奶業(yè)是內(nèi)蒙古重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),,而繁殖技術(shù)與育種方案對(duì)奶業(yè)的發(fā)展十分重要。國(guó)際上通常用DHI(Dairy herd improvement)進(jìn)行奶牛牛群的改良工作,而繁殖技術(shù)的發(fā)展對(duì)奶牛改良方案影響很大,。人工授精是第一個(gè)對(duì)動(dòng)物育種方案產(chǎn)生重要影響的繁殖技術(shù),。超數(shù)排卵和胚胎移殖導(dǎo)致核心群育種方案的出現(xiàn),。近年來(lái)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用在奶牛繁育上取得了一定的成績(jī),。本文就繁殖技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與育種方案的發(fā)展動(dòng)態(tài)做簡(jiǎn)要介紹,以期為促進(jìn)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化牧場(chǎng)的現(xiàn)代化進(jìn)程提供借鑒和參考,。
1 人工授精
人工授精是指利用器械以人工方法采集雄性家畜的精液,,經(jīng)檢查、稀釋和保存等特定處理后,用器械輸入到發(fā)情雌性家畜生殖道的特定部位,,使其妊娠的一種家畜繁殖技術(shù),。人工授精包括三大步驟:精液采集、精液處理和精液輸入,。
人工授精作為第一個(gè)對(duì)動(dòng)物育種方案產(chǎn)生重要影響的繁殖技術(shù),,其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面:提高優(yōu)良公畜的配種效率,加速品種改良步伐,,加快育種工作進(jìn)程,,有利于品種資源保護(hù),防止疾病傳播,,克服公母家畜體格懸殊造成的交配困難,,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,,有利于提高母畜的受胎率,。人工授精作為一種有效的的繁殖手段之一,其在奶牛育種上的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:有利于組織大型育種,。從遺傳學(xué)觀點(diǎn)和品種改良觀點(diǎn)出發(fā),,人工授精有助于建立集中指導(dǎo)后裔測(cè)定和交配組合的大型育種組織,在短時(shí)間內(nèi)可獲得大量相同日齡的后裔,,因而減少群間差別,。有利于品種資源的保護(hù)。個(gè)別保留或引進(jìn)品種因受傷或某些生理缺陷而失去交配能力時(shí),,通過(guò)人工授精可以達(dá)到保種和擴(kuò)群的目的,。有利于建立大型良種繁育體系,有利于對(duì)種牛的選擇,,有利于雜交配套的篩選,。人工授精可以克服群間或系間個(gè)體隨機(jī)交配的困難,避免近交,。有利于開(kāi)展隨機(jī)交配,,這對(duì)于頂交配合力測(cè)定更表現(xiàn)其優(yōu)越性,。有利于聯(lián)合育種,。
2 MOET核心群育種方案
MOET即超數(shù)排卵和胚胎移植,是20世紀(jì)70年代才發(fā)展起來(lái)的一門(mén)旨在提高優(yōu)良母畜繁殖性能的高新生物技術(shù),,是通過(guò)對(duì)種母畜進(jìn)行超數(shù)排卵和胚胎移植并與核心群育種相結(jié)合的育種方法,。其過(guò)程是對(duì)供體母畜實(shí)施超數(shù)排卵處理,誘發(fā)母畜更多卵母細(xì)胞的成熟和排卵,,在完成超數(shù)排卵后進(jìn)行授精,、采胚、胚胎檢驗(yàn)、胚胎培養(yǎng)與保存,,然后將發(fā)育正常的胚胎移植到發(fā)情適時(shí)的受體母畜體內(nèi),。
MOET核心群育種方案集中在較小的高產(chǎn)牛群中或少數(shù)牛場(chǎng)中實(shí)施。它便于嚴(yán)格地實(shí)施育種方案,,進(jìn)行準(zhǔn)確的性能測(cè)定,,而且可以測(cè)定一些在大群體中無(wú)法測(cè)定的性狀。其主要特點(diǎn)是,,在一個(gè)群體內(nèi)集中一定數(shù)量的優(yōu)秀母牛,,形成一個(gè)相對(duì)的閉鎖群體,群體內(nèi)完全通過(guò)MOET技術(shù)進(jìn)行繁殖,。
高強(qiáng)度地利用最優(yōu)秀的公牛和母牛,,并以培育出用于全群的種公牛為主要的育種目標(biāo)。由于借助超數(shù)排卵和胚胎移植手段,,可使1頭公牛除了有大量半同胞外,,還有大量的全同胞姐妹,而全同胞信息可用于育種值評(píng)估,。這樣就可以放棄傳統(tǒng)的后裔測(cè)定方法,,而主要通過(guò)祖先和同胞的信息對(duì)公牛進(jìn)行遺傳評(píng)定,盡管選擇的準(zhǔn)確性與后裔測(cè)定相比雖然有所下降,,但是縮短了世代間隔,。國(guó)外應(yīng)用MOET技術(shù),使優(yōu)秀母牛資源得到了充分利用,。MOET核心群育種方案與AI育種方案最大的改進(jìn)是在公牛選擇時(shí)主要使用了祖先和同胞的信息,,而避免了進(jìn)行大規(guī)模的后裔測(cè)定。研究表明,,對(duì)公牛產(chǎn)奶性能的遺傳鑒定需時(shí)至少可縮短40%,。
在任何一個(gè)育種體系中,群體每年的育種進(jìn)展取決于4個(gè)因素,,即選擇強(qiáng)度,、遺傳方差、估計(jì)育種值的精確性和世代間隔,。早期研究發(fā)現(xiàn),,在封閉的群體中,應(yīng)用胚胎移植的遺傳進(jìn)展增長(zhǎng)速度比常規(guī)育種體系高,。
