均高于雜交牛和安格斯牛，多不飽和脂肪酸與單不飽和脂肪酸的含量均低于雜交牛和安格斯牛，說明貴州關(guān)嶺黃牛具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牛肉的潛力。何光中等[16]研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)嶺黃牛的屠宰率、凈肉率、背膘厚度高檔肉塊重等性狀最高，關(guān)嶺黃牛的肌內(nèi)雪花狀脂肪含量可達(dá)到3 級，具有較好的肉牛種質(zhì)資源基礎(chǔ)。因此，關(guān)嶺黃牛肉質(zhì)蛋白質(zhì)含量增高、脂肪含量較低，同時氨基酸呈味特性獨(dú)特，具備發(fā)展成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牛肉的基礎(chǔ)。

5 關(guān)嶺黃牛相關(guān)基因多態(tài)性研究

隨著現(xiàn)代遺傳育種技術(shù)研究深入，人們對利用分子生物學(xué)研究肉牛相關(guān)基因日益增多，基因多態(tài)性在分子遺傳育種中備受關(guān)注。吳雨等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在貴州4 個地方牛群體種中，共篩選出3 個單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)，關(guān)嶺黃牛等4 個牛種胰島素樣生長因子1（IGF-1）基因具有較高的遺傳多樣性。周志楠等[18]研究發(fā)現(xiàn)，貴州地方黃牛生長激素受體(GHR)基因共檢測出8 個單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)，其中2 個位點(diǎn)（Exon9-G243C、Exon9-A650C）對貴州地方黃牛生長性狀具有顯著影響。石鵬飛等[19]研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)嶺黃牛心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白（FABP3）和脂肪型脂肪酸結(jié)合蛋白（FABP4）基因具有較高的遺傳保守性，且以在心臟和脂肪中的表達(dá)水平較高，與脂肪酸代謝密切相關(guān)。徐龍鑫等[20]研究表明，阿片黑皮質(zhì)素前體（POMC）基因不同位點(diǎn)突變與關(guān)嶺黃牛體斜長表現(xiàn)出差異性顯著。因此，關(guān)嶺黃牛具有較高的遺傳多樣性，生長激素受體（GHR）等基因?qū)﹃P(guān)嶺黃牛生長性狀影響差異顯著，可作為生長發(fā)育及相關(guān)脂肪酸代謝的候選分子標(biāo)記。

6 關(guān)嶺黃牛未來育種及研究方向

近年來，安順高度重視關(guān)嶺牛種質(zhì)資源保護(hù)工作，關(guān)嶺黃牛被列為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，現(xiàn)已建成關(guān)嶺牛核心保種場和種公牛站，并制定了關(guān)嶺黃牛貴州省地方標(biāo)準(zhǔn)，“關(guān)嶺黃?！?于2016 年獲得地理標(biāo)志證明商標(biāo)和 “關(guān)嶺?！?國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志，種質(zhì)資源保護(hù)方面取得成效顯著[21]。但因種質(zhì)資源開發(fā)工作滯后、投入不足，存在個體偏小、生長速度慢、肉用價值及遺傳種質(zhì)資源開發(fā)利用不足等問題，致使關(guān)嶺黃牛種質(zhì)資源開發(fā)利用及經(jīng)濟(jì)性狀挖掘較國內(nèi)其他知名肉牛品種開發(fā)仍有較大差距[22]。因此，持續(xù)推進(jìn)關(guān)嶺黃牛遺傳育種和品種改良，進(jìn)一步做好核心保種群，在利用常規(guī)遺傳育種的基礎(chǔ)上，加大開發(fā)全基因組選擇和重要經(jīng)濟(jì)功能基因的開發(fā)利用，對其他新興生物技術(shù)在關(guān)嶺黃牛遺傳育種中的探索與應(yīng)用予以支持。肉牛育種以及繁殖技術(shù)決定肉牛業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，隨著生物科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，關(guān)嶺黃牛遺傳育種技術(shù)也必將從傳統(tǒng)型繁殖、育種方法轉(zhuǎn)向動物基因型等高新繁育技術(shù)發(fā)展[23]。這些現(xiàn)代生物技術(shù)也將推動關(guān)嶺黃牛的繁殖、育種速度，促進(jìn)關(guān)嶺黃牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升其綜合經(jīng)濟(jì)效益，最終讓其成為農(nóng)民增收致富的首選產(chǎn)業(yè)、支撐產(chǎn)業(yè)。

6.1 關(guān)嶺黃牛重要經(jīng)濟(jì)性狀基因挖掘

經(jīng)濟(jì)性狀基因的挖掘直接關(guān)系到養(yǎng)殖企業(yè)生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益，隨著現(xiàn)代分子學(xué)、基因測序、基因編輯等高新技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展，其應(yīng)用于關(guān)嶺黃牛肉質(zhì)、繁殖、抗病及其他生長生產(chǎn)性狀相關(guān)的功能候選基因篩選和研究中。目前，以分子標(biāo)記為支撐的多基因聚合技術(shù)分析多基因多位點(diǎn)對關(guān)嶺黃牛生長性狀有顯著影響的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)篩選研究較多[24-25]。對關(guān)嶺黃牛肉質(zhì)性狀差異表達(dá)基因研究報道較少。因此，深入挖掘和篩選關(guān)嶺黃牛肉質(zhì)性狀差異、肌肉發(fā)育、肌內(nèi)脂肪沉積等相關(guān)特色性狀候選基因，進(jìn)一步提高遺傳育種進(jìn)展和種質(zhì)資源保護(hù)。

