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一、技术概述
（一）技术基本情况
随着家猪基因组研究深入和芯片技术发展，应用全基因组芯片开展猪育种已成为国内外猪育种的常规技术。“中芯一号”猪育种基因芯片由江西农业大学牵头，结合中国农业大学、华中农业大学等12家高校（科研院所）最新科研成果，由江西农业大学独立自主设计，参与单位对所提供基因位点的育种效果负责并与应用企业协商应用。芯片2018年6月上市，该芯片集先进性、兼容性、实用性、自主性于一体，涵盖家猪七大类201个重要经济性状的29个因果突变位点及1642个紧密关联位点，共51368个位点，技术参数见图1。“中芯一号”芯片位点转化率99.29%，检出率为99.9%，重复性为99.99%，基因组育种值准确性比当前主流芯片提升7%-22%，性能参数达国际领先水平，打破了此前育种芯片由欧美设计制造的技术壁垒。
图1 “中芯一号”芯片技术参数
“中芯一号”猪育种基因芯片在全国猪育种科研与应用领域产生了良好影响，相继入选为改革开放40年高等学校科技创新重大成就（2018年，重大科学前沿创新类）、江西省十大科技成果（2021年）、 “奋进新时代”主题成就（2022年），2023年被国家博物馆收藏。
图2 “中芯一号”猪育种芯片被国家博物馆收藏
“中芯一号”芯片应用范围广泛，不仅可用于核心群种猪基因组育种值评估、因果基因标记辅助选择育种，还可用于全基因组关联分析（GWAS）、全基因组连锁分析（QTL）、种质资源鉴定、亲缘关系及血缘比例分析、经济性状评估等科研和种猪育种实践。
（二）技术示范推广情况
“中芯一号”芯片上市以来，在新希望集团、金新农集团、正邦集团、四川巨星农牧、铁骑力士，广东壹号土猪、内蒙古赤峰家育、福建傲农、北京中育、河南新大等56家大型种猪育种企业推广，对公司基因组育种提供技术支持。在南京农业大学、山东农业大学、山东省农科院、中国农业大学、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、四川农业大学、华中农业大学、黑龙江农科院、西北农林大学等20多家科研院所和高校开展基础研究工作。截至2023年12月31日，累计完成411,978头猪的芯片检测工作，为种猪遗传评估提供了准确、高效的评估技术，技术应用全国分布见图3。
图3 “中芯一号”在全国检测分布
以赤峰家育种猪生态科技集团有限公司为例，公司2018年开始，应用“中芯一号”基因芯片开展三阶段基因组育种，持续开展检测选种选配，2019年至2023年，累计完成大白猪样品检测38633头，大白母猪平均窝总产仔数由2018年12月13.65头提高至15.21头，年均提高0.31头，大白母猪年提供断奶仔猪头数提高了0.65头。通过提前选留、减少常规测定数量，增加公猪销售收入，节约了饲料成本，有效协调了育种与销售矛盾，经济和社会效益显著。在支撑猪新品种培育方面，“中芯一号”芯片技术支持育成川乡黑猪、山下长黑、乡下黑猪、天府黑猪等国家畜禽遗传资源委员会审定家猪新品种4个。
（三）提质增效情况
以2000头（大白：长白：杜洛克设为1200:500:300）规模核心群企业为例，如未进行芯片检测，按照国家常规测定标准，常规测定量应不低于10000头。
开展基因组选择三阶段选留，在保育阶段即可进行准确的早期选择，降低常规测定数量，长白大白公猪常规测定约1000头，杜洛克公猪常规测定约300头；长白大白母猪常规测定约2300头，杜洛克母猪常规测定约300头，合计常规测定3900头，即能够达到比常规选育更好的选育效果。
1. 芯片检测新增成本
小公猪检测（2000×50%×2+ 2000×50%×1）×2窝/年=6000；长白、大白小母猪检测（1700×50%×2）×2窝/年=3400；杜洛克小母猪检测（300×0%×1）×2窝/年=300；合计每年共需检9700个样本的芯片，检测成本约9700×135元/头=131万元。
2. 育种应用节约成本
（1）因果位点直接选育新增收益：“中芯一号”育种芯片包含江西农业大学自主研发的增加肋骨、体长、抗仔猪腹泻、降低酸肉及滴水损失等专利基因技术13项，可根据芯片检测分析提供的有利基因型进行选种选配，选育多肋骨、长体长、优质肉等优势特色种猪新品系。以多肋基因为例，经标记辅助选择纯和后的优质纯种猪1头可辐射商品猪2000头。该有利基因型可增加肋骨1对，体长增加1.5cm，商品猪屠宰增加1kg带排骨优质肉，每头猪售价新增30元，经济效益极显著（图4）。
