2023-12-18 09:25:38
安小鵬（右一）培育的黑白花奶山羊。受訪者供圖
多年前，還是西北農(nóng)林科技大學(xué)（以下簡稱西農(nóng)）研究生的安小鵬站在彌漫著羊糞味的羊圈里，用自己腫脹的雙手揉了揉肩膀。幾個(gè)月的實(shí)習(xí)期，他每天要給幾十只奶山羊擠奶。這不是個(gè)輕松活，但安小鵬早已成了“熟練工”。
安小鵬像檢閱部隊(duì)一樣仔細(xì)觀察著望不到頭的羊群。哪些羊是“產(chǎn)奶大戶”，他用傳統(tǒng)的“四長”觀察法一眼就能看出來。但是，能不能找到一種更科學(xué)、高效的方法，精準(zhǔn)篩選出產(chǎn)奶量高的奶山羊，是一直縈繞在他心頭的問題。
現(xiàn)在，已是西農(nóng)動(dòng)物科技學(xué)院研究員、奶羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研骨干之一的安小鵬，終于得到了尋找高產(chǎn)奶山羊良種的答案。他所在的課題組開發(fā)了一款奶山羊選育液相芯片，不僅方法高效，而且檢測成本低，是目前國內(nèi)性價(jià)比最高的育種芯片。這一芯片通過檢測與產(chǎn)奶性能密切相關(guān)的基因位點(diǎn)，找到了一條不同于傳統(tǒng)“以貌取羊”方法的科技路徑，有助于打破繁育奶山羊良種的瓶頸。
奶山羊良種遭遇“卡脖子”
提到國內(nèi)的奶山羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，繞不開陜西。提到陜西的奶山羊產(chǎn)業(yè)，又繞不開原西北農(nóng)業(yè)大學(xué)（西農(nóng)前身）畜牧系教授、奶山羊研究室主任劉蔭武，正是他開創(chuàng)了陜西的奶山羊科研事業(yè)。而作為后輩的“安小鵬”們，則一直在思考如何才能讓這一事業(yè)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)光大。
2018年，陜西省出臺(tái)了“3+X”政策，“3”即3個(gè)千億產(chǎn)業(yè)，分別為蘋果、設(shè)施農(nóng)業(yè)和奶山羊產(chǎn)業(yè)。陜西奶山羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展正式駛?cè)搿翱燔嚨馈?。然而，由于民間雜交亂配，奶山羊譜系混亂，良種嚴(yán)重短缺，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
截至目前，全國已進(jìn)口了4萬多只所謂“奶山羊良種”。但據(jù)西農(nóng)奶羊團(tuán)隊(duì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中大約有七成并不是真正的良種，而是普通商品羊。
“國外最優(yōu)質(zhì)的種羊是不會(huì)賣給咱們的。良種繁育技術(shù)屬于核心技術(shù)，國外會(huì)對(duì)我們‘卡脖子’?！卑残※i告訴《中國科學(xué)報(bào)》，良種繁育技術(shù)只能靠我們自己去突破。
經(jīng)過5年研究，安小鵬找到了繁育良種的答案——奶山羊育種液相芯片。
團(tuán)隊(duì)找到譜系清晰、生產(chǎn)記錄清晰的5000只群體樣本，將生產(chǎn)記錄按照高中低產(chǎn)分布，經(jīng)過全基因組測序后，分析出哪些基因會(huì)影響泌乳量和乳成分。拿到與高泌乳量有關(guān)的基因組之后，團(tuán)隊(duì)制作出芯片盒，與其他奶山羊血液采樣中的基因做對(duì)比匹配，就可以從理論上判斷出其是否屬于高產(chǎn)良種，從而提高育種的準(zhǔn)確性。
安小鵬介紹說，多年來，主要通過觀察品種的外貌判斷是否屬于高產(chǎn)良種，“以貌取羊”的準(zhǔn)確度不超過60%。采用基因芯片對(duì)比分析之后，準(zhǔn)確度可以提高到85%以上。
“通過芯片對(duì)比基因進(jìn)行判斷，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以做到早期選育，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以做到羊羔一出生就進(jìn)行良種選育。而采用以前的普通方式，良種長大、繁殖、產(chǎn)奶再進(jìn)行觀察等全部過程結(jié)束，至少需要兩年多?！卑残※i說。
這樣一來，奶山羊良種就能實(shí)現(xiàn)快速“拔尖兒”，不僅可以自主培育我國奶山羊良種，而且可以進(jìn)一步提高總產(chǎn)奶量，擴(kuò)大奶山羊產(chǎn)業(yè)規(guī)模，做到“做實(shí)一小片，帶動(dòng)一整片”。
據(jù)安小鵬介紹，目前團(tuán)隊(duì)研制出的芯片有5K和20K兩種，分別代表5000個(gè)和2萬個(gè)影響產(chǎn)奶量的基因位點(diǎn)。為何會(huì)選擇這兩個(gè)數(shù)值？安小鵬解釋說，影響產(chǎn)奶量的位點(diǎn)很多，但在增加位點(diǎn)的同時(shí)，選育準(zhǔn)確度并非一直呈直線上升，而是從上升到趨于平緩。
考慮到推廣的成本因素，團(tuán)隊(duì)必須將芯片的成本控制在市場可接受的范圍內(nèi)?！斑@也是為什么現(xiàn)在一些位點(diǎn)達(dá)到50K的產(chǎn)品并沒有被市場接受的原因。”安小鵬說，檢測一只羊的成本在300元以上是推廣不下去的。團(tuán)隊(duì)的20K芯片檢測成本為260元，而5K的單只羊檢測成本可以控制在100元以內(nèi)。
