中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用
项目简介
项目名称：中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系的建立与应用
推荐单位意见：
中国农业大学等单位针对我国奶牛育种的落后状况和我国奶业由数量增长型向质量效益型转型的迫切需求，瞄准现代动物基因组学技术的发展趋势及其在奶牛育种中的巨大应用价值，历时19年，对奶牛基因组选择分子育种技术开展了系统全面的研究，在奶牛重要性状功能基因挖掘、基因组参考群体构建、基因组育种值预测方法、奶牛主要遗传缺陷基因诊断等方面取得了创新性的研究成果，建立了完整的中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术体系。该技术体系2012年被农业部指定为我国荷斯坦牛青年公牛的遗传评估方法，并在全国推广应用，极大提升了我国奶牛育种的技术水平，显著提高了我国自主培育种公牛的能力，大大加快了我国奶牛群体的遗传改良速度，缩短了与发达国家的差距，取得了显著的经济效益和社会效益。经多方客观评价，该成果的整体技术水平达到国际先进，部分达到国际领先。
该项目获国家授权发明专利15项、软件著作权14项，发表学术论文94篇，其中SCI 收录期刊论文62篇，获2015年北京市科学技术一等奖。
该项成果科技支撑体系完整，创新明显，技术先进成熟，经济效益显著。
推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。
推荐单位：北京市
2015年12月29日项目简介：
奶业是国民经济的重要组成部分。以选育优秀种公牛为核心的奶牛育种，是实现群体遗传改良、提高奶业生产水平和效率的关键。我国奶业生产水平与发达国家有较大差距，根本原因是我国奶牛群体的遗传水平低，依靠传统的育种技术难以改变这种状况。以基因组选择为核心的分子育种技术提供了机遇，与传统育种技术相比，该技术可大大提高群体遗传改良速率。项目组自1996年起，系统开展了中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术研究，取得了一系列重要创新性研究成果，建立了完善的技术体系，并大规模产业化应用。主要技术创新点为：
（1）挖掘了奶牛重要经济性状功能基因。率先在我国奶牛群体中利用高密度SNP芯片进行了产奶、健康、体型和繁殖四类性状的大规模全基因组关联分析，并利用各种组学技术和生物信息学技术挖掘了71个对产奶和功能性状具有较大遗传效应的基因和分子标记，首次在国际上报道了PTK2、EEF1D、UGDH和GPIHBP1等影响产奶性状的重要功能基因，系统分析并证实了DGAT1和GHR基因对中国荷斯坦牛产奶量和乳成分性状具有显著遗传效应。这些基因的信息对提高基因组选择准确性具有重要作用。
（2）建立了中国荷斯坦牛基因组选择技术体系。构建了我国唯一的奶牛基因组选择参考群，由6000头母牛和400头验证公牛组成，对每头牛测定了高密度SNP标记基因型和产奶、健康、体型、繁殖等4类共34个性状的表型；研发了针对连续性状的TA-BLUP和针对
分类性状的BayesTA、BayesTB、BayesTCπ等一系列基因组育种值预测的新方法，显著提高了基因组育种值预测的准确性；提出了利用低密度芯片的基因组选择和对缺失基因型填充的优化策略；开发了SNP芯片数据处理软件和基因组育种值计算系列程序，搭建了以集群为核心的高性能计算平台。为我国研究与实施奶牛基因组选择奠定了基础并提供了关键和必要的技术支撑。
（3）研发了中国荷斯坦牛遗传缺陷和亲子鉴定的分子检测技术。研发了CVM、BLAD、CN、DUMPS、BS等5种奶牛主要遗传缺陷的基因诊断技术和利用微卫星或SNP标记进行亲子鉴定的检测技术，研制了相应的诊断/检测试剂盒，建立了全国荷斯坦种公牛DNA信息数据库，填补了国内空白。
对上述三个创新点的研究成果进行技术集成，创建了基因组选择分子育种技术应用体系。根据我国奶牛育种的实际情况，提出了基因组遗传评估与传统遗传评估相结合的基因组性能指数（GCPI）；制定了以基因组选择、包括遗传缺陷诊断和亲子鉴定等技术的综合性分子育种技术应用方案，可早期选择优秀青年公牛，提高了我国自主培育优秀种公牛的能力和我国奶牛的育种水平，实现了与国际接轨。
应用推广及效益：该成果自2006年在全国各种公牛站及母牛高产核心群中应用。基因组选择分子育种技术被农业部指定为我国荷斯坦青年公牛遗传评估的唯一方法，自2012年，连续4年对全国各公牛站的所有青年公牛进行了基因组遗传评估，选出930头优秀青年公牛，在全国推广使用，大幅度加快了我国奶牛群体遗传改良速度，降低了育种成本，显著提高了我国奶牛生产水平，产生了显著的经济、生态和社会效益。
获奖和知识产权：该成果获得北京市科学技术奖2项（一等奖和二等奖各1项），国家授权发明专利15项、软件著作权14项，发表学术论文103余篇，其中SCI收录68余篇。
客观评价：
1. 成果评价
2015年12月19日，中国农学会组织有关专家对“中国荷斯坦牛基因组选择技术及分子育种技术平台的建立与应用”进行了成果评价，专家认为，该项目历时19年，在中国荷斯坦牛基因组选择及分子育种技术研究方面取得了一系列创新性成果，项目总体技术处于国际先进水平，创建的TA-BLUP基因组育种值预测方法达到国际领先水平。
2. 政府评价
“中国荷斯坦牛基因组选择技术平台的建立与应用”2015年获北京市科学技术一等奖；“中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用”2011年获北京市科学技术二等奖。
3. 成果鉴定
（1）2012年1月13日，教育部组织同行专家对“中国荷斯坦牛基因组选择技术平台的建立”进行了成果鉴定，专家认为，项目组建立了较为完善的我国奶牛基因组选择技术平台，整体技术达到国际先进水平。
（2）2010年4月8日，教育部组织同行专家，对“中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用”项目进行了成果鉴定，专家认为，项目组构建了我国奶牛分子育种关键技术平台，
取得了一批创新性成果，总体水平居国际先进，已经并将继续为我国奶牛育种工作做出突出贡献。
4. 同行专家评价
该成果提出的TA-BLUP方法，在2010年波兰举办的国际畜禽基因定位及标记辅助选择方法（QTL-MAS WORKSHOP）国际会议上，组委会对来自全球几十个科研小组的各种计算方法进行了第三方独立比较评估，结果表明TA-BLUP方法的无偏性和准确性均列第一（http://jay.up.poznan.pl/qtlmas2010/program_qtlmas.html）。
5. 农业部指定作为中国荷斯坦青年公牛联合遗传评估的方法
受农业部指定，该成果提出的“中国荷斯坦牛基因组选择分子育种技术“作为我国荷斯坦青年公牛联合遗传评估方法。农业部畜牧业司文件（农牧畜便函[2012]第16号）“关于申报新增种公牛和选择2012年畜牧良种补贴供精种公牛的通知”、中国奶业协会文件（[2012]中奶字第01号）“关于开展中国荷斯坦牛全基因组检测工作的通知”、农业部全国畜牧总站发布的3个文件：牧站（奶）[2012]66号“关于公布参加2012年畜牧良种补贴项目种公牛站、种公牛的通知”、牧站（奶）[2013]135号“关于公布参加2013年畜牧良种补贴项目种公牛站、种公牛的通知”、牧站（奶）[2014]131号“关于公布参加2012年畜牧良种补贴项目种公牛站、种公牛的通知”。
6.国内外学术评价
本成果共发表论文103篇，SCI收录68篇。其中，5篇代表性SCI论文被国际权威期刊Journal of Dairy Science、Genetics Selection Evolution、Animal Genetics、PloS ONE、Mammal Genome等权威期刊多次引用。其关于基因组育种值估计和全基因组关联分析的研究方法、研究思路及研究结果得到了广泛借鉴，也为国内其他团队借鉴该思路相继开展了蛋鸡、肉鸡、猪、绵羊全基因组关联分析。
论文“Genome wide association studies for milk production traits in Chinese Holstein Population（PLoS ONE. 2010, 5:e13661）”他引40次；论文“Best linear unbiased predictio n of genomic breeding values using a trait-specific marker-derived relationship matrix（PLoS ONE. 2010, 5:e12648）”他引28次；论文"Accuracy of genomic prediction using low density marker panels（Journal of Dairy Science. 2011, 94:3642-3650）”他引10次。论文“Polymorphism identification, RH mapping and association of placental lactogen gene with milk production traits of dairy cows（Animal. 2009: 1-5）”他引29次；论文“Effects of DGA T1 and GHR on milk yield and milk composition in the Chinese dairy population（Animal Genetics. 2009，12:997-1000）”他引9次。
