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1、阻碍猪肢蹄结实度主效基因的克隆及其在猪育种中的应用可行性研究报告一、研究的必要性1、猪肢蹄病对我国养猪生产造成庞大经济损失我国是一个养猪大国，存栏量和出栏数都居世界首位。猪肉消费占我 国肉类消费的60%以上，养猪业的进展，直接阻碍我国人民的膳食结构。 由于饲料工业的进展，饲养治理的不断完善，我国养猪业进入了一个前所 未有的进展时期。可是我国养猪业的进展仍然受到一些因素的制约，其中 疫病的阻碍最大。肢蹄病，作为一种多发病，发病机制复杂，随着现代养猪生产规模化、 集约化程度的不断提高，种猪和商品猪肢蹄病的发病率也愈来愈高，给养 猪生产带来庞大的经济损失。Webb等(1983)和Sternberge
2、n (1989)报导， 在通过种猪性能测定的后备公猪中，有20%50%的公猪是因为肢蹄存在问 题而被淘汰。杨吕能和贺宋文(2002)对40头种公猪进行肢蹄病的观看， 发觉有32头患有不同程度的肢蹄病，发病率高达80机陈铁桥、戚成理和 向建洲(2000)对湖南18个猪场的2083头母猪进行肢蹄病调查，有750头 母猪患有肢蹄病，发病率为36机奚德华、郭静、季伟等(2003)对江苏省 几个猪场2093头种母猪和110头种公猪进行肢蹄病得调查，母猪发病率乐 公猪的发病率为机采纳传统的防治方法，需要投入大量的人力物力，而 且成效欠佳。最正确的解决途径是通过采纳遗传改良的手腕提高种猪的肢 蹄结实度，培育
3、抗病专门化品系，以降低肢蹄病的发生，提高生产效益， 增进我国养猪业的可持续进展。这就需要解析肢蹄结实度的遗传背景，辨 别阻碍肢蹄结实度的主效基因，以成立相应的分子育种新技术。2、猪肢蹄病抗病育种的研究进展目前肢蹄病的抗病育种研究处于刚起步时期，迄今只有英国罗斯林研 究所G. J. Lee领导的研究小组开展的相关工作。他们通过大白猪和梅山 猪杂交产生的艮代分离群体，把阻碍肢蹄评分的定位在1、13、14和15 染色体上。本课题组通过5年的尽力，已经构建完成了用于基因定位和分离的大 规模白色杜洛克和二花脸资源家系群体，共搜集1918个区代个体的样品。 对其中的1809个R代个体的肢蹄结实度进行了评分
4、。通过对其中的457 个个体的QTL定位分析，在1号和13号染色体上找到了 2个阻碍猪肢蹄 结实度的QTL （均达到基因组5%的显著水平），这为开展本项研究，辨别 猪肢结实度主效基因，成立分子育种新技术选育改良我国种猪肢蹄结实度 性能奠定了良好的前期工作。二、技术方案1、项目技术关键点或创新点，项目完成时达到的技术水平1）、项目技术关键点或创新点：利用连锁不平稳分析和IBD分析，精细定位猪肢蹄结实度主效 基因的技术；辨别猪肢蹄结实度主效基因的因果突变，由此成立分子育种新 技术2）、项目完成时达到的技术水平国际先进水平2、技术方案：生产技术、工艺流程、要紧技术参数；1）、QTL精细定位：依照本课
5、题组已有的猪肢蹄结实度QTL定位结果， 在猪1号和13号染色体LOD值最高的QTL区域，增加4飞个标记, 使标记密度达到每3 cM 一个标记，对1809个F2个体进行QTL的 精细定位，把QTL的区域缩小到6、10 cMo2）、连锁不平稳和IBD分析：在10 cM的QTL区域内，开发68个SNP 标记。检测1809个F2个体这些SNP的基因型，并进行连锁不平稳 分析和IBD分析，把QTL的区域缩小到35 cMo3）、位置候选基因研究：通在35 cM的QTL区域内，依照比较基因组, 在人类同源区域内，寻觅与骨骼形成或钙的代谢相关的基因，作为 候选基因。对选定的候选基因进行克隆、测序，并检测候选基
