近日,內蒙古民族大學的肉牛育種創新團隊的科研人員小心翼翼地封存了采集到的蒙古牛靜脈血樣本。這些血液樣本中蘊含著生物的“密碼”,將通過“相牛1號”育種芯片進行深度“解碼”。
吳江鴻團隊提取蒙古牛個體基因組DNA(受訪者供圖)
內蒙古民族大學教授、芯片研發負責人吳江鴻介紹到:“我們成功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’。目前已在錫林郭勒盟得到應用,為蒙古牛遺傳資源的保護與開發提供了強有力的技術支撐。經過數據比對,芯片的整體性能達到了國際主流水平。”
“相牛1號”育種芯片是內蒙古自治區育種聯合攻關項目成員單位——內蒙古民族大學肉牛育種創新團隊歷經四年研發的成果。團隊跨越2400公里,采集了來自呼倫貝爾市至阿拉善盟等12個盟市的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,構建了全球最完整的蒙古牛種質資源數據庫。通過深度測序肉牛基因組,團隊從30億個堿基位點中精準篩選出了1萬個高多態性SNP位點,這些位點與毛色、繁殖、肉品質、產奶以及疾病健康等多個性狀相關。
基于“相牛1號”分析平臺分析肉牛遺傳結構(受訪者供圖)
吳江鴻指著分析平臺顯示的蒙古牛基因圖譜介紹說:“這相當于給每頭牛都裝上了遺傳‘身份證’。傳統選育需要觀察3—5個世代,大約10—15年,而現在只需將樣本放入檢測平臺,當天就能預判育種方向,并基于基因數據選配合適的配種對象,大大降低了試錯成本。”
蒙古牛是我國分布廣泛、數量眾多的黃牛品種之一,其抗逆性、抗病性等性能均優于其他國內外品種,是寶貴的種質資源。然而,蒙古牛的本品種選育及遺傳資源鑒定工作一直相對滯后,純種蒙古牛的數量也在日益減少,遺傳多樣性面臨流失的困境。
“相牛1號”育種芯片(受訪者供圖)
“相牛1號”的問世,為蒙古牛及其育成品種的全基因組選擇育種、群體家系構建及系譜梳理等方面提供了全新的解決方案。同時,它也為全基因組關聯、群體遺傳進化分析等基礎研究開辟了新的途徑。
值得一提的是,“相牛1號”育種芯片基于國產化設計和自動化流程,單次可檢測樣本數量高達3000個,遠超常規進口芯片單次處理96個樣本的檢測通量。此外,相較于常規進口芯片,“相牛1號”的單樣本肉牛分型檢測成本降低了40%以上。
目前,“相牛1號”已經應用于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)的580頭蒙古牛的基因檢測和遺傳解析工作,為正在選育的“蘇尼特牛”新遺傳資源鑒定提供了有力支持。
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