世界最大特种经济动物基因库建成,探秘国家特
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你知道我国人工驯养的特种经济动物都有哪些吗?它们生活在哪里?有哪些特征和习性?走进国家特种动物基因库,这些问题你都将找到答案。这里保存着鹿类动物、毛皮动物、特禽类、犬类和兔类等动物500多个品种,基本涵盖了我国主要饲养品种,是世界上世界最大的特种动物基因库。记者深入这个动物生命资源的宝库一探究竟。

世界最大的特种经济动物基因库日前在中国农科院建成,为我国动物遗传资源保存利用提供了基础支撑。

世界最大特种经济动物基因库建成

中国农业科学院特产研究所所长李光玉: 做强特种动植物产业支撑

世界最大的特种动物基因库

该基因库依托农科院特产研究所“国家特种经济动物遗传资源库建设与创新利用”项目而建。项目历时36年,整合了我国农业、林业、教学科研等领域特种经济动物种质资源,涵盖鹿类动物、毛皮动物、特禽及其他特种经济动物种质资源509个品种,保存在69家特种经济动物资源单位的保存场、专业实验室等。

本报北京9月10日电 记者胡其峰 日前从中国农业科学院特产研究所获悉,目前世界上最大的特种经济动物基因库近日最终建成,当前我国特种经济动物遗传资源面临的诸多问题由此得到系统解决。

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在西方神话中,诺亚建造了一艘方舟,带着各种牲畜、鸟类等,躲避了大洪水,安然渡过“世界末日”。从某种意义来讲,基因库就是带着“留存现在、缔造未来”的使命诞生。

该项目还建立了完善的特种经济动物种质资源数据库和信息检索系统,通过中国特种经济动物种质资源网进行检索,实现全方位信息共享。

多年来,我国特种经济动物遗传资源保存分散、规模小、易丢失,保存和整理不规范、缺少系统全面的评价体系,数字化管理水平较低,创新利用率低。由中国农业科学院特产研究所杨福合研究员领衔的科研团队,首次对我国特种经济动物种质资源进行整理,整合了我国农业、林业、教学科研三大领域的特种经济动物种质资源,涵盖鹿类、毛皮、特禽及其他特种经济动物种质资源509个品种等,保存在69家特种经济动物资源单位的保存场、专业实验室等,建成了目前世界上最大的特种经济动物基因库。

■本报记者 张晴丹 李晨 通讯员 王冬昭

威尼斯人官网,由中国农业科学院特产研究所杨福合研究员牵头完成的“特种动物基因库建设”项目,历时20多年,建成了目前世界上最大的特种经济动物遗传资源基因库,从此,中国特种经济动物也拥有了一艘“诺亚方舟”,承载其生命的遗传样本和密码。

“没有特产所的科技支撑,我们国家一些特种经济动植物产业可能今天都不复存在了。”始建于1956年的中国农业科学院特产研究所,是国内唯一 一家以特种经济动植物资源保护与利用为主要研究内容的国家级科研单位。近日,特产所所长李光玉向《中国科学报》记者讲述了特产所几十年、几代人共同积累的科研成果,为特种经济动植物产业健康发展作出了突出贡献。

随着人类活动范围的不断扩大,自然资源过度利用、生态环境保护力度不够,使得一些珍贵、稀有、经济价值高的特种动物遗传资源因为过度利用而处于濒危状态,一些尚未发现利用价值的性状在不断丢失,过度追求高经济效益而使一些动物特性被淘汰。收集、保存珍稀、濒危特种经济动物基因资源,使特种动物遗传资源多样性得到保持,意义重大。上世纪九十年代中期,杨福合团队就开始了特种动物遗传资源收集保存等工作,并连续承担科技部基础性工作、科技资源共享平台建设等项目。国家特种动物基因库的建成,不仅系统解决了当前我国特种经济动物遗传资源所面临的问题,填补了国内外相关技术领域的空白,而且促进了特种经济动物产业的健康发展。

“物以稀为贵”,经济的增长,生活质量的提升,人们对貂皮、鹿茸、人参等名特优产品的需求越来越大。据统计,特产业全产业链产值已超过万亿元,展示出广阔的发展空间和市场前景,并已成为我国许多地区农村经济发展、农业增效、农民增收的支柱产业和新亮点。

