点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【智惠农民】非比“鲟”常的遗传改良加速器——基因组选择
首页> 光明科普云> 科普中国智惠农民> 农科前沿 > 正文

【智惠农民】非比“鲟”常的遗传改良加速器——基因组选择

来源:光明网-科普中国2023-03-01 11:25

  鲟鱼是一种古老的鱼类,个体大,寿命长。目前,全世界有包括西伯利亚鲟、施氏鲟、俄罗斯鲟,还有我国特有的中华鲟、达氏鲟等27个鲟鱼种和亚种,都是被列入《国际濒危动植物种贸易保护公约》(CITES)附录II的保护动物。其中,长江白鲟已于去年7月被正式宣布灭绝。

  鲟鱼具有非常高的经济价值,特别是鲟鱼籽酱号称“黑黄金”,在国际市场供不应求。由于鲟鱼性成熟晚,即使养殖条件下性成熟年龄缩短一半,也要6年以上,导致育种周期太长,从而限制了优良品种的选育。种业是农业的“芯片”,育种一直是农业革命的先导,培育优良鲟鱼品种对于保障粮食产量、改善粮食品质、提升农业生产效率意义重大。

【智惠农民】非比“鲟”常的遗传改良加速器——基因组选择

鲟鱼(西伯利亚鲟)和鱼子酱(来自网络)

  动物育种的核心是尽可能准确地估计个体育种值,所谓的育种值,也就是个体作为种鱼的价值,在这里大家要注意,育种值只能估计,而不能准确得到,各种育种手段的改进都是围绕着如何提高育种值估计准确性来进行的。

  传统的动物育种方法,犹如“伯乐相马”,通过动物的外在表现进行选择,此方法选择准确性低。随着数量遗传学和育种理论的发展,20世纪80年代左右,育种学家Henderson提出了最佳线性无偏预测法(Best Linear Unbiased Prediction, 简称BLUP),BLUP方法有效利用所有表型和亲属信息(系谱信息),提高了个体育种值估计的准确性,并在猪和奶牛育种中得到了广泛应用,为许多重要性状的遗传改良做出了巨大贡献。

  我们常说“路遥知马力”,只有等马儿跑多了才知道它的速度,BLUP方法对有的性状育种周期长、准确性低,如低遗传力性状(如抗病性状)、难以度量的性状(如饲料利用率)、限性性状(如怀卵量性状)、不能早期度量的性状(如使用寿命)、需要屠宰才能度量的性状(如肉质、胴体组成),需要通过新的育种手段进行突破。

  如果说BLUP方法是以前的绿皮火车,那么基因组选择(Genomic selection, 简称GS)就是现在的高铁。基因组选择是2001年育种学家Meuwissen提出的新一代育种方法,该方法根据已知动物群体的基因信息和表型信息,应用一定的数学模型,对表型未知的动物的育种值做出合理的预测。

【智惠农民】非比“鲟”常的遗传改良加速器——基因组选择

绿皮火车(BLUP)和高铁(基因组选择)(来自网络)

  也就是说,以前的BLUP方法仅利用了表型和系谱信息,而基因组选择不仅利用了表型和系谱信息,还能利用基因信息。应用的信息比原来多了很多,哪种方法更准确肉眼可见。基因组选择最先是应用在奶牛的育种上,我国于2012年首次使用基因组选择对奶牛进行遗传评估。随着近几年测序技术(用于检测动物基因信息)的不断发展,基因组选择在水产育种领域也开始得到应用,取得了较大进展。

  基因组选择的最大优势是,可以在动物个体早期,甚至出生前就可以进行准确的育种值估计,不需要等动物长大,实现早期选种,早期淘汰,从而极大地节约饲养成本,缩短育种需要的时间,尤其对于育种周期长的鲟鱼。时间是育种工作最大的成本,这也是基因组选择的最大优势。

