芯片技术在畜禽育种中的应用研究进展

中国畜禽品种资源丰富,且有许多优良性状基因,但这些优良性状基因并没有被充分利用,因此,在基因水平上开展遗传资源的开发和利用是畜禽经济性状改良的重要方向。目前,虽然传统系谱选择方法在育种工作中发挥了重要作用,但存在准确率低、育种周期长等缺点。随着分子生物学技术的快速发展,近年来先进的基因组测序和基因分型技术大大促进了畜禽育种方法的革新。从低通量、耗时的限制性片段多态标记(RFLP)到如今高通量、高密度的单核苷酸多态性(SNP)标记,基因检测效率有了大幅度提高。基因芯片技术在分子标记辅助选择和全基因组选择育种研究中逐渐得到广泛应用,成为畜禽育种的新技术手段和新热点。主要介绍了高、低密度SNP芯片技术在畜禽育种中的研究及应用,并简述了其技术优势、存在问题及挑战、应用展望,旨在表明基因芯片技术必将会成为畜禽分子育种工作中一项重要的基础技术,在畜禽种业快速发展过程中起到重要的推动作用,以期为基因芯片技术在畜禽育种中得到进一步应用提供理论参考,推进中国畜禽育种遗传进展,提升中国畜禽种业的科技竞争力。     

全基因组SNP分型技术在畜禽遗传育种研究中的应用

随着畜禽资源分子鉴定、物种进化、全基因组育种等热点领域的逐渐兴起,准确的全基因组SNP分型成为了畜禽基因组研究的关键。基因芯片、重测序、简化基因组测序及靶向捕获测序等全基因组SNP分型技术已广泛应用于畜禽基因组研究中。本文概述了全基因组SNP分型技术的原理及其在全基因组关联分析、选择信号分析和畜禽遗传资源背景分析等方面的应用,以期为畜禽基因组研究和育种应用提供借鉴和参考。     

畜禽基因组选择方法研究进展

畜禽的选种选育在生产中至关重要,育种值估计是选种选育的核心。基因组选择（genomic selection,GS）是利用全基因组范围内的高密度标记估计个体基因组育种值的一种新型分子育种方法,目前已在牛、猪、鸡等畜禽育种中得到应用并取得了良好的效果。该方法可实现畜禽育种早期选择,降低测定费用,缩短世代间隔,提高育种值估计准确性,加快遗传进展。基因组选择主要是通过参考群体中每个个体的表型性状信息和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）基因型估计出每个SNP的效应值,然后测定候选群体中每个个体的SNP基因型,计算候选个体的基因组育种值,根据基因组育种值的高低对候选群体进行合理的选择。随着基因分型技术快速发展和检测成本不断降低,以及基因组选择方法不断优化,基因组选择已成为畜禽选种选育的重要手段。作者对一些常用的基因组选择方法进行了综述,比较了不同方法之间的差异,分析了基因组选择存在的问题与挑战,并展望了其在畜禽育种中的应用前景。     

基因组选择模型及其在家禽育种中的应用

基因组选择是当前畜禽育种领域一项热门的分子育种方法,已经在实际育种中得到应用并取得良好的效果。基因组选择使用数学模型计算出覆盖全基因组范围内的高密度标记的效应值,从而得到个体基因组估计育种值,再进行高效的选种选配工作。该方法可以提高传统育种值估计的准确性,实现畜禽育种早期选择,缩短世代间隔,从而加快遗传进展。同时,随着第二代测序平台和基因芯片技术不断成熟,单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）标记已成为普遍且重要的动植物研究手段,SNP芯片检测成本也不再高昂。文章综述了常见的基因组选择模型及其在家禽育种中的应用,讨论了其面临的挑战,并且展望了其应用前景,为我国地方家禽保护、评价和利用提供参考。     

基因芯片技术在养牛业中的应用及展望

我国牛品种资源丰富,而且有许多优良基因,但并没有被充分发挥和利用.在基因水平上开展遗传资源的开发和利用无疑是快速、科学的方法.目前,利用分子辅助标记对目的基因进行分子标记,从而实现对重要经济性状的标记辅助选择(MAS),这是进行牛分子育种的关键,而开发和应用新型分子标记已成为发展分子育种技术的重要方向和研究热点.     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长,必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低,提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来,以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇,利用该技术可实现早期准确选择,从而大幅度缩短世代间隔,加快群体遗传进展,并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中(如奶牛),基因组选择取得了成功,群体也获得较大遗传进展,但仍无法满足快速增长的需求。因此,亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明,在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息,可以提高基因组育种值预测的准确性,进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时,开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据,包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因,从而进一步提高基因组选择的准确性。     

生物技术在养猪业中的应用

进入八十年代以来,由于分子生物学、分子遗传学、分子克隆重组技术的发展,出现了许多新的研究领域,如分子标记、动物分子遗传学、抗病育种等。这些方法在分子水平上研究解决以下几个方面问题：①畜禽基因组及重要经济性状（肉蛋奶）的基因（QTL）定位。研究内容包括基因组及基因图谱;产量和质量主基因分析;基因（QTL）定位;单位性状基因的分离、克隆和测序;转基因动物。②畜禽超高产育种的分子生物学基础。研究内容包括肉蛋奶超高产的分子生物学基础,畜禽杂种优势的机理及预测,分子遗传鳖记辅助选择。③畜禽遗传资源保护与利用…     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长，必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低，提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来，以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇，利用该技术可实现早期准确选择，从而大幅度缩短世代间隔，加快群体遗传进展，并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中（如奶牛），基因组选择取得了成功，群体也获得较大遗传进展，但仍无法满足快速增长的需求。因此，亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明，在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息，可以提高基因组育种值预测的准确性，进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时，开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据，包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因，从而进一步提高基因组选择的准确性。     

