新聞縱深｜河北在全國率先啟動奶牛育種聯(lián)合攻關(guān)行動

河北在全國率先啟動奶牛育種聯(lián)合攻關(guān)行動

集最優(yōu)資源 育自主種源

■閱讀提示

一杯好牛奶，源頭在好牛，優(yōu)質(zhì)種源更是奶業(yè)發(fā)展的核心根基。但長期以來，我國奶牛種質(zhì)資源主要依賴國外，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。

今年4月，河北在全國率先啟動奶牛育種聯(lián)合攻關(guān)行動，匯聚全省最優(yōu)技術(shù)力量與遺傳資源，向這一難題發(fā)起挑戰(zhàn)。聯(lián)合攻關(guān)行動目前進展怎樣？如何大海撈針育好牛？新技術(shù)又將怎樣為良種繁育加速？近日，記者走訪河北國家種業(yè)陣型企業(yè)、國家核心育種場、種公牛站等參與主體，并采訪行業(yè)專家，全面解碼這場育種攻堅戰(zhàn)的創(chuàng)新實踐與未來圖景。

5月22日，在石家莊天泉良種奶牛有限公司體外受精實驗室，技術(shù)人員對卵母細胞進行體外培養(yǎng)。 河北日報記者 常方圓攝

抱團破局，集結(jié)良種“尖子生”

5月22日，在石家莊天泉良種奶牛有限公司（以下簡稱“天泉公司”）奶牛場一牛舍內(nèi)，幾頭奶牛正在臥床上悠閑地休息。

“它們躺在這里可不是偷懶，奶牛每天需躺臥12至14小時，增加躺臥時間有助于提升產(chǎn)奶量。”天泉公司高級畜牧師李欣指著其中一頭牛說，這頭編號13AA07242052的奶牛，GCPI（中國奶牛基因組性能指數(shù)）達2885，在全國的基因組檢測青年母牛中排名第15，是名副其實的“尖子生”，也是我省奶牛育種聯(lián)合攻關(guān)行動遴選出的200頭優(yōu)秀種子母牛之一。

今年4月，河北在全國率先啟動奶牛育種聯(lián)合攻關(guān)行動，依托國家種業(yè)陣型企業(yè)、國家核心育種場與種公牛站等主體，構(gòu)建多元開放的奶牛育種聯(lián)合體，匯聚全省最優(yōu)技術(shù)力量與遺傳資源，向奶牛育種“卡脖子”難題發(fā)起協(xié)同攻關(guān)。

目前，聯(lián)合攻關(guān)行動已完成200頭優(yōu)秀種子母牛的遴選工作，這是行動的第一步。遴選在我省3家國家核心育種場天泉公司、河北樂源牧業(yè)有限公司（以下簡稱“樂源牧業(yè)”）、河北康宏牧業(yè)有限公司（以下簡稱“康宏牧業(yè)”）展開，標準是青年母牛需三代系譜完整，GCPI≥2700；泌乳母牛305天產(chǎn)奶量在15噸以上，無疫病。

GCPI就像奶牛的天賦評分，依托基因組選擇技術(shù)對奶牛個體的遺傳性能進行預(yù)測。犢牛出生后，通過采集其毛囊、靜脈血液或耳組織，使用育種“芯片”進行基因組檢測，再計算產(chǎn)奶量、乳蛋白量、乳脂量、乳腺健康等性狀的基因組育種值及綜合育種指數(shù)。

前不久，全國畜牧總站首次在國家奶牛核心育種場或規(guī)模化奶牛場開展優(yōu)秀奶牛供體牛評估篩選工作，并發(fā)布優(yōu)秀供體名單。在GCPI排名前10%的青年母牛名單中，河北培育的占52%；在產(chǎn)奶量單性狀育種值排名1%的青年母牛名單中，河北培育的占60%。

“在這次全國奶牛‘尖子生’的篩選中，河北成績表現(xiàn)突出，說明我省奶牛育種基礎(chǔ)扎實，自主育種優(yōu)勢明顯。”河北省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳種業(yè)管理處處長張振波說，作為奶業(yè)大省，河北奶牛存欄、生鮮乳及乳制品產(chǎn)量均居全國前列，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)雄厚。目前，全省共有國家核心育種場3家、省級原種場6家、種公牛站3家，并建有全國最大的奶牛生產(chǎn)性能測定（DHI）實驗室、胚胎生產(chǎn)實驗室等科研平臺。