  基因组选择另一个优势是,提高育种值估计的准确性,BLUP方法利用系谱信息无法准确估计个体间亲缘关系,而基因组选择通过利用基因信息,可以更准确地估计个体间的亲缘关系,从而达到提高育种值估计准确性的效果。因此,基因组选择在鲟鱼上的应用,不仅可以提高育种值估计准确性,而且能大大缩短育种周期,是鲟鱼遗传改良的加速器。

  北京市农林科学院水产科学研究所研究人员首次利用来自26个全同胞家系的3430尾具有生长记录的俄罗斯鲟群体,开展了基因组选择研究。结果表明,相比于BLUP方法,利用基因组选择方法育种值估计准确性提高了12%,并且育种周期能够缩短4年左右。该研究表明基因组选择在鲟鱼育种中具有较大应用前景,是缩短鲟鱼育种周期和提高育种效率的有效途径。

【智惠农民】非比“鲟”常的遗传改良加速器——基因组选择

利用基因组选择早期选择优秀亲鱼

  目前很多人对转基因技术有很大的排斥,基因组选择技术不涉及任何对原有遗传信息的改变,和转基因技术没有任何关系。这项技术对于普通人的意义在于,能够使鲟鱼产品(如鱼子酱)的价格降低的同时,品质得到提升,让我们更有口福并实现鱼子酱自由。同时基因组育种对抗病性状的选择,可以减少很多疾病的发生,从而使抗生素的使用量得到降低,让大家品尝到绿色、安全的鲟鱼产品。

  育种需要时间的积累,虽然普通人看不到直接的效果,但这些改变会潜移默化地影响很多人的生活。这也是育种工作者最大的成就!