推广应用情况：
2012年，受农业部指定，成果“中国荷斯坦牛基因组选择技术”认定为我国荷斯坦青年公牛的唯一评估方法并在全国推广应用。2012-2015年连续四年对全国各公牛站的所有青年公牛共1915头进行了基因组遗传评估，选择了930头优秀青年公牛在全国推广使用，至少可获得232.5万头优良后代母牛，提前淘汰了985头遗传素质不高的青年公牛。通过基因组选择技术的实施，给我国奶牛育种带来了显著成效，表现在：（1）提高了公牛选择准确性，对于主要性状基因组遗传评估的准确性达到0.67~0.80，与常规系谱指数相比，准确性提高了12~25个百分点，与我国过去的公牛后裔测定相比，准确性提高了12~17个百分点；（2）
大幅度缩短了公牛的世代间隔，由于青年公牛经基因组遗传评估后即可投入使用，世代间隔由常规育种的6.25年缩短到1.75年，缩短4.5年；（3）加快了群体遗传进展，由于选择准确性的提高和世代间隔的缩短，我国荷斯坦牛每年平均遗传进展由0.24个遗传标准差提高到0.49个遗传标准差，每头母牛的年产奶量提高225千克。（4）提高了我国奶牛育种效益，由于遗传进展的加快和育种成本的下降，该成果自推广以来，直接经济效益和间接经济效益显著。
自2006年起，基于本项目构建的中国荷斯坦牛主效基因检测、遗传缺陷诊断及亲子鉴定技术平台，建立了中国荷斯坦牛遗传缺陷诊断和监控体系及公牛DNA分子标记信息数据库。相关技术自2006年开始已在全国各公牛站的公牛选育和北京三元绿荷奶牛养殖中心高产核心群及北京奶牛中心良种场的种母牛选育中进行推广应用。由此，提高了牛群高产主效基因的频率，降低了遗传缺陷有害基因频率，加之公牛系谱更加可靠，使得牛群的综合遗传素质明显提高。三元绿荷牛群在项目实施的近几年中，由于牛群整体遗传素质的提高，加之饲养工艺的改善，头均单产提高了900公斤。
主要知识产权目录：
1.中国荷斯坦牛基因组选择技术平台的建立与应用，2015，北京市科学技术一等奖
2.中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用，2011，北京市科学技术二等奖
3.授权发明专利，15件
4.软件著作权，14件
5.发表学术论文，103篇（其中SCI 68篇）
6.国家标准1个
主要完成人情况：
1.张勤教授
第一完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：总体负责人，负责项目课题的总体设计和规划、实施方案和总体组织协调。为创新点（一）、（二）、（三）均做出了重要贡献。包括负责基因定位、遗传分析模型和方法，我国奶牛重要经济性状的基因定位和标记辅助选择研究。8项软件的主要发明人、1项发明专利的第一发明人；30篇SCI论文的通讯作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第1完成人、2011年北京市科学技术二等奖第2完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2012年，北京市科技进步二等奖，中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用（第2完成人）； 2.1999年，农业部科技进步一等奖，中国荷斯坦牛MOET育种体系的建立与实施（第5完成人）； 3.2000年，国家科技进步二等奖，中国荷斯坦牛MOET育种体系的建立与实施（第5完成人）； 4.2000年，获国家杰出青年科学基金资助； 5.2004年，享受国务院政府特殊津贴。
2.张沅教授
第二完成人
工作单位：中国农业大学
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为本项目创新点（一）、（二）、（三）均做出了重要贡献。5项授权国家发明专利的第1发明人和4项软件的主要发明人；30余篇SCI论文的通讯作者和主要作者；4项主要来源课题的主持人(首席科学家)；2部著作的主编；2015年北京市科学技术一等奖第2完成人、2011年北京市科学技术二等奖第1完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2012年，北京市科技进步二等奖，中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用（第1完成人）； 2.2014年，河北省自然科学奖，牛产奶基因及MHC-Ⅱ类基因抗病位点的挖掘与鉴定（第3完成人）； 3.2000年，农业部科技进步一等奖，中国荷斯坦奶牛MOET育种体系的建立与实施（第1完成人）； 4.2000年，国家科技进步二等奖，中国荷斯坦奶牛MOET育种体系的建立与实施（第1完成人）； 5.1992年，国家级有突出贡献的中青年专家，国务院政府特殊津贴。
3.孙东晓教授
第三完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）、（二）、（三）做出了主要贡献：负责中国荷斯坦牛产奶性状和功能性状区间定位和精细定位、位置候选克隆、遗传标记筛选、遗传缺陷检测和亲子鉴定平台构建、资源群体和DNA数据库构建。1项软件和5项专利的主要发明人、1项专利的第一发明人；20余篇SCI论文的通讯作者；2015年北京市科学技术一等奖第4完成人、2011年北京市科学技术二等奖第4完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2007年，入选教育部新世纪优秀人才支持计划； 2.2012年，北京市科技进步二等奖，中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用（第4完成人）；
3.2014年，河北省自然科学奖，牛产奶基因及MHC-Ⅱ类基因抗病位点的挖掘与鉴定（第2完成人）。
4.张胜利教授
第四完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）（二）、（三）做出了主要贡献：负责中国荷斯坦牛资源群体构建、遗传评定和基因定位方法、遗传缺陷检测和关键技术推广与应用。3项发明专利的主要发明人；10余篇SCI论文的通讯作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第3完成人、2011年北京市科学技术二等奖第3完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2012年，北京市科技进步二等奖：中国荷斯坦牛分子育种关键技术研究与应用（第3完成人）； 2.2006年，入选北京市百千万人才计划； 3.2004年，享受国务院政府特殊津贴。
5.丁向东副教授
第五完成人
工作单位：中国农业大学
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）（二）做出了主要贡献，负责中国荷斯坦牛产奶和功能性状基因精细定位和单倍型推断；参与了中国荷斯坦牛基因组选择平台的构建和分子育种应用体系的建立。5项软件的主要发明人；10余篇SCI论文的通讯作者、第一作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第5完成人。
6.刘林高级畜牧师
第六完成人
工作单位：北京市奶牛中心
完成单位：北京市奶牛中心
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）、（二）和（三）做出了主要贡献：参与了中国荷斯坦牛产奶性状和功能性状区间定位和精细定位、遗传标记筛选和DNA数据库构建；参与了中国荷斯坦牛基因组选择参考群体的构建，完成了技术平台在北京地区的推广应用；多篇SCI论文的第一作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第6完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2013年，北京市农业技术推广奖二等奖，奶牛良种扩繁配套新技术的推广与应用（第2完成人）； 2.2010年，全国农牧渔业丰收奖-农业技术推广成果奖三等奖，奶牛优质冻精及配套技术推广（第15完成人）； 3.2010年，北京市科技新星。
7.李锡智畜牧师
第七完成人