MOET核心育種群方案擁有多種優(yōu)點(diǎn):縮短了世代間隔,,可利用全同胞成績(jī)估計(jì)育種值,加強(qiáng)了母畜的選擇,,性能測(cè)定工作更為準(zhǔn)確和廣泛,,提高了性能記錄的可靠性,,MOET成本開(kāi)支的轉(zhuǎn)移,附設(shè)測(cè)定群的優(yōu)越性,。
MOET核心群育種方案作為一種生物新技術(shù)也存在缺點(diǎn),。首先是近交問(wèn)題。核心群中種畜頭數(shù)是有限的,,群內(nèi)近交程度的增加要取決于所使用公畜的頭數(shù),,需保證每年選留的公畜來(lái)自不同全同胞家系,且均衡使用,。此外,,需要定期將外群體的公牛引入核心群測(cè)定并使用,這兩種方法都可以降低近交的程度,。胚胎移植的一次性和經(jīng)常性使用過(guò)高,。遺傳參數(shù)估計(jì)問(wèn)題。MOET核心群育種方案的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確而廣泛的性能測(cè)定,,但是至今還沒(méi)有這種形式下的各種性狀估計(jì)遺傳參數(shù),,只是理論上的預(yù)測(cè)。
MOET核心群育種方案提高母畜的繁殖力,,縮短世代間隔,,為進(jìn)一步提高家畜改良的速度提供了一個(gè)新的機(jī)遇。但是如上所述,,這種方案自身也存在缺陷,,而奶牛群體遺傳改良的關(guān)鍵問(wèn)題是,如何準(zhǔn)確地選擇種公牛和種母牛,;如何克服母牛繁殖力很低(即便進(jìn)行胚胎移植,,也不過(guò)每年最多獲得5~10個(gè)母牛后代)的弱點(diǎn);如何減少全同胞個(gè)體間的遺傳物質(zhì)的隨機(jī)抽樣誤差,,使其育種值估計(jì)更為精確,。
3 轉(zhuǎn)基因技術(shù)
轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將外源基因轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵內(nèi)組成一個(gè)新的融合基因,使其在動(dòng)物體內(nèi)整合與表達(dá),,產(chǎn)生具有新遺傳特性的動(dòng)物,。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的產(chǎn)生標(biāo)志著人們可成功應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù),避開(kāi)物種間雜交不育的生殖隔離,,進(jìn)行基因交流,,培養(yǎng)出自然界和常規(guī)育種難于產(chǎn)生的具有特別優(yōu)良性狀的動(dòng)物品種。
目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用在奶牛上,,主要是通過(guò)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物改變?nèi)榈闹饕煞?,提高產(chǎn)乳量等方面,。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù),,可使奶牛在乳腺中生產(chǎn)對(duì)合成藥物有重要意義的肽和蛋白質(zhì)的新功能,即乳腺生物反應(yīng)器其核心內(nèi)容是通過(guò)各種轉(zhuǎn)基因技術(shù),將乳腺組織特異性啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的外源基因,,在動(dòng)物乳腺組織高效表達(dá),,在乳汁中生產(chǎn)目的產(chǎn)品。目前研制生物反應(yīng)器的主要有人類(lèi)凝血因子,、α 抗胰蛋白酶,、胰島素、人體白蛋白和干擾素等,。
制備轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究已先后在小鼠,、綿羊、豬,、牛和兔上獲得成功,,但是在育種中也存在一定的問(wèn)題。在育種中應(yīng)用的關(guān)鍵在于:轉(zhuǎn)基因技術(shù)的效率,,對(duì)家畜的一些重要基因的結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí),,無(wú)有害副作用地獲得生物學(xué)效應(yīng),被轉(zhuǎn)移的基因穩(wěn)定地遺傳,,建立純合的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種系,。
4 展望
中國(guó)的奶牛生產(chǎn)在整體水平上與世界水平還有較大的差距,在奶牛育種工作上與世界先進(jìn)水平有著明顯的差距,。 奶牛育種工作在奶業(yè)的發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用,。 要縮小與世界先進(jìn)水平的差距,就要求我們規(guī)范 DHI 性能測(cè)定工作,,在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展公牛后裔測(cè)定和進(jìn)行聯(lián)合育種,,同時(shí)對(duì)全國(guó)奶牛性能測(cè)定和后裔測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)行全國(guó)奶牛遺傳參數(shù)估計(jì)和遺傳評(píng)定等工作,,使我國(guó)的奶牛遺傳育種工作水平跟上世界發(fā)展的步伐,。
(內(nèi)蒙古涼城縣家畜改良工作站 高俊峰、王高峰)