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论我国奶牛群体遗传改良策略

张沅   中国农业大学教授

奶牛业是饲料转化效率最高、资源利用最节约的畜牧业，是现代技术和资金投入最为密集、集约化程度最高的养殖业，是市场化和产加销一体化程度最高的产业，也是极具发展潜力和广阔前景的“朝阳产业”。因此世界大多数国家和地区都将发展奶牛业放在畜牧业的首要位置。改革开放20多年来，我国畜牧业持续高速发展，肉类和禽蛋生产总量连续多年居世界首位，肉类和禽蛋的人均占有量也远高于世界平均水平。但奶牛业发展相对滞后，我国在奶类总产量、人均占有量、奶牛平均生产水平和奶制品的质量等方面都远远低于世界平均水平。

在我国正在进行的农业结构调整中，一项重要的任务，就是大力发展畜牧业。而我国畜牧业的发展同样面临着结构调整的问题。为此，农业部提出了畜牧业结构调整的方针是“两稳定，两加快，两突出”，其中将奶类生产列为突出发展的位置上。因此全国各地出现了前所未有的奶业发展的热潮。当前摆在我们面前的一个重要问题，就是科学地确定我国奶业长期、稳定发展的策略问题，本文拟就我国奶牛群体遗传改良的策略作一个粗浅的论述。

1、奶牛群体的遗传改良是奶业发展的基本策略

影响奶牛业生产效率的的主要因素有四个，即优质高产的奶牛群、优质饲料、良好的饲养管理条件和有效的防病治病措施。上述四个因素通过科学技术实施才能得以实现，他们相对应的科学技术因素分别是：遗传育种技术、营养饲料技术、饲养管理技术和疫病防治技术。根据美国农业部对数十年来各种科学技术对奶牛业发展的贡献率的分析，在这4类技术中，遗传育种技术的贡献最大，达到了40%。在奶牛业中通常用每头成年母牛每年生产奶的量来笼统地评价牛种的生产水平，让我们从以下的一组数字去悟出“种”对于奶业的重要性吧：

上表数据表明，决定一个国家或地区奶牛业生产水平的首要因素是牛种；我国奶牛群体的总体水平远落后于发达国家；我国“奶牛群”的大部分亟待选育改良；而我国主要大中城市郊区的牛群具有较高的生产水平；事实表明，经过系统的遗传改良措施，可以使低产牛，即使是黄牛，也可得到产奶量大幅度的提高。

奶牛的育种技术是独具特色的，由于奶牛是一种世代间隔长（3～4年）、繁殖率低（每年1胎、每胎1头）的畜种，因此人们既不能像作物那样，通过各种手段，不断的培育奶牛新品种；也不能象猪禽等畜种那样建立杂交配套繁育体系。奶牛群体的育种工作，只能通过对现有品种，即对占当今世界奶牛存栏90%以上的品种－荷斯坦奶牛长期、系统地实施科学的选育技术，使奶牛群得到整体的遗传改良。数十年来，世界各国的奶牛科学家应用遗传学理论和方法，经过长期的实践，总结出一套奶牛群体的遗传改良技术体系，包括4项工作：

——严格、系统、规范的奶牛个体生产性能测定；

——通过定期的良种登记，培育和选育高产奶牛育种核心群；

——通过公牛的后裔测定和相应的遗传评定技术选育优秀种公牛；

——利用人工授精技术，将优秀种公牛的优良遗传物质推广到整个牛群，以期改进全群的生产性能。

这一遗传改良技术体系经过长期在世界各国应用，已经证实是迄今最为科学、合理和有效的成套技术。最有说服力的例证是北美奶牛群的发展进程，20世纪50年代初，美国和加拿大的奶牛平均生产水平仅是5000千克左右，1953年两国同时启动了“牛群遗传改良计划”，即我们说的“DHIP”，经过半个世纪的努力，使两国拥有当今世界上最好的奶牛群。近年来，由于上述奶牛群体改良技术日渐成熟，加之生物技术与计算机技术的应用，使世界发达国家的奶牛业发生了很大的变化，主要表现在奶牛存栏数量不断减少，而产奶产总量持续增加，生产效率得到了大幅度提高。美国是这种变化最为显著的国家，从1989年到1998年的10年间，美国全国的奶牛存栏量减少了9%，而奶产量增加了9%，奶牛个体平均生产性能提高了20%。

