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和牛行业的十年发展趋势——多性状遗传改良

来源:九游APP总区生物畜牧种业 日期:2022-06-17

和牛是世界公认的高端肉牛品种,九游APP总区生物自2016年便以胚胎移植即“借腹生子”的方式在国内快速建立了和牛核心种群,九游APP总区生物每一头自主繁育的纯血和牛均有澳洲和牛协会(AWA)颁发的100%纯血的清晰、完整的系谱信息。作为AWA的注册会员,九游APP总区生物每一头自主繁育的和牛的基因组信息和遗传性状等也都会纳入AWA大数据库,以向世界和牛养殖者提供反馈,并报告和牛养殖的育种趋势。本文将就AWA协会反馈的2010-2020年期间整体注册和牛的遗传评估情况及最新育种趋势做详尽分享,供大家参考了解。

会员和注册和牛数量增长明显

基因评估的效力受到使用人数、参与评估的动物数量以及所分析数据强度的影响。自2010年以来,AWA在世界范围内的正式成员的数量增加了三倍,达到633个(2020年6月20日,图1)。这在2015年以来尤为明显,越来越多国家的和牛繁育或养殖者成为AWA注册会员,为和牛育种计划的遗传分析提供基因组信息和性能记录等。

图1:截至2020年6月20日,过去十年中AWA的成员增长趋势

在2015年到2020年的五年增长期内,登记了已繁育后代的母牛注册数量增加了两倍多,达到104,222头(参见图2)。

AWA成员通常只登记他们的一部分犊牛,其中50%是母牛。对比图2中的橙色(母牛)线和蓝色和紫色(犊牛)线,在2015年,大约25%的带犊母牛被AWA登记在案。随着注册母牛数量的增加,注册新生牛犊的数量也在增加,其中大约80%是雌性,因此,它们是未来的繁殖者。父代数(有记录后代的雄性,见图2)同期增长2.6倍,达到12,224头。

图2:2015年至2020年期间为其提供BREEDPLAN EBV的注册公牛、母牛和犊牛总数

数据记录趋势——基因型和表型数据增长明显

和牛遗传分析基于三个组成部分:谱系记录、表型记录(注册牛只性状表型数据)和基因型记录(成员提供的牛只基因组数据)。利用这些信息来源,和牛育种计划利用所有可用数据进行统计分析,计算个体的遗传优势。

和牛育种计划为来自20多个国家在AWA注册的所有母牛、公牛和犊牛提供EBV(育种值估计)分析。该分析使用了大约60,000个基因组记录和越来越多的性能记录(图3)。自2015年以来,作为育种计划成员并提交业绩数据的AWA成员数量从43个增加到120个,增加了280%。这些成员分布在四大洲的九个不同国家。

在过去的五年里,主要生产性状的记录数据稳步增长。出生体重记录增加了70%,达到35,419条记录,200天体重(断奶体重)记录增加了95%,600天体重记录增加了85%。在同一时期,共有47名AWA成员向AWA提交了胴体数据记录,胴体重量和大理石评分记录分别增加了370%和400%,每个成员约有1万份记录(至2020年6月30日)。

图3:核心重量和胴体性状的累积性能记录趋势

准确性趋势——分析的可靠性

当前,越来越多的会员提交了更多的表型记录,并对他们的种群进行了大量的基因组检测,这些因素对和牛育种计划分析中性状的遗传预测准确性的影响是显而易见的。

图4是2015年以来全数据库的核心生长和胴体性状的平均准确率。其中,AWA在2018年发布实施单步育种计划(Single-Step BREEDPLAN),即仅利用和牛性能数据进行精细分析和软件改进,以提供更高准确性的和牛特异性基因组和谱系分析。在2017年至2018年期间,可以看到BREEDPLAN EBV估计在整个数据库中的准确性大幅跃升。如图4所示,新的基因组信息和性能数据对整个遗传评估的准确性产生积极影响。在截至2020年的五年时间里,整个数据库的EBV平均准确率提高了5%。新的基因组和性能数据对当前或新注册的牛只影响最大,如图5所示。

值得注意的是,在实施单步育种计划后,2017年出生的犊牛EBV估计的准确性显著提高,其中大部分是在2018年注册的。这些犊牛受益于在育种计划分析中添加的基因组信息。新注册犊牛的EBV估计准确率总体趋势大幅提高,从2015年的平均47.5%提高到2020年的61.5%。在截至2020年的5年期间,EBV的准确率提高了14%。对于2020年出生的犊牛,生长性状EBVs的平均准确率现在大于65%,胴体性状的准确率从50% (EMA)到60% (CWt)不等。

