利用分子遗传标记技术提高肉牛品质

分子遗传标记在肉牛育种中的应用

牛在畜牧业中占有重要地位，对肉牛的育种改良一直是科研人员工作的重点。随着分子遗传学和分子生物技术的发展，大量DNA水平上的分子遗传标记及其检测技术随之出现，该类技术不仅为牛在育种过程中高效而精确地选择目标基因型开辟了新道路，也使传统的育种工作跨上了新台阶。根据遗传标记进行选种可识别具有优良基因的种牛，从而提高选择强度，缩短世代间隔，获得最大的遗传进展。

优良肉牛品种资源的保护 动物遗传资源就是各种动物遗传变异性的总和。保护遗传资源就是保护种质资源即使每个基因位点上尽可能多的变异得到保存。由于DNA分子标记在肉牛基因组中广泛存在，它可直接反应基因组的遗传变异，故可通过DNA分子标记对肉牛的品种资源进行保护。

利用DNA分子标记可有效检测和控制种群近交速率 在肉牛保护中由于肉牛的规模受诸多因素的制约，因而通常采用小群体保护，群体越小，近交水平越高，高度近交可导致基因丢失，致使品种衰亡，但是实际上，各后代的近交程度存在较大的差异。在利用分子标记在小群体中分析各个世代不同个体的基因同源程度，将实际近交系程度小的个体保留种用。还可以根据DNA指纹图谱所得遗传相似系数大小进行标记辅助选配，从而实现近交速率的有效控制；利用DNA分子标记还跟踪保护优质基因，防止目标基因的丢失。由于动物基因组计划的不断发展，动物的数量、质量性状基因程度染色体定位及测序。我们可以利用DNA标记对与其紧密连锁的目标基因在世代传递中进行监测，从而进行有目的的保护、选留，使之不致于因遗传漂变而丧失。



遗传标记辅助选择

随着分子遗传学、分子生物技术、数量遗传学和计算机技术的飞速发展，有关分子遗传标记和标记辅助选择方面的研究广泛地开展起来。一种新的选种方法———标记辅助选择(MAS)在家畜育种中产生了巨大的影响，尤其是大量的分子遗传标记和数量性状座位(QTL)图谱为遗传改良提供了新策略。在对畜禽生产性能目标性状选择时，主要依靠对其目标性状的标记，而先前的生化免疫标记和细胞遗传标记由于检测位点数目有限、多态性贫乏，因而无法构建较为详尽的遗传图谱。20世纪80年代后，分子遗传标记的诞生和逐步完善，使动物育种学家们又迅速把具有丰富多态的DNA标记应用到动物育种理论的探讨中。因而在主基因或数量状位点（QTL）研究的基础上，出现了以DNA分子标记技术为主的畜禽经济性状标记辅助选择育种。

利用DNA分子标记对动物进行的遗传改良工作 其中，对数量性状起主导效应的单个基因为主效基因，也称为有效QTL。一方面，对特定的主基因和数量性状位点在DNA分子标记下区分其基因型，并在此基础上把它应用于家畜的选择育种实践中。目前用标记辅助选择的主效基因主要是牛的双肌基因。对已知或已经定位的主效基因可以通过分子标记进行分子多态性分析，找到与之紧密连锁的分子标记，然后把它应用于动物的早期选择，从而增强了物种选择的准确性；此外，DNA分子标记通过标记辅助渗入，可以把一个或者多个优良的基因从一个品种转移到另一个品种，并对其进行选择提高，以便产生更多的优良性状。例如我们可以利用普通牛的优良基因通过标记渗入法导入到牦牛之中，进行牦牛的改良。在肉牛的培育中我们也可以采取相似的措施，达到改良肉牛的目的。

亲缘关系的研究 利用DNA分子标记可以确定亲本之间的遗传差异和亲缘关系，从而确定亲本间遗传距离，并进而划分杂交优势群，提高杂种优势潜力。例如通过DNA多态性可以识别种间、家系间、家系内个体间的遗传差异。通过对DNA多态性检测肉牛品种或品系间的差异，并据此作出的遗传距离要比根据其他指标稳定，因此用来预测杂种优势也更为准确。



分子遗传标记育种的应用前景

标记辅助选择可以在肉牛的生命早期开始，而不必等待生产性能完全表现出来，可以在两性中同时选择任何生产性状，突破了限性性状只能从单种性状选择的局限，可以选择屠体性状和抗体性状，而不必做昂贵的屠宰试验和疾病应激试验，可用于合并两个或更多品种的优良生产性状座位，可在品种内选择改良。MAS缩短了世代间隔，提高了选择强度，增加了选择的准确性。目前，国内有些牛场已开始应用于牛育种实践，并产生了极大的经济效益和社会效益。因此，分子标记技术将成为21世纪牛遗传改良的重要手段和方法，从而加速牛的遗传进展，推动养牛业的发展。

特别是良种选育，尤其是在优质肉牛的选育方面，意义将更为重大。肉牛业因扩繁周期长，利用生物技术手段，包括超数排卵胚胎移植技术，以及标记辅助选择，可为肉牛业的发展提供技术保证，尤其是在肉质要求不断提高的今天，研究心脏脂肪酸结合蛋白基因对牛肉的嫩度、大理石花纹的调控机理，对于培育我国的高档肉牛品种有着重要的意义。从而改变我国高档牛肉长期依赖进口的局面，也能带动肉牛业的快速发展，增加养殖户的收入。



用现代生物技术培育布莱凯特肉牛

布莱凯特肉牛是山东黑牛繁育工程技术中心正在进行培育的新品种，通过现代生物技术手段结合常规育成杂交的手段来培育新品种。鲁西黄牛和渤海黑牛因其生长速度慢、体形小而一直处于被改良的状态，又因其肉质具有良好的大理石花纹而被保留下来。鲁西黄牛（包括利鲁F1和F2）和渤海黑牛是山东省优良的地方品种，用其肉质具有国际需求的大理石花纹而越来越受到重视。尽管如此，其体形特征仍属于役用型。为了发展山东肉牛繁育事业，我们通过育成杂交结合分子标记辅助育种来克服鲁西黄牛和渤海黑牛的不足之处，采用日本和牛的种公牛精液，杂交改良鲁西黄牛或渤海黑牛，使后代同时结合几个品种的优良特征，以扩大其变异的范围，充分显现杂交优势，创造出亲本所不具备的新的有益性状，提高后代的适应生活的能力，提高体尺、体重，改进外形缺点，提高生产性能，同时改善引入品种不能适应当地特殊的自然条件的生理特点，育成新品种，使其既具有日本和牛的肉质，又具有肉牛的外貌特征，更重要的是胴体在排酸之后，由于脂肪的致密化而具有一定的硬度，可切成小方块、中方块和大方块，每个切面都成大理石样花纹，脂肪的融点低、口感好，使布莱凯特肉牛成为遗传性能稳定、性情温驯、适应性强、耐粗抗病、肉质细嫩、肉味鲜美、大理石状花纹明显的高档优质肉牛新品种。

分子遗传标记技术的应用已成为现代畜牧业的特征之一。随着技术的发展，分子遗传标记技术将改变现有育种体系，成为动物遗传育种创新的先导和现代动物生产技术的生长点。随着科学的全面飞速发展，基因组计划的完成，生物体信息学的全面发展，分子遗传标记技术必将会有极大的突破。可以相信，分子遗传标记技术与常规育种技术的结合，必将加速动物遗传改良进程，大幅提高畜牧业的经济效益。



作者： 山东省黑牛繁育工程技术研究中心 李兴芳；董雅娟；柏学进；封纪武