——山東省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)推動(dòng)“試管奶?！焙诵募夹g(shù)產(chǎn)業(yè)化紀(jì)實(shí)
2019-04-28 11:07:00
2018年10月，從山東奧克斯畜牧種業(yè)公司傳出的一則消息引起國內(nèi)畜牧人的關(guān)注：該公司首批通過胚胎工程技術(shù)培養(yǎng)的“試管奶牛”順利誕生，標(biāo)志著公司擁有了集奶?；铙w采卵、性別控制、體外受精、胚胎發(fā)育及胚胎移植等先進(jìn)技術(shù)于一體的體外胚胎生產(chǎn)（OPU-IVP）技術(shù)體系，其中胚胎移植成功受胎率達(dá)到42%，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
2019年4月20日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院奶牛中心、東營神州澳亞現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司與山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司聯(lián)合召開了奶牛體外胚胎產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成果發(fā)布會(huì)，正式發(fā)布了該重磅成果。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究員戴蘊(yùn)平介紹，科研院所、種業(yè)企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)，瞄準(zhǔn)行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵瓶頸，開展聯(lián)合攻關(guān)，釋放出“1+1+1>3”的巨大能量，取得了重大突破。該技術(shù)是繼人工授精、超數(shù)排卵后又一次奶牛繁育技術(shù)革命，標(biāo)志著我國奶牛繁育技術(shù)進(jìn)入了“5G時(shí)代”、奶牛品種改良有了“國產(chǎn)芯片”。
研發(fā)背景：我國奶牛產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期面臨“缺芯之痛”
“長(zhǎng)期以來，我們不僅優(yōu)質(zhì)種公牛和母牛要依靠進(jìn)口，凍精和胚胎也多數(shù)要從國外引進(jìn)。由于進(jìn)口價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其國內(nèi)售價(jià)，導(dǎo)致我國奶業(yè)在成本上就面臨先天不足，在國際上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。”中地牧業(yè)集團(tuán)副總經(jīng)理宋乃社說。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國進(jìn)口凍精的年銷售量約在400萬劑以上，已占據(jù)凍精市場(chǎng)的半壁江山且市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大。在種質(zhì)培育方面，國內(nèi)的種公牛大部分是通過胚胎或活體引進(jìn)的，自主培育的種公牛不足20%。此外，頻繁引種也帶來了疫病風(fēng)險(xiǎn)。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司副巡視員孫好勤介紹，自2008年以來，我國就瞄準(zhǔn)突破奶牛產(chǎn)業(yè)“缺芯之痛”，啟動(dòng)實(shí)施了奶牛群體遺傳改良計(jì)劃，推進(jìn)了生產(chǎn)性能測(cè)定、良種補(bǔ)貼、優(yōu)質(zhì)種公牛培育技術(shù)與組織示范、現(xiàn)代種業(yè)提升工程等項(xiàng)目工程，建立健全了中國荷斯坦牛品種登記、奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定、種牛遺傳評(píng)估和冷凍精液推廣等四大體系，初步形成了全基因組選擇精準(zhǔn)化、普及化，生產(chǎn)性能測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，種公牛后裔測(cè)定企業(yè)化、聯(lián)合化，遺傳評(píng)估統(tǒng)一化、權(quán)威化的奶牛育種格局。2018年，我國奶牛平均單產(chǎn)達(dá)到7.4噸，比2008年提高了54%，進(jìn)入10噸俱樂部的主體超過45家。據(jù)測(cè)算，參測(cè)奶牛每頭每年增加1噸奶產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)收入4000元。
“成績(jī)來之不易，但存在的問題也不容忽視。”孫好勤說，“我國奶牛核心種源自給率還較低，對(duì)外依存度依然較高。國內(nèi)存欄乳用種公牛主要來源于活體引進(jìn)和進(jìn)口胚胎，優(yōu)質(zhì)凍精也以進(jìn)口為主。從深層次分析，主要還是育種機(jī)制發(fā)展滯后，缺乏持續(xù)有效的育種組織體系，聯(lián)合育種推進(jìn)緩慢，育種企業(yè)上下游聯(lián)合與模向聯(lián)合的育種機(jī)制不健全，育種素材交流難，資源共享難，基礎(chǔ)工作不扎實(shí)。”
機(jī)制創(chuàng)新：產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)釋放“1+1+1>3”能量
從優(yōu)質(zhì)種公牛身上采集精液，從優(yōu)質(zhì)母牛身上采集卵母細(xì)胞，之后進(jìn)行體外受精；體外培養(yǎng)得到的胚胎冷凍保存，或者直接移植到適合的母牛體內(nèi)，其生出的小牛就具備了優(yōu)良基因，這就是“試管奶牛”技術(shù)，也是奶牛產(chǎn)業(yè)具備競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)核心技術(shù)。
在我國，“試管奶牛”技術(shù)要走向產(chǎn)業(yè)化，需克服五大核心技術(shù)問題，即培育優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源、奶牛活體采卵技術(shù)、體外胚胎生產(chǎn)及保存技術(shù)、性控技術(shù)和全基因組選擇技術(shù)。