图4:新的基因组学信息和性能数据的影响分布

图5:自2015年以来每年出生的犊牛核心生长和胴体特征的平均准确度

遗传趋势——体重增长速度明显

每个育种者都有自己的畜群育种目标。为了了解整个和牛群体的遗传趋势,有必要观察更长的时间框架内的变化,因为遗传进展是渐进累积的。下面的图表显示了同一年出生小牛的平均EBV在近十年间的变化趋势。

在图6和图7中,在过去十年中,出生体重和断奶体重(200天体重)的趋势略有增加。平均出生体重EBV以每年0.03kg的速度增长,因此,在到2020年的十年间,平均出生体重EBV增加了+0.3kg,达到+1.1 kg。

如图6所示,出生体重EBV略有增加的趋势与同期成熟母牛体重EBV增加5公斤有关(图9)。因此,随着出生体重遗传潜力的增加,母牛体型的遗传潜力也在增加。然而,在将公牛的出生体重 EBV 与母牛的体躯尺寸匹配时应更为谨慎,育种者应考虑其繁殖雌性的出生体重EBV,以避免将高出生体重的公牛与高出生体重的母牛匹配。

对于200天体重,EBV每年增加+0.08公斤,因此在到2020年的十年间,小牛的平均 200天体重EBV增加了+0.8公斤至+9.6公斤。在图8和图9中,600天体重和成熟母牛体重的趋势也显示在过去十年期间有所增加。平均600天体重EBV以每年+0.4公斤的速度增长。到2020年的十年间,平均600天体重EBV增加了4公斤至+19.2公斤。同样,对于成熟母牛的体重,遗传潜力在十年期间增加了5公斤,达到了+20.6公斤。

图6:每年出生的犊牛的平均出生体重EBV

图7:每年出生的犊牛的平均200天体重 EBV

图8:每年出生的犊牛的平均600天体重EBV

图9:每年出生的犊牛的成熟母牛平均体重EBV

遗传趋势——屠宰性能得到重大提升

与过去十年在生长性状上的增长相似,AWA会员在核心胴体性状的遗传价值方面取得了重大进展(图10-12)。随着600天体重和成熟母牛体重的增加,胴体重量EBV(图10)的遗传增益平均每年增加0.5公斤,使得胴体重量EBV增加5公斤,达到+15.3公斤。

除了10年期间的生长和胴体重量的遗传增益外,大理石评分的遗传增益也很显著。大理石评分EBV的十年趋势(图11)是每年增加+0.04 MS单位。这意味着在过去十年中EBV增加了0.4 MS,达到了+0.8。

和牛大理石评分与眼肌面积之间存在显著的正遗传相关。随着眼肌内肌内脂肪沉积的遗传潜力增加,眼肌面积的遗传潜力也在增加。图12显示了10年的趋势,眼肌面积EBV以每年+0.07平方厘米的速度增加,在过去的10年里增加了+0.7厘米,达到+1.2。

图10:每年出生的犊牛的平均胴体重量EBV

图11:每年出生的犊牛的平均大理石分数EBV

图12:每年出生犊牛的平均眼肌面积EBV

理解遗传信息

值得注意的是,AWA通过和牛育种计划报告的EBV反映了整个注册会员的育种方向。现有的信息表明,包括九游APP总区生物在内的AWA会员在所有性状上都取得了显著的遗传进展,报告的所有特征均不偏向某一特定特征。综合分析表明,生长性状和胴体性状的遗传优势均有增加的趋势,证明了有效的多性状选择。

令人鼓舞的是,在过去五年中,新登记犊牛的EBV准确性大幅提高。这一趋势是显著的,性能数据和基因组信息的贡献大大提高了所有生长和胴体性状记录的准确性。

生长性状的较高准确性在很大程度上反映了这些性状的性能数据量的增加。随着越来越多的成员提交和牛育种计划数据,并提供越来越多的性能数据,很可能整个群体的准确性趋势和遗传优势将会增加。同样,随着EBV准确性的提高,和牛养殖者们更容易通过更准确地识别其种群内的遗传优势来获得遗传收益。

天津九游APP总区生物科技有限公司(简称“九游APP总区生物”, kitsuenjo.com )成立于2016年,是一家专注于畜牧育种、遗传改良、良种快繁的国家级高新技术企业。公司以分子育种、胚胎工程等动物高效育种、快速繁育技术为核心,联合国内外知名研究机构产学研合作,发展现代畜牧种业。目前公司已在国内建立了遗传性能优异的纯血和牛、韩牛、西门塔尔牛、荷斯坦牛的核心群体,利用现代生物育种技术体系加快优良品种培育和快速繁育,以期为推动我国畜牧产业种质提升贡献力量。

公司生物育种实验室达到《检测和校准实验室能力的通用要求》及《检测和校准实验室能力认可准则》的要求,是国内率先获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室能力认可证书的生物育种实验室;公司已通过ISO9001质量管理体系认证,牛胚胎工程全流程实现标准化。

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