工作单位：北京首农畜牧发展有限公司
完成单位：北京首农畜牧发展有限公司
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（二）和（三）做出了主要贡献：参与了中国荷斯坦牛基因组选择参考群体的构建、样品采集和DHI数据测定；完成了技术平台在北京市地区核心群母牛的推广应用；2015年北京市科学技术一等奖第7完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2012年，教育部科技成果鉴定，中国荷斯坦牛基因组选择技术平台的建立（第7完成人）； 2.2009年，北京市农业技术推广奖一等奖，现代奶牛EDTM生产技术体系建立与应用推广（第7完成人）； 3.2010年，北京市农业技术推广奖三等奖，北京地区夏季奶牛热应激及控制措施的研究与应用推广（第5完成人）。
8.刘剑锋教授
第八完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）和（二）做出了主要贡献，参与了中国荷斯坦牛我国奶牛产奶性状和功能性状全基因组关联分析和功能基因挖掘，参与了我国奶牛基因组选择平台的构建。4项软件的主要发明人；多篇SCI论文的通讯作者、第一作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第8完成人。
9.刘海良推广研究员
第九完成人
工作单位：全国畜牧总站
二级单位：奶业与畜产品加工处
完成单位：全国畜牧总站
对本项目技术创造性贡献：参与组织实施了品种登记和生产性能测定，为我国奶牛基因组选择参考群体和分子育种研究提供了产奶、体细胞评分、体型、繁殖性状表型数据；参与了我国奶牛基因组选择及分子育种技术在全国范围内的推广与应用；2015年北京市科学技术一等奖第9完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2010年，教育部科学进步二等奖，国家种猪遗传评估系统关键技术研发、建立及应用（第6完成人）； 2.2011年，中华农业科技二等奖，国家种猪遗传评估系统关键技术研发、建立及应用（第9完成人）。
10.姜力讲师
第十完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）（二）做出了主要贡献，负责我国奶牛产奶性状和功能性状全基因组关联分析和功能基因挖掘，参与了我国奶牛基因组选择平台的构建。4项软件的主要发明人；多篇SCI论文的第一作者、主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第10完成人。
11.刘光磊高级畜牧师
第十一完成人
工作单位：上海奶牛育种中心有限公司
完成单位：上海奶牛育种中心有限公司
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（二）和（三）做出了主要贡献：参与了我国奶牛基因组选择参考群体的构建，完成了技术平台在上海地区的推广应用；2015年北京市科学技术一等奖第11完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2009，北京市科技进步三等奖，奶牛合成优质活性蛋白机理及其应用技术研究（第2完成人）； 2.2011，上海市科学技术一等奖，高品质乳制品质量安全控制及研究开发（第4完成人）；3.2009，山东省科学技术二等奖，豁眼鹅快长系选育及配套技术（第6完成人）。
12.乔绿推广研究员
第十二完成人
工作单位：北京首农畜牧发展有限公司
完成单位：北京首农畜牧发展有限公司
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（二）和（三）做出了主要贡献：参与了我国奶牛基因组选择参考群体的构建，参与了技术平台在北京地区的推广应用；2015年北京市科学技术一等奖第12完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2010年，北京市科技进步二等奖，我国奶牛分子育种关键技术研究与应用（第9完成人）； 2.2009年，北京市农业推广一等奖，现代奶牛EDTM 生产技术体系建立与应用推广（第1完成人）； 3.2010年，北京市农业技术推广奖三等
奖，北京地区夏季奶牛热应激及控制措施的研究与应用推广（第2完成人）。
13.王雅春副教授
第十三完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）和（二）做出了主要贡献，参与了我国奶牛繁殖性状全基因组关联分析和功能基因挖掘，参与了我国奶牛基因组选择平台的构建。多篇SCI论文的通讯作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第13完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2010年，北京市科学技术二等奖，我国奶牛分子育种关键技术研究与应用（第8完成人）； 2.2003年，国家科技进步二等奖，中国西门塔尔牛新品种选育（第5完成人）。
14.俞英副教授
第十四完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）和（二）做出了主要贡献，参与了我国奶牛繁殖性状全基因组关联分析和功能基因挖掘，参与了我国奶牛基因组选择平台的构建。多篇SCI论文的通讯作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第14完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2010年，北京市科技进步二等奖，我国奶牛分子育种关键技术研究与应用（第10完成人）。
15.张毅副教授
第十五完成人
工作单位：中国农业大学
二级单位：动物科技学院
完成单位：中国农业大学
对本项目技术创造性贡献：为该项目创新点（一）和（三）做出了主要贡献，参与了我国奶牛产奶性状遗传标记筛选和遗传缺陷、亲子鉴定技术体系建立。多篇SCI论文的通讯作者和主要作者；2015年北京市科学技术一等奖第15完成人。
曾获国家科技奖励情况：1.2010年，北京市科技进步二等奖，我国奶牛分子育种关键技术研究与应用（第6完成人）。
主要完成单位及创新推广贡献：
1.中国农业大学
中国农业大学为该成果课题来源的承担单位和第一完成单位，在学校大力支持下，第一和主要完成人研究团队进行了项目总体设计、实施方案设计和研究内容实施，集中国奶业协会、全国畜牧总站，北京奶牛中心、北京首农畜牧发展有限公司、上海奶牛育
种中心有限公司等单位及企业开展了我国奶牛基因组选择及分子育种技术平台的构建，取得了一系列重要的原创性研究成果并在全国范围内推广应用，为本项目的四个创新点均做出了主要贡献。
2.北京奶牛中心
作为北京地区奶牛育种重点单位，完成了DHI数据测定、遗传标记筛选等；参与构建了我国奶牛基因组选择参考群体，提供了产奶、体型、体细胞评分、繁殖性状的表型数据、育种值、系谱信息及牛只血液样品、冻精样品；参与了体型、乳脂肪酸含量性状的全基因组关联分析研究、核心群母牛分子检测。2012-2015年，共计对326头青年荷斯坦公牛进行了基因组遗传评估，其中72头次入选国家奶牛良种补贴项目。
3.北京首农畜牧发展有限公司
参与构建了我国奶牛基因组选择参考群体，提供了产奶、体型、体细胞评分、繁殖性状的表型数据及牛只血液样品；参与了我国奶牛产奶、体型、乳脂肪酸含量性状全基因组关联分析研究及组织样品采集；参与组织并实施了北京地区核心群母牛的分子检测工作。
4.上海奶牛育种中心有限公司
参与构建了我国奶牛基因组选择参考群体，提供了产奶、体型、体细胞评分的表型数据、系谱信息及牛只血液样品、冻精样品；该中心为我国奶牛基因组选择技术的主要应用单位之一，取得了明显成效。2012-2015年，应用基因组选择技术共计对453头青年荷斯坦公牛进行了基因组遗传评估，其中100头次入选国家奶牛良种补贴项目。
5.全国畜牧总站
组织实施了品种登记和生产性能测定，为我国奶牛基因组选择参考群体和分子育种研究提供了产奶、体细胞评分、体型、繁殖性状表型数据；2006-2015年，组织全国各公牛站参加青年荷斯坦公牛的基因组遗传评估、分子检测工作及良种补贴项目，共计1547头青年公牛参与了基因组遗传评估，724头次入选国家奶牛良种补贴项目，推动了奶牛基因组选择及分子育种技术在全国范围内的推广与应用。
完成人合作关系说明：
完成人均从事中国荷斯坦牛遗传育种方面的研究，具有多年默契的合作关系，特别是共同承担了“九五”农业部重点项目“奶牛产奶性状分子遗传学基础及标记辅助选择的研（95-牧-01-01-03）”，“十五”国家科技攻关计划“奶牛良种快速繁育关键技术研究与产业化开发（2002BA518A01）”，“十一五”国家科技支撑项目“奶牛种质资源创新及新品种培育技术研究（2006BAD04A01）”，863项目“基于高密度SNP的标记辅助选择技术（2008AA101002）”，北京市科技计划“北京奶牛良种繁育服务体系建设（D0705008040121）”，围绕项目主要内容开展相关工作，既有分工又有合作，完成的相关成果共同申报获得2011年北京市科学技术二等奖和2015年北京科学技术一等奖。