“科研是科研，推廣是推廣，市場是市場。”安小鵬說。
十幾年的數(shù)據(jù)積累
萬事開頭難。5年前，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曹斌云教授帶領(lǐng)安小鵬等團(tuán)隊(duì)成員開始著手進(jìn)行良種基因采樣提取，但困難很大。小奶羊場不感興趣，場里也沒有相應(yīng)的技術(shù)人員來配合完成；大奶羊場又嫌麻煩，對(duì)效果半信半疑。
于是，團(tuán)隊(duì)對(duì)陜西省內(nèi)的育種場進(jìn)行“地毯式”拜訪，甚至提出了給育種場按采樣奶羊數(shù)量進(jìn)行現(xiàn)金補(bǔ)貼的辦法，終于說服了10家核心育種場嘗試合作。
“育種場按照我們最初的公羊指數(shù)加雙基因聚合的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩年后整個(gè)群體的泌乳量提升很大?！卑残※i說。
陜西省博富樂關(guān)中奶山羊育種有限公司楊源博介紹說：“我們場是比較早進(jìn)行試點(diǎn)的單位，原來的奶山羊平均泌乳量不到2.2公斤，經(jīng)過選育后可以達(dá)到3公斤以上?！?/p>
陜西三原星火養(yǎng)羊合作社采用安小鵬團(tuán)隊(duì)培育的乳房形狀方圓、產(chǎn)奶量高、抗病性強(qiáng)的黑白花奶山羊之后，母羔出生3個(gè)月后就可以賣到3000元以上，而之前的普通白羊只能賣1000元。
能在短時(shí)間內(nèi)取得這么好的育種效果，主要得益于曹斌云和安小鵬團(tuán)隊(duì)十幾年耕耘陜西奶山羊市場所掌握的龐大樣本庫資料。團(tuán)隊(duì)對(duì)奶山羊基因數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了高中低不同檔次和效果的系統(tǒng)性積累，因此在提取基因位點(diǎn)時(shí)游刃有余。一些效果不是很明顯的位點(diǎn)可以直接剔除，快速找到對(duì)產(chǎn)奶量影響最顯著的核心基因位點(diǎn)。
產(chǎn)學(xué)研一體發(fā)展
育種芯片的技術(shù)和產(chǎn)品都有了，下一步需要尋找合作企業(yè)，但什么樣的企業(yè)才適合？安小鵬堅(jiān)守的一個(gè)原則是知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬?！澳躺窖虻幕蛭稽c(diǎn)是我們的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不能用作其他商業(yè)用途，這是我們合作的底線?！?/p>
現(xiàn)在與安小鵬團(tuán)隊(duì)簽約合作的北京康普森農(nóng)業(yè)科技有限公司，擁有比較先進(jìn)的檢測手段和儀器。最終雙方成功簽約，生產(chǎn)芯片盒子。
為了再降低成本，安小鵬在每個(gè)芯片盒子的檢測數(shù)量上也下了功夫。每個(gè)芯片盒子的檢測數(shù)量可以達(dá)到300只羊甚至更多，但他最終確定每個(gè)盒子檢測200只羊，以達(dá)到成本和效率的最佳平衡。
說到產(chǎn)業(yè)化，安小鵬坦陳，目前奶山羊育種芯片項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)申請了一個(gè)專利，還有另外一個(gè)專利也在申請中，之后或許會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)商業(yè)合作。
“對(duì)我們搞養(yǎng)殖行業(yè)的來說，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化并不容易?！卑残※i說。團(tuán)隊(duì)目前探索的比較成熟的方式，是與甘肅、山西、黑龍江等全國各地有育種養(yǎng)殖需求的政府或者農(nóng)業(yè)部門合作，賣出技術(shù)的“使用權(quán)”，比如鮮精保存、胚胎移植等技術(shù)，同時(shí)派專門的技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，提供技術(shù)服務(wù)。
據(jù)了解，西農(nóng)對(duì)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化給予了相應(yīng)的政策支持?！跋裎覀兒透鞯卣倪@種技術(shù)合作方式，學(xué)校最多會(huì)拿出30%作為獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體發(fā)展?！卑残※i說。
雖然芯片離全面推向市場還有很長一段路要走，但安小鵬已經(jīng)提前做好了規(guī)劃?！?K的芯片成本低廉，主要面向基層養(yǎng)殖戶。20K芯片將主要用于培育黑白花奶山羊?！?/p>
黑白花奶山羊育種是安小鵬主抓的方向，現(xiàn)在年泌乳量在750公斤以上的已經(jīng)達(dá)到1000多只?！拔覀兿Ｍ?年到5年內(nèi)能培育出乳房形狀好、產(chǎn)奶量高、抗病性強(qiáng)的黑白花奶山羊新品種?！卑残※i說。
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