5月21日，走進河北省畜牧良種工作總站奶牛生產(chǎn)性能測定實驗室，淡淡的奶香味撲鼻而來。實驗室內(nèi)，全流程智能化DHI測定設(shè)備正在運轉(zhuǎn)。

和可預(yù)測青年母牛遺傳潛力的GCPI不同，DHI則像是泌乳母牛的月考成績單，測定的是奶牛真實產(chǎn)奶表現(xiàn)。DHI測定在奶牛個體每個泌乳月定期進行，測量產(chǎn)奶量并采集牛奶樣品，通過記錄奶牛一段時間內(nèi)的乳成分指標，分析判斷奶牛的產(chǎn)能狀況，以此來優(yōu)化管理、指導(dǎo)育種。

目前，河北DHI測定數(shù)量、遺傳貢獻率已連續(xù)多年位居全國第一。

成績背后，一個不容回避的現(xiàn)實是，長期以來，我國奶牛種質(zhì)資源主要依賴國外，不僅成本高昂，更潛藏著產(chǎn)業(yè)鏈安全的風險。與國際先進水平相比，我省仍面臨優(yōu)質(zhì)種源自主供給不足的難題，加快奶牛種質(zhì)資源繁育，是推動乳品產(chǎn)量和質(zhì)量雙重提升的關(guān)鍵。

“奶牛是單胎動物，繁殖效率低、育種周期長、投入大，培育一代好于一代的優(yōu)秀種公牛是奶牛育種工作的核心，大規(guī)模育種數(shù)據(jù)測定收集與優(yōu)秀種牛培育，需要核心育種場、種公牛站開展聯(lián)合育種。”奶牛育種專家、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授孫東曉說，河北有全國領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模和奶牛育種數(shù)據(jù)積累，通過創(chuàng)新育種機制，將分散的技術(shù)優(yōu)勢、遺傳資源等整合，將有效凝聚起破解“卡脖子”難題的合力。

5月22日拍攝的石家莊天泉良種奶牛有限公司牛舍。河北日報記者 常方圓攝

各展所長，科技賦能快繁育

GCPI≥2700、305天產(chǎn)奶量在15噸以上等要求，為遴選200頭優(yōu)秀種子母牛劃定了一條相對嚴格的“分數(shù)線”，而這只是良種繁育的第一步。如何利用好這些“尖子生”的基因優(yōu)勢，是這場聯(lián)合攻關(guān)行動的重要命題。

“聯(lián)合攻關(guān)將采用‘種子母牛群組建—胚胎創(chuàng)制—早期胚胎基因組檢測—種牛培育’的一體化技術(shù)路線，實現(xiàn)快速擴繁。”河北省畜牧良種工作總站副站長李建明說。

5月22日，天泉公司體外胚胎生產(chǎn)實驗室，技術(shù)人員正透過高倍顯微鏡，聚焦于培養(yǎng)皿中幾個靜靜懸浮的卵母細胞，將其進行分揀。

“我們先采用超數(shù)排卵技術(shù)，讓供體牛比自然情況下產(chǎn)生更多的卵泡發(fā)育并排卵，再借助采卵儀，通過活體采卵技術(shù)把卵巢中的卵子取出。”李欣說，將卵母細胞撿出后，將對其進行體外培養(yǎng)、受精，發(fā)育成胚胎后再進行移植。

體外胚胎移植，好比牛的代孕技術(shù)。在這一過程中，首先將精心挑選、遺傳性能卓越的供體母牛卵母細胞取出，在體外與頂級公牛的精子進行受精，讓受精卵在模擬母體環(huán)境的培養(yǎng)箱中發(fā)育形成早期胚胎。對這些胚胎進行全基因組檢測，挑選出其中遺傳性能最優(yōu)的種用胚胎，將其移植到普通的受體母牛子宮內(nèi)，實現(xiàn)“借腹懷胎”。

牛為單胎動物，妊娠期平均280天，自然繁殖情況下，母牛最早在15月齡才可進行初配，兩歲多才能產(chǎn)下第1頭犢牛，一生只能產(chǎn)下3至10頭犢牛。而利用體外胚胎移植技術(shù)，可盡快得到卵子，盡快體外受精，盡快生產(chǎn)胚胎得到更多后代。

