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科技成果——利用基因组检测评估奶牛育

种值构建高质量奶牛群技术

技术开发单位黑龙江省畜牧总站、中国农业大学动物科技学院

成果简介

基因组检测评估育种值（Genomicselection，GS）是利用覆盖奶

牛全基因组的高密度分子遗传标记进行辅助标记，进而实现奶牛育种

值运算评估。基本原理是首先在一个国家或地区构建大规模参考群体，

再利用单核苷酸多态（SNP）芯片获取候选个体的基因型数据，然后

根据性状表型和标记基因型构建育种值估计模型，计算出候选奶牛个

体的基因组育种值，并以此为参考对牛只个体进行选留。

基因组选择基本过程

基因组选择技术相较于传统遗传选择技术优势明显，基因组选择

可以不依赖于表型信息实现早期精准选择，从而大幅度加速育种进展，

降低奶牛后备牛及种公牛育种成本。该技术自2009年开始在世界各

奶业发达国家得到广泛应用，我国于2012年开始正式启动实施该项

技术，虽然刚刚起步，但总体应用效果显著。

基因组选择基本原理

应用情况

目前基因组选择技术已经得到广泛应用，奶业发达国家的青年公

牛选择已经100%应用基因组选择技术，截止到2019年美国和加拿大

基因组参考群体已达到448007头荷斯坦牛（其中公牛群体56970头）。

荷兰、德国和北欧三国也相继成立了基因组选择技术平台，参考群体

规模也在不断扩大。我国奶牛基因组选择技术平台是从2008年开始

研发，中国农业大学奶牛分子育种团队于2012年申请《中国荷斯坦

牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用》项目，已通过教育部

科技成果鉴定，开始在全国推广应用，实现了青年公牛基因组选择全

覆盖。截至2020年12月，中国荷斯坦牛基因组选择参考群体累计

3497头，荷斯坦青年公牛全部完成了基因组检测和评估。

技术效果

2009年我国奶牛育种开始应用基因组选择技术，该技术显著提

高了奶牛遗传世代进展，降低种公牛及母牛核心群培育成本。参测牛

群主要经济性状的遗传进展得到加速提升，产奶量的平均遗传进展提

升58.1kg/年；乳脂量的平均遗传进展提升1.42kg/年；乳蛋白量的平

均遗传进展提升1.76kg/年，在产奶性能遗传进展方面增加直接效益

4.6亿/年。通过基因组检测，可在犊牛阶段就能判断出后备牛的遗传

品质和生产潜力，牧场就可以通过减少后备牛养殖规模大幅减少养殖

成本；在种子母牛和种公牛的选育方面，显著降低育种成本。

技术水平

该技术研发单位中国农业大学动物科技学院，所申报的《中国荷

斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用》项目获得2016

年度国家科技进步奖二等奖。

技术要点

基因组选择技术核心主要包括以下三项关键内容：

（一）参考群体构建与发展

参考群体是利用基因组选择技术开展遗传评估的参照群，是实施

评估的平台性数据源。参考群体由国家指定机构进行统一认证，参考

群主要来源于认证育种核心场。我省于2020年在省内规模化奶牛场

已开展品种登记、生产性能测定、线性外貌评定和基因组选择，累计

完成奶牛头数8万头。初步具备开展奶牛基因组检测与育种值评估的

技术基础。

（二）牛生物样品采集与SNP芯片

单核苷酸多态（SNP）芯片是基因组选择技术中用来获取候选个

体基因型数据的辅助标记。在参测奶牛生物样品采集后（可以采集血

样或者毛发）提取DNA与单核苷酸多态（SNP）芯片进行杂交比对，

获取基因型数据。影响检测准确率的因素主要包括：样品采集是否准

确、样品测定是否及时和芯片位点密度等等。

（三）育种值估计和排序

根据性状表型及标记基因型关联分析，建立育种值运算模型，进

而计算出参测牛育种值，然后进行排序，决定选留个体。

适宜区域适用于全国不同规模奶牛场

注意事项

（一）参与牧场须具备的基本条件

参与牧场前提要件是：积极配合技术团队各项工作，保证牧场奶

牛全部基本信息准确性时效性；参测牧场须参加DHI测定；配备牧场

管理软件；拥有相应的技术队伍。

（二）专项经费支持和技术培训

一是基因组选择技术项目实施初期需经费支持和技术培训，推动

基因组选择技术覆盖率不断提升和