肉牛种业科技创新发展现状与趋势分析.docx

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1、肉牛种业科技创新发展现状与趋势分析摘要：良种对肉牛业发展的贡献率达40%为牛肉产品稳产保供提供了美键支撑，而科技创新是引领肉牛种业高质量发展的基础和关键。因此，该文立足“十四五”面向“十五五”，分析了近年来国内外肉牛基础研究和育种技术领域的研究进展，并探讨了未来肉牛种业科技创新在重大基础研究、核心关键技术研发等领域的重点方向，为加强肉牛种业科技创新及产业战略部署，提升我国肉牛种业科技创新能力和种业高质量发展奠定基础。关键词：肉牛种业：科技创新；现状与趋势我国是牛肉生产和消费大国，据国家统计局和中国海关统计，2021年我国肉牛存栏9817万头，出栏4707万头，牛肉产量约698万吨，消费量达93

2、0万吨，位居世界第三大生产国和第二大消费国。随着消费和生产缺口的拉开，2021年我国牛肉进口量达到233万吨，几千是美国进口量的2倍，一跃成为世界牛肉第一大进口国。据国家肉牛耗牛产业技术体系研究表明，2030年我国牛肉消费量将达到1200万吨以上，如果没有明显的技术进步，我国牛肉生产远远不能满足需求增长。良种对肉牛业发展的贡献率达40%,为牛肉产品稳产保供提供r关键支撑。自2011年全国肉牛遗传改良计划（2011-2025年）实施以来，我国肉牛种业取得显著成效。但对标国际肉牛种业强国，我们仍存在许多方面的“卡脖子”问题，一是自主品种市场占有率不高，“顶天立地”的品种少；.是肉牛育种数据库基础性

3、建设薄弱；三是精准高效育种技术的研发与应用仍处于起步阶段；四是地方种质资源挖掘与创新利用不足：五超肉牛联合育种机制仍需要探索。面对这些“卡脖子”问题，科技创新是引领肉牛种业高质量发展的基础和关键。为深入贯彻落实习近平总书记关于打好种业翻身仗、推动科技自立自强等重要指示精神，该文立足“十四五”面向“十五五”，准确把握肉牛种业领域的科技发展现状及趋势，探讨肉牛种业科技创新重大基础理论问题、核心关键技术研发和新品种培育能力提升等方面内容。同时，该文也为加强肉牛种业科技创新及产业战略部署，提升我国肉牛种业科技创新能力，肉牛种业高质量发展奠定基础。1肉牛种业基础研究现状1.1 牛基因组学研究2009年，

4、由美国、澳大利亚、新西兰等共计25个国家300多位科学家组成的国际研究团队，发布了第一个以海福特牛为样品的牛基因组序列，正式拉开了牛基因组学研究的序幕。随后瘤牛、耗牛、水牛等不同牛属不同品种的参考基因组相继组装完成（见表1）。这些牛参考基因组的发布，为研究人员挖掘鉴定与牛生长发育、胴体、肉质和抗病等性状相关的重要功能基因提供了更加完善的牛基因组图谱。正如澳大利亚联邦生物信息研究带头人达尔利姆普勒博士所说:“希望牛基因组测序工作的完成能够有助于培育出肉质更好或产奶量更多的新品种牛”。表1国内外牛基因组组装研究进展Mt14人1大G3Cert。MJM3dSMtMbMW1.*，MM*V*XT*11.C

5、MDIImw2Umm何IXK*八位大学IMV分校W.uaUM.bu4IPMatfIQ2加，必UJ91.B8UM的IftXMK海RCdYWIAKM.KNZJeeo加MJS1.II.WIKMWIK)UMdRmmc*-M1.Mrj0HfM1.NmAnty-AKNNZ.H*oFnr1.13KT)M*ZaGTAWTMi*ItXXOmbRKIIM.H11.MM1*IIM104ASPMiJ-加mMAM4RMIRfIANKI律力U44PHtUK4*网jt0送otmtwit.-W尔午.MKWmJOmu1hwhM*tM11SR1.金翁尔，MWm1.】3WIOJIote2OWM.IhMVMGCAW)WIfy*M1M

6、皿*202A9M2M1.IhMvunIHnS田*FmBMGmQ.JW“72IHHNwvGf14KK.I1.MmRIM牛RM1.6MiA7MVirt-MIMItf411mm1.J0ep131.2Hwmo1.1.ifOiUVWt*HT5依XP文篇,52M164MHtenI1.Sat*(MWSOCIIMWWtMmm1.MIM2MJNMM*UU1.MtAJKIXM2MACMAW1.：1.y1.T(VQW1.E1.tK,UMUiSuMmZJmM.OO)M014on4MBm*IA(UMIW2ASM3MUUIIjMtOI4IMo)AXKABr2”ImA4U04tnHA,IMMIO1.1102S6*.havM

