育種“中國芯” 致富“羊引擎”

■躬行鄉(xiāng)村 賦能振興

手抓羊肉、黃燜羊肉均是常見于西北飲食中的美味佳肴，但西北綿羊普遍繁殖力相對低，很難滿足規(guī)模化飼養(yǎng)的需求。湖羊是太湖流域地方綿羊品種，因繁殖性能突出和所產(chǎn)羔皮花紋美觀而著稱。然而，因遠離原產(chǎn)區(qū)且生態(tài)條件差異巨大，湖羊在2012年以前未曾成功“踏足”西北繁衍生息。

2023年6月，蘭州大學“華羊芯”湖羊高性能基因組育種芯片完成全面測試并實施量產(chǎn)。該項目由蘭州大學教授王維民團隊歷時10余年，完成湖羊從南方引入北方乃至全國風土馴化、選育提高及高效利用關鍵技術的研發(fā)工作，實現(xiàn)了我國在綿羊基因組育種領域比肩國際同行的重大突破。

湖羊“闖北”的接力跑

近年來，我國舍飼養(yǎng)羊的比重日益增大?；诖耍?012年，蘭州大學反芻動物研究所開始了對舍飼羊品種的篩選，最終將目標對準太湖流域一帶的高繁殖力品種——湖羊，并聯(lián)合甘肅農(nóng)業(yè)大學、武威市畜牧獸醫(yī)科學研究院及民勤縣畜牧獸醫(yī)工作站等相關技術力量組建湖羊選育擴繁和高效利用關鍵技術項目組。

“育種是一個漫長的過程，從引種、選育到推廣都充滿不確定性。慶幸的是，在兩年多的風土馴化過程中，湖羊并沒有‘水土不服’?！蓖蹙S民介紹。

“引進來是第一步，關鍵在于保持品種的性能優(yōu)勢，甚至通過持續(xù)選育的湖羊要比原產(chǎn)地性能更好?！蓖蹙S民說，科學選育要有準確的測定數(shù)據(jù)做支撐，在開展性能測定、遺傳評估的基礎上才能選種、選配，選育之后要有配套的繁殖調控技術、疫病防控技術、飼養(yǎng)管理技術來做保障。

沒有性能測定就難以準確選出好種羊，羊只性能測定是整個育種工作最關鍵也是最困難的環(huán)節(jié)。羊只性能測定不僅投資大、周期長，還要在稱重、屠宰、數(shù)據(jù)記錄工作中循環(huán)往復。這項“周而復始”的工作持續(xù)了9年時間，累計投入23.5萬人時。

該團隊的博士研究生張德印介紹，通過不斷改進羊只性能測定方式，開發(fā)性能測定智能化裝備，大大提高了效率，“比如類似于抓娃娃機的機械手，可以直接將羊只提起來稱重，節(jié)省了很多人力”。

實現(xiàn)肉羊種業(yè)的“中國芯”

經(jīng)過長期的跟蹤觀察，團隊研發(fā)出羊重要經(jīng)濟性狀的表型組測定新技術——圖像識別技術。“提升羊育種的準確性和效率，必須在技術層面實現(xiàn)突破，從表型組測定技術到分子標記輔助選擇技術，再到基因組選擇技術，育種技術的研究不斷迭代更新。”王維民說。

基因組選擇技術是國際上科學育種的核心技術，目前基因芯片有固相芯片和液相芯片兩種。“固相以載玻片為載體放置位點，就像棋子放置在棋盤上一樣。液相以混合溶液為載體，把它們放置在液體中?！蓖蹙S民說。

然而，固相芯片生產(chǎn)制造技術一直被國外壟斷，且價格高昂。

與手機芯片不同，育種芯片是一種檢測工具，其背后的技術邏輯是通過探針檢測目標基因?！熬拖窭走_一樣，把檢測物體放進去，它就能自動找出它有什么基因?！蓖蹙S民說，團隊解鎖的奧秘并不在于芯片本身，而是與芯片配套的遺傳評估技術，即羊只如被選為種羊，便要評價它對后代的遺傳貢獻值。目前，團隊可依據(jù)龐大的基因數(shù)據(jù)庫對基因遺傳效應給予精準評估。

團隊研發(fā)的液相芯片不僅價格“親民”，在進入市場前的測驗中，其準確性也非常喜人?！拔覀兠y出的羊和場里實際育種表現(xiàn)最好的羊是一致的?！蓖蹙S民透露，這款芯片市場訂單量已達69000張，預計每年應用10萬張以上。

打造致富增收的“羊引擎”

育種技術有“著落”后，團隊開始解決推廣難題。蘭州大學和甘肅農(nóng)業(yè)大學發(fā)起全國湖羊聯(lián)合育種組，通過種羊的跨場、跨地區(qū)乃至全國性的聯(lián)合遺傳評估，促成種羊的跨場選擇使用，實現(xiàn)了優(yōu)秀遺傳資源共享。

為推動聯(lián)合育種，團隊聯(lián)合數(shù)十家科研單位和50余家種業(yè)企業(yè)，形成產(chǎn)學研用緊密融合的選育擴繁利用體系。迄今，累計推廣湖羊種羊65萬只、擴繁湖羊180萬只，分布在北方8省區(qū)500余家企業(yè)和合作社，成了鄉(xiāng)村振興進程中致富增收的“羊引擎”，使百萬農(nóng)戶受益。

“老一輩專家是我們團隊的定海神針，遇到什么問題他們解決，有什么壓力他們扛著，我們做好研究就行?！蓖蹙S民笑著說，團隊扎根西北，建立起聯(lián)合育種體系和以市場為導向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學研用緊密融合的育種模式，將科技成果化作經(jīng)濟收益送到了千家萬戶。

“華羊芯”建立了適于我國綿羊育種的、具有完全自主知識產(chǎn)權的基因組育種技術體系，研制出適用于本土湖羊基因測定的具有完全自主知識產(chǎn)權的液相芯片。談到未來，團隊的共識是，“中國芯”也需要在持續(xù)的技術迭代中升級，不斷提高其性能和市場認可度，“我們希望能盡可能地為我國綿羊種業(yè)科技自立自強賦能，讓中國盤裝更多中國肉”。

《中國教育報》2024年01月06日第1版