2018年10月，從山東奧克斯畜牧種業(yè)公司傳出的一則消息引起國內(nèi)畜牧人的關(guān)注：該公司首批通過胚胎工程技術(shù)培養(yǎng)的“試管奶牛”順利誕生，標志著公司擁有了集奶牛活體采卵、性別控制、體外受精、胚胎發(fā)育及胚胎移植等先進技術(shù)于一體的體外胚胎生產(chǎn)(OPU-IVP)技術(shù)體系，其中胚胎移植成功受胎率達到42%，達到國際先進水平。
2019年4月20日，山東省農(nóng)業(yè)科學院奶牛中心、東營神州澳亞現(xiàn)代牧場有限公司與山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司聯(lián)合召開了奶牛體外胚胎產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成果發(fā)布會，正式發(fā)布了該重磅成果。中國農(nóng)業(yè)大學研究員戴蘊平介紹，科研院所、種業(yè)企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)，瞄準行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵瓶頸，開展聯(lián)合攻關(guān)，釋放出“1+1+1>3”的巨大能量，取得了重大突破。該技術(shù)是繼人工授精、超數(shù)排卵后又一次奶牛繁育技術(shù)革命，標志著我國奶牛繁育技術(shù)進入了“5G時代”、奶牛品種改良有了“國產(chǎn)芯片”。
研發(fā)背景：我國奶牛產(chǎn)業(yè)長期面臨“缺芯之痛”
“長期以來，我們不僅優(yōu)質(zhì)種公牛和母牛要依靠進口，凍精和胚胎也多數(shù)要從國外引進。由于進口價格遠遠高出其國內(nèi)售價，導致我國奶業(yè)在成本上就面臨先天不足，在國際上缺乏競爭力。”中地牧業(yè)集團副總經(jīng)理宋乃社說。
據(jù)不完全統(tǒng)計，我國進口凍精的年銷售量約在400萬劑以上，已占據(jù)凍精市場的半壁江山且市場份額逐漸擴大。在種質(zhì)培育方面，國內(nèi)的種公牛大部分是通過胚胎或活體引進的，自主培育的種公牛不足20%。此外，頻繁引種也帶來了疫病風險。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司副巡視員孫好勤介紹，自2008年以來，我國就瞄準突破奶牛產(chǎn)業(yè)“缺芯之痛”，啟動實施了奶牛群體遺傳改良計劃，推進了生產(chǎn)性能測定、良種補貼、優(yōu)質(zhì)種公牛培育技術(shù)與組織示范、現(xiàn)代種業(yè)提升工程等項目工程，建立健全了中國荷斯坦牛品種登記、奶牛生產(chǎn)性能測定、種牛遺傳評估和冷凍精液推廣等四大體系，初步形成了全基因組選擇精準化、普及化，生產(chǎn)性能測定標準化、規(guī)范化，種公牛后裔測定企業(yè)化、聯(lián)合化，遺傳評估統(tǒng)一化、權(quán)威化的奶牛育種格局。2018年，我國奶牛平均單產(chǎn)達到7.4噸，比2008年提高了54%，進入10噸俱樂部的主體超過45家。據(jù)測算，參測奶牛每頭每年增加1噸奶產(chǎn)量，增加經(jīng)濟收入4000元。
“成績來之不易，但存在的問題也不容忽視。”孫好勤說，“我國奶牛核心種源自給率還較低，對外依存度依然較高。國內(nèi)存欄乳用種公牛主要來源于活體引進和進口胚胎，優(yōu)質(zhì)凍精也以進口為主。從深層次分析，主要還是育種機制發(fā)展滯后，缺乏持續(xù)有效的育種組織體系，聯(lián)合育種推進緩慢，育種企業(yè)上下游聯(lián)合與模向聯(lián)合的育種機制不健全，育種素材交流難，資源共享難，基礎工作不扎實。”
機制創(chuàng)新：產(chǎn)學研聯(lián)合攻關(guān)釋放“1+1+1>3”能量
從優(yōu)質(zhì)種公牛身上采集精液，從優(yōu)質(zhì)母牛身上采集卵母細胞，之后進行體外受精;體外培養(yǎng)得到的胚胎冷凍保存，或者直接移植到適合的母牛體內(nèi)，其生出的小牛就具備了優(yōu)良基因，這就是“試管奶牛”技術(shù)，也是奶牛產(chǎn)業(yè)具備競爭力的基礎核心技術(shù)。
在我國，“試管奶牛”技術(shù)要走向產(chǎn)業(yè)化，需克服五大核心技術(shù)問題，即培育優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源、奶?；铙w采卵技術(shù)、體外胚胎生產(chǎn)及保存技術(shù)、性控技術(shù)和全基因組選擇技術(shù)。