  出品:科普中国智惠农民

  监制:光明网科普事业部

  作者:宋海亮 北京市农林科学院水产科学研究所副研究员

  审核专家:胡红霞 北京市农林科学院水产科学研究所研究员

  策划:姜楠

【智惠农民】非比“鲟”常的遗传改良加速器——基因组选择

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2026年世界互联网大会乌镇峰会开幕

  • 第九届丝绸之路(敦煌)国际文化博览会开幕

独家策划

推荐阅读
西北戈壁滩上,多方向、多批次自杀式无人机集群低空掠过,高速冲向目标。“我们聚焦制约激光反无装备性能的关键技术,持续多年开展攻关,先后破解光纤拉制、散热控温、精准打击等难题。
2026-11-04 09:55
1.75万辆北斗高精度共享电单车服务超600万人次,“5G+北斗”低空空域监视通信专网填补空白……近期,第五届北斗规模应用国际峰会在湖南株洲举行,一项项北斗应用惊艳亮相。聚力卫星研制、终端制造、场景示范、国际合作,“北斗之城”将迸发出更大能量,成为中部崛起的强劲力量。
2026-11-04 09:49
今年8月,在2026世界机器人大会举办期间,全国首个具身机器人演出“沙盒审批”试点在北京亦庄落地,首形科技(北京)有限公司、北京中科慧灵具身智能科技有限公司、阿卡帕尼(北京)机器人有限公司三家企业获颁《具身机器人演出“沙盒审批”准入证明》。北京经开区已率先落地全国首个数字人营业性演出沙盒试点,如今演出“沙盒审批”已从虚拟数字人延伸至实体机器人。
2026-11-04 09:48
今年“双十一”电商大促,Token(词元)以独立品类在多个电商平台上架,看不见、摸不着的算力服务,变成可以下单的商品。青海西宁市民苏国庆是一名短视频爱好者,为了让视频呈现更好的效果,趁着电商大促,他“囤”了不少Token。
2026-11-04 09:45
“十五五”规划纲要提出,面向生物育种、生产管理、疫病防治等场景加快农业数智化升级。站在“十五五”开局之年,我国数智技术加速赋能千行百业,成为驱动经济发展的创新动力。
2026-11-04 04:20
11月3日8时15分,力箭二号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的千帆极轨21组卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-11-03 09:33
2026年5月,国务院印发《加快农业农村现代化“十五五”规划》,对“健全现代农业经营服务体系”进行部署,强调“将先进适用品种、技术、装备引入小农户”“促进小农户和现代农业发展有机衔接”。
2026-11-03 03:55
近日,中共中央、国务院印发《关于发展新质生产力的意见》,对“改造提升传统产业”作出系统部署,并将其作为推动科技创新和产业创新深度融合的重要任务之一。
2026-11-03 03:55
1983年2月,“两弹一星”元勋钱学森给中国科学院院士李正武写了一封信。信件仅200余字,没有客套寒暄,却映照出两位“患难之交”的深厚情谊和默契。
2026-11-03 03:55
近日,中国科学院昆明动物研究所科研人员联合缅甸同行,在缅甸伊洛瓦底江水系发现宝鳊属一鱼类新种——蓝纹宝鳊。相关成果已发表在国际期刊《动物分类杂志》上。
2026-11-03 03:55
广东油柑、贵州抹茶、四川栀子花、西藏青稞,这些作物有几百年甚至上千年的种植史。祖祖辈辈种下来,为什么偏偏这几年,被一杯奶茶给带火了?
2026-11-02 09:53
2026世界顶尖科学家论坛开幕式暨颁奖典礼、主论坛日前在上海举行。颁奖典礼上,11位科学家分别获颁2026世界顶尖科学家奖“智能科学或数学奖”、2026世界顶尖科学家奖“生命科学或医学奖”和今年增设的2026世界顶尖科学家奖“青年科学家奖”。
2026-11-02 09:59
10月31日,以“万物智联共创未来”为主题的2026世界物联网博览会在江苏无锡举办开幕式,无锡国家人工智能产业创新应用先导区建设在本次大会同步启动。
2026-11-02 09:57
生物多样性是人类赖以生存发展的重要基础,对生物多样性的威胁也是全球面临的三大环境危机之一。海洋生物多样性对保障海洋生态安全、促进海洋可持续发展、实现人海和谐共生具有重要作用。在气候变化与人类活动双重压力下,海洋生物多样性治理是各国共同的责任使命。
2026-11-02 10:03
1日,国家海洋环境预报中心正式发布“妈祖”海洋预报数值模式2.0版本。据悉,升级至2.0版本后,“妈祖”海洋预报数值模式预报分辨率进一步提升,应用场景进一步拓展,自主可控水平进一步增强。
2026-11-02 09:58
记者詹媛29日从中国汽车工程学会了解到,该学会日前发布了《2027年度中国汽车十大技术趋势》。这份凝聚共识的行业“风向标”提示,明年,汽车的电池会更强、芯片更自主、“硬科技”使用更多,且能减少堵车。
2026-10-30 09:51
如果说户外运动项目是产业发展的根系,选对项目之后还要让它根往深里扎,让项目发展的更有质量。户外运动产业的高质量发展,体现于一个个鲜活的户外运动项目及项目产业的健康成长,根深方能叶茂,户外运动产业才能行稳致远。
2026-10-30 09:49
生态环境部29日公布的全国地表水环境质量状况显示,今年1月至9月,全国地表水Ⅰ至Ⅲ类水质比例为86.1%,同比上升1.7个百分点;劣Ⅴ类水质比例为0.8%,同比下降0.4个百分点。
2026-10-30 09:50
脑膜边界的免疫细胞还会“监控”蛋白清除过程,并促成免疫耐受反应,避免免疫系统误伤大脑自身组织。在正常生理状态下,这一多通路清除系统与蛋白生成之间保持动态平衡。在此背景下,恢复或增强脑内蛋白清除通路的功能成为值得关注的方向。
2026-10-30 09:59
深秋的陕北,天高云淡。记者走进陕西省榆林市佳县方塌镇圪崂湾村现代农业示范园,联排的大棚在黄土高原的沟峁间依次排开。棚内葡萄藤上挂满沉甸甸的果实,工人们正忙着采摘、分选、打包。
2026-10-30 09:56
加载更多