百度文库- 让每个人平等地提升自我 GDOU-B-11-213《园艺植物育种学》课程教学大纲 课程编号1320064 学分总学时50 理论35 实验/上机15 英文课程名horticultural plant breeding 开课院（系）农学院开课系园林系修订时间2006年10月20日 课程简介 课程简介: 《园艺植物育种学》是园艺专业的专业方向课，通过园艺植物种质资源调查、引种驯化、选择育种和人工创造变异等育种途径的理论、方法、技术的学习等，进行园艺植物新品种选育和良种繁育，使学生学会综合运用遗传育种的理论知识和技术手段，对园艺植物进行有效的遗传改良，从而为园艺植物生产提供优良的新品种。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 《园艺植物育种学》是园艺专业的专业方向课，主要内容包括：园艺植物种质资源调查、引种驯化、选择育种和人工创造变异的育种途径以及采用这些途径选育新品种的理论、方法、技术等内容，使学生学会综合运用遗传育种的理论知识和技术手段，对园艺植物进行有效的遗传改良，从而为园艺植物生产提供优良的新品种。 通过本课程学习，要求学生学习掌握园艺植物种质资源概念、收集、保存、研究及利用的原理和方法；学习掌握杂交育种、诱变育种、引种、选种、倍性育种以及现代生物技术育种的基本原理和技术，使学生学会综合运用遗传育种的理论知识和技术手段，对园艺植物进行有效的遗传改良，从而为园艺植物生产提供为优良的新品种。 二、课程的目的与基本要求： 通过课程学习，使学生懂得如何对园艺植物进行品种培育和品种研究，为今后从事园艺工作打下基础。 三、面向专业： 园艺。 四、先修课程: 植物学、生理学、遗传学、园艺植物栽培学。 五、本课程与其它课程的联系：
母牛养殖提高繁殖性能的综合措施 在牛的养殖过程中，影响母牛繁殖的因素有很多，除了遗传因素之外，牛生长的环境、饲料的投喂情况以及繁殖技术和疾病等都有可能会严重影响到牛的繁殖能力。在养殖过程中任何一项环节受到影响或者限制都会影响到牛的繁殖能力，因此，加强对母牛的繁殖能力的综合措施研究和分析就显得十分重要了，本文主要从饲养管理、产期的调控以及产后的管理等方面对牛的繁殖措施进行了分析和研究，希望本次研究对更好的开展牛的繁殖工作有一定的帮助。 一、合理的饲养管理 1.提供均衡的饲料 牛饲养过程中，很长时间不孕在一定程度上与牛的营养状况有关系，因此，在饲养过程中应该必须满足牛的营养需求，特别是对蛋白质、维生素和矿物质的供给，但是在供给过程中一定要注意使用的量的大小，不要过多也不要过少。母牛在出现营养不足时集中表现出来的症状是瘦弱，同时在生殖方面出现性成熟阻碍、性周期障碍等不同程度的生殖问题。同时，很多母牛因为营养跟不上，即使怀孕之后，也很容易出现流产的现象。而在养殖过程中，如果牛的营养过剩，或者牛运动量不足导致牛肥胖，就会在一定程度影响到卵泡的生长和发育，并会在一定程度上阻碍胚胎进入到子宫当中，严重影响到牛妊娠时期子宫的扩张机能，在怀孕的后期很容易出现难产或者产后酮病的发生。因此在母牛饲养过程中，保持中上等体况是维持良好繁殖能力的重要基础。在养殖过程中，成年的母牛因饲养不当而造成不孕时，在改变饲养方式之后就可以自行恢复，但是在犊牛或者育成牛生长发育过程中由于营养不良而造成的生长发育受阻，就严重影响到牛生殖器官的生长和发育，很难挽救，因此在养殖过程中需要彻底重视对犊牛和育成牛的培育和饲养管理。 2.营造适宜的环境 在母牛养殖过程中应该保证得到充足的运动和光照，并基于合理的日程安排，加强对妊娠母牛的管理，防止其在养殖过程中出现流产现象。养殖圈舍内应该保证干净和整洁，保证通风情况良好，并做好夏季的防暑降温工作，冬季做好防寒保暖工作。 二、调控产犊期
发表于《中国奶牛》，2011 全基因组选择育种技术及在奶牛育种中应用进展 范翌鹏1孙东晓1* 张勤1张胜利1张沅1刘林2 （1.中国农业大学动物科技学院，北京，100193； 2.北京奶牛中心. 北京. 100085） 摘要：全基因组选择是指基于基因组育种值（GEBV）的选择方法，指通过检测覆盖全基因组的分子标记，利用基因组水平的遗传信息对个体进行遗传评估，以期获得更高的育种值估计准确度。由于可显著缩短世代间隔，全基因组选择作为一种育种新技术在奶牛育种中具有广阔的应用前景，目前已经成为各国的研究热点。不同国家的试验结果表明，在奶牛育种工作，基于GEBV 的遗传评估可靠性在20-67%之间,如果代替常规后裔测定体系，可节省92%的育种成本。本文综述了全基因组选择的基本原理及其在各国奶牛育种中的应用现状和所面临的问题。 关键词：全基因组选择，奶牛育种 Genome-Wide Selection and its Application in Dairy Cattle FAN YiPeng, SUN Dongxiao, ZHANG Qin, ZHANG Shangli, ZHANG Yuan, LIU Lin (College of Animal Science Technology, China Agricultural University, Beijing, 100193) Abstract: Genomic selection refers to selection decisions based on genomic breeding values (GEBV). The GEBV are calculated as the sum of the effects of dense genetic markers, or haplotypes of these markers, across the entire genome, thereby potentially capturing all the quantitative trait loci (QTL) that contribute to variation in a trait. Genomic selection has become a focus of study in many countries as the new breeding method. Reliabilities of GEBV for young bulls without progeny test results in the reference population were between 20 and 67%. By avoiding progeny testing, bull breeding companies could save up to 92% of their costs [1]. In this paper, we first review the progress of genomic selection, including the principle, methods, accuracy and advantages of genomic selection. We then review the application of genomic selection in dairy cattle. Key words: Genomic Selection, Dairy Breeding 全基因组选择（Genomic Selection,GS），即全基因组范围的标记辅助选择（Marker Assisted Selection, MAS），指通过检测覆盖全基因组的分子标记，利用基因组水平的遗传信息对个体进行遗传评估，以期获得更高的育种值估计准确度。研究已表明，标记辅助选择可提高奶牛育种遗传进展[2][3]，但是在目前奶牛育种工作中却无法大规模推广应用标记辅助选择。因为奶牛的生产性状和健康性状均受大量基因座位共同影响，通过有限数量的已知标记无法大幅度加快遗传进展；其次，通过精细定位策略鉴定主效基因需花费大量人力物力和时间；而且利用标记信息估计育种值的计算方法也很复杂。全基因组选择基于基因组育种值（Genomic Estimated Breeding Value, GEBV）进行选择，其实施包括两个步骤：首先在参考群体中使用基因型数据和表型数据估计每个染色体片段的效应；然后在候选群体中使用个体基因型数据估计基因组育种值（genomic breeding value，GEBV）[4]，模拟研究证明，仅仅通过标记预测育种值的准确性可以达到0.85（指真实育种值与估计育种值之间的相关，而可靠性则指其平方）。如果在犊牛刚出生时即可达到如此高的准确性，对奶牛育种工作则具有深远意义。模拟研究表明：对于一头刚出生的公犊牛而言，如果其GEBV的估计准确性可以达到经过后
草 食 动 物 繁 育 技 术 班级：xxxxxxxx 姓名：xxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxx
