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打造种业“中国芯”!

助力种业强国的 中国农业大学 2023-01-27



把论文写在祖国大地上,

民生赖之以兴,

学问赖之以成,

人才赖之以强。


“穷理以致其知,反躬以践其实。”科学研究既要追求知识和真理,也要服务于经济社会发展和广大人民群众。广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。

——2016年5月30日,习近平总书记在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上发表重要讲话



引言


“中国农业大学教授工作站”是学校“三院两站一体系”新型社会服务体系的重要组成部分,是我校服务社会的重要平台,其主要职能包括:为地方政府、企业提供技术咨询、技术开发、技术服务,承担我校科技成果转化任务。工作站是培养(培训)学校专业学位研究生、本科生及各类“新农人”的基地,培养知农爱农新型人才。

我校建设运营中的178个教授工作站覆盖全国29个省(直辖市、自治区)。中国农业大学教授工作站作为学校服务国家重大战略与地方经济社会发展的“桥头堡”,多年来在站师生扎根祖国大地,谱写出了科技为民、科学报国的生动篇章

值此二十大召开之际,社会服务处特别推出中国农业大学教授工作站工作纪实《祖国大地上的“农大文章”》系列推送,讲述农大人“顶天立地”服务三农的动人故事,以高质量的社会服务工作献礼二十大。

让我们跟随教授们坚实的足迹,走近中国农业大学教授工作站


中国农业大学教授工作站分布图(2022年6月)


第四章

祖国大地上的“农大文章”

——打造生猪种业“中国芯”

刘剑锋教授   深圳金新农教授工作站


东坡肉、回锅肉、酱肘子、红烧肉、

火腿、猪肉大葱饺子……

香气四溢的猪肉制品

是百姓眼中绝对的“硬菜”

猪肉在中国人的餐桌上占比超过六成

每年,我们要吃掉7亿头猪

我国是世界上生猪生产与猪肉消费

第一大国

“打造华系种业品牌,

比过去任何时候都更加紧迫”

生猪育种的科学研究

为何如此重要?


刘剑锋教授谈“猪粮安天下”

我国是世界上生猪生产与猪肉消费第一大国,稳产保供任务艰巨,良种是保障生猪产业健康发展的重要基础,是提升生猪产业核心竞争力的关键。当前,我国畜禽生产性能和效率与发达国家差距明显,品种性能差距是根本因素。在当前的国际形势下,加快生物育种,提升核心种源质量和规模,自主培育一大批高产优质的动植物新品种、新品系,对我国的农产品的稳产保供和农业现代化具有重要的战略意义。

2021年,生猪行业巨变,猪价低迷,根据行业专家预测,2022年仍将延续艰难的趋势,降本增效是各个养猪企业可持续运营的基础。如果通过生物育种或遗传改良手段使全国的育肥猪料肉比平均降低0.1,全国可节约600万吨饲料,养殖企业的成本将大幅降低,其盈利能力和抗风险能力将大幅提升。


刘剑锋教授


党中央、国务院和农业农村部已经明确将“培育自主品种、打造民族品牌、提升核心种源自给率和扩大良种覆盖面”作为我国的种业目标。我校积极响应党中央关于种业振兴的指示精神和战略部署,面向国家种业发展重大需求,确立了我校种业科技创新十大行动。教授工作站按照学校种业科技创新工作方案要求,协同攻关、系统谋划,聚焦生物育种关键技术攻关和新品种培育,希望为我国猪种业的振兴贡献出一份中国农大力量。


原创性突破!全基因组选择技术

助力企业摆脱国外技术依赖

《全国生猪遗传改良计划(2021—2035年)》制定了 “逐步建立基于全产业链的新型育种体系,建成更加高效的生猪良种繁育体系”的我国猪育种远景目标。全产业链数据对育种的价值是通过提供大量杂种性能信息,为预测纯种的杂交效果提供重要信息,进而得到更突出的杂种优势,有助于优化育种端的育种方向、选育策略,保证育种方向的正确性和前瞻性。

