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荷兰动物育种规划及其对中国的启示

分类:农业论文 时间:2022-03-12

  摘 要:动物育种是改良动物遗传素质和生产潜力的重要手段,中国已将生物育种列入强化国家战略科技力量、坚持创新驱动发展的重要方向。荷兰是具有较高动物育种水平的国家之一,我国的动物育种水平与之比较还有一定的差距。本文系统分析了荷兰动物育种相关规划的战略重点领域、战略目标、育种规划布局及实施策略,并与中国当前相关育种规划和实施现状进行比较分析,以期为中国的畜禽育种发展提供有益的借鉴。

荷兰动物育种规划及其对中国的启示

  关键词:荷兰;动物育种;规划

  荷兰畜牧生产效率较高,是优质畜禽产品的出口国。荷兰在动物育种方面有着悠久的历史,长期以来一直是全球畜禽遗传改良的重要参与者,其猪、牛、家禽和马的育种在国际上具有重要地位。荷兰的畜禽种源和遗传物质在全球范围内获得了广泛应用,荷兰国内主要的育种公司也在全球扮演着重要的角色。时至今日,荷兰始终在通过知识交流、能力建设,以及种质、种畜、设备和其他材料的开发与贸易,促进育种的可持续发展,也将进一步为全球畜牧业的发展做出贡献。为此,笔者分析了荷兰动物育种相关规划,并与中国的动物育种现状进行比较,旨在为中国的畜禽育种发展提供有益的参考。

  1 荷兰动物育种相关规划

  1.1 《动物遗传资源全球行动计划》 荷兰执行世界粮食与农业组织(FAO)制定的《动物遗传资源全球行动计划》。2002 年,荷兰向 FAO 提交了第一份动物遗传资源国家报告,该文件内容包括一系列国家和国际政策优先事项,这些优先事项已在过去逐步实施。2013 年,荷兰再次向 FAO 提交了动物遗传资源国家报告,通过该文件可以快速了解荷兰的发展现状以及该领域的国家政策重点 [1]。下面将介绍荷兰对于《动物遗传资源全球行动计划》4 个战略重点领域的实施情况。

  1.1.1 品种的数据记录及发展趋势 过去几十年中,荷兰维护并更新了欧洲和全球数据库关于常规动物品种的记录数据,这些记录包括具有重要经济性或生物文化价值的畜禽物种。瓦赫宁根大学荷兰遗传资源中心(CGN)和研究中心负责更新(国际)国家品种数据库。CGN 已与品种协会、育种行业以及荷兰稀有品种协会(SZH)密切合作,收集了有关基准品种状况和趋势的调查数据。此外,SZH 还开发了一个数据库,可向国家主管部门提供有关稀有品种确切位置的信息,以便在疾病暴发时采取适当的应急措施。育种协会和育种组织负责表型鉴定和谱系注册,收集、分析和利用表型和遗传特性进行育种。上述数据库除了记录有关品种数量的信息外,还记录各个品种的繁殖动物数量、品种之间的遗传和表型差异,以及品种内的遗传多样性等重要指标。近年来,官方认可的育种协会对品种近交率及品种内的遗传多样性进行监测并向品种数据库提交相关信息。

  荷兰的品种和品系差异很大,部分品种已在荷兰培育较长时间,其他一些品种为近年来培育或引进。从使用角度来看,所有品种和遗传资源是同等重要的,但荷兰政府更加重视本土 / 本地适应品种的保护和可持续利用。部分本土 / 本地适应品种种群的繁殖动物数量不断增加,而猪、家禽及部分其他动物由于育种公司合并及品系合并导致品种数量仍在减少。

  1.1.2 育种相关主体参与情况 荷兰动物育种基础设施发达,可制定和实施有效的动物育种计划。在 20 世纪,育种协会首先在内部开展了有组织的育种活动,并在之后获得了政府的正式认定。国际领先的奶牛、猪和家禽育种公司在荷兰设有总部,在国家和地区之间交换种质和种畜,推动了畜牧业的高效发展。

