行進中國︱牛“伯樂”
人民網“行進中國”內蒙古調研採訪團
秋日的科爾沁大地五彩斑斕,處處洋溢著豐收的喜悅。
走進通遼市內蒙古民族大學肉牛育種創新團隊的實驗室,團隊指導教師勿都巴拉打開冷藏櫃,向記者展示蒙古牛靜脈血液樣本——這些承載著生物“密碼”的血液樣本,將通過“相牛1號”育種芯片進行“解碼”。

實驗室裡的“相牛1號10K液相育種芯片”試劑盒。人民網記者 劉藝琳攝
破局:首款自主育種芯片問世,解碼蒙古牛基因“身份証”
就在今年三月份,全國首款擁有自主知識產權的蒙古牛育種芯片“相牛1號”在內蒙古錫林郭勒盟蘇尼特左旗投入使用,該育種芯片由內蒙古民族大學肉牛育種創新團隊研發,廣泛應用於蒙古牛及其育成品種全基因組選擇育種、群體家系構建及系譜梳理等方面。
“我們研制出了全國首款擁有自主知識產權的蒙古牛10K液相育種芯片——‘相牛1號’。育種芯片於今年2月上市,目前已在錫林郭勒盟應用,為蒙古牛遺傳資源的保護與開發提供了有力工具。通過數據比對,証明芯片整體性能達到國際主流水平。”芯片研發負責人、內蒙古民族大學教授吳江鴻興奮地說。
據了解,“相牛1號”育種芯片單次可檢測樣本數量達3000個,遠超常規進口芯片單次處理96個樣本的檢測通量,相較於常規進口芯片,基因分型檢測一致性達99.75%。育種芯片單樣本的肉牛分型檢測成本降低40%以上,為全基因組關聯、群體遺傳進化分析等基礎研究提供了新方案,也為蒙古牛的品種選育及遺傳資源鑒定保護提供了有力工具。
“這相當於給牛裝上了遺傳‘身份証’”,勿都巴拉指著分析平台顯示的蒙古牛基因圖譜說:“傳統選育需觀察3—5個世代約10—15年,現在將樣本放入檢測平台,當天即可預判育種方向,並基於基因數據選配合適的配種對象,大大降低了試錯成本。”

研究團隊部分人員合影。受訪者供圖
攻堅:跨越千裡採集樣本,構建最完整蒙古牛基因庫
這個團隊共有17人,平均年齡不到40歲。團隊歷時4年,研發出“相牛1號”。
“我們深入呼倫貝爾、錫林郭勒等地,走到牧戶的家中採集樣本,要經過大量的採集和比對,才能為研發出育種芯片打好基礎。”團隊成員溫濱鴻告訴記者。1999年出生的溫濱鴻,已經是團隊中的大姐姐了。她一直學習動物遺傳育種與繁殖專業,目前已經考取內蒙古農業大學的博士。
“大量調研是研究的基礎。”吳江鴻介紹說,由於半個多世紀的肉牛的雜交改良,交通便利地區的蒙古牛大部分均開展了雜交,這也使得純種的蒙古牛數量急劇下降。現存蒙古牛大多分布在交通不發達的地區,或者由於牧戶的自身喜好留存了個別小群體,“所以樣品的採集得需要大量調研后,確定地點,時間才能開展樣品採集,往往採集一次樣品往返需要一個星期,正因為如此團隊建立的蒙古牛血液樣品庫、基因組數據庫非常珍貴,具有重要的研究價值。”
在自治區肉牛聯合育種攻關項目合作框架下,研發團隊歷時4載,跨越2400公裡,採集東起呼倫貝爾市、西至阿拉善盟的12個地區的1000余份蒙古牛樣本,以及三河牛等3個以蒙古牛為母本育成的品種樣本和科爾沁肉牛類群樣本200多份,構建起全球最完整的蒙古牛種質資源數據庫。
除此之外,探針篩選也比較復雜困難。如何從近1500萬個高質量單核苷酸多態性(SNP)位點中選出1萬個蒙古牛特有的位點?
吳江鴻介紹,這項工作復雜,因為這1萬個位點要保証多個要求,為了解決SNP探針選擇難題,團隊夜以繼日的進行了多輪數據整合分析,嘗試了10余種分析方法,整合了多個數據庫,最終經過多輪模擬及最終驗証獲得了最優的1萬個位點,涵蓋了毛色、角型、繁殖、肉品質、產奶以及疾病健康等多個性狀相關的功能位點。
賦能:育種效率提升顯著,科技助力牧民增收致富
把論文寫在祖國大地上,把科研做在生產實踐中——這個團隊的年輕學子們,選擇師從吳江鴻教授,大多源於一份熱愛、一份情懷。來自江西的黃超勇,是2024級動物營養與飼料科學專業的研究生,他本科時就學習相關專業,畢業后工作了一段時間,還是選擇了自己心中的熱愛,繼續考研。
“選擇導師時,在我的本科老師建議下,我選擇了吳江鴻老師。通過與吳老師不到一年的學習與研究,我對這個專業更加喜歡了。”黃超勇說,能夠參與“相牛1號”項目的工作,看到自己參與的項目能夠幫助到牧民,感覺非常自豪。

研究團隊在實驗室工作。人民網記者 劉藝琳攝
蒙古牛是我國分布廣、數量多的黃牛品種之一,抗逆性、抗病性等性能優於其他國內外品種,是優秀的種質資源。三河牛、草原紅牛、華西牛3個新品種都是以蒙古牛為母本育成的。然而,蒙古牛的本品種選育及遺傳資源鑒定工作卻比較滯后,甚至面臨著純種蒙古牛數量日益減少、遺傳多樣性流失的困境。
勿都巴拉老師向記者介紹,“相牛1號”的問世,可廣泛應用於蒙古牛及其育成品種全基因組選擇育種、群體家系構建及系譜梳理等方面。同時,也為全基因組關聯、群體遺傳進化分析等基礎研究提供了新方案。
目前,“相牛1號”已用於錫林郭勒盟蘇尼特左旗原種畜牧業發展有限公司(國家級蒙古牛保種場)580頭蒙古牛的基因檢測和遺傳解析,助力正在選育的“蘇尼特牛”新遺傳資源鑒定。
如今,內蒙古的生物育種工作正展現出蓬勃生機與創新活力。從“相牛1號”育種芯片為蒙古牛種質資源保護與高效育種提供強有力的技術支撐,到“育種1號芯片”實現奶牛基因組檢測技術的自主突破並達到國際先進水平……內蒙古正憑借科技創新的強大引擎,推動生物育種實現多點“突圍”。(白波、富麗娟、劉藝琳、寇雅楠)
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