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基因組大數據助推新疆養羊業轉型升級和提質增效
2019-03-20 10:56 刘明君  生物技术研究所

 與傳統的僅僅依靠表型數據的遺傳評估相比,利用基因組大數據進行遺傳評定克服了世代時間長,准確性不高,後裔測定繁瑣等技術缺陷,大大提高了遺傳評定的效率和准確性,目前基因組大數據已經廣泛用于家畜遺傳育種研究、品種遺傳改良、新品種培育和遺傳資源保護等領域,在畜牧業科研和生産上發揮著越來越突出的作用。新疆畜牧科學院生物技術研究所從十二五開始了綿羊基因組大數據開發利用和技術平台建設工作,先後承擔了國家863計劃、國家國際科技合作專項、國家自然科學基金以及自治區高技術發展計劃、自治區重點研發、自治區基礎條件平台建設等項目,獲得了一批有價值的數據資源,發現了一些與綿羊重要經濟性狀相關的新基因和因果突變,建立了基因組大數據技術和條件平台,爲畜牧産業技術創新和轉型升級提供了新的技術支撐。

 在绵羊基因组大数据生产和挖掘利用上,我们通过全基因组测序和基因芯片技术,获得了新疆13个地方绵羊品种基因组重测序数据和高、中密度基因芯片数据,从全基因组水平鉴定了新疆主要绵羊品种的基因组遗传变异,建立了遗传变异数据库,完成了十三个地方绵羊品种的主成分、进化树、有效群体大小、基因组杂合度、遗传距离和亲缘关系、连锁不平衡分析,发现了与体格大小、脂肪沉积、羊毛生长、极端环境适应等重要经济性状相关的分子标记,为绵羊遗传改良和遗传资源保护提供了重要的选择标记和群体遗传学基础。利用分子标记辅助选择,将国际知名的肉用品种特克塞尔羊“双肌基因”导入哈萨克羊,建立了生长速度快、肉用性能好、脂肪含量低的育种核心群,为地方绵羊品种遗传提供了新品种资源和技术手段。在技术条件平台建设方面,已经建立了基因组大数据存储和分析硬件条件平台,形成了开放共享的新疆地方绵羊品种基因组遗传信息综合数据平台,为我区绵羊品种的种质资源鉴定、遗传结构分析、遗传多样性评价、以及适应与进化、自然和人工选择、分子育种等研究和应用提供了基础数据和分析平台。2018年我们与西北农林科技大学、中国农业大学、中国农业科学院合作,共同研发了具有自主知识产权、包含新疆主要地方品种独特基因组SNP位点的高密度基因芯片(HD600 SNP CHIP),自主研发芯片的检出率达到98%以上,平均杂合率33.9%,最小等位基因(MAF)分布合理,主要技术参数达到了国际同类产品(IllumilaSNP CHIP 680)性能。与国外产品比较,自主开发产品的中国品种(包括新疆品种)SNP位点更加丰富,更适合于中国绵羊品种的基因组研究,而且成本降低了近一半(由1200元降低到660元每个样本)。

 在開展綿羊基因組大數據開發利用的同時,生物技術研究所培養了一支能夠獨立進行基因組大數據分析研究和利用的研究團隊,包括學科帶頭人2人,優秀中青年骨幹4人,博士、碩士研究生5人。核心團隊成員獲得了2018年自治區創新團隊項目支持,一名核心團隊成員獲得了國務院特殊津貼,三名研究人員入選自治區第一、第二層次天山英才計劃。同時爲新疆農業大學、石河子大學培養了數十名博士碩士研究生。

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