2023-12-18 09:25:38
安小鵬（右一）培育的黑白花奶山羊。受訪者供圖
多年前，還是西北農(nóng)林科技大學(xué)（以下簡稱西農(nóng)）研究生的安小鵬站在彌漫著羊糞味的羊圈里，用自己腫脹的雙手揉了揉肩膀。幾個月的實習(xí)期，他每天要給幾十只奶山羊擠奶。這不是個輕松活，但安小鵬早已成了“熟練工”。
安小鵬像檢閱部隊一樣仔細觀察著望不到頭的羊群。哪些羊是“產(chǎn)奶大戶”，他用傳統(tǒng)的“四長”觀察法一眼就能看出來。但是，能不能找到一種更科學(xué)、高效的方法，精準篩選出產(chǎn)奶量高的奶山羊，是一直縈繞在他心頭的問題。
現(xiàn)在，已是西農(nóng)動物科技學(xué)院研究員、奶羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團隊科研骨干之一的安小鵬，終于得到了尋找高產(chǎn)奶山羊良種的答案。他所在的課題組開發(fā)了一款奶山羊選育液相芯片，不僅方法高效，而且檢測成本低，是目前國內(nèi)性價比最高的育種芯片。這一芯片通過檢測與產(chǎn)奶性能密切相關(guān)的基因位點，找到了一條不同于傳統(tǒng)“以貌取羊”方法的科技路徑，有助于打破繁育奶山羊良種的瓶頸。
奶山羊良種遭遇“卡脖子”
提到國內(nèi)的奶山羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，繞不開陜西。提到陜西的奶山羊產(chǎn)業(yè)，又繞不開原西北農(nóng)業(yè)大學(xué)（西農(nóng)前身）畜牧系教授、奶山羊研究室主任劉蔭武，正是他開創(chuàng)了陜西的奶山羊科研事業(yè)。而作為后輩的“安小鵬”們，則一直在思考如何才能讓這一事業(yè)繼續(xù)發(fā)揚光大。
2018年，陜西省出臺了“3+X”政策，“3”即3個千億產(chǎn)業(yè)，分別為蘋果、設(shè)施農(nóng)業(yè)和奶山羊產(chǎn)業(yè)。陜西奶山羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展正式駛?cè)搿翱燔嚨馈薄Ｈ欢?，由于民間雜交亂配，奶山羊譜系混亂，良種嚴重短缺，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
截至目前，全國已進口了4萬多只所謂“奶山羊良種”。但據(jù)西農(nóng)奶羊團隊調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中大約有七成并不是真正的良種，而是普通商品羊。
“國外最優(yōu)質(zhì)的種羊是不會賣給咱們的。良種繁育技術(shù)屬于核心技術(shù)，國外會對我們‘卡脖子’?！卑残※i告訴《中國科學(xué)報》，良種繁育技術(shù)只能靠我們自己去突破。
經(jīng)過5年研究，安小鵬找到了繁育良種的答案——奶山羊育種液相芯片。
團隊找到譜系清晰、生產(chǎn)記錄清晰的5000只群體樣本，將生產(chǎn)記錄按照高中低產(chǎn)分布，經(jīng)過全基因組測序后，分析出哪些基因會影響泌乳量和乳成分。拿到與高泌乳量有關(guān)的基因組之后，團隊制作出芯片盒，與其他奶山羊血液采樣中的基因做對比匹配，就可以從理論上判斷出其是否屬于高產(chǎn)良種，從而提高育種的準確性。
安小鵬介紹說，多年來，主要通過觀察品種的外貌判斷是否屬于高產(chǎn)良種，“以貌取羊”的準確度不超過60%。采用基因芯片對比分析之后，準確度可以提高到85%以上。
“通過芯片對比基因進行判斷，還有一個優(yōu)點是可以做到早期選育，現(xiàn)在我們已經(jīng)可以做到羊羔一出生就進行良種選育。而采用以前的普通方式，良種長大、繁殖、產(chǎn)奶再進行觀察等全部過程結(jié)束，至少需要兩年多?！卑残※i說。
這樣一來，奶山羊良種就能實現(xiàn)快速“拔尖兒”，不僅可以自主培育我國奶山羊良種，而且可以進一步提高總產(chǎn)奶量，擴大奶山羊產(chǎn)業(yè)規(guī)模，做到“做實一小片，帶動一整片”。
據(jù)安小鵬介紹，目前團隊研制出的芯片有5K和20K兩種，分別代表5000個和2萬個影響產(chǎn)奶量的基因位點。為何會選擇這兩個數(shù)值？安小鵬解釋說，影響產(chǎn)奶量的位點很多，但在增加位點的同時，選育準確度并非一直呈直線上升，而是從上升到趨于平緩。
