问题:热应激已成为影响奶业稳产增效的明显短板;近年来,极端高温天气增多,奶牛高温高湿环境下容易出现采食量下降、产奶波动、繁殖性能下降、免疫力减弱等情况,既压缩牧场收益,也对奶源稳定供应和动物福利提出更高要求。如何在保持高产、健康等核心性状的同时提升耐热能力,成为育种环节亟需突破的课题。 原因:传统育种改良周期较长、效率有限,难以快速回应产业需求。耐热涉及的性状多由多基因共同调控,表型又受环境影响明显,依靠常规选育往往需要较长时间积累;在持续强化产奶性状的选育背景下,耐热等适应性性状的导入与稳定表达难度深入增加。围绕关键功能基因进行定向改良,正成为提升育种效率的重要方向。 影响:我国奶牛生物育种取得新进展,为“高产与耐热兼顾”的种质创新提供了可验证路径。记者3月25日从山东省农业科学院畜牧兽医研究所获悉,科研团队以催乳素受体基因(PRLR)为靶点开展精准调控研究,成功获得一头基因编辑短毛耐热荷斯坦健康母犊。该成果由山东省农业科学院畜牧兽医研究所联合山东奥克斯畜牧种业有限公司、中国农业大学、江苏省农业科学院畜牧研究所等单位共同完成,并得到山东省农业良种工程、山东省农业科学院农业科技创新工程等项目支持,以及农业农村部畜禽生物组学重点实验室平台支撑。 据介绍,团队构建了相对完整的基因编辑与繁育体系:一上采用双gRNA介导的Cas9策略提高编辑效率;另一方面结合体细胞核移植技术,降低嵌合体风险,提升遗传一致性与性状稳定表达的可预期性。胚胎移植环节,团队将基因编辑克隆胚胎移植至受体母牛,3月20日受体母牛在南京卫岗牧场产下一头健康母犊。经基因检测确认,母犊实现目标基因的精准修饰,并呈现与短毛耐热相关的全身毛发特征。 在育种价值上,研究强调适应性改良不应以牺牲综合性能为代价。荷斯坦奶牛基因组综合育种值(GTPI)通常综合反映产奶、健康、繁殖、体型等遗传潜力,是国际上常用的遗传品质评价指标之一。团队前期通过引种与自然选育获得短毛耐热荷斯坦牛种质,GTPI达到2737。在此基础上,本次以高育种值奶牛体细胞为材料进行定向改良,获得双等位基因编辑个体,实现耐热短毛性状“一代导入”,并将相关种质GTPI提升至2980,表明了在适应性性状改良与高综合性能之间的统筹思路。 对策:以产业需求为牵引,推动“靶向基因—高效繁育—检测评估”的协同体系建设。业内专家指出,奶牛热应激具有明显的区域性和季节性特点,南方及夏季高温地区问题更突出。下一步应在严格合规前提下,加强对耐热短毛等适应性性状的系统评估,围绕生长发育、繁殖、泌乳、健康、行为福利等开展长期跟踪验证,同时建立标准化的遗传检测与性能评价流程,提升从实验室到牧场应用的可转化性。另外,持续完善种质资源储备与育种群体建设,通过联合攻关机制促进科研机构、高校、企业与牧场形成稳定协作,提高创新成果在产业链中的落地效率。 前景:精准育种有望加速我国奶牛种业升级,但需与生物安全、伦理规范和产业需求同步推进。随着基因组选择、功能基因解析与繁育技术的进步叠加,面向抗热、抗病、繁殖力等关键性状的定向改良将更具可操作性。受访科研人员表示,本次研究在一定程度上突破了传统育种周期长、效率低的限制,验证了以功能基因为靶标的精准育种路径,对提升我国奶牛种源自主创新能力、强化战略种质储备具有积极意义。同时,相关成果仍需在更大群体和更复杂环境中开展系统验证,并在政策法规框架下稳妥推进应用研究,确保技术创新与产业安全、可持续发展相一致。
奶牛育种既关乎科技,也关乎产业;面对气候变化与消费升级的双重挑战,一方面要通过设施改造和管理提升稳住当前产能,另一方面也要依靠更高水平的种源创新争取长期增量。以关键性状为突破口、以系统化繁育体系为支撑的精准育种探索,正在为我国奶业高质量发展拓展新的空间。