问题:奶牛热应激问题长期制约着产能和繁殖效率。随着高温天气增多和规模化牧场密度增加,热应激导致奶牛采食量下降、产奶量波动、繁殖能力减弱,同时增加了防暑降温和健康管理成本。如何在保持高产遗传潜力的同时提升耐热性,成为奶牛种业升级和牧业稳产的关键课题。 原因:传统育种在耐热性状改良上存在周期长、效率低的问题。耐热涉及的性状通常由多基因调控——且易受环境影响——常规选育需要多代积累,还可能面临与产奶等经济性状的权衡。为解决该难题,科研团队将研究重点聚焦于催乳素受体基因(PRLR),探索通过精准调控形成稳定的短毛表型,以降低热应激的影响。 影响:山东省农业科学院畜牧兽医研究所介绍,3月20日,南京卫岗牧场一头受体母牛成功产下健康母犊。基因检测显示,该母犊实现了目标基因双等位精准修饰,并保留了较高的遗传育种潜力。研究表明,短毛性状可提升奶牛散热能力,减少高温季节的生产性能损失。业内人士指出,在高产基础上兼顾健康和环境适应性的新品系研发,对稳定原奶供应和提升牧场经营韧性至关重要。 对策:该研究由山东省农业科学院畜牧兽医研究所牵头,联合山东奥克斯畜牧种业、中国农业大学、江苏省农业科学院畜牧研究所等单位共同推进,并得到山东省农业良种工程等项目支持。技术路线上,团队建立了“基因编辑—克隆繁育—胚胎移植”的完整流程:一是采用双gRNA技术提高编辑效率;二是结合体细胞核移植降低嵌合体风险;三是将4枚基因编辑胚胎移植至受体母牛,最终获得健康犊牛。相比传统多代回交方法,这一模式能更快地将目标性状导入高育种值个体,提高改良效率。 前景:综合育种值(GTPI)是衡量荷斯坦奶牛遗传潜力的重要指标。团队此前通过自然选育培育出短毛耐热荷斯坦种质(GTPI 2737),此次在高育种值个体基础上进行定向改良后,GTPI提升至2980,证实了耐热性状与高产遗传的兼容性。专家表示,下一步需扩大样本量,长期评估生产性能、繁殖表现及健康指标,并按照法规要求完成安全性验证。此外,短毛耐热性状有望与牧场节能降耗、精准管理相结合,为南方及高温高湿地区的奶业发展提供支持。
这个成果不仅表明了我国农业生物技术的创新能力,也为全球畜牧业应对气候变化提供了新思路。随着基因编辑等技术的深入应用,我国正从“跟跑”向“领跑”转变。未来,推动科研成果产业化、构建完善的应用体系将是重点方向,这不仅关乎我国农业现代化进程,也将对全球粮食安全产生深远影响。