教授工作站所在的深圳金新农公司是国家高新技术企业、国家知识产权示范企业和深圳市博士后创新基地,每年的科研投入占公司销售收入比例为4%左右。


刘剑锋与团队教师在公司育种场


金新农教授工作站刘剑锋团队响应国家种业振兴的方案,根据公司的发展目标和产业未来发展需求,与金新农公司开展了深入全面的猪育种产学研合作,系统开展了种猪的性能测定选育工作基因组选择育种工作育种科技项目的研发。通过对显性效应、加性效应和上位效应等遗传效应建模,整合生猪全产业链的纯种、二元和三元猪数据,实现原创性技术突破,构建新一代基因组选择高效评估模型,实现对杂种优势和不同品种配合力的精准预测。

工作站师生对金新农的国家核心育种场福建一春(为深圳金新农旗下子公司,是全国第一批应用全基因组选择的公司)近五年的遗传评估工作进行了指导,对每个批次、每头种猪的选留均进行了全程技术上的指导和升级,帮助公司完全摆脱了对国外育种公司的技术依赖。助力公司最早一批在国内应用基因组选择技术,并取得了极大的遗传进展。



教授工作站团队周磊老师说


“当时开展基因组选择技术育种工作也遇到了一些困难:一是公司领导高层对育种工作的不理解。因为育种成果具有周期长、门槛高、投入大的特点,需要配备大量人力和资金。二是猪场一线需要配备专门的育种人员开展相关的选配、选育、性能测定和记录等工作,增加了一线员工的工作量。

为此,工作站从企业发展和国家战略层面分别对公司领导和一线人员开展宣讲,小到优秀种猪的培育,大到育种工作对企业制定长期种业战略规划的重要性,我们希望调动企业上下的积极性,去做这项具有长远意义的工作。

现在,除了现有的2个国家级核心育种场外(福建一春和武汉天种),公司还计划再申请2个国家级核心育种场,将成为具有多个国家核心育种基地的生猪种业一体化企业作为了公司的经营发展目标。“


国内领先,世界先进!

国产“猪芯片”助力生猪种业自立自强

“生猪基因组选择高效育种技术体系的创建及应用”是由中国农业大学刘剑锋教授及其团队历经10余年完成的自主创新成果。该成果包括国内首款猪基因组育种专门化芯片(CAU50K)、基因组选择高性能计算软件PIBLUP和“全国种猪基因组遗传评估系统”,成功解决了生猪自主育种的缺“芯”问题。

利用教授工作站自主研发的基因组,选择高性能计算软件“PI-BLUP”进行遗传评估,基因组选择技术实现了核心性状的遗传进展增速29%。使用新育种技术,种猪综合指数显著提高,大白猪的综合选择指数从2017年的93.48提高到2021年的130.05。总产仔数表型值历史性的突破了16头/窝,窝产20头/窝以上的比例已经占到群体24%,核心群大白猪达100kg体重校正日龄154.48天、总产仔数为16.2头,达到了国内领先、世界先进的水平。同时背膘厚适中,既迎合了我国市场的需求,又保证了繁殖母猪的泌乳能力。


福建一春“杜长大”三个品种综合指数遗传进展


该成果已成功地应用于多家生猪国家核心育种场和全国种猪基因组选择计划,应用企业的育种群遗传进展平均增加了1倍,显著提升了种猪性能水平和种猪市场竞争力,数据库完成了超过5万头种猪基因组芯片数据收集,累计完成评估种猪的基因组评估约156万头极大地促进了我国种猪的自主持续选育。提高了我国生猪种业的自主创新育种技术水平,大幅缩短了与国际同行的技术差距,为实现国家的种业安全和核心种源自主可控提供了重要技术支撑。


深圳金新农研究院技术中心育种部总监方铎说


“公司开始对基因组选择对种猪培育的方向不是很有信心,是刘老师用他的专业说服了我们,从2019年在福建一春率先在全国开展基因组选择,刘教授团队坚持每周为福建一春分析数据、进行遗传评估,制定选配选种计划,创建和应用生猪基因组选择高效育种技术体系。3年下来,一春种猪的遗传进展有了明显的进步,在全国都处于领先水平,除此之外,抗病育种猪的培育、瘦肉型种猪的培育,还有拓展与蕉岭县泰农黑猪发展有限公司就粤东黑猪新品系培育展开合作,真的离不开教授工作站团队这几年坚持不懈地工作。”


