以奶牛为鉴，作物GS之路任重道远

植物和动物在GS实施上有很大的差异，这一点很多学者做过系统的比较，只能说各有优劣。不管如何，动物的GS走在了前列，有很多地方值得植物借鉴。

GS技术最早在奶牛育种得到广泛应用，因此我们来看看奶牛GS的发展及国内外现状。

• 2001年，Meuwissen等首次提出GS的概念，其基本思想是利用覆盖个体基因组的大量分子标记信息评估个体种用价值并选择遗传优良个体。
• 2006年，Schaeffer基于加拿大荷斯坦奶牛群体，测算出实施GS可以节省约92% 的育种成本。
• 2007年,首款商业化奶牛50K SNP芯片(Illumina)研发成功。
• 2009年1月，美国荷斯坦协会率先官方发布荷斯坦青年公牛的基因组预测传递力(GPTA)并将之应用于早期选择，标志着奶牛育种进入GS时代。
• 此后，世界各国陆续在奶牛育种中应用该技术。
• 2012年，我国正式启动荷斯坦青年公牛基因组遗传评估工作。

现在，GS已广泛应用于青年公牛早期选择，近几年也开始用于后备母牛的早期选种及选种选配。各国既有各自的基因组评估体系及综合选择指数，同时国际间也联合构建参考群体，用于快速持续扩大参考群体规模。

美国和加拿大合作构建了联合荷斯坦奶牛GS参考群体，该参考群规模已达到4.2万头荷斯坦验证种公牛和40多万头母牛。超大规模的基因组参考群使得美国奶牛GS应用效果显著，GS准确性远高于传统评估准确性，显著加快了奶牛群体遗传进展。近年来，随着育种理念的进步及市场需求的变化，美国综合性能指数(total performance index, TPI)在奶牛健康与繁殖性状上权重有逐步加重的趋势。

欧洲7国的 EuroGenomics 合作项目组建了GS联合参考群，使得各国有限的参考群规模得到极大提高，其 GEBV 可靠性提升了约10%，极大地提升了欧洲在奶牛育种方面的竞争优势。此外，欧洲各国根据实际国情制定了不同的选育目标。

中国于2012年成功构建了中国荷斯坦牛GS分子育种技术平台，并被农业农村部指定为我国荷斯坦青年公牛遗传评估的唯一方法。该平台主要包括：构建了我国唯一的奶牛GS参考群；研发了TA-BLUP等基因组育种值预测方法；提出了基因组性能指数(genomic China performance index,GCPI)。

我国于2012年开始在全国范围内启动荷斯坦公牛基因组遗传评估工作，由于验证公牛数量仅有273头，因此建立了“母牛为主+公牛”模式的基因组参考群。截至2023 年5月,我国奶牛GS参考群规模已达 1.79万头，主要性状的基因组育种值估计准确性达70%。

与欧美国家相比，我国的奶牛GS存在参考群规模仍然较小、参测青年公牛数量较少、评估软件严重依赖国外进口、评估准确性不高的问题，建议：

• 1. 规范奶牛生产性能测定流程，完善表型测定数据、系谱数据、基因型数据质量的第三方核查制度，坚持进行持续的后裔测定，保证数据的完整性及准确性。
• 2. 持续扩大参考群体规模，积极寻求安全可靠的国际合作育种项目机会。
• 3. 推进 GS技术在青年公牛、核心群母牛、种子母牛家系和商业牧场的应用力度。
• 4. 持续开发并优化核心自主可控的、准确高效的基因组评估软件，打破国外的软件技术壁垒。

中国奶牛基因组性能指数(GCPI)：

在了解了最成功的奶牛GS育种后，我认为在植物上最值得借鉴的有三点：一是标准化数据的采集，包括表型和基因型，尤其是表型，绝不能再仅仅依赖于育种家的主观判断，而是标准化操作保证准确性；二是扩大参考群体的规模，小作坊式育种必将淘汰，各家单位必须联合起来共享材料和数据，才能训练出有价值的模型；三是育种目标性状也要建立标准，尽量做到可量化、可权衡、可实施，单性状选择意义不大，综合性状指数的评估算法才能真正给予选择指导。所以，规范数据、扩大群体、制定目标是我们能从奶牛GS育种中亟需借鉴的。当然还有其他很多很多因素和经验值得参考，不一而足。
以上仅一孔之见，不喜勿喷。

参考来源：
孙东晓等，我国奶牛全基因组选择技术应用进展畜牧兽医学报，2023，54(10):4028-4039