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　　在接連突破了全基因組選擇、遺傳缺陷基因檢測、奶牛活體采卵、體外受精、體外胚胎保存和胚胎移植等6項核心技術之后，山東省農(nóng)業(yè)科學院奶牛研究中心、山東奧克斯畜牧種業(yè)公司與跨國企業(yè)神州澳亞現(xiàn)代牧場有限公司三者合作推動的我國“試管奶牛”技術首次邁入產(chǎn)業(yè)化軌道。

　　日前，在山東濟南召開的奶牛體外胚胎產(chǎn)業(yè)化技術成果發(fā)布會上，這項技術正式向社會公布。專家認為，“試管奶牛”技術產(chǎn)業(yè)化，為大幅度提升我國奶牛種質遺傳水平開辟了新途徑，也標志著我國奶牛優(yōu)秀種質快繁技術進入“5G”時代、奶牛品種改良有了“國產(chǎn)芯片”。

　　自主培育種公牛不足20%

　　奶牛種業(yè)位于養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈條的最上游，決定了養(yǎng)殖鏈條的生產(chǎn)效率，是科技創(chuàng)新的主要載體。優(yōu)秀核心種質是奶牛業(yè)未來發(fā)展的關鍵，是實現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖方式成功轉型的決定因素。

　　農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司副巡視員孫好勤介紹，自2008年以來，我國就瞄準突破奶牛產(chǎn)業(yè)“缺芯之痛”，啟動實施了奶牛群體遺傳改良計劃。十年來，初步形成了全基因組選擇精準化、普及化，生產(chǎn)性能測定標準化、規(guī)范化，種公牛后裔測定企業(yè)化、聯(lián)合化，遺傳評估統(tǒng)一化、權威化的奶牛育種格局。2018年，我國奶牛平均單產(chǎn)達到7.4噸，比2008年提高了54%，進入10噸俱樂部的主體超過45家。

　　成績來之不易，但存在的問題也不容忽視。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計，我國進口凍精的年銷售量約在400萬劑以上，已占據(jù)凍精市場的半壁江山且市場份額逐漸擴大。在種質培育方面，國內的種公牛大部分是通過胚胎或活體引進的，自主培育的種公牛不足20%。此外，有專家認為頻繁引種也帶來了疫病風險。

　　“我國奶牛核心種源自給率較低，對外依存度依然較高。國內存欄乳用種公牛主要來源于活體引進和進口胚胎，優(yōu)質凍精也以進口為主。從深層次分析，主要原因是育種機制發(fā)展滯后，缺乏持續(xù)有效的育種組織體系，聯(lián)合育種推進緩慢，育種企業(yè)上下游聯(lián)合與模向聯(lián)合的育種機制不健全，育種素材交流難，資源共享難，基礎工作不扎實。”孫好勤表示。

　　也就是說，奶牛育種和繁殖技術融合度不夠、集成創(chuàng)新能力不足是制約奶牛群體快速改良的瓶頸因素之一。

　　中國農(nóng)業(yè)大學研究員戴蘊平認為，核心技術是買不來的。不自主研發(fā)，我國與國際的差距會越來越大。他希望有好種的單位和有技術的單位結合起來，自主創(chuàng)新，實現(xiàn)由中國繁育到中國培育的轉變。

　　而對于此次成果的發(fā)布，戴蘊平認為，科研院所、種業(yè)企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)，瞄準行業(yè)發(fā)展關鍵瓶頸，開展聯(lián)合攻關，釋放出“1+1+1>3”的巨大能量，取得了重大突破。

　　產(chǎn)學研“1+1+1>3”

　　以往的遺傳改良工作只是借助于種公牛的優(yōu)勢對既有母牛進行改良，但如果母牛遺傳基礎較差，經(jīng)過3~4代改良后，后代單產(chǎn)也不過提高1000千克左右。

　　選擇一頭優(yōu)秀的母牛，從它的卵巢內提取出卵母細胞，之后放入試管內與冷凍精子進行受精；將胚胎冷凍保存，或將胚胎移植到適合的母牛體內。這便完成了“試管奶牛”的操作。

　　體外胚胎生產(chǎn)技術（即“試管奶牛”）充分利用優(yōu)秀的種子母牛和種公牛資源，生產(chǎn)體外胚胎，大量移植到生產(chǎn)水平較低的牛群中，經(jīng)過一代改良，后代的生產(chǎn)性能即可達到胚胎母牛的遺傳水平，大大加快奶牛場的遺傳進展，提高養(yǎng)殖效益。