  政府在动物育种方面的参与较少。荷兰政府主要负责管理农场动物的国家识别和登记系统。政府通过其政策促进可持续的育种计划和品种的可持续发展,引导育种组织在其育种目标中更加重视可持续性性状,例如饲料利用效率、健壮性、寿命和健康性状。市场发展和社会关注也对育种组织的育种目标产生了影响,例如改善健康和福利,提高资源利用效率并减少抗生素的使用。育种协会和非政府组织积极支持本土 / 本地适应品种的就地保护,致力于为本地品种衍生的产品制定以市场为导向的战略。

  瓦赫宁根大学和研究中心深耕于基因组选择研究,以期对动物育种产生更大的影响,为动物遗传资源提供了更精准的表征、更有效的保护策略以及跨品种的基因组选择的机会。

  1.1.3 动物遗传资源保护 在动物遗传资源保护方面,荷兰定期评估品种间和品种内多样性的状况,开展有针对性的研究项目,为育种组织提供品种遗传多样性及其育种计划可持续性的相关信息。育种者、育种协会和育种行业负责其品种或品系的可持续发展和保护。荷兰的育种者或农民在开展动物品种保护中未得到国家政府财政上的直接补贴。但 CGN 和 SZH 可获得公共资金以支持原位和非原位保护,CGN 负责动物遗传多样性的长期保存以及国家基因库的开发和维护(非原位体外保存),SZH 和 CGN 通过良好的合作支持育种协会和育种者制定育种计划和就地保护策略。动物遗传资源保护的当务之急是形成以市场为导向的保护战略,开发和增加本土 / 本地适应品种的功能、产品和服务多样性的价值。近年来,荷兰已经采取了多种动物遗传资源保护举措,包括开发特定的供应链和特殊产品,以及通过评估不同功能来为本土 / 本地适应品种增加价值。

  荷兰有许多本土 / 本地适应品种,其状态为“危急”、 “濒危”或“脆弱”,这些品种对畜牧产业的贡献已经 “微不足道”,没有濒临灭绝的品种,某些本土 / 本地适应品种受到潜在疾病暴发的威胁。对于许多品种来说,嗜好性育种占主导地位,这将改变品种的特征,无法保证可持续的保护。

  荷兰拥有完善的基因库基础设施(异位体外保存)。荷兰国家基因库由 CGN 托管,基因库保存是遗传变异的重要来源,可用于支持濒危(牛)品种的原位保护。荷兰国家动物遗传资源基因库与欧洲动物遗传资源基因库网络(EUGENA)合作,该平台的目标是在欧洲各国之间采取合理、有效、区域、综合的非原位保护方法。

  1.1.4 动物遗传资源保护法规和能力建设 荷兰制定了国家遗传资源战略,包括动物遗传资源,但关于遗传资源没有特定的国家法律。另外,荷兰作为欧盟成员国实施了欧盟的畜牧(包括动物育种)法规,以推动种畜及其遗传物质的自由贸易,兼顾育种计划的可持续性和遗传资源保存的需要。欧盟生物多样性战略、欧盟农业和农村共同发展政策都对动物遗传资源保护和可持续利用产生了影响。此外,荷兰在全国范围内实施欧盟《〈生物多样性公约〉关于获取遗传资源和公正公平分享其利用所产生惠益的名古屋议定书》(ABS)相关立法。

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  瓦赫宁根大学动物育种与基因组学中心和研究中心(ABGC)为动物育种和保护的能力建设提供了强有力的培训计划。CGN 倡议在小学、中学和专业培训的教育计划中制定包括生物多样性和遗传资源问题相关的内容。动物种群的可持续保护方法是农业(高等)学校和瓦赫宁根大学动物育种课程的组成部分。国际主要的育种公司和瓦赫宁根大学建立了公 - 私合作伙伴计划 “Breed4Food”,以增强动物育种计划的创新和能力建设。荷兰在动物育种和遗传资源保护方面开展了广泛的国际合作,国内育种部门、非政府组织和研究团体之间也有着良好的合作。

