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1、中心简介

国家奶牛胚胎工程技术研究中心是2004年经国家科技部批准,依托首都农业集团公司组建。中心在北京市科学技术委员会和依托单位北京首都农业集团的大力支持下,紧紧围绕“四个一流”和“三个良性循环”的总体发展目标,结合中心的实际条件和发展规划,建立了适合市场经济的科技成果产业化研发运行机制和运行机制,2008年通过科技部验收,正式挂牌运行,目前运行情况良好。

国家奶牛胚胎工程技术研究中心是全国规模最大的良种奶牛产业化繁育基地,是我国奶牛良种行业的技术研发、技术集成组装与成果推广的辐射平台。筹建运行以来,中心始终致力于奶牛良种繁育技术的研究与推广。目前,中心种公牛站饲养荷斯坦、娟姗、西门塔尔、利木赞、夏洛来等种公牛196头,中心良种场饲养优质荷斯坦母牛800头,年平均产奶量达10075千克。中心年生产、推广冷冻精液300万剂,具有年生产优质组合胚胎2万枚的能力,奶牛胚胎和冻精产销量全国第一,产品覆盖了全国30个省、市、自治区。

国家奶牛胚胎工程技术研究中心拥有全国领先的奶牛胚胎和冷冻精液生产线、科研设备、技术和人才。中心拥有农业部奶牛遗传与繁育重点实验室、奶牛遗传与繁育北京市重点实验室、博士后工作站。中心始终坚持把发展实用科技和技术创新摆在首位。中心利用具有的奶牛良种资源、胚胎生物工程技术和现代遗传育种理论,已经初步建立了具有自主知识产权的种牛培育体系,为摆脱我国优秀种牛长期依赖进口的状况打下了基础,为我国奶业的发展作出了重要贡献。

 

2、实验室条件

国家奶牛胚胎工程技术研究中心拥有建筑面积达3182平方米的综合实验楼,实验楼内设有实验室、会议室、图书室及办公室等场所,其中实验室占地面积为1565平方米,主要包括胚胎体外培养实验室、胚胎显微操作室、分子检测实验室、牛冷冻精液质量检测室、微生物室及DHI测定室等。实验楼内的水、暖、电供给齐全,现代化程度高;实验室布局合理,环境优雅,完全能满足奶牛研发的工作要求。实验室拥有通用和专用的仪器设备多台,仪器设备固定资产值人民币约1200万元,其中包括牛冷冻精液分装一体机、精子运动图像分析仪、乳成份分析仪、B型超声波活体采卵仪、显微操作仪、二氧化碳培养箱、无菌操作台、梯度PCR仪、凝胶成像系统、冷冻型高速离心机、垂直电泳系统、超纯水制备系统等先进科研仪器设备300余台套。中心基础设施条件健全、完备,资金雄厚,管理先进,完全具备开展与奶牛相关的基础研发及应用的设施需求,具备从事奶牛胚胎生物工程、奶牛繁殖学、奶牛数量遗传学及分子遗传学等领域研究所必需的实验条件。

 

3、试验基地条件

首都农业集团有限公司作为“中心”的依托单位,具有显著的奶牛良种优势、基础设备和经济实力、技术人员和地理区位等方面的优势。首都畜牧饲养有近5万头高产奶牛,平均单产10000千克以上,是全国遗传质量最高、规模最大的良种奶牛繁育基地,可满足奶牛良种繁育试验研究的条件。

 

4、国际交流合作情况

本中心坚持开放服务、开放研究,联合开发,立足北京、服务全国、连接国外,积极开展国内外广泛的交流与合作,不断引进“硬件”和“软件”,扩大中心的影响力, 引领奶牛育种与繁殖行业的技术创新。

多年来,本实验室开展了广泛的国际合作交流,先后与美国胚胎移植协会、美国TransOva公司、巴西圣保罗州大学(UNIVERSIDADE  ESTADUAL  PAULISTA)、法国COOPEX公司、德国宝牛公司、加拿大EASTGEN公司、美国环球公司等国外研究组织开展合作与技术研究,开展有关奶牛胚胎生产技术、种牛繁育技术、种公牛饲养管理与繁殖技术的专题交流与合作。中心先后与中国农业大学、中国农科院北京畜牧兽医研究所开展了转基因技术、犊牛超排、胚胎克隆等技术研究与应用。广泛的国内外合作对中心技术与推广层面的工作开展起到重要促进作用。