草食动物繁育技术 牛的育种 牛的育种工作是养牛生产中的基本任务和重要环节，它关系到养牛业的兴旺与发展。牛的品种选育就是使优良基因在群体内得到巩固和提高，从而创造出生产性能优越的个体，并使优秀个体数量扩大的过程，是围绕品种而进行的各种育种活动，它包括本品种选育、杂交育种、引种、品种资源的保存及利用。 本品种选育 本品种选育指某一个牛品种基本上能满足生产及市场需求，不必进行品种改造，保持该品种的基本特征，使优良基因巩固，增加品种内优秀个体的数量，克服该品种的某些不足而进行改良所实施的育种方法，从而使品种的生产性能和纯度不断提高。 本品种选育的基础是品种内个体差异，通过选择阻止突变、自然选择和漂变作用所引起的品种的品质下降，以提高品种性能。 本品种选育必须遵守3个原则： 第一，巩固和提高本品种的优良性状和原有的独特性能。例如，晋南牛的选育中，要保持体格高大，适应性广，耐粗饲的优点，克服尻部短的缺陷。 第二，严格选种选配。选种选配是本品种选育的主要手段，选配上依据选育目标和计划，采用不同的选配方式。核心群的繁育可采用适当程度的近交。 第三，加强饲养管理工作，只有在适宜的饲养水平和管理条件下，良种才有可能发挥其高产性能。在选育的同时，加强饲草、饲料基地建设，改善管理条件，发挥选育的作用。 本品种选育的方法主要有近亲育种、品系育种和远亲育种。 近亲育种，选择具有亲缘关系的个体进行选配，以固定优良性状，增加后代继承相同性状概率的选育方法。品系育种，品系是指一群具有生产性能优秀突出，表现整齐一致，并能稳定遗传的种用类群。牛的品系育种中建系方法有系祖建系法和群体继代选育法。杂交育种就是应用杂交方式改良牛品种和通过杂交育成新品种。杂交改变基因型，产生杂种优势并将不同亲本的优良特性结合在一起，杂种后代体型得到改善，产乳、产肉性能获得提高。杂交育种方法在我国养牛生产中发挥了巨大作用，我国培育的新品种如中国荷斯坦牛、三河牛、新疆褐牛、中国草原红牛都是杂交育成的新品种。在做好育种工作同时好要做到保种，保种就是保存种群，保存了有一定特性、特征的种群，也就是保存了品种、性状、基因和资源，也就是说保种就是保存种质资源。不同的品种具有不同的适应范围，而
第5章植物的组织培养技术第1节植物快速繁殖技术学业达标测评 一、选择题 1．下列关于植物组织培养中的消毒灭菌操作，错误的是( ) A．外植体可以用酒精消毒 B．镊子等器械需酒精灭菌 C．操作前手需进行酒精消毒 D．培养基需高压蒸汽灭菌 【解析】植物组织培养需严格的无菌操作，包括：培养基需用高压蒸汽锅灭菌；操作前手需进行酒精消毒，外植体应浸泡在酒精中消毒；整个操作过程在酒精灯火焰旁进行，同时对镊子等器械灼烧灭菌。 【答案】 B 2．在离体的植物器官或组织片段脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪项条件是不需要的( ) A．消毒灭菌 B．适宜的温度 C．充足的光照 D．适宜的养料和激素 【解析】在植物组织培养过程中，对外植体及操作装置都要消毒灭菌，在培养过程中，外植体从培养基上获取养料，激素可诱导细胞分化，适宜的温度促进新陈代谢，但在脱分化过程中是不需要光照的，产生了幼苗后才需要光进行光合作用。 【答案】 C 3．植物细胞表现出全能性的必要条件是( ) A．给予适宜的营养和外界条件 B．导入其他植物细胞的基因 C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D．将成熟筛管的细胞核移植到去核卵细胞中 【解析】在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。当植物细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可以表现出全能性。 【答案】 C 4．进行植物组织培养的基本流程是( ) A．配制培养基→取外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培
B．配制培养基→取外植体消毒→接种→栽培→移栽→培养 C．配制培养基→取外植体消毒→接种→移栽→培养→栽培 D．取外植体消毒→配制培养基→接种→培养→ 移栽→ 栽培 【解析】进行植物组织培养的一般流程是：配制培养基并灭菌，再取植物幼嫩的部分(外植体)并消毒，然后接种到培养基上进行培养，形成愈伤组织后移栽长出试管苗，最后栽种在土壤中。 【答案】 A 5．我国西北地区由于过度且无序的开发使甘草的数量锐减，以至于在某些地方几乎绝迹。为了快速恢复甘草数量，有关部门除了限制采摘之外，还进行了微型繁殖，下列有关叙述不正确的是( ) A．甘草的微型繁殖技术的原理为植物细胞的全能性 B．微型繁殖技术可以在短时间内大量繁殖植物 C．微型繁殖只能繁殖植株微小的草本植物 D．微型繁殖需要在无毒无菌条件下进行 【解析】微型繁殖技术利用了植物组织培养的方法，可以在短时间内大量繁殖植物，其原理是植物细胞的全能性，条件需要无菌无毒。但是它并不是只繁殖微小的草本植物。 【答案】 C 6．关于接种时应注意的事项全部正确的为( ) ①接种室要消毒 ②无菌操作 ③接种时可以谈话 ④外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基 ⑤接种时要防止交叉污染 ⑥接种完立刻盖好瓶口 A．①②③④B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②⑤⑥ 【解析】整个接种过程必须在无菌条件下进行，不能谈话，防止呼吸产生的污染，并戴口罩；接种的外植体放入培养基时注意从形态学下端插入，并且分布均匀，不能随机放入，以保证必要的营养面积和光照条件。 【答案】 D 7．某兴趣小组拟用组织培养技术繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是( ) A．消毒的原则是既能杀死材料表面的微生物，又能减少消毒剂对培养材料的伤害 B．在愈伤组织培养过程中，加入促进细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
《家畜遗传育种与繁育技术》课程教学大纲 一、课程说明 1．本课程的性质 《家畜遗传育种与繁育技术》是畜牧兽医专业的专业基础课之一，对于家畜育种与繁殖工作性质来讲它又是专业课。它是一门将畜禽繁殖技术与动物育种方法有机融合的综合性、实践性较强的课程。 2．本课程教学目的及任务 通过本课程学习，使学生具有畜禽繁殖与改良高等技术应用性专门人才所具备的基本知识、基本能力、基本素质；具有从事畜禽育种、畜禽繁殖工作的能力。 3．本课程教学与其他课程的关系 畜牧兽医专业在开设本课程之前应必修《分析化学》、《动物生物化学》、《家畜解剖生理》三门课程，使学生对分析化学、动物生物化学、动物解剖生理有基本的了解，在此基础上，学习本课程才有坚实的理论基础；学习本课程为学生后续课程的学习（例如：《动物饲养与饲料》、《动物疫病防治技术》等课程）和下一步生产实习或参加工作做准备。 4．教学时数分配：
教学时数分配表 5．建议教材与参考书 教材： 耿明杰·《畜禽繁殖与改良》·北京·中国农业出版社·2001年 参考书： [1] 欧阳叙向·《家畜遗传育种》·北京·中国农业出版社·2001年
[2] 张沅·《家畜育种学》·北京·中国农业出版社·2001年 [3] 北京农业大学·《家畜繁殖学》第二版·北京·中国农业出版社·1989年 [4] 陈宏·《家畜遗传育种》·杨凌·西北农林科技大学出版社·2003年 [5] 杨利国·《动物繁殖学》·北京·中国农业出版社·2003年 [6] 渊锡藩·《动物繁殖学》·北京·天则出版社·1998年 [7] 杨利国·《家畜繁殖学》·北京·中国农业出版社·2002年 [8] 王光亚·《山羊胚胎工程》·北京·天则出版社·1996年 [9] 李青旺·《动物繁殖学》·西安·西安地图出版社·2001年 [10] 桑润滋·《动物繁殖生物技术》·北京·中国农业出版社·2002年 6．考核模式 本课程的考核方法以期末考试、实验、实训及平时作业为主，参考学生平时表现。总成绩=平时成绩（10%）+期末考试成绩（60%）+实验实训考核（30%）。 二、课程内容 绪论 【教学要求】