  1.2 《生物多样性公约》 《生物多样性公约》是一项保护地球生物资源的国际性公约。荷兰政府与民间社会团体协商,制定了一些有助于《生物多样性公约》目标的生物多样性政策文件。荷兰没有国家生物多样性战略行动计划(NBSAP),但已将 2011—2020 年《生物多样性战略计划》中的 5 个战略目标纳入了几项政策计划,例如《自然公约》和《自然资本议程》。2011—2020 年《生物多样性战略计划》的 5 个战略目标分别为:1)采取法律和政策措施,将生物多样性纳入政府和社会主要工作,从根本上消除导致生物多样性丧失的原因;2)减少生物多样性的直接压力和促进可持续利用;3)通过保护生态系统、物种和遗传多样化,改善生物多样性现状;4)增进生物多样性和生态系统带来的人类福祉;5)通过制定规划、知识管理和能力建设,加强执行工作 [2]。

  2 荷兰动物育种规划分析

  荷兰确定和实施动物育种优先事项遵循以下战略原则:1)在动物种质资源保护方面采用“以用促保” 策略;2)动物育种各相关主体共同参与动物遗传资源的保护和利用;3)明确长期保护动物遗传多样性的社会责任;4)在国家和国际层面推动可持续育种计划,通过育种实现畜牧业可持续性;5)采用最新的基因组学和生殖技术,以更好地表征动物遗传性状,提高动物遗传资源保护及育种的效率;6)通过能力建设、知识开发和交流以及公私合作来应对全球挑战 [1]。荷兰动物育种规划优先事项具体如下:

  2.1 实施“原位国家计划” 原位国家计划的主要内容是:1)制定和实施以市场为导向的战略,促进与传统品种有关的产品和(生态系统)服务;2)更好地表征传统品种和变种;3)传播和交流知识。结合不同的功能、产品和服务,通过更好的估值和营销,将动物遗传资源的生物文化价值转变为经济收益。尽管社会上对传统动物遗传资源及其生物文化价值的认识与日俱增,但仍需要继续教育和提高认识。

  2.2 异位体外保存 考虑到适应气候、生产系统和市场变化的挑战,基因库保存对于未来的粮食安全至关重要。为此,荷兰进一步开发和维护国家基因库以保证家畜遗传多样性的长期保存,用于将来的育种或研究;此外,与育种协会和私人育种者合作,为所有本土 / 本地适应品种以及其他国家战略育种群建立和更新核心基因库;除了收集精液外,其他类型的种质或组织也将被存储在国家种质库中,以便有效地维持种群中雄性和雌性的遗传多样性;荷兰将继续支持欧洲动物遗传资源网络 EUGENA 的发展,并鼓励使用基因库资源支持就地保护濒危品种(例如牛品种)以及用于科学研究。

  2.3 应用基因组和生殖技术 基因组革命为动物遗传资源保护和育种带来了机遇和挑战。基因组选择已经在商业动物育种领域开展应用。小的种群暂无法从基因组选择中受益,但是当实施跨品种的基因组选择时,小种群也有望获益。基因组选择也可以使独特性状从本地品种导入高产品种。此外,基因组技术将用于以下方面:基因库保存的合理化改进;在育种计划中更好地平衡短期和长期遗传增益;分析和保护动物种群内部和种群之间的遗传多样性。基因组表征和新型生殖技术的使用将使基因库保存的管理更加有效,并将有助于提高育种效率和种群内遗传变异的管理效率。

  低温生物学和生殖技术的新发展使储存不同形式的遗传物质成为可能,为从低温保存材料中再生个体提供了机会。国家基因库和私营育种机构将从这些发展中受益。

  2.4 更好地表征品种间和品种内的遗传多样性 需要更好地从表型和基因上表征基因库保存遗传物质和育种种群,特别是本土 / 本地适应品种。基因组学使跨品种的基因组区域的确定成为可能,从而可以更好地利用遗传多样性并更好地发挥品种的遗传潜力。品种间和品种内的育种多样性对于品种的表征和基因组分析非常重要,需要国际合作以在粮食安全和适应气候变化以及生产系统和市场变化的情况下,表征品种并确定其优先次序。