 

5.牛冷冻精液关键技术的研究与应用

本成果研究了间隔爬跨对种公牛采精量影响;优化冷冻精液生产工艺,提高产品数量和质量;建立了牛精液质量检测系统与完整的种公牛冷冻精液损伤检测程序。研究不同的间隔爬跨方案对种公牛采精量的影响结果表明,采用二次间隔爬跨采精,每次空爬间隔为2min是比较合理的采精方式。在冻精生产工艺优化方面,不同初冻温度冷冻降温对精子存活率的研究结果表明,初冻温度为-112℃时,精子冷冻解冻复苏率最高。延长平衡时间和提高冷冻保护剂的比例对牛冷冻精液冻后活力的影响研究结果表明,甘油浓度和平衡时间对精液冷冻活力有共同的影响,且在平衡时间为7.5h和甘油浓度为7%时,精液的解冻后活力最佳。在牛精液质量检测方法和程序方面,与普通的人工目测法相比,采用计算机辅助分析仪检测精子质量更准确、可靠。采用荧光染料,利用计算机辅助分析仪可以准确的检测精子的损伤部位。

以优质、高效冻精为核心的现代种公牛冷冻精液生产体系的建立与应用,加速了我国荷斯坦牛的遗传改良,从而产生了大量的优秀后代母牛,将大大缩短我国奶牛良种繁育与世界水平的差距,从而显著地提高了我国奶牛群的遗传素质和生产水平,加快北京市及全国奶牛良种进程。该成果应用可显著提高我国公牛站牛群的质量,规范种公牛市场,保证种公牛的遗传素质不断得以提高。该成果获得2012年度首都农业集团有限公科技进步二等奖。

 

不同初冻温度冷冻降温曲线不同初冻温度下解冻附属率比较

 

6. 奶牛良种扩繁配套新技术推广应用

中心研发团队重点推广了基因组育种值优秀种公牛及冷冻精液,配套推广了隐性有害基因分子检测与亲子鉴定、性控冷冻精液快速扩繁、产后100天繁殖管理及同期发情-定时输精等综合实用技术,建立了奶牛良种扩繁配套新技术体系。

应用基因组选育新技术选育优秀青年种公牛,与常规育种比较,可以提前3年将具有最新遗传进展的优秀种公牛冻精得以推广应用,显著缩短了世代间隔。同时,通过对种公牛、种子母牛CVM、BS等隐性有害基因的筛查、淘汰,有效避免了CVM等遗传缺陷在奶牛群中的发生频率,减少流产、死胎、畸形发生率,增加养殖效益,相关检测方法已申请国家发明专利。在性控冻精高效生产技术推广方面,优化奶牛性控冻的生产程序,提高了优秀种公牛利用效率;通过改进性控精液的稀释液配方,使性控冻精解冻活力从42%提高到45%。应用同期发情-定时输精技术有效缩短产犊间隔,同时解决人工观察不到位、奶牛静默发情导致的发情漏检,也可降低奶牛发情不排卵的比率。

该成果累计推广基因组选择优秀种公牛冻精45.04万剂、性控冻精10.55万剂;获得改良后代母牛10.09万头,较常规冻精多获得良种母牛13679头;平均单产提高382kg;年总受胎率提高4.2个百分点、产犊间隔缩短29天;种公牛遗传缺陷基因携带率均下降到0;成果覆盖全北京市存栏奶牛96%。该成果推广对提升北京市奶牛良种培育水平和效率,提高京郊乃至全国奶牛养殖业的综合生产技术水平起到了重要的推动和辐射作用,加速了我国奶牛良种产业化的进程,经济和社会效益显著。该成果获得2013度北京市农业技术推广奖二等奖。

2003-2009年北京市成母牛单产及产奶量育种值变化曲线