| 成果简介： |
通过近20年的发展，中国在农业设计育种实现了跨越式转变。然而，牛羊设计育种领域仍存在许多短板：基因编辑技术的原创性不足、基因组选择技术的准确率不高、经济表型测定技术的智能化程度低、重大突破性新种质严重缺位等问题。项目组连续15年在国家种业科技重大专项的支持下，自主研发了适用于牛羊的“基因组编辑+基因组选择+智能化测定”平台，该“牛羊现代生物育种技术体系”一方面打破了国外基因编辑技术的垄断，另一方面破解了中国基因组选择育种无成熟可用技术的窘境，尤其是获得了一批牛羊重大新品种/系，对国家实施“生物育种”战略和打赢“种业翻身仗”形成了有力的支撑。
(1)提出特异性启动子创新原理，研发了国产基因调控tsCRISPR编辑工具箱，实现了在肌肉和乳腺组织中靶向、高效、安全的基因编辑，既解决了国内外编辑工具普遍存在的不稳定、易失活和沉默等难题，也因此突破了国外编辑工具的专利壁垒，使基因编辑效率提高6倍至60%，组织特异性达到100%，同时为牛羊设计育种提供了底盘专利工具和推广前景。
(2)提出牛羊基因组选择全新方法，首创牛羊基因组选育新方法，并设计相应的基因组选择Cattle110K芯片，牛Bayes-Lasso等算法评估的准确性提高10-30%，羊MSTN：g.+6723基因选择方法准确度达到100%，评估成本不到100元/头只，比传统育种技术增速50%以上，解决了牛羊品种培育过程中缺乏有效选择方法的问题，达到了精准快速估计牛羊育种值的效果，在全国范围开展了肉牛选种选配，推进了肉牛遗传改良速度。
(3)研发非接触式牛羊表型智能测定设备，通过计算机视觉、机器学习、群体智能算法实现了无人工干预的体尺体重测量，联合使用(1)和(2)中研发的纯国产育种技术，创制了农业农村部审定的基因编辑“双肌蒙古牛”、Fat1奶牛和Fad3肉牛新种质群体、培育了国家畜禽遗传资源委员会审定的基因组选择“华西牛”新品种、组建了乳肉兼用“蒙古奶绵羊”基因组选择育种核心群，为世界生物育种发展提供了示范样板和中国方案。
项目研发了纯国产牛羊现代生物育种技术，获得了世界首例富含多不饱和脂肪酸的Fat1奶牛和Fad3肉牛，首次在中国本土品种蒙古牛中实现了肌肉生长抑制素(MSTN)敲除并组建了国际最大的核心育种群，得到了在国家级经济开发区建设“牛羊生物育种中试基地”的支持(总投资9580万元，占地845亩)；国内首次通过自主研发的基因组选择新技术，在内蒙古培育了“华西牛”新品种和“蒙古奶绵羊”育种群，为打破中国牛羊核心种源依赖进口奠定了基础；高质量完成了多个“十一五”至“十三五”牛羊育种领域的重大科技项目，其育种成本仅为常规手段的1/100-1/200，育种效率提升8-10倍，大幅优于国外同类牛羊育种技术。截止2022年11月11日，总计获得知识产权200项，包括国际专利1件、中国专利35件(发明16件，实用19件)、标准10项(行标2项，地标8项)、软著17件、研究论文132篇(SCI检索110篇)、专著5部；审定新品1种、审定新种质2种；获批牛羊生物育种中试基地1个(全国唯一)、国家级肉牛遗传评估中心1个；经中国农业科学院农业经济与发展研究所测算，基因组选择技术在全国42个国家级肉牛核心育种场、43个种公牛站应用，2013-2015年新增效益13.82亿元，2020-2022年新增效益9.25亿元；“蒙古奶绵羊”在内蒙古6个龙头养殖企业推广应用，2016-2023年新增效益5.98亿元；产生了重大的社会和经济效益。 |