  2.5 可持续育种计划和品种的可持续发展 “以用促保” 原则要求育种计划具有长期可持续性,品种也需要可持续发展。畜牧业的可持续性和可持续的育种目标是荷兰的重要政策问题。目前,荷兰的育种目标更为广泛。另外,福利、健康和可持续性特征在全球范围内似乎不太重要,但可持续性被视为荷兰畜牧业及其产品出口的机会。

  动物技术立法是促进和监测育种协会和育种组织实施育种和保护计划可持续性的重要框架。在可持续育种的背景下,4 个荷兰育种公司与 ABGC 在“ Breed4Food”中进行了合作,这是一项畜禽育种竞争前研究的公私合作伙伴计划,将有助于可持续育种计划的制定。

  2.6 国际能力建设和知识交流 鉴于畜牧业面临的挑战以及在欠发达国家或地区动物遗传资源濒临灭绝的风险,荷兰将支持其他国家和地区动物遗传多样性保护和可持续利用。荷兰通过开展研究、培训和教育进行能力建设在欧洲和全球层面支持《动物遗传资源全球行动计划》的实施。ABGC 与欧洲大学合作制定和实施动物遗传育种领域研究生联合培养计划。

  荷兰的育种机构还将通过为其他国家和地区提供育种种群、遗传材料和知识以促进全球畜牧业的发展。荷兰还将与合作国家和地区联合投资地方育种计划,预测当地的需求和生产环境,是促进当地动物育种和畜牧业可持续发展的一个合作方向。

  2.7 政策法规制定和实施 2002 年,荷兰议会通过了一项关于遗传资源的政府政策:“Sources of Existence”。荷兰的动物育种和研究都受益于国际动物遗传资源的平稳交流。正确实施 ABS 议定书和欧盟的 ABS 法规对于规范全球交流非常重要。《动物遗传资源全球行动计划》将通过国家政策和监管框架在全国范围内进一步实施。在许多其他与牲畜有关的政策、法规和机构中,该框架包括 ABS 法规、畜牧(动物育种)法规以及 CGN 的法定研究任务。

  3 协会与大型育种公司的作用

  3.1 协会在育种中的作用 育种协会、牲畜饲养者联盟等在品种保护和发展、监测和促进可持续利用和原位保护以及提高公众意识方面发挥着非常重要的作用。一些组织和社团通过让公民捐款的方式参与动物遗传资源的保护,从而为保护和利用稀有动物品种提供资金。另外,瓦赫宁根大学和研究中心与 4 家国际动物育种公司建立的联合体——Breed4Food 专注于利用 DNA 信息和精确表型分型研究新的应用知识、独特和创新的方法、软件和工具,从而在科学上取得突破,加强遗传改良,实现畜牧业的盈利和可持续性发展 [3]。

  3.2 大型育种公司在育种中的作用 荷兰大型育种公司在动物育种中更是发挥着极为重要的角色,如 CRV 育种公司为奶农提供多种服务,开发、生产和销售牛精液、胚胎,进行人工授精、发情监测、胚胎移植、繁殖咨询、产奶登记(MPR)、良种登记等领域的相关服务。CRV 将增加牧场利润的方法分为奶牛健康和奶牛效率 2 个方向,致力于利用育种技术培育出更健康更有效率的奶牛来增加牧场的利润。CRV 公司制定了荷兰奶牛育种指数 NVI,在奶产量经济指数的基础上增加了长寿性、体细胞数、繁殖性状、乳房健康性状及肢体健康性状参数,更加注重效率和可持续发展。CRV 育种方案会从其育种中心每批 12 400 个胚胎中通过 5 轮精确筛选,最终选择出携带优质基因的公牛,为各地奶牛场提供优质的冻精 [4]。

