三十余年來,江西農業大學黃路生院士團隊扎根江西,專注生豬種業創新研究,先后在高水平團隊建設、高水平平臺建設、高水平成果產出等方面取得國際領先的突破性成就,在服務“創新江西”建設中“作示范、勇爭先”。
一、基本情況
1.背景及意義。“糧豬豐、天下安”,豬肉是我們國家普通百姓肉類消費的主體,全國每年產值超過二萬億元,而種豬資源是生豬種業科技創新的基礎,生豬種業是整個產業鏈的“卡”點,決定著養豬產業的效率和效益,是國際競爭的焦點。長期以來,我國高端種豬核心群體90%依賴進口,而這項技術又多掌握在外國公司手里。為有效破解生豬種業的“卡脖子”問題,國家畜禽遺傳資源委員會主任、中國畜牧獸醫學會理事長、中國科學院院士、全國生豬遺傳改良與種質創新重點實驗室主任、江西農大黃路生教授帶領團隊聚焦核心種源自主可控,牽頭自主設計的家豬育種基因芯片“中芯一號”,整體技術居國際領先水平,打破了此前家豬育種芯片由歐美設計制造的技術壁壘,取得了從“0”到“1”的突破,成為我國生豬種業技術“破卡”的重要利器。
2.破卡創新情況。團隊創制的“中芯一號”富集了豬的抗K88斷奶前仔豬腹瀉、增加排骨數量、增加體長、減少酸肉、減少不健康脂肪酸、選擇雪花豬肉等重要經濟性狀的因果基因突變位點以及提高飼料轉化效率、改良肉色、增加產子、毛色選擇等緊密關聯位點等422個性狀相關位點,涵蓋豬從出生到屠宰共10個時間點,擁有51368個SNP位點,其中包含有81個亞洲特有地方品種位點,對家豬基因組育種研究和應用,高效性和精準性達到國際領先水平,對我國特有豬品種的選育工作更具針對性。
3.研發進程。三十年來,黃路生院士帶領研發團隊專注于生豬遺傳改良與育種技術研究。2004年,為了探索豬種經濟性狀形成的遺傳基礎,建立起全國最完備的地方豬種資源基因組DNA庫;2005年,團隊主持完成了“豬重要經濟性狀功能基因的分離、克隆及應用研究”項目,獲得國家科技進步二等獎。同時,建立起全世界最完善的豬種資源基因庫;2015年,學術研究論文《全基因組重測序揭示豬環境適應性的分子機理及可能的屬間雜交現象》以全文形式發表在國際頂級學術期刊《自然—遺傳》,該研究成果為全球特別是中國地方豬種質特性遺傳機制研究和優良基因資源挖掘提供了重要的基礎性科學數據;2017年,團隊牽頭組建全國家豬育種技術聯盟,并成功研發了國內首項基于家豬基因組全序列、具有完全自主知識產權的“高效、精準”育種新技術——“中芯一號”,實現了我國地方及商業豬種育種關鍵技術的重要突破;2021年團隊在國際頂級學術期刊《Nature Communication》發表論文《構建完整的豬腸道微生物目錄和基于宏基因組組裝的微生物基因組》,該成果入選“2022年中國農業科學十大重大進展”;2022年,團隊在國際頂級學術期刊《Nature》發表論文《豬的ABO血型基因通過調節N-乙酰半乳糖胺濃度影響腸道菌群》。
二、主要做法
1.搶先機,在種業核心技術領域迎難而上。團隊攻克家豬育種國際難題,深入研究中國地方豬肉質、抗病和毛色等遺傳特性,在國際豬遺傳育種研究領域首次采用全基因組關聯分析成功鑒別到的單基因性狀因果圖變位點。團隊先后采集了9000多頭不同類型的生豬樣本,對樣本豬從出生到出欄不同生長階段進行全過程檢測篩選,測定200多項性狀指標,最終解析了一批影響豬重要經濟性狀的因果基因,其中多肋性狀的因果基因因效益顯著而備受青睞。
2.育團隊,高層次人才引育鍛造科技創新強動力。實驗室通過與海外名校聯合培養,凝聚了一批國際名校畢業、名導師培養的博士在內的高水平人才隊伍,相繼入選為教育部、農業農村部和江西省優勢科技創新團隊,2011年被中華全國總工會授予“工人先鋒號”,2012年中國僑界授予創新團隊獎,2013年獲“中華農業科技獎”優秀創新被團隊。2014年獲中組部等4部委授予“全國杰出專業技術人才先進集體”榮譽稱號。2018年,引進沃爾夫獎獲得者、全球頂尖專家擔任講座教授,填補了江西省該類人才項目空白。