科学的分析与世界奶业发展的历程表明，奶牛良种是奶业的必要资源，奶牛品种的不断改良提高是奶业发展的根本动力，研究、发展和实施奶牛群体遗传改良技术体系是奶业发展策略的重要方面。

2、我国奶牛品种改良工作的现状及问题

建国以来，经过几代人的努力，我国奶牛业从无到有，从小到大。

我国奶牛业的发展是由品种改良和培育新品种所带动的，在我国的牛品种资源中没有奶牛品种，我们饲养的奶牛最早是由国外引进的，国外奶牛品种引入后，一方面在小范围内进行纯种繁育，另一方面为了扩大奶牛群的数量，使用纯种进口荷斯坦公牛对本地的黄牛进行杂交改良，经过一定世代的级进杂交和杂交牛的横交固定。再经过长时间的筛选和选育工作，逐步形成了特性、特征表现一致、遗传稳定，适应性强的奶牛群，这就形成了育成新品种的基础。1985年经国家鉴定我国自己的奶牛新品种正式被承认，定名为中国黑白花奶牛，后更名为中国荷斯坦奶牛。

按照育种学理论，一个育成品种，如不加强在品种内的选育提高工作，将会因受到自然选择的影响，造成品种退化，即有如“逆水行舟，不进则退”。为此中国奶牛协会在科技部、农业部的支持下，会同教学科研部门的科研工作者和各地奶牛育种工作者，在中国荷斯坦牛群中开展了一系列选育、改良提高工作。概括起来说，有以下几方面：

——利用人工授精技术在内蒙古、黑龙江等省区开展了大面积的“冷配”黄牛改良工作，为增加我国奶牛的总头数和总产奶量打下了基础；

——通过品种调查和良种登记，在“七五”期间选育了高产奶牛核心群，这对于培育优秀种公牛奠定了基础；

——为了加快牛群的遗传改良速度，通过各种渠道引进大批种公牛、冷冻精液和胚胎。经分析，我国奶牛主要产区近年来所获得的增产效果，很大部分是由于引进国外育种材料所致；

——自1983年开始，由中国奶牛协会牵头，组织了27批的全国联合公牛后裔测定，参加测定公牛355头，初步探索了在我国选育优秀种公牛的技术；

——1995年以来，在执行中国－加拿大奶牛育种合作项目中，在上海、西安、杭州、北京等10几个省市先后试行了奶牛生产性能测定（DHI）体系，初步推行了在我国多年未能实现的这项非常重要的奶牛品种改良的基础工作；

——“八五”期间，中国奶协又牵头完成了“奶牛MOET育种体系的建立与实施”的国家科技攻关项目，探索了应用胚胎移植技术选育优秀种公牛的途径，并初步培育了一批优秀种公牛。

诚然，在过去的几十年中，我国的奶牛业不断地发展，而且近年来发展速度十分迅猛。但在研讨奶业发展策略时，我们应清醒地看到，从奶业生产水平、生产效率和技术水平上，特别在奶牛品种遗传素质和选育技术上，我国与发达国家有相当大的差距，这些差距主要表现在以下几个方面：

——由于奶业的发展在我国长期没有受到应有的重视，因此奶牛品种改良工作指导思想不明确，缺乏稳定的育种目标、长期的改良方案、系统成熟的技术、高效的运行机制，致使全国奶牛生产一直在低水平上徘徊，限制了奶业的发展；

——奶牛群中良种覆盖率很低，在统计的我国480万头奶牛中，真正纯种荷斯坦奶牛仅有四分之一，其他多为低产的改良牛，甚至未经改良的土种牛。近年来由于种种原因，前几年效果较好的“冷配”改良工作出现滑坡和停滞。在牛奶总产量中，大部分是依赖低产牛生产的，饲养低产牛不仅浪费了资源，也导致了牧区草原生态的进一步恶化；

——我国始终未建成科学、规范的良种奶牛繁育体系，一些已被发达国家所证明的行之有效的选育改良技术，诸如生产性能测定、后裔测定、品种登记等技术措施尚未得到完全实施，因此奶牛群整体的遗传改良进展迟缓；