  汉德克斯育种公司则通过卓越的组织、产品、运营和销售来推动其发展。通过对新兴技术如自动化、遗传学和数据科学等领域的投资提升其育种价值。在运营方面,通过定义清晰的流程和关键绩效指标提升效果;通过投资和数据驱动育种以开发适合市场和未来的产品,正如其近年来在蛋鸡和火鸡方面取得的成就,为了保持和建立优势竞争地位,其致力于用可持续的、高质量的动物遗传学来推动育种发展 [5]。

  4 启示与借鉴

  4.1 制定可持续育种计划 畜牧业的可持续性发展和可持续育种目标是荷兰的重要政策导向,并通过立法促进和监测由育种协会和育种组织实施可持续性的育种和保护计划。针对我国的主要养殖畜种,农业农村部制定实施了一系列种群改良计划,从良种选育和扩繁体系的构建、核心种畜禽场遴选、性能测定及登记、遗传评估与优秀冻精推广等方面制定了发展计划 [6-9],但对于动物育种研究的规划布局方面涉及不多。中国畜牧业管理部门应当针对我国动物育种发展现状进一步制定可持续发展的相关战略规划。荷兰动物育种企业在动物种业发展中的作用尤为突出,其持续而稳定地投入育种领域,依据市场需求和社会发展形势变化不断调整优化育种策略的做法值得我国动物育种企业借鉴。

  4.2 注重能力建设和合作交流 荷兰通过开展研究、培训和教育进行能力建设,从而在欧洲和全球层面支持《动物遗传资源全球行动计划》的实施。荷兰瓦赫宁根大学与大型育种企业组成联盟针对育种领域前沿技术开展探索以推动种业发展。我国的遗传育种研究者也定期开展了动物遗传育种相关的学术交流会,讨论我国在动物育种方面的问题 [10-11],但中国动物育种企业在技术积累和持续投入方面都还较弱,更缺乏对育种前沿技术的研发布局,因而应进一步完善育种企业与研究机构紧密合作的机制,为动物育种和遗传资源保护领域的能力建设提供强有力的支撑。

  4.3 实现育种技术的革命 荷兰对基因组选择技术在动物育种领域的应用尤其是跨品种育种方面寄予厚望。新型生殖技术的迅速发展也为育种和保护遗传多样性提供了新的机遇。中国的动物育种研究规划应重视农业动物基因组学和新型生殖技术的深入研究、重要经济性状形成的遗传机制解析、精准育种技术等动物优良种质创制的关键理论和技术的创新,实现育种技术的变革。

  4.4 实施“原位国家计划” 荷兰实施的“原位国家计划” 采取以市场为导向的战略来保护和利用本土 / 本地动物遗传资源;通过更好的估值和营销,将动物品种的生物文化价值转变为经济收益。中国应积极开发地方特色品种的功能、产品,增加服务多样性的价值,通过开发特定的供应链和差异化产品,推动地方特色品种的保护和可持续性利用。——论文作者:颜志辉 1 ,金 迪 2 ,王爱玲 1 ,赵静娟 1 ,郑怀国 1*

  参考文献:

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  [2] Minisitry of Economic Affairs. Convention on Biological Diversity: Fifth National Report of the Kingdom of the Netherlands[Z/OL]. (2014-04-15) [2021-03-20]. https://www.cbd.int/ doc/world/nl/nl-nr-05-en.pdf.

  [3] Breed4food 简介及研究项目 [OL]. (2013-01-28)[2020-06-10]. https://www.breed4food.com/about-us.

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  [10] 任红艳 , 陈从英 , 孟庆峰 , 等 . 动物优良种质创制的关键理论和技术 [J]. 中国科学基金 , 2018, 32(3):320-327.

  [11] 华南农业大学 . 第二十次全国动物遗传育种学术讨论会召开 [EB/OL]. (2019-12-09) [2021-03-20]. https://www.scau.edu. cn/2019/1209/c1300a214672/page.htm.

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