3.建平臺,高水平創新平臺促進高質量科技創新。實驗室構建完成了完善的中國及世界地方豬種資源基因組DNA庫、大規模白色杜洛克×二花臉F2資源家系、全球唯一的家豬嵌合家系等多個全國共享遺傳材料研究平臺。2022年2月27日,江西農業大學豬遺傳改良國家重點實驗室種豬資源中心建設項目在安義縣奠基。該中心將建設國際一流“一豬兩用”研發基地,保存國家及全球優良種豬資源、創制科學研究創新材料,提供豬種資源保護和人類疾病模型創制的創新需要,為服務國家生豬種業“破卡”和健康中國2030國家戰略提供創新基地。
4.促轉化,讓更多科技成果服務國計民生。國際首創仔豬斷奶前腹瀉抗病基因育種新技術,運用該技術只需花5元錢,在短短1個半小時內就能快速、高效地篩選出腹瀉抗性基因的種豬,該項技術使受試種群的腹瀉易感個體比例下降20%。“中芯1號”基因芯片中29個因果基因位點對民族企業全部免知識產權費使用,而此前中國企業每檢測一個因果基因位點就要支付30美元專利使用費。團隊每年舉辦或深入養殖場一線進行疫病防控技術指導1000余次,每年培訓人次達2000余人。2020年構建的智能線上專家培訓及疾病診療體系,為服務鄉村振興、脫貧攻堅及新冠肺炎疫情防控等國家重大需求和服務經濟社會發展做出積極貢獻。
三、主要成效
1.建成高水平科研團隊。在黃路生院士的培育和帶領下,組建了一支具有國際視野的一流創新團隊,現有固定研究成員46人,其中中國科學院院士1人,國家杰出青年科學基金獲得者1人,國家高層次領軍人才1人,國家現代農業產業技術體系崗位科學家3人,新世紀百千萬人才國家級人選4人,“贛鄱555英才工程”領軍人才和青年拔尖人才6人。
2.搭建高水平科研平臺。始建于1992年的豬遺傳改良與養殖技術國家重點實驗室,是江西省首家省級重點開放實驗室、農業農村部重點實驗室,2011年成為國家發改委國家地方聯合工程實驗室。2012年7月牽頭成立了江西省首個2011協同創新中心。目前是江西省唯一一家獨立組建的全國重點實驗室。實驗室所支持的一級學科畜牧學具有博士學位授予權,是博士后流動站設站單位;二級學科動物遺傳育種與繁殖學科是江西省高水平學科和“井岡學者”特聘教授設崗學科。
3.產出高水平科技成果。發表了江西省和中國畜牧學領域首篇《Nature》研究長文。成果獎勵實現了我省國家技術發明獎項零的突破。團隊先后獲得了國家技術發明獎二等獎、國家科學技術進步獎二等獎、全國創新爭先獎、何梁何利科學與技術進步獎農學獎,中華農業科技獎一等獎,江西省科學技術特別貢獻獎等獎項。“中芯一號”成果入選改革開放40 年全國高校科技創新成就推薦成果、2021年江西省十大科技成果。團隊培育的華系種豬第一父本“山下長黑”于2022年完成了成果評價,各項性能居國際先進水平。
4.產生高水平社會經濟效益。該團隊創建的豬多肋基因育種專利新技術,2012年以來被國家生豬產業技術體系和國家生豬遺傳改良計劃推薦應用,為全國21個生豬主產省、32家大型種豬育種企業(場)累計檢測種豬核心群58639頭,育成新品系59個。運用“中芯一號”技術培育了“華系第一父本”種豬新品種,該技術被國家生豬產業技術體系和國家生豬遺傳改良計劃推薦應用,累計檢測種豬核心群5.8萬余頭,覆蓋出欄商品豬超3億頭,累計產出經濟效益30億元。
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