特产研究所牵头国内科研、教学、饲养等多家单位建立20多个原生地、异地保种场及备份保种场,保存着数十万只特种动物,它们承载着我国特种动物的生物多样性,也构成了国家特种动物基因库的主体。基因库还保存着近万份生殖细胞和三万余份体细胞、组织样品和DNA。记者看到这些样品就储藏在特产研究所三楼试验区一排排的液氮罐里,仿佛随时等待人类去破解生命的密码。遗传资源团队通过对基因库所保存物种进行标准化整理和数据化描述,建成了特种动物遗传资源数据库,利用现代信息技术告诉大家,国家特种动物基因库里保存着什么样的资源,这些资源有何用途,保存在哪里,如何得到它等等。

从最初研究“东北三宝”——人参、鹿茸、貂皮开始,六十余年的发展历程里,特产所始终面对社会不断变化的需求来开展科研工作。

记者了解到,这里之所以被称为世界最大的特种动物基因库,其一因为它保存的动物种类最多:涉及鹿类动物、毛皮动物、特禽类、犬类、兔等动物遗传资源500多个品种,其中鹿类动物120多个;毛皮动物220多个;特禽动物140多个;其它动物30多个。其二因为它保存基因数量最多:整合了国内遗传资源保存和研究单位近70家,占特种动物遗传资源保存单位、种类和数量的75%以上,为我国乃至世界珍稀、濒危特种动物种质资源保护、利用打下了坚实的物质基础。

“我们在茸鹿、毛皮动物方面的研究比较深入,也非常有特色。”李光玉介绍,特产所科研团队系统开展了鹿、毛皮动物等优异种质资源保护及高效利用研究,建成了世界上最大的特种动物基因库。

如果说收集保存是基因库建设最基础的工作之一,那么评价整理则对基因库的持续发展和利用意义更为重大。

在此基础上,特产所不断在品种选育上发力,创建了茸鹿、毛皮动物多基因聚合育种技术体系,先后培育出四平梅花鹿、清原马鹿、明华黑色水貂、名威银蓝水貂和吉林白貉等优良经济性状动物新品种5个,获得水貂动物新品种证书2个。

杨福合研究员介绍,科研团队积极开展特种动物基因资源综合评价,建立了特种动物种质资源保存技术体系,制定了66个特种动物遗传资源整理整合、鉴定评价、安全保存、共享服务等技术规程,实现了特种动物种质资源的规范化、标准化管理,为基因库保存遗传资源的共享奠定了基础。此外,科研团队对48个种群92个位点进行遗传分析,首次全面系统分析种群遗传结构,挖掘出特色优异功能性状基因48个,为我国特种动物资源保护和利用提供重要的科学依据。如梅花鹿基因组研究,发现1336个基因家族发生扩张,468个基因家族发生收缩。对鹿科10个物种进行了重测序分析,得到了与角有无、角冠形状和分杈数目相关联基因,可以相信不远的将来,有关鹿类动物那些神秘的生物学特性将从基因层面予以揭示。

依托特种经济动物分子生物学国家重点实验室,物产所里开展了特种经济动物分子育种、动物干细胞、动物营养调控及病原与免疫研究。在鹿科动物全基因组测序、鹿茸再生干细胞和毛皮动物新病原分离等研究方向取得了突破性进展。“鹿茸再生干细胞发现与哺乳动物断肢再生模型建立”,首次揭示了复杂哺乳动物器官——鹿茸的再生机制,并由此提出了新的哺乳动物断肢再生假说;获得吉林省自然科学一等奖;破译了驯鹿全基因组序列,明确了鹿类动物消化道微生物分布与演替规律;建立了水貂基因组编辑平台,分离鉴定了狐、貉源阿留申病病毒新种。

基因库根据每类动物生物学特性,保存的动物每年不低于10%的更新,保证了特种动物种质资源的持续保存。随着特种动物遗传资源的陆续收集,国家特种动物基因库将更加丰富。

此外,特产所在特色浆果等植物方面也颇有建树。据李光玉介绍,研究所建有“国家果树种质山葡萄圃”,选育山葡萄、五味子、软枣猕猴桃等特色浆果品种27个,其中山葡萄品种14个,占我国山葡萄品种的70%。

资源共享为科研和产业服务

目前,我国山葡萄栽培面积1.2万公顷,90%主栽品种为特产所选育,该所科研成果支撑了吉林省东部山区的山葡萄栽培产业及通化葡萄酒公司、通天葡萄酒公司等上百个酿酒企业的发展。经过几代科研人员的努力,特产所选育了软枣猕猴桃品种6个,并获“绿王”“婉绿”和“佳绿”软枣猕猴桃植物新品种权3个,软枣猕猴桃产业已成为吉林省的新兴特色果树产业,对全省乡村振兴及精准扶贫等具有重要意义。

