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用户声音 | 华中农大赵书红教授:30年始终如一,猪育种进入基因组育种时代!

时间:2022-12-27作者:华大智造阅读数:4463分享

我国是世界上猪肉生产与消费第一大国,生猪产业是我国畜牧乃至农业的支柱产业。然而我国生猪种业却大而不强,由于前期缺乏足够的技术投入、政策保障、人才支撑,我国种猪性能同国外顶尖水平相比仍然存在差距,每年仍然需要从国外进口一定数量的种猪。当前,我国生物种业受到高度重视,种猪育种也迎来了重要发展机遇。


长期以来,我国一大批科学家默默耕耘,守护着千家万户舌尖上的幸福与安全。其中,华中农业大学动科动医学院院长、国家生猪产业技术体系岗位科学家、中国武汉种猪测定中心主任赵书红教授,潜心攻克和推广动物基因组与育种关键理论技术,为我国生猪种业提供重要理论基础和原创性新技术,推动生猪种业高质量发展。



从事猪遗传育种研究30年,赵书红教授及其团队始终如一,通过创新理论和技术,来解决产业应用中的实际问题,取得了丰硕成果。


随着猪基因组图谱绘制完成,猪育种进入基因组育种时代。赵书红教授指出,“猪的经济性状遗传机理较为复杂,为了提高种猪改良速度,我们需要解析猪功能基因组信息,为此我们团队创建了猪调控组学技术,鉴定了猪调控元件及调控区的突变位点,这些研究成果为猪功能基因组育种打下了坚实的基础。”

                                           

图1 猪基因组的顺式调控元件和三维基因组结构


随着组学数据日益丰富,赵书红教授带领团队创建猪整合组学基因挖掘技术,结合基因组、转录组、蛋白组、表观组等组学技术,鉴定出大量功能突变位点,并基于此开发了猪80K功能位点基因芯片,同常规标记位点基因芯片相比,功能位点基因芯片育种值估计准确性更高。


赵书红教授介绍道,“我们自主开发的高效液相基因芯片技术,结合华大智造的DNBSEQ-T7测序仪,实现了液相基因芯片技术全流程国产化,打破了国外固相基因芯片技术垄断。目前已开发的80K功能位点基因芯片在扬翔、中粮、海大、金旭等多家生猪育种龙头企业中开展使用”。


“考虑到基因组育种数据自主分析算法、工具缺乏情况,我们团队研发了育种值评估新方法KAML,以及高效处理百万级群体、千万级分子标记的育种大数据的分析软件HIBLUP,建立了自主知识产权的基因组高效育种技术体系”,赵书红教授指出。据悉,HIBLUP软件、工具已被50多个国家使用,支撑了国内多家大型农牧企业的种猪育种,显著提升育种效率。“另外,我们还研发出猪基因组选配技术,通过基因组精准匹配分析,实现了杜洛克和长大二元母猪的精准选配,同随机选配相比,精准选配后代三元猪出栏时间显著缩短、料重比(FCR)更低。通过联合基因组选种和基因组选配技术,能够最大化利用优秀基因的效应,提升生猪养殖效益。” 赵书红教授继续说道。


图2 赵书红教授(中)和实验室部分学生



赵书红教授团队不但在猪基因组选育的基础研究中成果丰硕,还积极致力于推进创新技术的产业化应用。武汉影子基因科技有限公司(下称“武汉影子基因”)孵化了华中农业大学及校内动物遗传与育种专家团队的科技成果,力求通过产学研一体化,实现基因育种领域的突破。


自成立以来,武汉影子基因专注基因组育种技术研发与推广应用,提供基因芯片设计制备、基因组育种大数据分析、基因组育种软件开发、表观遗传研究与功能突变位点挖掘等技术服务。


武汉影子基因于2021年从华大智造引入DNBSEQ-T7超高通量测序平台,DNBSEQ-T7可以进行深度测序并产出大量的数据。自引进以来,DNBSEQ-T7保持满负荷运行,出色的数据产出能力,保证了结果的快速交付,助力武汉影子基因为全国四十多所高校、科研院所、十余家动物育种企业提供科研及育种技术服务。


高通量测序技术极大地开发了基因组资源,并逐步成为分子育种新发展的推动力。“结合全基因组测序的数据,再配上相关的计算工具和算法,还有软件,完整的基因组高效育种技术体系就搭建起来了”,赵书红教授说道。


图3 华大智造超高通量测序平台DNBSEQ-T7于武汉影子基因


聚焦动物遗传育种领域,带领团队勇闯猪育种科技创新“无人区”,赵书红教授带领团队不断创新生猪育种理论和技术,推动产学研合作,打造中国猪种业创新高地。


未来,华中农业大学、武汉影子基因、华大智造将持续紧密合作,致力解决我国种业卡脖子难题,助推我国生物种业高质量发展,服务国家乡村振兴战略,促进养殖企业增产增收。

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