6、因中 的突变位点，通过关联分析，寻觅操纵肢蹄结实度的主效基因的因 果突变。4）、主效位点的鉴定：在本项目的合作单位一一江西冬冬繁育选择肢蹄 结实度表现极端的个体，对因果突变位点进行基因型检测，并对表 型和基因型进行关联性分析，在商业群体中验证资源家系中的分离 结果。5）、专门化品系选育：利用研发的分子育种新技术，在合作猪场选育核 心群300头母猪的高肢蹄结实度的专门化新品系。3、项目技术质量指标：项目产品达到的要紧技术性能指标、执行 的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等；抗肢蹄病专门化品系性能指标：1）、肢蹄结实度评分平均在，最低不能低于分；2）、肢蹄病的发病率降低25%以上；3）、兽药利
7、用量降低10%以上；4）、达到屠宰体重减少1天以上。申请国内外发明专利1项育成核心群300头母猪的高肢蹄结实度的专门化新品系1个4、时期目标1）、：大群体的QTL定位：完成17头F。，69头R和1809个艮个体151 个微卫星标记的检测和大群体的QTL定位工作；2）、：主效基因因果突变的鉴定：通过连锁不平稳分析、IBD分析和位置候选基因的方式，完成主效基因的因果突变位点的寻觅；3）、：分子育种体系的成立及专门化品系的培育：完成抗肢蹄病分子育种体系的成立，并在合作猪场培育一个抗肢蹄病的专门化品系。五、项目经费预算情形表一项目投资与资金筹措表单位：万元序号项II金额1投资总额固定资产投资流动资金2
8、资金筹措自筹资金其中：已完成投资新增投资申请科技三项经费借（贷）款表二项目拟购设备清单序号设备名称规格型号单位数量介（万元）仑额（万元）表三 申请科技三项经费利用预算表序号名称单位数量金额（万元）使用时 间1开发费项目开发人员费个2原材料动力费检测费批3调研费次1查新费次1技术咨询费转让、合作费2设备费申请三项经费资助设备：3试制费人员费个1原材料动力费检测费批14鉴定验收费次1三、项目实施的支撑条件1、项目技术来源；引进美国养猪协会肢蹄结实度评分技术，其他的技术均由本课题组研 发。二、项目实验、检测条件；项目组所在的实验室一一江西农业大学动物生物技术重点实验室培 育基地是江西省第一家省级重点
9、开放实验室，农业部重点实验室和科技部 省部共建重点实验室。现有建筑面积1400 和价值1250万元实验设备； 拥有完善的动物分子生物学研究所需要的仪器设备，完全能够知足本项目 的研究需要。本项目的合作猪场一一江西冬冬繁育，是一个以生产繁育母猪为主的 大型扩繁场。该场拥有核心母猪300多头，年生产种猪2500多头，商品 猪4000多头，为本项目开展专门化品系的选育提供了专门好的基地条件。3、项目申请单位人材资源情形：技术人员总数、中高级技术人员 比例；本课题组共10人，其中高级技术人员4人，中级技术人员4人，研 究生2人，具有中高级技术人员占总人数80%。骨干成员的简介如下：黄路生教授，俄罗斯国
10、家农业科学院正博士、国家杰出青年基金取得者，德 国洪堡学者，德国哥廷根大学/华中农业大学/江西农业大学博士生导师， 江西农业大学动物生物技术国家重点实验室培育基地主任。要紧从事动物 遗传育种与繁衍研究，前后主持完成国家重大基础研究（973）前期专项 和子课题各1项、国家自然科学基金5项，主持国家杰出青年基金、教育 部高等学校重大科技项目培育资金等国家级在研项目3-4项。发表论文 101 篇，其中 iAnimal GeneticG、Mammalian Genome、Gene、BMC Genetic等国际SCI源刊物论文22篇。以第一完成人获国家科技进步 二等奖（2005年）和江西省科技进步一等奖
11、（2004年）各1项，作为要 紧完成人（排名第2和第3）获江西省科技进步一、二等奖各1项。获国 家发明专利1项，申请发明专利3项（进入实审）。郭源梅讲师，德国哥廷根大学在职博士。要紧从事分子数量遗传学研究，主 持江西省农业厅项目1项，作为骨干，参与多项国家级项目的研究。公布 发表学术论文11篇，其中国际SCI源刊物论文5篇。作为要紧完成人（排 名第6）获国家科技进步二等奖（2005年）和江西省科技进步一等奖（2004 年）各一项。任军研究员，德国哥廷根大学博士、国家百万万人材第一、二层次人选， 教育部新世纪优秀人材，江西省高校中青年学科带头人。要紧从事动物分 子生物学与育种研究，前后主持国家自