基于高通量测序技术挖掘分子遗传标记及其在蛋鸡生产中的精准应用

高通量测序技术是研究物种复杂生物性状遗传机制的基础,随着高通量测序技术的不断优化提升,一些与生物表型性状密切相关的基因组变异被精准地挖掘出来,其中包括单核苷酸多态位点(SNP)、小片段的插入或缺失(Indel)、拷贝数变异(CNV)以及结构变异(SV)为代表的分子标记。与传统遗传标记相比较,分子遗传标记具有多态性高、遍布整个基因组、检测手段简单快捷以及成本低廉的特点。通过检测覆盖全基因组范围内的分子标记,利用基因组水平的遗传信息对个体或群体遗传资源进行评估,能够缩短世代间隔、提高选种的准确性,进而在短期内取得较大的遗传进展。作者从高通量测序技术挖掘分子遗传标记角度入手,综述了三代测序技术发展历程和应用领域以及三代分子遗传标记检测技术在蛋鸡种业创新中的应用,并详细阐述了高通量测序技术与分子遗传标记相结合在蛋鸡群体遗传多样性及进化分类、群体遗传图谱的构建和功能基因定位、数量性状形成的遗传机制解析和质量性状形成的遗传机制解析等4个方面的精准应用,以期为蛋鸡基因组选择进入实质应用阶段提供科学依据和指导。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

畜禽生长发育相关性状的全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(GWAS)是近年兴起的用于分析复杂性状的重要研究方法。高通量测序技术的成熟发展使得基于全基因组测序技术和基因芯片技术的GWAS解析畜禽复杂性状成为可能,GWAS的运用对畜禽经济性状相关的SNP、QTL和候选功能基因研究起到关键作用。本文主要对GWAS的基本原理和方法、优劣势以及GWAS在畜禽生长发育相关性状中的应用现状进行综述,并对GWAS在今后畜禽育种中的应用前景进行展望,以期为GWAS在畜禽育种中的深入研究提供参考。     

猪重大育种价值基因及挖掘技术研究进展

随着分子生物学和动物遗传育种技术的快速发展,对于畜禽优良性状的研究已从对表型选育进入到对单个或多个重要性状关联基因的分子选育,如对猪肉质性状的相关研究,在影响猪背膘厚、肌内脂肪含量、火腿重量等方面筛选到许多关键基因。近年来,非洲猪瘟肆虐,对猪抗病的研究再次成为热点,也发现了众多关键基因,如CD163直接参与了猪呼吸与繁殖综合征病毒的侵入机制。除了疾病的影响外,繁殖性状对养猪业的发展也起着至关重要的作用。随着研究人员对各重要性状研究的不断深入,现已积累了大量重要育种价值基因的多维数据,且由此开发出了多种基因筛选技术,尤其是CRISPR-Cas9基因编辑技术的发现及其作为全基因组筛选工具的成功应用,以及在后基因组时代功能基因组筛选与多组学的联合应用等,进一步推动了遗传育种领域的发展。作者系统总结了猪肉质、抗病及繁殖性状相关的重要育种价值基因及其挖掘技术,以期为猪的遗传改良提供指导性建议和参考。     

畜禽养殖废弃物资源化利用技术及推广模式研究进展

我国畜禽养殖业在迅速发展的同时,也产生了大量的畜禽养殖废弃物,而由畜禽养殖引发的废弃物污染就成为我国农业面源污染来源的重要源头,生态环境也因此遭受破坏。为了进一步解决畜禽养殖废弃物污染造成的问题,并最大限度地重新利用废弃资源,总结了我国畜禽养殖废弃物资源化利用的主要技术及推广模式,并就目前国内畜禽养殖废弃物资源化利用存在的主要问题,提出了相应的解决方案和发展建议,旨在为畜禽养殖废弃物资源化利用的前进方向提供思考和借鉴。     

Advances on Molecular Biology Technology of the Water Buffalo （Bubalusbubalus）

The water buffalo (Bubalusbubalus) is an important economic specie in southern provinces that was acclaimed as the most potential and valuable development on the livestock by FAO. The new molecular biology technology will bring the new challenge and opportunity for buffalo researches in recent years. Many major breakthroughs have been made in the research area on the molecular biology technology of the water buffalo, which should reveal its great superiority and development potential on the buffalo genetics and breeding. Consequently, the molecular biology technology applied to the buffalo genetics and breeding and its prospect will be discussed, mainly including the molecular marker, gene chip, transgenic technology and high-throughput sequencing technology, etc. It will lay a foundation for further research on the molecular biology technology of the water buffalo and play an important role in promoting the rapidly development of the buffalo industry.     

畜禽良种繁育技术及其应用的经济学思考

畜禽良种在畜牧产业发展中发挥核心作用,是区域畜牧业发展的物质基础,也是各国畜牧业科技竞争的焦点。现代畜禽良种繁育技术是由一系列技术组成的技术群,在畜牧业生产中的应用有助于提升优质种畜禽使用效率,加快区域畜禽养殖的良种化进程,提高畜禽生产性能。介绍了主要畜禽良种繁育技术及在我国的应用现状,分析了现代畜禽良种繁育技术对畜禽群体饲草料转化效率及良种选育效率的影响,从经济学视角探讨了现代畜禽良种繁育技术与养殖场投入及产出的关系,以期为我国建立现代畜禽良种繁育体系提供参考。     

生物技术在畜牧业上的应用研究

从生物技术与畜禽品种、动物遗传育种,动物饲料资源开发,动物疫病的预防与诊断几个方面,论述了其在畜牧业中的应用,以期用生物技术来推动我国畜牧业的更快发展.