天津市荷斯坦奶牛种公牛培育体系建设研究初探

文∕刘自增 赵庆彬 何 茹 郭 爽

（1天津市奶牛发展中心；2天津市奶业发展服务中心）

当前国内外奶牛育种工作发展迅速，特别是全基因组检测技术的应用，大大缩短了种公牛的选育时间，提高了青年公牛选育的准确性，也为在育种核心群的基础上大范围、高强度地选育提供了可能。但我国奶牛育种事业起步较晚，至今有效的种公牛自主培育体系尚未完全建立，育种水平较国外奶业发达国家尚有很大差距，顶级种公牛数量较少。鉴于此，天津市奶牛发展中心（下称“中心”）制定了引进和自主培育并行的种公牛培育方案。其中引进，即利用进口胚胎的便利形式，通过胚胎移植获取国际顶级公牛。自主培育，即为利用高水平奶牛育种核心群，在传统DHI测定、线性鉴定和品种登记工作的基础上，利用全基因选择等育种技术和传统育种技术相结合，缩短了公牛培育时间，提高了后备公牛选育准确性和遗传品质，对合理组建和利用育种核心群等进行探索研究，以期建立成熟、高效、适合中国国情的优秀种公牛自主培育体系。

1 种公牛培育方案

1.1 进口胚胎生产国际顶级公牛

2006～2013年，中心引进了美国、加拿大等奶业发达国家的优质胚胎580 余枚，2011年起，中心为满足种公牛选育的需要，尝试利用美国和加拿大优质母牛和顶级种公牛，采用自主选配的方式来生产胚胎。2014年起，中心计划每年继续引进胚胎至少150 枚。

1.1.1 国外公牛选用标准

美国公牛总体生产性能指数（TPI）、加拿大公牛终生效益指数（LPI）分别排名各自国家前25 名或国际公牛组织排名前 50 位（选配方案制定时的当月最新数据），外貌鉴定评级为特级。

1.1.2 国外供体母牛选用标准

1 胎305 天产奶量≥16 000 kg，乳脂率≥3.8%，乳蛋白率≥3.2%，LPI、TPI排名各自国家前10 位，外貌鉴定成绩85 分以上。

所有公母牛都必须在各自国家奶牛品种协会登记注册，有详细完整的系谱资料，并且不携带结核病、副结核病、布病、口蹄疫、蓝舌病、黏膜病等传染病及其致病菌；无脊椎畸形综合症（CVM）、妊娠延期症、凝血因子XI缺陷症、粉红牙症（PT）、牛白细胞黏附缺陷症（BLAD）等隐性致病基因。

1.1.3 胚胎定制

选配用的种质公母牛由美国CRI、中国遗传资源进口代理公司皕格林和加拿大太平洋遗传育种有限公司等按照中心国外公母牛选用标准提供。并且，为更好引进国外顶级遗传资源，加速提高中心公牛遗传品质，公司还选用了基因组检测育种值GTPI（美国）、GLPI（加拿大）排名前10位的青年公牛（可靠性≥75%），但由该部分公牛选配生产的胚胎数量控制在15%以内。

选配方法：采用平衡育种的理念，在充分了解公母牛生产性状、外貌性状、功能性状等遗传相关性状的基础上，详细研究母牛各性状的数据资料和系谱信息（参考公母牛的全同胞、半同胞信息），在兼顾奶牛长寿性和健康性状的同时，突出胚胎高产奶量、高乳脂率和高蛋白率的遗传品质。在选配时，组合的近交系数控制在6.25%以内（极高品质公母牛允许适度近交），组合选定后，根据胚胎父亲和外祖父的乳脂率、乳蛋白率、体型、乳房、肢蹄、畜群寿命、女儿繁殖力和体细胞数等16 个分项育种值计算胚胎组合的总性能系谱指数（TPPI）值，要求胚胎TPPI值≥2 500。

1.1.4 胚胎引进

2011年前，中心引进的胚胎多为国际奶牛育种公司生产的顶级胚胎。2011年起，中心引进的胚胎以自主定制的胚胎为主。

（1）引进标准

所有胚胎必须是来自供体内7～8 日龄的一级紧缩桑葚胚、桑椹胚、囊胚或扩张囊胚，解冻后胚胎的可使用率不低于95%；胚胎必须由中国出入境检验检疫总局认可的胚胎移植中心所生产，并具备各自国家农业部门出具的《出口检疫许可》证书；必须提供胚胎系谱证明、冲胚记录、冷冻及解冻方法。

（2）引进时间

每年胚胎分2 批引进，春季5月以前，秋季9月以前必须到货，以保证胚胎移植的顺利进行。

（3）受体母牛

选择天津嘉立荷牧业有限公司5 000 头标准化示范牛场为胚胎移植场，受体母牛要求在15～20 月龄，情期正常，健康无疫病和繁殖疾病，且营养状况良好。选定的受体母牛数量与待移植胚胎的数量比例为2︰1。

