中國農業大學動科學院李孟華團隊聯合全球科學家發表反芻家畜育種的遺傳學研究進展和未來方向綜述文章
時間:2024-12-04 11:32 來源:中國農業大學
中國農大新聞網訊 近日,中國農業大學動物科學技術學院李孟華團隊聯合全球科學家在SCIENCE CHINA Life Sciences上發表題為“Genetic advancements and future directions in ruminant livestock breeding: from reference genomes to multiomics innovations”的綜述文章,為反芻家畜基因組育種這一研究方向提供了系統性的梳理及前沿進展的總結,并提出在基因組時代下反芻家畜育種的新策略。


反芻家畜主要包括黃牛(Bos taurus)、瘤牛(Bos indicus)、河流型和沼澤型水牛(Bubalus bubalis)、牦牛(Bos grunniens)、綿羊(Ovis aries)、山羊(Capra hircus)和馴鹿(Rangifer tarandus)等。聯合國糧農組織(FAO)報告稱,全球超過50%的蛋白質和17%的熱量由動物提供,其中反芻家畜是主要的供應者。反芻家畜相關的肉類和乳制品是熱量、高質量蛋白質以及微量營養素的重要來源,包括維生素(A、B12和B2)和礦物質(鈣、鐵和鋅),因此在全球糧食安全與營養中發揮著關鍵作用。預計到2050年,全球人口將接近99億,而對反芻家畜相關食品的需求將持續增長。但是,全球氣候變化對動物生長、乳產量、生殖性能、發病率和死亡率以及飼料供應構成了重大威脅。為應對這些挑戰,有必要培育具有高生產力、抗病能力強以及適應惡劣環境能力的反芻家畜。
文章首先對反芻家畜在基因組學和育種領域的研究成果進行系統回顧,總結了主要反芻家畜(包括牛、羊、山羊和馴鹿)馴化歷史最新研究進展,涉及到它們的起源、遷徙以及在馴化和育種下的遺傳多樣性研究。
此外,該綜述也關注了基因組學研究在反芻家畜性狀遺傳改良中的應用現狀。幾千年來,人們通過選擇改良反芻家畜的表型性狀。例如,奶制品為人類提供重要的營養,成為全球數百萬人飲食中不可或缺的一部分。為滿足消費者對奶制品的偏好性,同時確保高質量和安全性,人們培育多個乳用性反芻家畜品種,如荷斯坦牛、東佛里生綿羊、薩能奶山羊等。隨著測序成本持續下降及基因組預測模型準確性大幅提高,基因組學在家畜改良中的作用在未來育種中將進一步提高。因此,文章總結了與牛、羊和山羊等反芻家畜經濟性狀相關的重要候選基因及其遺傳變異。同時,現代育種技術結合前沿基因組學知識將大力促進基于組學的反芻家畜育種實踐的發展。
最后,該綜述提出了反芻家畜功能基因組學和分子育種未來發展方向,為家畜基因組育種應用提供了重要參考。
中國農業大學動物科學技術學院徐松松副研究員和中國農業科學院草原研究所博士后Zhanerke Akhatayeva為共同第一作者,中國農業大學動物科學技術學院李孟華教授為通訊作者。其中,來自摩洛哥穆罕默德五世大學Bouabid Badaoui教授,伊朗施哈德?巴赫納大學Ali Esmailizadeh教授,芬蘭自然資源研究所Juha Kantanen研究員,西班牙巴塞羅那自治大學Marcel Amills教授,荷蘭烏得勒支大學Johannes A. Lenstra教授,瑞典農業科學大學Anna M. Johansson教授,加拿大阿爾伯塔大學David W. Coltman教授,美國農業部農業研究服務局George E. Liu教授,克羅地亞薩格勒布大學和匈牙利農業與生命科學大學Ino Curik教授,英國卡迪夫大學Pablo Orozco-terWengel教授,巴西農業研究所Samuel R. Paiva教授,俄羅斯L.K.恩斯特聯邦動物飼養科學中心Natalia A. Zinovieva教授,內蒙古農業大學劉志紅教授,中日友好醫院張麟偉副研究員以及中國農業大學動物科學技術學院王雅春教授、俞英教授、楊繼副研究員、博士生劉家鑫和馮雪燕、碩士生俞怡在文章撰寫過程中給予大力支持。該工作得到了中國農業科學院北方農牧業技術創新中心項目、國家重點研發計劃、國家生物育種重大科技項目、國家自然科學基金等項目支持。