“在種子母牛10月齡即可進行采卵，且每個月可采卵兩次，每次可得到約15枚可用卵母細胞。”李欣說，利用這些卵母細胞進行體外成熟、受精，形成胚胎后再進行移植，一頭種子母牛一年可獲得約五十頭甚至上百頭后代，是自然繁殖的幾十倍甚至上百倍。

這意味著，一頭優(yōu)秀種子奶牛的遺傳優(yōu)勢，可迅速在一個牛群乃至整個產(chǎn)業(yè)中擴散。

胚胎創(chuàng)制還有體內(nèi)培養(yǎng)方式，即在供體牛超排后，通過人工授精，在供體牛體內(nèi)生產(chǎn)胚胎，待胚胎發(fā)育至第7日，再將早期胚胎取出，進行全基因組檢測，篩選種用胚胎進行移植。

“聯(lián)合攻關(guān)行動計劃年均生產(chǎn)移植種用胚胎1500枚，培育優(yōu)秀后備種牛400頭以上。”李建明說。

除了從活體采卵時探針的毫米級精準操控，到培養(yǎng)箱內(nèi)氣體濃度、溫度濕度的精細調(diào)控，從胚胎到犢牛，還要闖過受胎這一技術(shù)關(guān)卡。相比傳統(tǒng)方式，體外胚胎受體妊娠率低，流產(chǎn)率、難產(chǎn)率、超期產(chǎn)犢率高。

“目前國內(nèi)一般要求體外胚胎移植妊娠率在45%以上，而我們可達50%以上。”李欣介紹，天泉公司建設(shè)的奶牛“活體采卵—體外受精”（OPU-IVF）胚胎生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)牛體內(nèi)外胚胎約3萬枚，胚胎生產(chǎn)和移植總量在全國處于領(lǐng)先地位。長期的技術(shù)積累，將為本次聯(lián)合攻關(guān)行動提供支撐，助力優(yōu)質(zhì)種牛高效培育。

聯(lián)合攻關(guān)，參與主體都拿出了看家本領(lǐng)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

作為國家種業(yè)陣型企業(yè)，樂源牧業(yè)一直深耕奶牛優(yōu)異種質(zhì)資源保護與創(chuàng)新利用工作，系統(tǒng)開展種質(zhì)資源挖掘、篩選與提純復(fù)壯，育種核心群及供體母牛共3000余頭，涵蓋60余個優(yōu)良奶牛家系，優(yōu)質(zhì)母牛資源位居全國前列。

豐富多元的家系資源，能有效規(guī)避奶牛選種選配過程中近親繁殖導(dǎo)致的遺傳缺陷、繁殖性能衰退等共性問題，顯著提升種群遺傳多樣性，保障奶牛選配方案的科學(xué)性、精準性與穩(wěn)定性。

產(chǎn)奶量是衡量奶牛生產(chǎn)效益的一個重要指標，康宏牧業(yè)一直致力于產(chǎn)奶量性狀的遺傳改良。在全國畜牧總站發(fā)布的優(yōu)秀奶牛供體名單中，產(chǎn)奶量單性狀育種值排名1%的青年母牛，前10名有5名來自該企業(yè)。企業(yè)入選聯(lián)合攻關(guān)行動的成母牛305天奶量平均達到16.13噸，遠超行業(yè)平均水平。

“聯(lián)合攻關(guān)行動提出了更高要求，我們要充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，也要注重補齊短板，全力培育良種奶牛，實現(xiàn)新的突破。”康宏牧業(yè)所屬認養(yǎng)一頭牛控股集團股份有限公司胚胎工程中心主任馮春濤說。

5月22日，在石家莊天泉良種奶牛有限公司體外受精實驗室，技術(shù)人員檢查試劑。 河北日報記者 常方圓攝

靶心鎖定，跑贏公牛選育“馬拉松”

200頭優(yōu)秀種子母牛已選出；胚胎移植工作將在6至10月陸續(xù)完成；2027年春天起，首批犢牛將陸續(xù)出生；2028年初，首批犢牛將作為供體牛，開始新一輪的胚胎創(chuàng)制……

細數(shù)聯(lián)合攻關(guān)行動接下來的關(guān)鍵節(jié)點，不難發(fā)現(xiàn)，這是一場需要持續(xù)發(fā)力的長跑。

