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用戶聲音 | 華中農大趙書紅教授：30年始終如一，豬育種進入基因組育種時代！

時間：2022-12-27作者：華大智造

我國是世界上豬肉生產與消費第一大國，生豬產業(yè)是我國畜牧乃至農業(yè)的支柱產業(yè)。然而我國生豬種業(yè)卻大而不強，由于前期缺乏足夠的技術投入、政策保障、人才支撐，我國種豬性能同國外頂尖水平相比仍然存在差距，每年仍然需要從國外進口一定數(shù)量的種豬。當前，我國生物種業(yè)受到高度重視，種豬育種也迎來了重要發(fā)展機遇。

長期以來，我國一大批科學家默默耕耘，守護著千家萬戶舌尖上的幸福與安全。其中，華中農業(yè)大學動科動醫(yī)學院院長、國家生豬產業(yè)技術體系崗位科學家、中國武漢種豬測定中心主任趙書紅教授，潛心攻克和推廣動物基因組與育種關鍵理論技術，為我國生豬種業(yè)提供重要理論基礎和原創(chuàng)性新技術，推動生豬種業(yè)高質量發(fā)展。

從事豬遺傳育種研究30年，趙書紅教授及其團隊始終如一，通過創(chuàng)新理論和技術，來解決產業(yè)應用中的實際問題，取得了豐碩成果。

隨著豬基因組圖譜繪制完成，豬育種進入基因組育種時代。趙書紅教授指出，“豬的經濟性狀遺傳機理較為復雜，為了提高種豬改良速度，我們需要解析豬功能基因組信息，為此我們團隊創(chuàng)建了豬調控組學技術，鑒定了豬調控元件及調控區(qū)的突變位點，這些研究成果為豬功能基因組育種打下了堅實的基礎?！?/span>

圖1 豬基因組的順式調控元件和三維基因組結構

隨著組學數(shù)據(jù)日益豐富，趙書紅教授帶領團隊創(chuàng)建豬整合組學基因挖掘技術，結合基因組、轉錄組、蛋白組、表觀組等組學技術，鑒定出大量功能突變位點，并基于此開發(fā)了豬80K功能位點基因芯片，同常規(guī)標記位點基因芯片相比，功能位點基因芯片育種值估計準確性更高。

趙書紅教授介紹道，“我們自主開發(fā)的高效液相基因芯片技術，結合華大智造的DNBSEQ-T7測序儀，實現(xiàn)了液相基因芯片技術全流程國產化，打破了國外固相基因芯片技術壟斷。目前已開發(fā)的80K功能位點基因芯片在揚翔、中糧、海大、金旭等多家生豬育種龍頭企業(yè)中開展使用”。

“考慮到基因組育種數(shù)據(jù)自主分析算法、工具缺乏情況，我們團隊研發(fā)了育種值評估新方法KAML，以及高效處理百萬級群體、千萬級分子標記的育種大數(shù)據(jù)的分析軟件HIBLUP，建立了自主知識產權的基因組高效育種技術體系”，趙書紅教授指出。據(jù)悉，HIBLUP軟件、工具已被50多個國家使用，支撐了國內多家大型農牧企業(yè)的種豬育種，顯著提升育種效率?！傲硗?，我們還研發(fā)出豬基因組選配技術，通過基因組精準匹配分析，實現(xiàn)了杜洛克和長大二元母豬的精準選配，同隨機選配相比，精準選配后代三元豬出欄時間顯著縮短、料重比（FCR）更低。通過聯(lián)合基因組選種和基因組選配技術，能夠最大化利用優(yōu)秀基因的效應，提升生豬養(yǎng)殖效益。” 趙書紅教授繼續(xù)說道。

圖2 趙書紅教授（中）和實驗室部分學生

趙書紅教授團隊不但在豬基因組選育的基礎研究中成果豐碩，還積極致力于推進創(chuàng)新技術的產業(yè)化應用。武漢影子基因科技有限公司（下稱“武漢影子基因”）孵化了華中農業(yè)大學及校內動物遺傳與育種專家團隊的科技成果，力求通過產學研一體化，實現(xiàn)基因育種領域的突破。

自成立以來，武漢影子基因專注基因組育種技術研發(fā)與推廣應用，提供基因芯片設計制備、基因組育種大數(shù)據(jù)分析、基因組育種軟件開發(fā)、表觀遺傳研究與功能突變位點挖掘等技術服務。

武漢影子基因于2021年從華大智造引入DNBSEQ-T7超高通量測序平臺，DNBSEQ-T7可以進行深度測序并產出大量的數(shù)據(jù)。自引進以來，DNBSEQ-T7保持滿負荷運行，出色的數(shù)據(jù)產出能力，保證了結果的快速交付，助力武漢影子基因為全國四十多所高校、科研院所、十余家動物育種企業(yè)提供科研及育種技術服務。

高通量測序技術極大地開發(fā)了基因組資源，并逐步成為分子育種新發(fā)展的推動力?！敖Y合全基因組測序的數(shù)據(jù)，再配上相關的計算工具和算法，還有軟件，完整的基因組高效育種技術體系就搭建起來了”，趙書紅教授說道。