　　之前，我國“試管奶牛”技術處于研發(fā)階段，如今正式邁入產(chǎn)業(yè)化軌道，這背后有一支三方團隊的堅持。

　　2013年，山東省農(nóng)業(yè)科學院奶牛研究中心、山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司、東營神州澳亞現(xiàn)代牧場有限公司正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，構建奶牛優(yōu)秀種質自主創(chuàng)新平臺。山東省農(nóng)科院奶牛中心負責前端研究，新技術研發(fā)、后裔測定評估、特色種質選育；奧克斯負責應用研究，OPU-IVP（活體采卵—體外受精）、種公牛培育、優(yōu)良種質推廣；澳亞牧場負責落地實踐，種子母牛群建設及優(yōu)質種質快速擴繁。

　　“為加快優(yōu)質奶牛擴繁，謀求良種產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我們在國內率先開展奶牛體外胚胎生產(chǎn)技術（OPU-IVP）研究與應用，集成全基因組選擇、特異基因檢測、基因編輯、活體采卵—體外受精、XY精子分離等奶牛繁育高新技術，形成奶牛商業(yè)化育種產(chǎn)業(yè)鏈條，升級了現(xiàn)代奶牛育種關鍵技術體系，讓奶牛育種激發(fā)新的魔力。”山東省農(nóng)業(yè)科學院奶牛研究中心副主任黃金明告訴《中國科學報》。

　　2018年，他們在東營神州澳亞牧場通過體外胚胎技術成功培育出17頭后備公牛和優(yōu)秀母牛；2019年，在現(xiàn)代牧業(yè)（商河）有限公司進行產(chǎn)業(yè)化探索，生產(chǎn)體外性控胚胎1312枚，移植胚胎688枚，受胎率達到42%。

　　專家表示，該項技術國內領先，達到國際先進水平，是繼人工授精、超數(shù)排卵后，奶牛擴繁技術的又一次革命。

　　“芯片”注入核心力量

　　山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司董事長高運東介紹，選擇繁殖性能良好的種子母牛群或商業(yè)牧場前5%的高產(chǎn)核心群作為供體母牛，利用OPU-IVP技術生產(chǎn)體外胚胎，移植到低產(chǎn)牛群，一方面快速改良牧場的低產(chǎn)牛群，另一方面提供商業(yè)牧場優(yōu)質、低成本的胚胎，打造奶牛的“生產(chǎn)配套系”，提高我國奶牛養(yǎng)殖競爭力。

　　新技術的出現(xiàn)為現(xiàn)代奶牛育種的未來創(chuàng)造無限可能。那么，項目團隊取得了哪些重大突破？

　　首先，率先建立了現(xiàn)代奶牛育種技術體系。創(chuàng)建了國際一流的種子母牛群300頭，開啟我國優(yōu)秀奶牛種質自主培育的新紀元。累計培育優(yōu)秀后備公牛463頭，培育出全國排名第一、第二的種公牛，部分種質水平遺傳品質達到國際水平；目前奧克斯已發(fā)展成為全國奶牛育種行業(yè)領軍企業(yè)，綜合實力全國排名第二；累計推廣凍精1600余萬劑，荷斯坦牛種質凍精山東省市場占有率48%、全國占有率15%，位居同行第一。

　　其次，育種技術及優(yōu)良種質的推廣，加快了奶牛群體遺傳改良步伐，促進山東省奶牛平均單產(chǎn)從6噸提高到7.6噸，對山東省乃至全國奶業(yè)發(fā)展作出了積極貢獻。

　　“體外胚胎生產(chǎn)技術可*限度挖掘優(yōu)秀母牛的遺傳和繁殖潛力，加速優(yōu)秀種公牛培育進程，有望引領全國奶牛種質創(chuàng)新和利用的發(fā)展方向，應用前景十分廣闊。”黃金明表示。

　　中國農(nóng)業(yè)大學教授張勝利表示，育種與繁殖密不可分，OPU技術與全基因組選擇技術等現(xiàn)代育種技術結合，可充分發(fā)揮優(yōu)秀種質的遺傳優(yōu)勢，“在遺傳基因上為提高生產(chǎn)性能打好基礎”。

　　項目團隊正是這樣做的。應用全基因組選擇技術，結合母牛系譜、生產(chǎn)性能、體型成績，以及種公牛育種值，對胚胎供體母牛和公牛進行選擇，保證新生胚胎后代的基因組選擇指數(shù)（GTPI）達到2500以上，胚胎后代的單產(chǎn)達12噸以上，逐步組建奶牛場育種核心群。同時，通過體外胚胎生產(chǎn)技術，年自主培育后備公牛100頭，全部參加全基因組選擇。

　　“接下來，該項目還將更進一步地優(yōu)化奶牛育種與高效繁殖技術平臺，加強特色優(yōu)異種質的創(chuàng)新和自主培育及國際交流。”黃金明說。