12、然科学基金等国家级项目3项，省 部级项目4项。公布发表学术论文58篇，其中国际SCI源刊物论文15篇 （4篇第一作者阻碍因子大于论文）。作为要紧完成人（排名第2）获国家 科技进步二等奖（2005年）和江西省科技进步一等奖（2004年）。获中国 畜牧兽医学会奖（2005,排名第1） 1项。参编全国统编教材1部。麻骏武1979年生，男，讲师，2003年取得动物遗传育种专业分子生物学方 向硕士学位，硕士期间（2002年9月12月）在爱尔兰国立大学国家诊 断中心实验室学习过抑制削减杂交cDNA文库的构建技术。自2000年以来 在江西省动物生物技术重点开放实验室从事科研和教学，要紧研究方向是 QTL定位
13、和主效基因的辨别、分离及克隆。现主持一项省自然科学基金“肉 质候选基因PRKAG3的遗传变异研究”；曾作为骨干成员参与完成了两项 国家自然科学基金“江西地址猪16个候选基因分子变异及种质资源研 究”和“猪繁衍性状六个候选基因对其产仔性状阻碍的研究”、江西省科 技厅重点科技打算“猪基因定位的资源家系构建”、公安部南昌警犬基地 “警犬亲子鉴定及系谱研究”。公布发表学术论文9篇，其中国际SCI 源刊物论文6篇。作为要紧完成人（排名第8）获国家科技进步二等奖（2005 年）和江西省科技进步一等奖（2004年）各一项。4、项目组人员专业结构、职称结构本课题组人员专业结构比较齐全，职称结构和年龄结构合理。
14、姓名性别年龄职务职称学历所学专业黄路生男41教授博士动物遗传育 种与繁殖郭源梅男31讲师在职博士数量遗传任军男31研究员博士分子生物学麻骏武男26讲师硕士生物化学王国军男30研究员学士动物科学艾华水男30讲师硕士生物信息学王成龙男31畜牧兽医师学士动物科学肖石军男33助理研究员硕士动物科学毛辉荣男25硕士研究生学士分子生物学李凯男24硕士研究生学士分子生物学五、项目新增投资筹集情形。无。四、项目预期经济效益一、预期市场需求；抗病育种能够提高畜禽自身对疾病的抗击力，降低个体的发病率，因 此能够减少个体因发病致使的生长缓慢或停滞现象，并能降低兽药的利用 量。肢蹄病是一种多发病，肢蹄病是一种多发病，
15、给养猪生产带来了庞大 的经济损失。开展肢蹄病的抗病研究，育成抗病专门化新品系活着界第一 养猪生产大国-中国将有着广漠的市场需求。二、预期盈利水平；利用肢蹄结实度高的品系，因减少个体因发病致使的生长缓慢或停 滞、降低兽药的利用量、降低种猪的淘汰率和延长种猪的利用寿命，在中 小型猪场每一年可增加纯收入10万元，在大型万头猪场每一年可增加纯 收入20万元。3、预期产业化前景；我国的养猪业正朝规模化、产业化之路进展。培育抗肢蹄病的抗病品 系，具有良好的产业化前景。4、项目实施风险分析。本项目是寻觅猪肢蹄结实度的主效基因并在猪育种中的应用，项目估 量在三年内完成，难点在于辨别到真正的主效基因因果突变位点
16、。只是即 便显现这种情形，也可不能阻碍其在猪育种中的应用。咱们能够采取双侧 翼标记辅助选择的策略，就能够对主效基因进行选择。五、项目估量社会效益、环境效益一、对社会进展的作用；通过培育抗病品系，可降低商品猪生产企业兽药利用量，减少猪肉中 兽药的残留，爱惜人民健康。另外，通过培育抗病品系，还可提高我国养 猪生产企业的生产力和经济效益，增强我国养猪生产企业的竞争力，推动 我国养猪事业的进展。二、对资源利用情形；本项目组所在的实验室，拥有1200万元的仪器设备。从1999年开始, 用了5年的时刻，构建了世界上规模最大的猪基因定位资源家系群体。本 项目充分利用本实验室的仪器设备和资源家系的材料，寻觅操纵股蹄结实 度的主效基因，并利用合作猪场的猪群，对主效基因进行验证，最后培育 抗肢蹄病的品系。3、对人材培育情形；拟培育科研骨干人员2人，博士 1人，硕士 2人，专业技术人员3人。4、环境阻碍及效益。通过改良合作猪场的种猪质量，使该猪场出售的种猪具有结实的肢 蹄，减少其生产进程中的兽药利用量，降低合作猪场排污中兽药的残留量, 爱惜猪场周边环境。