——我国迄今尚未形成自主培育和选育优秀公种牛的能力，因此多年来用于牛群品种改良的种公牛主要依赖国外引进，而国外引进的未经验证的青年公牛其改良效果有限，使得我国的奶牛群的遗传改良受到很大制约；

——长期以来，由于我国奶牛生产管理体制不合理，在这种体制下，奶牛群体遗传改良组织不健全，机制不完善，致使我们牛群中存在着优良的种质也难被发掘，即使发掘了也很难在改良低产牛中发挥作用。

3、关于加强我国奶牛群体遗传改良工作的几点认识

近年来，我国的奶业生产普遍受到重视，各地都将奶牛业作为畜牧业可持续发展战略的重点，出现了空前的养奶牛热潮。更为可喜的是，在经济体制改革中，出现了许多产业化程度高，管理体制先进的“产加销一体化”的奶业生产企业集团。这些新型企业和国有奶业构成了我国奶业生产的主体，但在这些企业扶植的个体养牛户中，牛群总体遗传素质较差，生产水平低，奶源不足成了奶业发展的滞后因素。当前全国各地都在制定奶源基地建设的规划和行动计划，许多有识之士颇有感触地说“得奶源者、得天下”，在奶源基地建设时还应认识“得良种者、得奶源”的道理。为此，笔者拟就我国奶牛群体遗传改良工作谈几点粗浅认识。

3.1制定国家奶牛品种改良长期发展规划

就一个养殖企业而言，畜禽良种是主要的生产资料。而就国家而言，畜禽品种是和能源、矿产一样重要国家资源。而且畜禽品种是动态的可再生和发展的资源，因此国家不仅应重视畜禽品种资源的保护，还应重视畜禽品种的改良与开发利用。在我国奶业发展策略中，亟需制定国家奶牛品种改良长期发展规划，其中应包括相应的种质管理法规，对种公牛站和良种场的规划、审批和管理制度，制定宏观的奶牛育种目标和牛群遗传改良方案，资助奶牛遗传改良基础工作，对奶业生产行业协会和生产者联合会给予支持等。

3.2在发展奶牛业的策略中，应摆正数量与质量的关系

如前所述，我国奶牛群良种覆盖率低，群体平均生产水平低。其原因之一，是受计划经济体制下“重数量、轻质量、不讲效率”弊病的影响，评价生产水平仅依据上报的数字，不管数字中有多少水分，而牛群的生产水平和生产效率没得到重视作。在近年来制定奶业发展规划中，许多地区仍在单纯地追求奶牛头数的增加，这不是一种明智的发展策略。笔者认为，我国当前奶牛业发展的策略是，在稳定当前并不算少的奶牛总规模的基础上，着力提高奶牛群体的整体遗传水平，即在奶牛群的质量上下功夫。一方面系统地实施牛群遗传改良选育技术，改良中低产牛，使牛群的平均生产水平不断提高；另一方面通过建立高产奶牛繁育体系，有目的地培育奶牛育种核心群，为我国奶业可持续发展奠定基础。

为了牢固树立“重质量”的思想，建立先进、科学的奶业理念，有必要建立、健全一系列的奶业发展新规范。例如涉及到奶牛品种的内容，应将“奶牛”严格地定义为血统清楚、特征明显、生产性能良好的牛只个体，并按照这一标准整顿牛群，组织生产。在奶业生产水平的量化指标体系中，应主要采用“总产奶量”、“牛奶生产的商品率”和“成母牛平均单产”等反映奶牛品质和生产效率的指标。

3.3加强奶牛群体遗传改良的基础工作

如前所述，美国等奶牛业发达国家成功的经验是，多年摸索形成的一套牛群遗传改良的组织体系和技术体系，通过生产性能测定、良种登记、公牛后裔测定与遗传评定、广泛应用人工授精等繁殖生物技术等基础工作，培育和选育优秀种公牛，带动全群的遗传改良。这实际上就是一条非常清晰的、先进的奶牛群体选育提高的技术路线。中国奶协育种委员会虽然也曾试图在我国组织实施上述4项基础工作，但因缺乏政府必要的支持，管理体制又很不顺畅，致使收效甚微。