“通過賽馬制選育，每年更新保持200頭種子母牛群，并選育優(yōu)秀后備種公牛10頭以上。”李建明說，聯(lián)合攻關(guān)行動將實現(xiàn)優(yōu)中選優(yōu)、動態(tài)更替，確保核心種群遺傳水平持續(xù)提升。

俗話說“母牛好，好一窩；公牛好，好一坡”。一頭公牛一年產(chǎn)的凍精可以給上萬頭母牛配種，優(yōu)質(zhì)凍精是奶牛整體改良的關(guān)鍵要素。可以說，在這次聯(lián)合攻關(guān)中，種母牛選育是貫穿全程的基礎(chǔ)工作，而種公牛的培育則是最終要命中的靶心。

我國奶牛育種起步晚，在核心種公牛自主培育、優(yōu)良種質(zhì)性能提升等關(guān)鍵領(lǐng)域，與國際頂尖育種水平仍存在階段性差距。對此，河北品元生物科技有限公司（以下簡稱“河北品元”）技術(shù)研發(fā)中心總監(jiān)朱凱感受頗深。河北品元是我省重點標準化種公牛站，也是此次聯(lián)合攻關(guān)行動的參與主體。

“行業(yè)發(fā)展初期，國內(nèi)主要依靠引進活體種牛、進口優(yōu)質(zhì)凍精開展品種改良。近年來，我國持續(xù)加大奶牛自主育種科研攻關(guān)力度，我們與國際先進水平的差距持續(xù)縮小，但核心育種短板尚未完全補齊。”朱凱介紹，目前，河北品元自主培育的荷斯坦核心種公牛GTPI（綜合育種值）突破3400，國際最高排名36名，種質(zhì)性能位居國內(nèi)第一梯隊，但國際頂級種公牛GTPI已突破3700，兩者之間仍存在育種值300的差距。

“國際育種技術(shù)持續(xù)迭代升級，種質(zhì)性能不斷突破，國內(nèi)奶牛種業(yè)追趕超越必須加緊發(fā)力。”朱凱說。

如何在國際育種競賽中站穩(wěn)腳跟？唯有深挖科技創(chuàng)新潛能。

在“活體采卵—體外受精”育種技術(shù)體系應(yīng)用中，河北品元將青年母牛首次采卵月齡由行業(yè)常規(guī)10月齡提前至8月齡，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。育種窗口期提前兩個月，為優(yōu)質(zhì)奶牛種質(zhì)快速擴繁、種群性能持續(xù)升級爭取了關(guān)鍵時間優(yōu)勢。

同時，河北品元還自主研發(fā)了體外胚培養(yǎng)全套培養(yǎng)液，大幅降低了公牛選育成本。

不僅如此，企業(yè)還將目光投向了更遠。

“我們已連續(xù)多年將奶牛健康效益指數(shù)全面融入選育流程。”朱凱說，通過定向選育，河北品元實現(xiàn)了奶牛生產(chǎn)性能與健康性能、養(yǎng)殖效益的協(xié)同提升，“今后，我們將在鞏固產(chǎn)奶核心性能優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，推動育種體系向健康化、高效化、可持續(xù)化全面轉(zhuǎn)型，助力國產(chǎn)奶牛種質(zhì)綜合競爭力提升。”

“過去20年我國奶牛單產(chǎn)提升很快，2025年我國荷斯坦奶牛平均單產(chǎn)已經(jīng)超過10噸。”孫東曉說，我國奶牛種業(yè)發(fā)展，經(jīng)歷了從種牛活體引進，到冷凍精液、種用胚胎引進，再到開展自主育種工作，如今正加快向?qū)崿F(xiàn)種業(yè)科技自立自強、種源自主可控的目標邁進。

今年是“十五五”開局之年，也是種業(yè)振興行動由“五年見成效”邁向“十年實現(xiàn)重大突破”的關(guān)鍵一年。孫東曉認為，在這一節(jié)點，河北在全國率先啟動奶牛育種聯(lián)合攻關(guān)行動，直面競爭挑戰(zhàn)，正當其時。

“育種工作只要方向?qū)Α⒓夹g(shù)先進，步子實、合力強，就一定能培育出具有競爭力的種牛，把優(yōu)質(zhì)種源牢牢掌握在自己手中。”孫東曉說。（河北日報記者 常方圓）