中国水产科学 2011年7月, 18(4: 936?943 Journal of Fishery Sciences of China 综述 收稿日期: 2011?03?14; 修订日期: 2011?04?10. 基金项目: 国家自然基金资助项目(30730071; 30972245; 农业科技成果转化资金项目(2010GB24910700. 作者简介: 于洋(1987?, 硕士研究生. E-mail: yuy8866@https://www.doczj.com/doc/df2555562.html, 通信作者: 张晓军, 副研究员. E-mail: xjzhang@https://www.doczj.com/doc/df2555562.html, DOI: 10.3724/SP.J.1118.2011.00935 全基因组选择育种策略及在水产动物育种中的应用前景 于洋1,2 , 张晓军1 , 李富花1 , 相建海1 1. 中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室, 山东青岛266071; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049 摘要: 全基因组选择的概念自2001年由Meuwissen 等提出后便引起了动物育种工作者的广泛关注。目前, 澳大利亚、新西兰、荷兰、美国的研究小组已经应用该方法进行了优质种牛的选择育种, 并取得了很好的效果。此外在鸡和猪的选择育种中也有该方法的应用, 但在水产动物选育中尚未见该方法使用的报道。本文对“全基因组选择育种”的概念和提出背景进行了归纳, 对全基因组选择育种的优势进行了阐述, 并详细介绍了其具体的策略, 总结了目前全基因组育种所广泛采用的方法以及取得的成果, 旨在为该方法在水产动物育种方面的应用研究提供科学参考。 关键词: 全基因组选择; 水产动物育种; SNP; QTL; 全基因组育种值估计 中图分类号: S96 文献标志码: A 文章编号: 1005?8737?(201104?0935?08 人类对于动物的选择育种由来已久, 最初所进行的只是简单的人工驯化。随着遗传学研究的发展, 尤其是“数量遗传学理论”的提出, 动物育种技术进入快速发展时
园艺植物育种学 85学时（理论55 实验30）1.5周实习 6学分 一、课程的性质、地位和任务 园艺植物育种学是园艺专业一门重要专业必修课，是园艺学科的构成要素之一，在整个园艺专业的教学体系中占有举足轻重的作用。本课程主要讲授果树、蔬菜和花卉等园艺植物的育种的基本原理、基本方法和技术，通过学习，应使学生学会综合运用遗传育种的理论知识，根据国民经济建设和社会发展之需要，采用适当的手段对园艺植物进行有效的遗传改良。二、课程教学的基本要求 （一）理论知识方面 要求学生在掌握遗传学基础理论的条件下，通过本课程的学习，认识园艺植物种质资源的重要性，掌握种质资源保护、保存及开发利用的原理，掌握杂交育种、倍性育种、诱变育种、芽变选种之原理，熟练掌握植物引种与驯化、选择育种及良种繁育的基本理论和基本方法；基本掌握现代生物技术育种的原理。 （二）实验技能方面 本课程实验内容要求学生掌握种质资源调查、收集及保存的方法、植物引种、杂交育种、化学诱变育种及良种繁育的方法和程序；通过参观和示范，使学生了解辐射诱变育种及各种生物技术育种的基本程序与方法。
三、课程理论教学大纲及学时分配 第一部分：总论 绪论（1学时） 0.1 园艺植物育种学的范畴和作用 1 范畴和任务（遗传学与育种学，变异与遗传，育种目标） 2 育种学的作用（品种的概念，品种选育与植物进化的关系） 0.2 园艺植物育种学的历史和成就 0.2.1 育种手段的发展和各阶段的成果 0.3 园艺植物育种的发展趋势 0.5.1 生物多样性与品种多样化 0.5.2 生物技术与常规育种结合 0.5.2 育种周期缩短 0.5.4 信息技术与定向培育 第1章育种对象和目标（2学时） 1.1 不同园艺植物育种对象的特点 1.1.1. 多年生植物的育种特点 1.1. 2. 一年生草本植物的育种特点 1.1.5. 自花授粉植物的育种特点 1.1.6. 异花授粉植物的育种特点 1.2 育种对象的选择方法及原则
园艺植物离体培养学的基本含义 1.植物离体培养 指通过无菌操作，使植物体的各类结构材料（外植体）接种于人工配制的培养基上，在人 工控制的环境条件下，进行离体培养的一套技术与方法，通常称之为植物组织培养式植物 的细胞与组织培养。 2.离体培养技术体系 胚胎培养及以胚胎为基础的培养技术 器官及器官原基培养 组织培养 细胞培养 原生质培养及以原生质体为基础的培养技术 3.离体培养的应用 多种的繁育与脱毒 种质资源的贮存 细胞次生代谢物质的生产 细胞工程和基因工程的生物技术育种 遗传学和生物学基础的研究 ?园艺植物离体培养学的形成与发展 （一）、植物离体培养的渊源及其早期的实践 1902年、haber landt提出了细胞全能性的观点，并首次进行植物细胞培养实验。 （二）、植物离体培养基本技术体系的形成 1934年white首次建立了番茄的无性繁殖系 1937年white发现b族微生物素和吲保乙酸对离体培养的作用 1934—1939年white等人初步建立起植物离体培养的基本方法 1943年white发表了第一部植物离体培养专著《植物组织培养手册》又重新提出了细胞全能性。 1957年skaog建立了器官分化的激素配比模式。 1953年muir报道了细胞悬浮培养法。 （三）园林植物离体培养学科的建立 1、完善离体培养技术、探索理论基础 1964—1966年诱杀未成熟花粉形成单位体植株。 1960年分离番茄动根原生质体获得成功， 1978年首先获得了体细胞杂种——“potamato”. 植物细胞全能性为基因转化提供方便。 2、开拓应用研究 生产上应用最广泛，最成功的领域是离体快速繁殖。 ?植物离体培养学与园艺科学的关系 （一）、离体培养与园艺植物良种繁育学 （二）、离体培养与园艺植物育种学 （三）、离体培养与园艺植物基础学科 第一章离体培养的基本操作方法 通过学习，理解和掌握离体培养的基本操作方法包括：一般的材料选取、无菌技术、培养基配置和环境条件调控为园林植物快繁技术打下基础。
中国荷斯坦牛的繁殖技术 繁殖是增加中国荷斯坦牛牛群数量和提高奶产量与质量的关键措施，其任务是要多、快、好、省、的发展奶牛业，满足人们生活的需要。为达到此目的，熟练地掌握繁殖技术，采用先进的繁殖技术和最有效的方法就显得特别重要，它是提高牛群繁殖力、保证育种工作有效开展的重要措施。 一、母牛发情鉴定 发情鉴定是通过综合的发情鉴定技术，判断母牛的发情阶段，确定最佳配种时间，以便及时进行人工授精，达到较少的输精次数和较少的精液消耗量，最大限度的提高奶牛配种受胎率的目的。同时可判断母牛的发情是否正常，若发现异常，则及时采取措施，进行必要治疗。此外，也可为进行妊娠诊断提供参考。 （一）性成熟、体成熟和配种时间 犊牛出生以后，随着年龄的增长及各系统的发育，生殖系统的结构与功能也日趋完善和成熟。母牛的卵巢能够产生成熟的卵子，公牛的睾丸能够产生成熟的精子，此时期，称为牛的性成熟。性成熟并不是突然出现的，而是一个延续若干时间的逐渐发展过程。性成熟过程的开始阶段叫初情期，母牛达到初情期的标志是初次发情。在初情期，母畜虽然开始出现发情症状，但这时的发情是不完全、不规则的，而且常不具备生育能力。 性成熟是牛的正常生理现象，性成熟的早晚与品种、性别、营养、管理水平、气候等遗传方面和环境方面的多种因素有关，也是影响奶牛正常生产的因素之一。春夏季出生的母牛性成熟较早，秋冬季出生的母牛性成熟较晚。牛在性成熟后就具有了正常的性行为，即母牛表现为规律性的发情，一般母牛性成熟的年龄为8~12月龄。 体成熟是指公母牛的骨骼、肌肉和内脏器官已基本发育完成，而且具备了成年牛固有的形态和结构。因此在整个个体的生长发育过程中，体成熟期要比性成熟期晚的多，这时虽然性腺已经发育成熟，但个体发育尚未完善。育成母牛交配过早，不仅会影响其本身的正常发育和生产性能，缩短利用年限，并且还会影响到幼犊的生活力和生产性能。因此育成母牛达到5~6个月龄时，就应与育成公牛分群饲养，以免过早交配。 那么母牛多大年龄开始配种好呢？据经验，其初配年龄为：16～18月龄。决定初配年龄不仅仅从年龄考虑，还要考虑其体格发育的程度。由于受品种、饲养管理、气候、和营养等因素的影响，牛的生长发育的速度很不一样，所以，不能将所有的牛规定在同一年龄配种。育成母牛初配年龄，具体的看个体的生长发育状况，以成年牛为标准，当个体的体重达到成年牛的65%～70%（350公斤左右）、体高达到90%、胸围达到80%时为初配年龄，此时开始配种经济效益最好。 （二）母牛的发情规律和表现 母牛常年发情，在均衡饲养的条件下总是间隔一个周期出现一次发情。从这一次发情开始到下一次发情开始的间隔时间，叫发情周期。如果母牛已怀孕，发情周期即中止，待产犊后间隔一定时间重新恢复发情周期。 1．正常母牛发情表现 母牛从性成熟到年老性机能衰退之前在没有妊娠的情况下，都在进行周期发情。母牛发情周期平均为21天（18~24天），一般青年母牛的发情周期比经产母牛短1~2天。母牛在生理行为上发生以下一系列的性活动表现。 （1）接受其他母牛爬跨，在运动或放牧时接受其他母牛爬跨会静立不动。 （2）行为变化：母牛发情时会出现眼睛充血，眼神锐利，常表现兴奋不安，有时出现哞叫，还有的伴随食欲减退，排粪、排尿增多，泌乳牛会出现乳量下降等变化。 （3）生殖道的变化：发情母牛外阴部充血、肿胀，子宫颈松弛、充血、颈口开放、分