在当前奶业发展的大好形势下，通过领导和专家们的深入论证，道理清楚了，目标明确了，牛群遗传改良技术会作为奶业发展的关键技术得到重视。随着奶牛群体遗传改良基础工作到位，必将促进全国奶业的全面持续发展。

3.4在奶牛遗传改良中科学地应用胚胎工程技术

近年来，国内许多部门和一些地方普遍关注胚胎移植技术在奶业发展中的应用。许多专家学者也期望将胚胎移植作为常规的繁殖技术应用到我国奶牛群中，实现“快速扩繁”，尽快改变我国奶牛业落后的局面。这一设想是否合理可行，需要以实事求是的精神，结合我国奶牛生产的需求，进行科学的论证。

经过长期的研究、改进和应用，当前，奶牛超数排卵和胚胎移植技术，即所谓的MOET技术已经成为成熟技术。在美国，早在10几年前，胚胎移植就已成为一项十分成熟的生物技术了，现在已不属“高新技术”范畴。我国经过近20年的引进、消化、吸收和发展，也已在科技水平上完全成熟。就技术本身，它在奶牛遗传改良中有广范而深远的应用前景。归纳起来，胚胎移植在奶牛群体遗传改良中的效应有：

——提高母牛的繁殖力，以便每年多得到一些后代；

——扩大高产奶牛遗传优势在牛群中的影响；

——采用胚胎的方式，引进国外优良种质，既简单易行，又可避免由于进口活牛所带来的疫病的风险；

——由于提高了母牛的繁殖力，使种牛的遗传评定可以利用到全同胞的信息，改善选育优秀种公牛的效率，缩短公牛遗传评定的周期，进而加快牛群的遗传进展。

然而，迄今为止胚胎移植技术实施成本昂贵，据统计分析，胚胎移植成本大约是人工授精技术的50～100倍，这就限制了它的大规模应用。即使在经济发达的美国，每年也不过只生产10万枚奶牛胚胎，而其中还有近一半用于出口。从遗传育种学角度看，胚胎移植获得的后代当然要优于人工授精的后代。但是在经济学上是否可行，则需要作进一步的分析和论证。因此，除非胚胎移植成本下降到生产者可接受的水平，近期内胚胎移植技术不可能替代人工授精，而成为奶牛的主要繁殖手段。

因此，在一个奶业持续、稳定发展的规划中，应用胚胎移植的策略应定位在：

——经济条件允许，在小范围内，作为短期扩大群体规模，即快速扩繁的辅助手段；

——在小规模的高产母牛核心群中，通过胚胎移植与特殊育种措施的结合，建立一个新的育种体系，即所谓的MOET育种体系，由此高效率地培育和选育优秀的种公牛。而后，通过公牛冷冻精液的推广，对大范围的母牛群进行遗传改进。

我们还需要从战略上分析一下，实施大规模胚胎移植改良奶牛群的实际效果和技术可行性。就全国而言，我们应将目标定在全国总产能力和平均产奶量的提高上。从策略上，通过培育和选育优秀种公牛，采用人工授精技术是最佳的选择，一头优秀种公牛每年可以通过人工授精，获5000～6000头改良母牛，使每头母牛比群体平均数增产400～600千克，总共增加社会产奶量3000吨。而若要通过胚胎移植实现增产3000吨奶，至少需要1750枚可用胚胎，通过移植获得350头胚胎牛，总技术成本为150～180万元。胚胎移植技术不但成本高，而且对技术要求也很高，一般经过3年培训和实践的技术员，才能达到每年完成400～500枚胚胎的生产和移植的水平。目前我国具有上述技术水平的胚胎移植操作者不过10名左右。所以大规模地胚胎移植技术，不仅经济上不合算，而且技术上也难于实现的。

综上所述，我国奶业的发展策略中，应将奶牛群体的遗传改良工作作为重点之一。结合我国国情，以遗传育种学为基础，科学地应用生物技术、计算机技术等新技术、新方法，加强奶牛群体选育技术地基础工作，是我国奶牛群体改进提高的技术体系。

（摘自《世纪乳业》第204期）

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