記者觀察

強化奶牛育種的數(shù)據(jù)引擎

截至2025年底，河北奶牛存欄143.8萬頭。如何從如此龐大的奶牛群體中準確篩選出200頭優(yōu)秀種子母牛？答案是，根據(jù)GCPI（中國奶牛基因組性能指數(shù)）或DHI（奶牛生產(chǎn)性能測定）數(shù)據(jù)，進行排序。

“伯樂相馬”的典故在我國流傳了兩千多年。其實不僅僅是馬，根據(jù)外貌判斷生產(chǎn)和遺傳性能的“相畜術(shù)”廣泛適用于各類家畜，是現(xiàn)代家畜選種技術(shù)的基礎(chǔ)。老一輩的育種員，往往憑一雙眼睛、一把尺子，就能從牛群中挑出相對優(yōu)秀的個體。但在今天，僅靠這套老辦法已經(jīng)不夠用了。

奶牛育種，早已進入數(shù)據(jù)時代。隨著機械化擠奶等高通量測定技術(shù)在奶牛場的應(yīng)用，數(shù)據(jù)自動化采集技術(shù)和體系不斷完善，形成了大數(shù)據(jù)育種的基礎(chǔ)。放眼全球，奶牛育種早已是“基因組+大數(shù)據(jù)+快速擴繁技術(shù)”的綜合競賽，掌握數(shù)據(jù)等同于掌握種源主動權(quán)。

20世紀以來，美國等西方發(fā)達國家推廣使用DHI技術(shù)，通過系統(tǒng)記錄奶牛一段時間內(nèi)的乳脂率、乳蛋白率、體細胞數(shù)等指標，分析判斷奶牛的產(chǎn)能和乳房炎狀況，并根據(jù)數(shù)據(jù)精準優(yōu)化管理、指導(dǎo)育種。

自2009年開始，北美和歐洲國家在奶牛育種中開始應(yīng)用基因組選擇技術(shù)，大幅度縮短了世代間隔，加快了奶牛群體的遺傳進展。而這一技術(shù)突破，正是建立在大規(guī)模、持續(xù)更新的育種參考數(shù)據(jù)庫之上的。

在國外奶業(yè)發(fā)達國家憑借數(shù)據(jù)積累持續(xù)領(lǐng)跑奶牛育種賽道的同時，經(jīng)過多年發(fā)展，我國奶牛群體遺傳改良也取得了顯著成效。

2008年以來，我國建立起專職用于乳成分和體細胞數(shù)檢測的DHI實驗室，由項目實施前的7家增加到39家，測定范圍覆蓋全國。2025年全國參測奶牛達247萬頭。

此外，我國也于2012年成功構(gòu)建了奶牛基因組選擇技術(shù)平臺，制定了中國奶牛基因組性能指數(shù)GCPI，并啟動荷斯坦青年公牛基因組遺傳評估工作，定期發(fā)布遺傳評估結(jié)果，為奶牛良種選育提供了翔實數(shù)據(jù)依據(jù)。

實現(xiàn)種業(yè)科技自立自強、種源自主可控，必須強化數(shù)據(jù)這一育種引擎。要以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，不斷完善奶牛遺傳改良技術(shù)體系，擴大品種登記、DHI測定、繁殖、離群、疾病等數(shù)據(jù)規(guī)模，并持續(xù)擴大基因組參考群體，優(yōu)化選擇指數(shù)，研發(fā)基因組評估新算法，讓數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大、遺傳評估準確性越來越高。

目標清晰，任務(wù)明確。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《全國奶牛遺傳改良計劃（2021—2035年）》，到2035年，我國累計品種登記、良種登記奶牛數(shù)量分別達500萬頭和30萬頭，生產(chǎn)性能測定參測率達45%以上，年自主培育后備公牛1000頭以上，自主培育種公牛占比達70%以上。

數(shù)據(jù)積累沒有捷徑，育種更是一場長跑，比拼的不是短期爆發(fā)力，而是持久耐力。以久久為功的定力夯實根基，持續(xù)向科技創(chuàng)新要突破，我們就一定能實現(xiàn)奶牛種業(yè)自立自強。

文/河北日報記者 常方圓