在此背景下，堅(jiān)持“問題導(dǎo)向、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、合力攻關(guān)”就成為了一條現(xiàn)實(shí)路徑。2013年，山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司、東營神州澳亞現(xiàn)代牧場(chǎng)有限公司與山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院奶牛研究中心正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，構(gòu)建奶牛優(yōu)秀種質(zhì)自主創(chuàng)新平臺(tái)。山東省農(nóng)科院奶牛中心負(fù)責(zé)前端研究，新技術(shù)研發(fā)、后裔測(cè)定評(píng)估、特色種質(zhì)選育；奧克斯負(fù)責(zé)應(yīng)用研究，OPU-IVP、種公牛培育、優(yōu)良種質(zhì)推廣；澳亞牧場(chǎng)負(fù)責(zé)落地實(shí)踐，種子母牛群建設(shè)及優(yōu)質(zhì)種質(zhì)快速擴(kuò)繁。
“三者通力協(xié)作，迅速引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了‘1+1+1>3’的效果。”山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司董事長(zhǎng)高運(yùn)東說，“依靠科研院所，聯(lián)合建立的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)，包括博士11人，碩士26人，國家奶牛產(chǎn)業(yè)體系崗位科學(xué)家2人，山東省泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才1人。依靠生產(chǎn)企業(yè)，團(tuán)隊(duì)開展科研試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐就有了廣闊試驗(yàn)田，科研團(tuán)隊(duì)出成果，技術(shù)人員有干勁，生產(chǎn)企業(yè)有效益，一舉多得。”
團(tuán)隊(duì)自組建以來，已獲得11項(xiàng)省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)、22項(xiàng)發(fā)明專利，國家863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、山東省農(nóng)業(yè)良種工程、山東省科技攻關(guān)計(jì)劃等大項(xiàng)目不斷；獲得山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
意義重大：為提升我國奶業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力注入“核心力量”
澳亞牧場(chǎng)首席運(yùn)營官楊庫欣喜地告訴記者：“澳亞現(xiàn)有7個(gè)奶牛場(chǎng)，目前平均單產(chǎn)均在12噸以上，其中第七牧場(chǎng)連續(xù)50多天平均日單產(chǎn)超過45公斤。下一步將與奧克斯、奶牛中心在種質(zhì)改良方面進(jìn)一步深入合作，特別是體外胚胎技術(shù)的廣泛應(yīng)用。”
高運(yùn)東介紹，通過產(chǎn)學(xué)研深度合作，團(tuán)隊(duì)取得了一系列重大突破：率先建立了現(xiàn)代奶牛育種技術(shù)體系，累計(jì)培育優(yōu)秀后備公牛532頭，培育出全國排名第一、第二的種公牛，部分種質(zhì)水平遺傳品質(zhì)達(dá)到國際水平；創(chuàng)建了國際一流的種子母牛群300頭，開啟了我國優(yōu)秀奶牛種質(zhì)自主培育的新里程。在國內(nèi)率先開展奶牛體外胚胎生產(chǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用，集成全基因組選擇、活體采卵——體外受精等奶牛繁育高新技術(shù)，形成奶牛商業(yè)化育種產(chǎn)業(yè)鏈條。
2018年，團(tuán)隊(duì)在東營神州澳亞牧場(chǎng)通過體外胚胎技術(shù)成功培育出17頭后備公牛和優(yōu)秀母牛；2019年在現(xiàn)代牧業(yè)（商河）有限公司進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化探索，生產(chǎn)體外性控胚胎1312枚，移植胚胎688枚，受胎率達(dá)到42%，該項(xiàng)技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
“當(dāng)前，國際奶業(yè)發(fā)達(dá)國家奶牛年平均單產(chǎn)12噸以上，而我國的平均水平僅在7.4噸左右。應(yīng)用‘試管奶牛’技術(shù)，選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)奶牛作為供體，采集卵母細(xì)胞，用優(yōu)秀公牛精液進(jìn)行體外受精，生產(chǎn)體外胚胎，再通過低產(chǎn)母牛‘借腹生子’，所產(chǎn)后代可一次性大幅提升產(chǎn)奶能力，其生產(chǎn)水平可達(dá)到供體母牛的水平。”高運(yùn)東說。
山東省農(nóng)科院奶牛中心副主任黃金明介紹：“具備了‘試管奶牛’技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣能力，不僅可大幅降低國內(nèi)養(yǎng)殖企業(yè)生產(chǎn)成本，迅速提高產(chǎn)奶量，提升我國奶業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，還可相對(duì)減少飼養(yǎng)奶牛對(duì)飼料資源和環(huán)境污染的壓力，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益都十分顯著。”
實(shí)習(xí)編輯：張小倩
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