投身生产实践,人才培养在一线

面向育种场人员开展的技术培训


教授工作站团队的李伟宁博士专门前往福建一春进行了为期2个月的深入学习和工作。他全程参与育种生产中的种猪性能测定、系谱登记、遗传评估分析等各项育种技术任务,特地为福建一春优化设计了一款新的母猪卡,绘制了猪场平面图,并面向猪场人员展开了关于育种值估计方法的技术培训。


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李伟宁进行种猪性能测定

李伟宁制作的新母猪卡、绘制的猪场平面图



李伟宁说


“工作站安排了2名研究生在公司的育种场顶岗生产实践,还有1名博士和1名硕士生定期为福建一春进行遗传评估分析,能够有机会到国家级核心育种场参与现场育种工作,将自己所学知识运用于现场生产,这让我真正明白了育种工作的实战经验对于一个育种技术人员的重要性。”


企业增产,农民增收

产业化发展惠及千家万户

教授工作站协助公司进行种猪选育、培育工作,显著提升了公司的种猪性能和市场欢迎度,2021年累计销售种猪10.2万头,其中种公猪6000余头,种母猪9.6万头。

教授工作站曾协助金新农2次开展产品推广及技术培训,通过“公司+合作社+农户”养殖基地的农业产业化发展模式,建立并逐渐完善了较为合理的公司与合作农户的利益联结机制,带动千家万户实行产业化、标准化、规模化生产。2019年带动农户15465户,2020年带动农户9231户,2021年带动农9901户。同时该公司通过优惠让利销售种猪及饲料、为养殖户免费检测生猪抗体水平及健康状况、赠送疫苗、开展技术培训等办法,2019年返利农户资金达3489万元,户均增收2256元;2021年返利农户资金达5829万元,户均增收5887元,有力地带动了农业产业化的快速发展和农户增收。



立足科技,服务产业

打好生猪种业翻身仗

2021年,生猪基因组选择高效育种技术体系的创建及应用项目获大北农科技一等奖(获奖人:刘剑锋,杨华威,周磊,方铎,王晓凤,赵祖凯,曾新斌,刘绪同,陈少康,魏可健。获奖单位:中国农业大学,深圳市金新农科技股份有限公司,北京市畜牧总站)。

2021年,深圳市金新农科技股份有限公司获批为广东省生猪营养与育种改良工程技术研究中心,在教授工作站工作的基础上成功申报1个广东省重点领域研发计划项目及2个深圳市生物育种重点项目。



刘剑锋教授对工作的规划有着更高的期待:


“未来,我们会不断将最新的国际前沿育种技术应用在企业中,协助育种场制定猪种引进规划,制定种猪品种的选择和数量,完善和加强基因组选择育种技术体系,应用基因组选择进行精准化、差异化的品种选育,培育“三品五系”,争取在2026年选育出国内领先、国际一流的具有自主品牌的超高繁、高瘦肉率及节粮型新品系。同时,加强与不同高校、不同专业的团队进行合作交流,从养殖、营养、畜牧场规划各方面提升养殖场管理。让教授工作站真正立足科技,服务产业,打好国家生猪种业的翻身仗。”


本期优秀教授工作站简介

中国农业大学深圳金新农教授工作站

负责人:刘剑锋教授 物科学技术学院 

简介:2017年4月15日,以中国农业大学刘剑锋教授为负责人的教授工作站在深圳市金新农科技股份有限公司成立,工作站成员包括刘剑锋、吴中红、姜力、周磊以及3名博士后等10余人。

基于本教授工作站,刘剑锋团队与金新农公司开展了深入全面的猪育种产学研合作,逐步优化了武汉天种和福建一春(深圳市金新农科技股份有限公司子公司)核心群的选留和测定方案,在两个核心群取得了明显的表型和遗传进展。应用当前最先进的基因组育种技术,持续开展抗猪流行性腹泻的基因定位开展研究。教授工作站研究成果和育种技术在公司的实施和应用,显著提升了公司种猪的生产性能和公司经营效益。该教授工作站获评“2021年中国农业大学优秀教授工作站”。


来源|社会服务处编辑|叶静雅责编|于哲 姜萍萍 郑诗盈 张梓瑜 勾琳萱




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