考慮到推廣的成本因素，團隊必須將芯片的成本控制在市場可接受的范圍內(nèi)?！斑@也是為什么現(xiàn)在一些位點達到50K的產(chǎn)品并沒有被市場接受的原因?！卑残※i說，檢測一只羊的成本在300元以上是推廣不下去的。團隊的20K芯片檢測成本為260元，而5K的單只羊檢測成本可以控制在100元以內(nèi)。
“科研是科研，推廣是推廣，市場是市場?！卑残※i說。
十幾年的數(shù)據(jù)積累
萬事開頭難。5年前，團隊負責(zé)人曹斌云教授帶領(lǐng)安小鵬等團隊成員開始著手進行良種基因采樣提取，但困難很大。小奶羊場不感興趣，場里也沒有相應(yīng)的技術(shù)人員來配合完成；大奶羊場又嫌麻煩，對效果半信半疑。
于是，團隊對陜西省內(nèi)的育種場進行“地毯式”拜訪，甚至提出了給育種場按采樣奶羊數(shù)量進行現(xiàn)金補貼的辦法，終于說服了10家核心育種場嘗試合作。
“育種場按照我們最初的公羊指數(shù)加雙基因聚合的方法進行實驗，兩年后整個群體的泌乳量提升很大。”安小鵬說。
陜西省博富樂關(guān)中奶山羊育種有限公司楊源博介紹說：“我們場是比較早進行試點的單位，原來的奶山羊平均泌乳量不到2.2公斤，經(jīng)過選育后可以達到3公斤以上?！?/p>
陜西三原星火養(yǎng)羊合作社采用安小鵬團隊培育的乳房形狀方圓、產(chǎn)奶量高、抗病性強的黑白花奶山羊之后，母羔出生3個月后就可以賣到3000元以上，而之前的普通白羊只能賣1000元。
能在短時間內(nèi)取得這么好的育種效果，主要得益于曹斌云和安小鵬團隊十幾年耕耘陜西奶山羊市場所掌握的龐大樣本庫資料。團隊對奶山羊基因數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了高中低不同檔次和效果的系統(tǒng)性積累，因此在提取基因位點時游刃有余。一些效果不是很明顯的位點可以直接剔除，快速找到對產(chǎn)奶量影響最顯著的核心基因位點。
產(chǎn)學(xué)研一體發(fā)展
育種芯片的技術(shù)和產(chǎn)品都有了，下一步需要尋找合作企業(yè)，但什么樣的企業(yè)才適合？安小鵬堅守的一個原則是知識產(chǎn)權(quán)歸屬?！澳躺窖虻幕蛭稽c是我們的核心知識產(chǎn)權(quán)，不能用作其他商業(yè)用途，這是我們合作的底線?！?/p>
現(xiàn)在與安小鵬團隊簽約合作的北京康普森農(nóng)業(yè)科技有限公司，擁有比較先進的檢測手段和儀器。最終雙方成功簽約，生產(chǎn)芯片盒子。
為了再降低成本，安小鵬在每個芯片盒子的檢測數(shù)量上也下了功夫。每個芯片盒子的檢測數(shù)量可以達到300只羊甚至更多，但他最終確定每個盒子檢測200只羊，以達到成本和效率的最佳平衡。
說到產(chǎn)業(yè)化，安小鵬坦陳，目前奶山羊育種芯片項目團隊已經(jīng)申請了一個專利，還有另外一個專利也在申請中，之后或許會進一步推動商業(yè)合作。
“對我們搞養(yǎng)殖行業(yè)的來說，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化并不容易。”安小鵬說。團隊目前探索的比較成熟的方式，是與甘肅、山西、黑龍江等全國各地有育種養(yǎng)殖需求的政府或者農(nóng)業(yè)部門合作，賣出技術(shù)的“使用權(quán)”，比如鮮精保存、胚胎移植等技術(shù)，同時派專門的技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，提供技術(shù)服務(wù)。
據(jù)了解，西農(nóng)對團隊的技術(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化給予了相應(yīng)的政策支持。“像我們和各地政府的這種技術(shù)合作方式，學(xué)校最多會拿出30%作為獎勵，鼓勵科研團隊進行成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體發(fā)展?！卑残※i說。
雖然芯片離全面推向市場還有很長一段路要走，但安小鵬已經(jīng)提前做好了規(guī)劃?！?K的芯片成本低廉，主要面向基層養(yǎng)殖戶。20K芯片將主要用于培育黑白花奶山羊?！?/p>
黑白花奶山羊育種是安小鵬主抓的方向，現(xiàn)在年泌乳量在750公斤以上的已經(jīng)達到1000多只?！拔覀兿Ｍ?年到5年內(nèi)能培育出乳房形狀好、產(chǎn)奶量高、抗病性強的黑白花奶山羊新品種?！卑残※i說。
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