1.2 自主培育

建立高水平开放式育种核心群是实现种公牛自主培育能力的重要条件，DHI测定、良种登记和线性鉴定是建立育种核心群的基础。开放式育种核心群以天津嘉立荷牧业有限公司2.5 万头高产母牛为基础群，青年母牛和成年母牛的比例为7︰3，规模250 头。

1.2.1 青年母牛的选择

青年母牛的组成部分为来自基础群的青年母牛和来自进口胚胎移植生产的青年母牛。选择方法为：综合分析青年母牛双亲的各项育种值，并参考其TPPI值，对备选母牛进行初选。然后，对初选群进行全基因组检测，按照检测总成绩排队，并在参考分项育种值的基础上，选择出育种核心群（青年牛部分）。

1.2.2 成年母牛的选择

分析基础群品种登记系谱，要求个体三代系谱明确，不携带隐性治病基因，健康无疾病。根据群体的DHI测定成绩和线性鉴定成绩，委托中国奶牛数据处理中心计算个体牛的综合育种值CPI1（测定日模型），然后对CPI1值进行排队，选出育种值较高者组成育种核心群（成年母牛部分），同时要求奶牛的泌乳均衡性好，1 胎305 天产奶量≥11 000 kg，乳脂率≥3.5%，乳蛋白率≥3.1%，线性鉴定成绩≥85 分，无缺陷性状。

1.2.3 核心群母牛选配方法

（1）冻精的选择

主要选择国外顶级冻精（选择标准同1.1），还包括部分中心和国内其它公牛站的优秀冻精。

（2）选配方法

具体选配方法同1.2.2，但近交系数严格控制在6.25%以内，TPPI值作为参考。

1.3 公犊牛来源及选择方法

1.3.1 公犊牛来源

公犊牛主要来自于进口胚胎移植和核心群自主选配，还包括少数来自核心群外的成母牛自主选配所生产的犊牛，这部分成母牛的产奶量、乳脂率或乳蛋白率中某1 项或2 项育种值较高。

1.3.2 公犊牛选择方法

公犊牛出生后即采取血样（2014年起采集牛毛样品），寄送中国奶牛数据处理中心统一送检。根据基因组检测育种值高低，选择可进入国家良种补贴的犊公牛（GEBV≥1 100）和部分未进入国家良种补贴的犊公牛（1 100≥GEBV≥800）。虽然我国奶牛全基因组选择研究已经于2008年展开，但当前全基因组检测的产奶性状育种值可靠性为0.60～0.75，为避免优秀个体被过早淘汰，公司对未入良补的公犊牛进行适当的选留。

公犊牛出生后要进行体重、体尺的测量，并拍照、打耳标，建立系谱档案。公犊牛在发育过程中，还要对其体重、体高、体斜长、胸围、腹围、管围、睾丸周径和膘情等各项指标进行追踪记录，对发育情况不良者要进行严格淘汰。

1.4 后备种公牛选育

1.4.1 后备种公牛体型外貌评定及精液品质鉴定

后备种公牛在18 月龄时，聘请农业部专家对其进行体型外貌鉴定，并且3 岁前每年鉴定1 次。12 月龄时进行试采精，采精量、精子密度、活力、畸形率和顶体异常率等指标符合中心冻精制作标准的精液送交农业部指定检测中心检测。对精液不符合中心冻精制作标准和农业部检测机构检测不合格的公牛要分析查明原因，并进行治疗，对治疗后仍然不合格者要严格淘汰。

1.4.2 后备种公牛后裔测定

所有选定的后备公牛都参加中心自主组织的后裔测定和香山联盟联合后裔测定。

（1）后裔测定场的要求

①奶牛场规模在200 头以上，且饲养后备母牛，奶牛个体采用全国统一的12 位标准牛号；②参加全国奶牛品种登记，有完整的系谱记录和繁殖配种、健康信息；③参加全国奶牛生产性能测定（DHI），有完整的产奶量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞数记录；④参加全国奶牛线性鉴定；⑤采用机械化挤奶，操作规程规范；⑥有完善的疫病防护计划和措施，保证牛群健康。

（2）后测冻精的发放与使用

要求每头参测公牛的冻精数量为600 支，分布在50 个以上不同地区的不同奶牛场。后测冻精发放后，要求按照随机交配的原则在4 个月以内完成试配工作。

（3）后测公牛女儿的DHI测定和线性鉴定

公牛所有发育良好且健康的女儿都要建立完整的系谱档案，15～18 个月龄时进行配种，产犊后规范地参加DHI测定，并将测定数据上报中国奶牛数据处理中心，要保证数据在育种值计算时的有效性。女儿产犊后30～180 天，由中国奶业协会注册鉴定员按照《中国荷斯坦牛外貌鉴定规程标准（草案）》进行客观公正鉴定，并将鉴定的线性成绩上报中国奶牛数据处理中心。