在此背景下，堅持“問題導向、強強聯(lián)合、優(yōu)勢互補、合力攻關(guān)”就成為了一條現(xiàn)實路徑。2013年，山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司、東營神州澳亞現(xiàn)代牧場有限公司與山東省農(nóng)業(yè)科學院奶牛研究中心正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，構(gòu)建奶牛優(yōu)秀種質(zhì)自主創(chuàng)新平臺。山東省農(nóng)科院奶牛中心負責前端研究，新技術(shù)研發(fā)、后裔測定評估、特色種質(zhì)選育;奧克斯負責應用研究，OPU-IVP、種公牛培育、優(yōu)良種質(zhì)推廣;澳亞牧場負責落地實踐，種子母牛群建設及優(yōu)質(zhì)種質(zhì)快速擴繁。
“三者通力協(xié)作，迅速引發(fā)化學反應，產(chǎn)生了‘1+1+1>3’的效果。”山東奧克斯畜牧種業(yè)有限公司董事長高運東說，“依靠科研院所，聯(lián)合建立的核心研發(fā)團隊，包括博士11人，碩士26人，國家奶牛產(chǎn)業(yè)體系崗位科學家2人，山東省泰山產(chǎn)業(yè)領軍人才1人。依靠生產(chǎn)企業(yè)，團隊開展科研試驗和生產(chǎn)實踐就有了廣闊試驗田，科研團隊出成果，技術(shù)人員有干勁，生產(chǎn)企業(yè)有效益，一舉多得。”
團隊自組建以來，已獲得11項省部級獎勵、22項發(fā)明專利，國家863計劃、國家自然科學基金、山東省農(nóng)業(yè)良種工程、山東省科技攻關(guān)計劃等大項目不斷;獲得山東省科技進步一等獎1項、二等獎1項，中華農(nóng)業(yè)科技獎一等獎1項。
意義重大：為提升我國奶業(yè)競爭力注入“核心力量”
澳亞牧場首席運營官楊庫欣喜地告訴記者：“澳亞現(xiàn)有7個奶牛場，目前平均單產(chǎn)均在12噸以上，其中第七牧場連續(xù)50多天平均日單產(chǎn)超過45公斤。下一步將與奧克斯、奶牛中心在種質(zhì)改良方面進一步深入合作，特別是體外胚胎技術(shù)的廣泛應用。”
高運東介紹，通過產(chǎn)學研深度合作，團隊取得了一系列重大突破：率先建立了現(xiàn)代奶牛育種技術(shù)體系，累計培育優(yōu)秀后備公牛532頭，培育出全國排名第一、第二的種公牛，部分種質(zhì)水平遺傳品質(zhì)達到國際水平;創(chuàng)建了國際一流的種子母牛群300頭，開啟了我國優(yōu)秀奶牛種質(zhì)自主培育的新里程。在國內(nèi)率先開展奶牛體外胚胎生產(chǎn)技術(shù)研究與應用，集成全基因組選擇、活體采卵——體外受精等奶牛繁育高新技術(shù)，形成奶牛商業(yè)化育種產(chǎn)業(yè)鏈條。
2018年，團隊在東營神州澳亞牧場通過體外胚胎技術(shù)成功培育出17頭后備公牛和優(yōu)秀母牛;2019年在現(xiàn)代牧業(yè)(商河)有限公司進行產(chǎn)業(yè)化探索，生產(chǎn)體外性控胚胎1312枚，移植胚胎688枚，受胎率達到42%，該項技術(shù)國內(nèi)領先，達到國際先進水平。
“當前，國際奶業(yè)發(fā)達國家奶牛年平均單產(chǎn)12噸以上，而我國的平均水平僅在7.4噸左右。應用‘試管奶牛’技術(shù)，選擇高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)奶牛作為供體，采集卵母細胞，用優(yōu)秀公牛精液進行體外受精，生產(chǎn)體外胚胎，再通過低產(chǎn)母牛‘借腹生子’，所產(chǎn)后代可一次性大幅提升產(chǎn)奶能力，其生產(chǎn)水平可達到供體母牛的水平。”高運東說。
山東省農(nóng)科院奶牛中心副主任黃金明介紹：“具備了‘試管奶牛’技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣能力，不僅可大幅降低國內(nèi)養(yǎng)殖企業(yè)生產(chǎn)成本，迅速提高產(chǎn)奶量，提升我國奶業(yè)競爭力，還可相對減少飼養(yǎng)奶牛對飼料資源和環(huán)境污染的壓力，經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益都十分顯著。”
