“军垦芯”绵羊基因组育种芯片研发成功
人民日报客户端新疆频道2025-09-05 12:26

新疆农垦科学院畜牧兽医研究所杨华研究员团队在国家自然科学基金、“天山英才”及“兵团英才”培养计划等项目支持下,历经五年攻关,成功研发出兵团首个绵羊基因组育种芯片——“军垦芯”。

研究团队以90只军垦肉羊、25只萨福克羊、20只湖羊、6只多浪羊和6只哈萨克羊为材料,聚焦繁殖、体重、屠宰率、一般抗病力及适应性等重要经济性状,系统开展了大规模生产性能测定、多组学分析和20×全基因组重测序,构建了覆盖兵团3家军垦肉羊育种场、扩繁场和2家地方绵羊养殖场的基因组选择参考群,累计获取8万条表型数据及11TB基因组数据,包含军垦肉羊等多个品种的700万个高质量遗传变异位点,并鉴定出与产羔数、产活羔数、乳头数、体重、羔羊早期发育、胴体品质、肉质风味、免疫指标及尾脂重等性状相关的一系列关键基因及SNP位点。相关研究成果已陆续发表于《Molecular Biology and Evolution》、《BMC Genomics》《Frontiers in Genetics》《Scientific Reports》《Theriogenology》以及《遗传》《畜牧兽医学报》等国内外权威期刊。团队在绵羊重要经济性状关键基因、SNP位点及其育种方法方面获授权发明专利5项,在全基因组选择分析软件方面获软件著作权2项。

基于军垦肉羊育种群及多组学、重测序、生物信息学与遗传育种的系统研究成果,团队联合兰州大学、东北农业大学等高校,成功研制出兵团首款具有完全自主知识产权、基于大规模参考群的高性能基因组液相芯片——“军垦芯”。该芯片包括涵盖代表性功能位点的55K基因组育种芯片,以及适用于大规模育种应用的15K低密度和1K超低密度芯片。“军垦芯”可用于军垦肉羊新品种及其品系的遗传评估和基因组选择育种,也适用于军垦肉羊、湖羊、多浪羊、哈萨克羊等育成品种与地方品种的种质鉴定、家系分析、溯源、系谱校正、重要经济性状全基因组关联分析(GWAS)及选择信号分析等育种实践。在20×测序深度下,该芯片SNP检出率和个体检出率均达99.3%–99.5%,重复样本的基因分型一致性和相关系数分别超过0.995和0.992。芯片位点多态性良好,覆盖96%以上位点,最小等位基因频率大于0.1,在遗传分析和分子育种中表现出色。群体遗传结构和主成分分析等结果均显示,“军垦芯”具备优异的基因分型性能,可有效弥补传统芯片在肉质、阈性状、低遗传力性状精准检测方面的局限,能够准确区分不同品种来源,并将多性状基因组选择的准确性提升2%–5%。

该成果是团队组织实施的“万只军垦肉羊基因组育种计划”的第一阶段重要进展。下一步,团队将在军垦肉羊育种、地方绵羊种质资源挖掘与利用、地方品种鉴定、微进化分析及基因组选择中进一步验证和优化“军垦芯”系列芯片,以全面推动兵团绵羊基因组育种技术迭代与产业升级。杨华 陈遂中)

责任编辑:李亚楠
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