2 初期成绩

全基因组检测技术应用以来，2012～2013年中心共引进美国、加拿大定制胚胎147 枚（父母亲均有基因组检测成绩），胚胎均价10 000 元（RMB）/枚以上。供体母牛1 胎305 天平均产奶量16 000 kg，其中部分供体母牛的305 天产奶量达23 000 kg。胚胎TPPI指数均在2 200以上，其中部分组合TPPI达3 100以上。这批胚胎已经全部移植，胚胎平均受孕率55%以上，已出生健康公犊牛10 头。

2006～2011年，共获得胚胎移植种公牛50 头，其中验证公牛成绩良好，编号12107227公牛CPI1指数高达2 600；基因组检测青年公牛成绩良好，编号12112283公牛GCPI指数高达1 887。

核心群部分公犊牛20 头，已获得基因组检测成绩的有9 头，除个别个体成绩不理想外，大部分个体检测成绩理想，其中编号12113294公牛GCPI指数为1 427。

3 存在的问题和改进措施

当前中心的种公牛培育体系虽然取得了一定的成绩，但是也存在许多潜在的问题，因此，公司也提出了一些针对性的改进措施，以期自主培育出更多的适合中国生态环境和经济环境的优秀种公牛。

3.1 存在的问题

3.1.1 高价引进的国外顶级胚胎生产的种公牛，其优秀遗传品质没有充分地在其后代女儿中表现出来。

3.1.2 高品质育种核心群的利用没有细化充分，全基因组选择和传统的品系育种等方法没有有效结合。

3.1.3 转基因和杂交育种等工作开展得不够到位。

3.1.4 种公牛长寿性、繁殖力、抗病性和耐湿热等的育种进展不够迅速。

3.1.5 核心群规模偏小，育种进展受到一定限制。

3.2 改进措施

3.2.1 为解决种公牛长寿性、繁殖力、抗病性和耐湿热等低遗传力性状的选择准确性问题，拟扩大青年公牛的后裔测定女儿数至200 头以上。

3.2.2 为充分利用核心群加速遗传进展，计划今后对其中极优秀个体进行超排，通过胚胎移植的手段，在获得高品质公犊牛的同时，扩大其女儿（基因组检测优秀个体）在核心群中所占的比例。

3.2.3 为充分利用核心群高产奶量、高乳蛋白率、高乳脂率等遗传品质，在保证产奶量育种值的基础上，深入开展奶牛产奶量和乳品质分化选育的探索研究，以期尽快培育出新的专门化品系。

3.2.4 为快速提高种公牛的抗病性（如乳房炎等）遗传品质，拟与高校联合开展转基因动物的育种研究。

3.2.5 为加速提高种公牛耐热性遗传品质，拟通过选育低红细胞钾个体、导入杂交和分子辅助育种的方法培育新品系。

3.2.6 为使核心群获得更高的遗传进展，今后将适度扩大育种核心群规模，将核心群以外基础群中的优秀青年个体纳入育种核心群。

4 展望

2013年，天津市奶牛存栏量为15.6 万头，年平均单产为7 600 kg。其中，嘉立荷牧业有限公司奶牛存栏2.5 万头，年平均单产为11 000 kg，个别牛场平均单产达12 500 kg以上，单产水平已经接近或赶上世界奶业发达国家水平。因此，今后天津奶牛育种改良在稳固奶牛产奶量的基础上，有必要在奶牛长寿性、乳品质、抗病性和耐湿热等方面进行有效改良。

当前探索的育种体系将引进国外优秀种质资源和自主培育相结合，将最新的全基因组选择等分子育种手段和传统的品系育种相结合，将在开放式育种核心群的基础上培育出高产奶量、高乳脂率、高乳蛋白率，兼具高繁殖率和抗病性等遗传品质的优秀种公牛。同时，通过选育（表型信息和基因组育种值）、杂交和转基因等育种手段的应用，也有望培育出长生产寿命、高乳脂率、高乳蛋白、抗乳房炎和耐湿热性能良好的奶牛新品系，以适应不同奶牛场改良目标多样化的迫切需求。同时，基因组选择和品系育种的结合，可以在有效防止近交衰退风险的同时，加速奶牛新品系的培育，进而加速奶牛新品种的育成。相信通过顶级公牛的培育和优质冻精的推广，必将有力促进天津市和全国其它各省市的奶牛群体遗传改良进程。