6.2 全基因組選擇技術(shù)的研究與應(yīng)用

全基因組選擇作為一種新的育種方法，已成為牛育種研究的前沿，在肉牛種質(zhì)資源開發(fā)利用中發(fā)揮作用明顯，單核苷酸多態(tài)性基因分型芯片的開發(fā)和測序技術(shù)的發(fā)展和分子遺傳學(xué)的進(jìn)步，標(biāo)記輔助選擇法和如今應(yīng)用廣泛的全基因組選擇方法也被用于DNA 水平上的遺傳改良[26-29]。有研究表明，對牛肉質(zhì)性狀的肉色和嫩度性狀可利用基因組測定分析準(zhǔn)確預(yù)測[30]。目前，關(guān)嶺黃牛常規(guī)育種指標(biāo)主要基于繁殖、胴體、生產(chǎn)等性能測定，但由于關(guān)嶺黃牛本身固有體型偏小原因，肉質(zhì)性狀測定花費(fèi)大，品種選育受到限制，常規(guī)遺傳育種方法對體型選育進(jìn)展相對緩慢。因此，利用全基因組選擇開展關(guān)嶺黃牛肉質(zhì)性狀、肉色和嫩度性狀、生長速度等性狀基因組選擇，進(jìn)一步提高其生產(chǎn)性能，這也將成為關(guān)嶺黃牛遺傳育種中的一個重要課題。

6.3 數(shù)字化育種技術(shù)研究與應(yīng)用

大數(shù)據(jù)在肉牛養(yǎng)殖中主要應(yīng)用在養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控、精細(xì)飼料投喂及疾病診斷預(yù)警和健康管理、投入品管理、數(shù)據(jù)分析決策。目前，數(shù)字化育種技術(shù)在奶牛生產(chǎn)中已有應(yīng)用，從生產(chǎn)一線育種數(shù)據(jù)的數(shù)字化收集、統(tǒng)一遺傳評估到科學(xué)選種選配方面及繁殖、飼養(yǎng)、疾病防控進(jìn)行分析應(yīng)用[31]。隨著物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，在遺傳育種發(fā)情識別、疫病預(yù)警、生物傳感、分娩行為等方面，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)綜合分析，對未來關(guān)嶺黃牛遺傳育種和種質(zhì)資源開發(fā)利用方面有很好的發(fā)展前景。

6.4 其他新興生物技術(shù)的探索與應(yīng)用

當(dāng)前，干細(xì)胞育種技術(shù)和基因編輯育種技術(shù)被提出，干細(xì)胞育種技術(shù)主要是利用干細(xì)胞建系與定向分化技術(shù)、體外受精與胚胎生產(chǎn)技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室通過體外實(shí)現(xiàn)家畜多世代選種與選配的育種新技術(shù)，該技術(shù)育種周期大幅度縮短、遺傳育種更高效，已逐漸在家畜遺傳育種領(lǐng)域應(yīng)用[32]。近年來，基因編輯育種技術(shù)在科學(xué)研究以及家畜育種等方面已被廣泛應(yīng)用，主要包括鋅指蛋白核酸酶技術(shù)、轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)核酸酶技術(shù)等，這些技術(shù)能特異性識別靶位點(diǎn)及基因定點(diǎn)編輯，具有高效準(zhǔn)確、制作簡單等特點(diǎn)，可精確改良家畜遺傳性狀[33]。將來，這些新興技術(shù)的應(yīng)用，將改變目前關(guān)嶺黃牛通過表型等性狀進(jìn)行選育的關(guān)嶺黃牛遺傳育種路線，為進(jìn)一步研究和開發(fā)利用關(guān)嶺黃牛資源提供新思路。

7 展望

關(guān)嶺黃牛產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)前重要的富民產(chǎn)業(yè)，為進(jìn)一步擴(kuò)大種群規(guī)模，發(fā)揮更大經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，應(yīng)加大種質(zhì)資源高效開發(fā)和利用投入，重點(diǎn)挖掘關(guān)嶺黃牛繁殖、肉質(zhì)、胴體等重要經(jīng)濟(jì)性狀基因，加強(qiáng)運(yùn)用常規(guī)育種技術(shù)與全基因組選擇技術(shù)及其他新興育種技術(shù)結(jié)合，提高其遺傳基因穩(wěn)定性，同時為開展關(guān)嶺黃牛種質(zhì)資源保護(hù)和開發(fā)利用提供新思路，為關(guān)嶺黃牛種業(yè)振興提供技術(shù)支撐。