特种动物饲养业是畜牧业的重要组成部分。随着经济社会发展,市场需求的多样化越来越突出,其产品在满足人民生活、健康、生产需求等方面扮演着重要角色。建设特种动物基因库,挖掘、发现特种动物特色基因并加以创新利用,将加快我国特种动物良种化进程,并为特养业发展源源不断提供大批新品种。

特产所还承担了“国家参茸标准化区域服务与推广服务平台”项目,先后制定出版《人参种子种苗》和《五味子种子种苗》国际标准。

基因库保存的遗传资源参与了我国主要的新品种培育:筛选出候选基因22个;培育水貂、鹿、雉鸡等新品种6个;育种单位作为育种素材引进,培育新品种12个。这些培育品种的推广覆盖面约占我国特养业的60%以上。可以预见,伴随着基因挖掘、创制以及生物技术的发展必将有越来越多优良品种不断出现,也必将改变世界特种经济动物饲养业格局,从根本上扭转我国大宗特种经济动物产品长期依赖进口的不利局面。

据介绍,“西洋参新品种选育、规范化栽培及系列产品开发”和“人参适宜连作新品种选育及其白浆土栽培技术推广示范”分别获得吉林省科技进步奖一等奖和二等奖。这些公益性的科研成果为我国特种经济动植物遗传资源保存、新品种培育、种养植业可持续发展提供理论创新和技术支撑。

过去的一年,基因库为社会提供了超过50余万人次的科普服务及相关信息;为科研、教学单位提供了5万余份次的活体、组织、血液、DNA等试验材料以及其它科研数据数万份;为企业及养殖个体户提供育种素材3万余份。为科学研究提供标准的科研材料,为育种提供基础素材,为普及特种动物的科学知识作出贡献,这正是国家特种动物基因库的责任和使命。

农业学科是比较特殊的学科领域,是要为生产服务的。“从建所之初,特产所就始终坚持立足产区、面向全国,服务‘三农’,真正做到‘顶天立地’。”李光玉说。

特种动物,一般指特种经济动物,是指除家禽和家畜以外的具有较高经济价值和一定饲养规模的人工驯养动物。特种经济动物产业是畜牧业的重要组成部分,其中已经形成了市场规模,并且可以进行交易的产业包括:养鹿业,珍禽养殖业,毛皮动物养殖业,蜂业,蚕业,猫、犬等宠物养殖业。我国特种动物产业总经济价值在5600亿元左右,提供就业岗位约1280万,在我国经济发展中发挥了重要作用。

2012年以来,特产所自主研制开发的“水貂犬瘟热活疫苗”“水貂出血性肺炎二价灭活疫苗”和“高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗”,先后获得国家新兽药注册证书3项。这些疫苗的大量投放极大地保障了产业的稳定、健康发展。

在吉林省重大科技成果转化项目支持下,产品在特产所下属所办企业吉林特研生物技术有限责任公司等企业成功转化生产,产品转化收入3.86亿元。其中毛皮动物疫苗累计推广3.5亿头份,市场占有率超过60%,为养殖户减少经济损失83.7亿元,产生了显著的经济效益和社会效益,有效保障了我国毛皮动物产业的健康发展。

其中,“重要动物病毒病防控关键技术研究与应用”“水貂、狐狸、貉主要传染病疫苗规模化开发及应用”分别获得国家科技进步奖一等奖和吉林省科技进步奖二等奖。

不仅如此,特产所还制定了我国貂、狐、貉不同生长阶段营养需要量和营养标准;研发了狐、貉全价配合饲料、预混合饲料、微生态制剂等新产品,并建立相应的生产工艺流程以及产品质量标准。

研发的全价饲料、预混合饲料、微生态制剂等产品在沈阳博阳饲料有限公司、吉林特研生物技术有限责任公司转化生产,在我国毛皮动物养殖区推广面积达40%,实现了产品的产业化。其中,“水貂、蓝狐精准营养研究与饲料高效利用技术”“毛皮动物高效养殖关键技术研究与应用示范”分别获得吉林省科技进步奖一等奖和二等奖。

李光玉表示,未来3~5年,特产所将以实施国家乡村振兴战略为总引领,坚持“三个面向”和“两个一流”目标,以服务国家特产业和经济社会发展需求、破解产业发展关键技术为出发点,整合资源、发挥优势,着力推进特种经济动物重大基础研究平台建设和吉林省特色资源产业发展协同创新专项行动,在“顶天立地”层面加快成果产出,发挥乡村振兴科技支撑作用,保障特色产业助力精准扶贫的实施。

《中国科学报》 (2018-04-25 第5版 农业周刊)

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