7、tP1.,一日念I大学AW】)015U1.kanHI我国在牛基因组方面的研究也紧跟国际前沿，2012年兰州大学组装了首个家牝牛的基因组u,2021年又以麦洼利牛为研究对象，组装了目前为止高质量的染色体水平家耗牛基因组，其ContigN50氏度达到44.72Mb,也是目前最高质量的反刍动物基因组。牝牛高质量基因组的完成，不仅有助于揭示耗牛产奶、产肉等重要经济性状以及其高原适应性的重要遗传机制，也将有助于进一步揭示人类所出现的各种高原不适症，促进对缺氧相关疾病的认识、预防和治疗。此外，2016年四川大学组装了欧洲野牛基因组：2019年华大基因和西北工业大学分别组装孟加拉水牛、非洲水牛的基因组序列，

8、为深入了解水牛这一物种的起源、驯化过程及其品种选育等奠定重要的遗传学基础。2017年中国科学院昆明动物所，2022年中国农业科学院北京畜牧兽医研究所分别组装了独龙牛全基因组组装序列，并通过比较基因组学揭示了独龙牛的起源与系统地位问题，染色体融合的分子机制以及环境适应性的遗传基础，对我国地方牛种质资源的优异种质和基因精准鉴定具有市要意义。1.2 牛泛基因组学研究随着三代测序组装的高质量参考基因组的陆续发布，以及大规模重测序和群体遗传学分析的广泛进行，研究人员发现来自单一个体的参考基因组远不能涵盖整个物种的所有遗传序列，因此泛基因组的概念应运而生。2021年，瑞士苏黎世联邦理工学院发布了Origi

9、na1.Braunvich牛品种的基因组组装，并利用已发表的普通牛（海福特、安格斯、高地牛）、瘤牛（婆罗门牛）和耗牛基因组，构建了牛亚科物种第一个图结构泛基因组。与参考基因组（ARS-UCD1.2）相比，检测到超过7000万个碱基缺失，包括参与免疫反应和调节的基因传。在2022年5月，瑞士苏黎世联邦理工学院联合美国农业部动物基因组学和改良实验室以瑞士褐牛的品种内杂交、内洛尔牛和瑞士褐牛的亚种间杂交、印度野牛和皮埃蒙特牛的种间杂交的后代中构建了单倍型分型基因组，结果表明在增加杂合度后，每一个分型基因组在连续性、完整性和准确性方面比目前的牛参考基因组都有了实质性的改善17O2022年,英国爱丁堡大

10、学构建了非洲NDama和Anko1.e两个品种公牛个体的高质量基因组（见表1）,并结合294头不同牛品种的市测数据构建了牛图结构泛基因组，发现了116.IMb（4.2%）的变异在海福特牛基因组中缺失久我国西北农林科技大学也利用已发表的12个牛属物种基因组构建了牛泛基因组，发现了与免疫、代谢等功能相关的基因，全面挖掘了牛遗传多样性和本土适应机制（见表2）。表2国内外肉牛泛基因组构建研究进展比MUHK碑”次序，Mb僮tHU人学WOJ1.Aa不3oeMm，失利。原金峥a4%牛IKI2022闾1?牛.1.K水J件I1.3肉牛重要性状功能基因挖掘与遗传机制解析随着高通量测序技术的飞速发展，肉牛重要经济性

11、状的功能基因挖掘与遗传机制解析策略也从传统的候选基因法、QT1.定位等逐渐发展为各种组学技术的联合分析。近10年来，国内外学者利用基因组学、转录组学、代谢组学和蛋白质组学等组学技术分析，挖掘鉴定了批与肉牛生长、胴体、肉质、抗病及环境适应性等性状相关的功能基因和QT1.s,为准确和全面揭示肉牛重要经济性状遗传调控机制及肉牛育种奠定了坚实基础。1.3.1具有育种价值新基因的挖掘与利用1.3.1.1无角性状在现代化肉牛养殖中，牛角容易造成人员伤亡，而人为去角违背了动物福利且浪费人力物力，因此无角性状引发了高度关注。目前在安格斯、荷斯坦牛、西门塔尔牛等牛种鉴定出无角性状的候选突变PF和PCOPF突变是由1号染色体80128bp(1909352-1989480bp)的重复以及3个SW导致，主要存在黑白花奶牛。PC突变是由1号染色体上202bp(1705843-1706045bp)的重夏，并替换了原有的IObp(1706051-1706060bp),主要存在于安格斯、西门塔尔牛中二。目前美国、德国已利用基因编辑技术将PC突变引入荷斯坦奶牛和荷尔斯坦-弗里西亚牛，培育无角新品种。我国在大通耗牛群体种鉴定出1号染色体20487502196313bp处长约147kb的单倍型域内存在无角性状相关的单倍型，包含3个蛋白编码序列C1.H21orf62,GCEC1.和SYNJ1。研究式明，单倍型TG