研究所代码 代码研究所 80005 中国科学院武汉岩土力学研究所 80007 中国科学院力学研究所 80008 中国科学院物理研究所 80009 中国科学院高能物理研究所 80010 中国科学院声学研究所 80012 中国科学院理论物理研究所 80014 中国科学院上海原子核研究所 80017 中国科学院近代物理研究所 80018 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所80019 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站80020 中国科学院武汉物理与数学研究所 80021 中国科学院紫金山天文台 80022 中国科学院上海天文台 80023 中国科学院云南天文台 80024 中国科学院国家授时中心 80025 中国科学院国家天文台 80026 中国科学院声学研究所东海研究站 80027 中国科学院渗流流体力学研究所 80028 中国科学院新疆理化技术研究所 80029 中国科学院自然科学史研究所 80030 中国科学院理化技术研究所 80032 中国科学院化学研究所 80033 中国科学院广州化学研究所 80035 中国科学院上海有机化学研究所 80036 中国科学院成都有机化学研究所 80037 中国科学院长春应用化学研究所 80038 中国科学院大连化学物理研究所 80039 中国科学院兰州化学物理研究所 80040 中国科学院上海硅酸盐研究所 80041 中国科学院过程工程研究所 80042 中国科学院生态环境研究中心 80043 中国科学院山西煤炭化学研究所 80045 中国科学院福建物质结构研究所 80046 中国科学院青海盐湖研究所 80053 中国科学院兰州地质研究所 80054 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 80055 中国科学院南京地质古生物研究所 80057 中国科学院测量与地球物理研究所 80058 中国科学院大气物理研究所 80060 中国科学院地理科学与资源研究所 80061 中国科学院南京地理与湖泊研究所
王前飞： （1）为什么要研究表观遗传学? 答： 表观遗传学主要通过DNA 的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA 调控等方式控制基因表达。表观遗传学是近几年兴起的而且发展迅速的一个研究遗传的分支学科，其研究和应用不仅对基因表达、调控、遗传有重要作用，而且在肿瘤、免疫等许多疾病的发生和防治以及干细胞定向分化研究、基因芯片中亦具有十分重要的意义。表观遗传学补充了“中心法则”忽略的两个问题，即哪些因素决定了基因的正常转录和翻译以及核酸并不是存储遗传信息的唯一载体；在分子水平上，表观遗传学解释了DNA序列所不能解释的诸多奇怪的现象。如: 同一等位基因可因亲源性别不同而产生不同的基因印记疾病，疾病严重程度也可因亲源性别而异。表观遗传学信息还可直接与药物、饮食、生活习惯和环境因素等联系起来，营养状态能够通过改变表观遗传以导致癌症发生，尤其是维生素和必需氨基酸。 此外，表观遗传学信息的改变，对包括人体在内的哺乳动物基因组有广泛而重要的效应，如转录抑制、基因组印记、细胞凋亡、染色体灭活等。DNA 甲基化模式的改变，尤其是某些抑癌基因局部甲基化水平的异常增加，在肿瘤的发生和发展过程中起到了不容忽视的作用。研究发现，肿瘤细胞DNA 存在广泛的低甲基化和局部区域的高甲基化共存现象，以及总的甲基化能力增高，这3个特征各以不同的机制共同参与甲基化在肿瘤发生、发展中的作用。如胃癌、结肠癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌等众多恶性肿瘤都不同程度地存在一个或多个肿瘤抑制基因CpG 岛甲基化。而表观遗传学改变在本质上的可逆性，又为肿瘤的防治提供了新的策略。所以，随着表观遗传学研究的深入，肯定会对人类生长发育、肿瘤发生以及遗传病的发病机制及其防治做出新的贡献，也必将在其他领域中展示其不可估量的作用和广阔的前景。 （2）表观遗传学涉及到哪些方面？ 答： 表观遗传学的研究内容主要包括：DNA甲基化、组蛋白的末端修饰和变异体、DNAaseⅠ高敏感位点、非编码RNA、转录因子及其辅助因子、顺式调控元件和基因组印记等。 （3）什么因素会影响基因表达水平？ 答： 基因选择性转录表达的调控( DNA甲基化,基因印记,组蛋白共价修饰,染色质重塑) 基因转录后的调控(基因组中非编码RNA,微小RNA（miRNA）,反义RNA、内含子、核糖开关等) 1.转录水平的调控：包括DNA转录成RNA时的是否转录及转录频率的调控，DNA 的序列决定了DNA的空间构型，DNA的空间构型决定了转录因子是否可以顺利的结合到DNA的调控序列上，比如结合到TATA等序列上。 2.翻译水平的调控：翻译水平的调控又可以分成翻译前的调控和翻译后的调控。 a、翻译前的调控主要是RNA编辑修饰。 b、翻译后调控主要是蛋白的修饰，蛋白修饰后可以成为有功能的蛋白或者有隐藏功能的蛋白。 在真核和原核细胞中，从基因表达到蛋白质合成，其间有许多地方受到调控，这
植物育种表型筛选技术方案 表型筛选是在植物育种过程中将植物表现的优良性状筛选出来，并最终能够固定在植株上，从而培育出优良的品种。标准的生化检测技术，如分光光度法或高效液相色谱，已被用于植物育种过程中的表型筛选。这些方法结果准确，但它们具有破坏性、耗时、劳动密集且繁琐、成本高，并且不能满足大规模筛选程序的需要。 植物育种过程需要一种快速简便的工具来评估表型，从而可以对大量植物进行非破坏性筛选，使得尽可能在筛选过程的早期识别出所需的个体。北京易科泰生态技术有限公司为广大植物育种工作者提供了方便快捷的、非破坏性的表型筛选技术方案。 本技术方案主要包括高光谱成像分析、FluorCam叶绿素荧光成像分析。 高光谱成像分析 高光谱成像（HSI）分析集成了光谱学和成像技术，并已被用作非侵入性成像技术，用于评估由叶片和冠层水平的非生物或生物胁迫引起的定量和定性变化。高光谱可选配不同波段范围：400-1000nm、950-1700nm、1000-2500nm等，包括了可见光、近红外、短波红外等区域波段，可以对光合色素、叶片含水量和叶肉细胞等进行观察和研究。该技术已经成功的用于植物高通量表型分析，以评估植物育种各个性状。 FluorCam叶绿素荧光成像分析
叶绿素荧光（ChlF）已被广泛和成功的用作预测植物对非生物和生物胁迫的生理反应的工具，通过FluorCam叶绿素荧光成像分析可以反映植物的光合生理过程、表型性状的潜力，进而筛选出感兴趣的单个植株。 应用案例 浙江大学、浙江农科院、农业部光谱学重点实验室的研究人员2018年4月共同发表在《Frontiers in Plant Science》杂志的文章中，应用非破坏性的Specim 高光谱成像技术、FluorCam叶绿素荧光成像技术来评估转基因（TG）玉米与其亲本野生型（WT）之间草甘膦耐受性的差异，并建立表型检测模型。 转基因草甘膦耐受（TG）玉米和相应的野生型（WT）在达到3叶期（第二叶完全膨胀，第三叶出现）时，用水或草甘膦喷洒植物。处理后第2、4、6和8天评估草甘膦处理效果，记录RGB成像、高光谱成像和叶绿素荧光成像数据。
奶牛繁殖 1.总则 1.1奶牛繁殖技术是影响奶牛生产性能发挥的关键因素之一。为提高本地区的奶牛繁殖技术的整体水平，强化该项技术的管理与考核，制订本管理规程。 1.2本规程是根据国家农业部农垦局1998年制订的《奶牛场技术管理规范（草案）》的要求，结合本地区实际情况而制订。 2.繁殖技术指标 2.1年受胎率≥90% 2.1.1计算公式：年受胎率=年受胎母牛头数/年配种母牛头数*100% 2.1.2统计方法: (1)统计日期为繁殖年度，即由上年10月1日至本年9月30日。 (2)繁殖年度内受胎两次以上的母牛（包括正产两胎和流产后受胎），受胎头数和配种头数分别统计。 (3)配种后两个月以内出群（淘汰、死亡、出售等）不参加统计、配种两个月后出群一律参加统计。 (4)以配种两个月的妊娠结果作为确认受胎头数的最低期限，（也作为以下指标中的定胎期限）。 2.2年情期受胎率≥50% 2.2.1计算公式：年情期受胎率=年受胎母牛头数/年配种总情期数*100% 2.2.2统计方法
(1)凡输精的情期均应统计在内。如最后一次配种距出群日不足两个月的牛，该情期不参加统计，但此情期以前的情期配种必须参加统计。(2)统计日期由上年10月1日至本年的9月30日。 2.3平均产犊间隔≤410天 2.3.1计算公式： 平均产犊间隔=年受胎母牛头数/年配种总情期数*100%（应该是连续两次产犊之间相隔的时间） 2.3.2统计方法 按自然年度统计（即1月1日至12月31日）。 未足月活产和足月（270天以上）早产母牛，参加产犊间隔统计，但流产母牛均不统计。 2.4年繁殖率≥85% 2.4.1 计算公式：年繁殖率=年实际产犊母牛头数/年初可繁殖母牛头数*100% 2.4.2统计方法 (1)按自然年度统计，年内生两胎的以两头计算。一次产双胎的以一头计算，早产在妊娠达7个月以上的参加年实际产犊母牛头数统计，不满7个月的不计入年实际产犊母牛头数。 (2)年初可繁殖母牛头数指年初（1月1日）起的成年母牛头数和年初满18个月龄的和年初虽未满18月龄，但在本年度产犊的头数。 (3)凡年内调入的母牛，在调入后分娩的，分子、分母各算一头，未分娩的，不统计。