图4 多肋基因影响家猪体长及商品猪产肉量示意图
（2）提升遗传进展新增收益：与基于系谱的常规BLUP相比，基因组选择能提综合升育种指数35%，每头猪每世代提升净经济价值12.8元（PIC公布资料），通过提升遗传进展，核心场每年新增收益2000（核心群数量）×12.8（元）×2世代/年=5.1万元/年；由核心种猪生产的商品猪效益提升极显著，且这些遗传进展会逐年递增累加。
（3）基因组选育实现生产成本降低；饲料成本方面：通过早期基因组选择可实现节约饲料成本，按60kg销售，比常规100公斤测定后销售约节省饲料50 公斤，每公斤饲料2.5元计算。即（9700-1000-300-2300-300）×50×2.5=72.5万元。
小公猪销售收入方面：在国内一般销售未经阉割的公猪会降低收入，按照每头约150元，通过提前选留、减少常规测定，可增加公猪销售收入（6000-1000-300）×150=70.5万元。
综上，忽略人工、猪只损失及场房折旧等，通过基因组育种即可节约饲养成本72.5+70.5=143万元。
（四）技术获奖情况
“中芯一号”包含的因果位点中，“多肋骨因果位点VRTN”获2022年度江西省科学技术进步一等奖、“抗仔猪腹泻因果位点muc13”获2010年度江西省技术发明一等奖和2011年度国家技术发明二等奖。
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图5 中芯一号育种芯片所含因果基因获奖
二、技术要点
（一）三阶段基因组育种
第一阶段：在仔猪出生0-28日龄内，小公猪符合初生重、乳头数等指标，依据前期估算的综合指数全采集或采前50%个体，小母猪符合指标个体全采。
第二阶段：在仔猪生长至28-75日龄阶段，依据体型外貌及健康状况，选留个体利用“中芯一号”检测基因型，通过“中芯一号”已有因果位点进行标记辅助育种，淘汰基因型不利个体。同时进行第一次育种值评估，依据选择指数及时阉割小公猪并选留前25%种猪进行测定。
第三阶段：在选留生长至100Kg时，对选留种猪进行终测，获得终测表型数据，同时再一次进行基因组育种评估，依据评估结果结合血缘选留最优秀的种猪。
图6 “中芯一号”三阶段基因组育种流程图
（二）样品采集与编号
开展猪基因组育种可采集血液样本，组织样本和精液样本。推荐样本编号规则如下：“公司简称首字母（大写）+采样日期（年/月/日）+个体品种（D/L/Y/P：杜/长/大/皮）+猪性别（M/F）+日龄+个体编号”。
（三）样本送测
根据育种公司品种、数量、育种方案，制定寄（送）样本方案，并提供送样个体的系谱数据、环境效益因子（场次、季节、胎次等）、表型测定数据等。确保选留前得到猪只的GEBV，指导留种和（或）选配。
（四）“中芯一号”分型
样本DNA提取技术标准为：260/280在1.7-2.1；单个样品浓度>50ng/ul；单个样品总量>1ug；样品无大分子污染，无降解。按照“中心一号”芯片操作手册流程，3个工作日内完成芯片检测工作，获得芯片基因组分型结果及样本的质检结果。
（五）GEBV（基因组估计育种值）评估及应用
根据送测样本的原始芯片数据、SNP分型结果，估算GEBV值和综合指数并排序，以便企业开展选育工作。育种企业也可根据选育方向制定指数，制定目标性状GEBV评估模型。三阶段选育方案详细执行细节由育种企业和指导的育种专家协商制定执行。
三、适宜区域（适应推广应用的主要区域）
适用于全国范围内杜洛克、长白、大白育种核心群的选种和选配；适用于全国范围地方猪遗传多样性评估及种资源鉴别，可用于种猪新品种培育。
四、注意事项（在技术推广应用过程中需特别注意的环节）
无。
五、技术依托单位（须与汇总表所填数量、单位一致，需列入参与技术推广的各级国家农技推广机构）
1. 单位名称：江西农业大学
联系地址：江西省南昌市庐山中大道888号
邮政编码：330045
联 系 人：肖石军
联系电话：13979108992
2. 单位名称：江西省农业技术推广中心
联系地址：江西省南昌市东湖区大院街道北京西路156号
邮政编码：330006
联 系 人：张国生
联系电话：13970820113