作业参考答案 第一章 绪论 1.简述园艺植物育种学的概念、内容和主要任务。 概念：园艺植物育种学是研究改良作物遗传性状和繁殖优良品种，特别是改良经济性状使之更符合人类生产和 生活需要的理论和技术的科学。 内容： （１）育种目标的制定以及实现育种目标的策略； （２）种质资源的搜集、保存、研究、评价、利用及创新； （３）人工创造变异的途径、方法及技术； （４）人工选择的理论及方法； （５）主要目标性状的鉴定、遗传规律； （６）各种育种方法与应用； （７）新品种保护与品种审定（鉴定）、推广。 任务： 研究育种规律；发掘、研究和利用各种种质资源；制定正确的育种目标；通过各种育种途径，应用先进的科学技术与手段，改良品种的遗传素质与群体构
成，培育出高产、稳产、优质的新品种或新的类型。并且在繁殖与推广新品种的过程中，保持优良品种的种性，提供量足、质优、价廉的生产用种，充分发挥优良品种的增产作用，促进高产、高效、优质农业的发展。 2.根据你掌握的进化理论与遗传学的知识，谈谈自然进化、人工进化与遗传改良的关系。 自然进化是自然变异和自然选择的进化;进化的方向主要取决于自然选择的方向。进化结果是更适应环境，适者生存。 人工进化是人类为发展生产的需要，利用自然变异和人工创造变异，并进行人工选择的进化。进化的方向主要取决于人工选择的方向。进化结果是更适于生产，更是人类的需要。 人工进化比自然进化速度快。二者的方向不完全一致。 遗传改良实际上就是作物的人工进化。 3.作物品种有何特性？园艺植物优良品种在生产中有什么作用？ 特性： （1）特异性：至少有一个以上明显不同于其他品种的可辨认的标志性状。
植物快速繁殖技术 植物快速繁殖就是应用组织培养技术，快速繁殖名优特新品种，使其在较短时间内繁衍较多的植株；快速繁衍珍稀濒危植物，使物种得以保存。快速繁殖是当前植物细胞工程中应用最广泛，又最有效的方法之一。 除了一部分豆类作物外，种子是不会传递病毒的。植物病毒是通过无性繁殖传递的，而快速繁殖是建立在无性繁殖的基础上，病毒在母体内逐代积累，危害越来越严重。目前在生产上尚无特效药物可彻底除去病毒，而快速繁殖却可以，因此，快速繁殖脱毒显得非常重要。 一、植物快速繁殖的途径和方法 以植物的根、茎、叶柄和花等片段以及孢子作为外植体，或者切取茎尖、腋芽进行离体培养，可以直接诱导器官分化，产生芽、根，也可以诱导改变原有的分化状态，脱分化形成愈伤组织，再经过不同的细胞分化途径重建形成不同的器官，直到完整植株。(P86 L.1~L.16) 植物快速繁殖的类型与方式可归纳如下表： 器官型 芽，扩大繁殖系数稳定，是快速繁殖的主 要方式 丝石竹等可获得与母株相同的
快速繁殖中茎尖培养脱毒 无病毒苗的获得： （一）材料的培养和灭菌 为了获得无菌的茎尖，应把供试植株种在无菌的盆土中，放在温室栽培。浇水要浇在土中，不要浇在叶片上。如材料取自田间，可切取插条，在实验室内进行溶液培养。由这些插条的腋芽长成的枝条，其污染程度比直接从田间植株取来的枝条少得多。自外，定期喷施内吸杀菌剂（如0.1%多菌灵和0.1%链霉素）也十分有效。 （二）茎类剥离 取幼苗茎尖2~3cm小段，剥去可见的大叶，放在烧杯内用自来水冲洗1h左右，移入无菌室进行严格消毒。先用95%酒精快速浸泡一下，再放入5%的漂白粉溶液内消毒7~10min （也可用市场上出售的次氯酸钠溶液稀释为5%），然后用无菌水冲洗3~4次，在双筒解剖镜下一手用细镊子将茎芽按住，另一手用解剖针仔细地将幼叶剥去，最后露出圆滑的生长点，用注的针头侧刃或自制的解剖针，仔细地切取带有1~2个叶原基的生长点，随即接种到试管培养基上进行培养。这样外植体（生长锥带1~2个原叶基）的培养，严格来说，应称为分生组织培养。 以上操作必须严格在无菌条件下的超净工作台中进行，所用器具都应浸泡于70%的酒精中，使用前要在究竟灯上烧灼灭菌，注意不使解剖针、刀太烫，以免损伤组织。解剖镜台应垫载玻片，每剥离一个茎尖应以酒精棉团擦拭，手也应经常用70%酒精擦试。茎尖很幼嫩，暴露时间越短约好。因为超净台的气流和酒精灯发出的热都会使茎尖迅速变干。 （三）茎尖培养 目前常使用的的基本培养基是MS培养基或White培养基，它有较高浓度的无机盐，对促进组织分化和愈伤组织生长是有利的。在培养基中可酌情添加5%~10%椰乳，0.1~1.0mg/L 的吲哚乙酸、萘乙酸、苄基腺嘌呤等，有的还需添加活性炭。根据培养种类不同，添加的生长调节剂可适当调整。（P92~P93 L.11） 茎尖培养的生长可能有4种类型：①组织不增大，不久变褐死亡，这可能是生长点受伤所致。②组织渐变绿，但体积增大缓慢，可把组织转到NAA浓度高于0.05mg/L的培养基上，并提高温度以加速其生长。③组织基部不产生或少量产生愈伤组织，而生长点发育正常，一个月内可形成无根的小植株，这是最理想的情况。当长有2~3片西欧啊叶时，应把
中国科学院理化技术研究所 科研物资采购管理暂行办法 为规范理化所科研物资采购管理，严格执行国家相关法规和管理制度，根据财政部和中国科学院有关事业单位国有资产管理实施办法以及政府采购的相关规定，结合我所实际情况特制订《理化所科研物资采购管理暂行办法》。 一、科研物资采购范围 科研物资采购范围包括科研材料与科研设备等。 科研材料主要指用于科研活动直接需要和间接需要的不纳入固定资产管理的各类物资； 科研设备包括整机设备、自行研制设备、委托加工设备等。 二、科研物资采购经费 科研物资采购经费包括课题项目经费、所公用经费以及研究所其它经费等。 三、科研物资采购流程 科研物资采购流程包括采购计划报批、确定采购方案、实施采购、验收入库等环节。 1．采购计划报批：
凡属政府采购范围内的科研物资，采购部门须在采购计划报批之前，根据上级部门的统一要求提前跨年度申报预算（具体申报时间以所资产办下发通知为准）。 采购3万元（含）以上科研物资，采购部门须填报《理化所科研物资采购审批表》（附件1）。其中主管业务部门须依据项目任务书或科研活动的需要对物资采购申请进行严格把关。 其中对于采购金额在50万元（含）以上的进口设备，采购部门实施采购前，还需通过资产办组织所外专家进行评审，并上报财政部审批。 2．确定采购方案： 采购部门在完成《理化所科研物资采购审批表》逐级审批后，即可进入采购方案的论证阶段。须组建采购小组，由采购小组组织并通过调研和论证等方式确定采购方案，填报《理化所科研物资采购方案论证报告》（附件2）。 对于单项或批量采购金额一次性在50万元（含）以上的科研物资，须执行政府采购相关规定。 对于单项或批量采购金额一次性在120万元（含）以上的科研物资，须采用公开招标方式（由资产办组织实施），附招投标过程相关文件与材料。 对于委托加工与研制的科研物资，附选定供货商的资质证明等（有效期限内的营业执照、生产许可证复印件）。
全基因组选择在猪育种上的研究进展 自野生动物被驯化以来，科学家一直致力于提高畜禽育种值的研究。近半个世纪来，畜禽育种值估计的方法主要经历了综合选择指数法、同期群体比较法、最佳线性无偏预测法(Best LinearUnbiased Prediction，BLUP)、分子标记辅助选择育种(MAS)以及近几年快速发展的GS 法。同时，随着高密度基因芯片的出现和高通量测序技术的快速发展，单核苷酸多态性(SingleNucleotide Polymorphism，SNP)分型成本快速下降，GS 才逐渐引起畜禽界的关注。特别是Schaeffer发现，在奶牛育种中利用GS比后裔测定可节约成本97%，且遗传进展可提高3～4倍后，全球掀起了一股研究GS的热潮。 全基因组选择（GS） 什么是GS 2001年，Meuwissen等人最先提出GS，实质为全基因组范围的标记辅助选择。其理论基础是应用整个基因组的标记信息和各性状值来估计每个标记或染色体片段的效应值，然后将效应值加和即得到基因组育种值(GenomicEstimated Breeding Value，GEBV)。GS在某种程度上是MAS的延伸，弥补了在MAS 中标记数量只能解释一部分遗传方差以及数量性状位点(QuantitativeTrait Locus，QTL) 定位困难的缺点。其中心任务是提高GEBV值的准确性，并尽可能准确地估计每个标记的效应。而估计标记效应的方法在实际运用中以BLUP法为主；Bayes法虽其准确性高于BLUP，但因其计算复杂，需在超级计算机上运行而限制其应用。不过随着快速算法的开发和计算机硬件的改进，Bayes法的运算效率有望提高。 为什么选用GS GS的优势 与MAS相比，GS的优势主要表现在： 1）能对所有的遗传和变异效应做出准确的估计。而MAS 只能对部分遗传变异进行检测，且容易高估其遗传效应。 2）缩短世代间隔、提高畜禽年遗传进展、降低生产成本等，这在需要后裔测定的家畜中尤为明显。如GS给奶牛育种带来了巨大经济效益。 3）早期选择准确率高。 4）对于较难实施选择的性状具有重大影响。如低遗传力性状、难以测定的性状等。 5）GS在提高种群的遗传进展前提下，还能降低群体的近交增量。 GS的可靠性