第十一章遗传资源的保护及开发利用学习要求:1.掌握遗传资源的概念、作用和意义2.掌握遗传资源的保护机制3.了解品种特性的保持4.掌握遗传资源开发的概念、意义第一节遗传资源保护的内容、目的和意义一、当代世界家畜遗传资源形势在食品和农业生产中,家畜以肉、蛋、奶、毛、畜力和有机肥等形式提供了人类30%-40%的需求,这些都来源于40多个畜禽种类的大约7600个品种。家畜遗传资源是人类社会赖以生存和发展的重要生物资源,是满足人类食物与健康需求的直接来源,是国家重大战略性基础资源。世界畜禽品种资源状况根据2007年联合国粮农组织(FAO)公布的最新数据,目前全球共有7616个已知的畜禽品种。但不论是哺乳类还是禽类,遗传资源的状况都不容乐观,目前状态是:哺乳类濒临灭绝品种占5%,濒临灭绝-维持品种占1%,危险品种占7%,危险-维持品种占3%,灭绝品种占11%,无危险品种占38%,不详品种占35%;禽类品种有12%濒临灭绝,有2%濒临灭绝-维持,有13%危险,有3%危险-维持,有2%灭绝,有26%无危险,有42%不详。我国畜禽品种资源状况经过全国性畜禽遗传资源普查、“同种异名”归并后,确认全国拥有畜禽品种和类群596个。数十年来很大一部分品种资源遭到严重的破坏马驴黄牛水牛骆驼绵羊山羊猪鸡鸭鹅火鸡66个20个73个20个4个79个48个113个109个35个21个3个我国的地方猪种主要可以分为6个类型:华北、华中、华南、西南、江海和高原型猪每一类型中又有许多具有独特性能的品种:高繁殖性能的太湖猪耐寒体大的东北民猪瘦肉率高的荣昌猪适于腌制优质火腿的金华猪体型特小的香猪我国猪品种资源我国饲养的一亿多头牛中,可以分为6个类型:乳用牛、肉用牛、乳肉兼用牛、黄牛、水牛和牦牛拥有许多著名的地方品种或类型:例如乳肉兼用品种三河牛体高力大、步伐轻快、性情温顺的南阳牛行动迅速、水旱两用的延边牛以及产于湖南、江苏、四川等地的大型役用水牛我国牛品种资源一般根据用途将绵羊分为细毛羊、半细毛羊、粗毛羊、裘皮羊和羔皮羊;将山羊分为乳用山羊、毛用山羊、绒用山羊和皮用山羊生态适应性特别良好的蒙古羊、哈萨克羊和藏羊以独特二毛裘皮闻名的滩羊繁殖力高、适于舍饲、羔皮品质优良的湖羊皮优良的中卫沙毛山羊著名的辽宁绒山羊和内蒙古绒山羊我国羊品种资源我国家禽品种资源家禽主要有蛋用型、肉用型、兼用型、观赏型、药用型等具有世界闻名的品种:其中骨细、肉嫩、味鲜的北京油鸡体小、省料、年产蛋量200枚左右的浙江仙居鸡丝毛、乌骨、名贵药用的泰和鸡体小、胸肌发达、能够飞翔的藏鸡生长快、产蛋多的北京鸭体型特大的狮头鹅我国畜禽品种资源保护面临的形势畜种基本灭绝稀少较少较多0~数十头0.05~4.5万头5.0~10.0万头11.0万头以上马1259驴828牛421830骆驼111绵羊112319山羊30230猪4391617鸡419938鸭3220鹅13513粮农组织指出,造成这种现象的主要原因,是家畜家禽市场的全球化正导致对产量的过分追求,饲养者只挑选高产品种,而忽视了品种的多样性。生产力较高的10多个欧美近代育成品种在世界相当大的地域范围内取代了当地固有的品种或类型,在畜牧业生产中占据了主导地位,其推广速度日益加速。畜禽品种资源减少的原因高产品种的特点:从畜牧业生产发展来看,具有积极因素:当代就特定的畜产品消费方式而言,提高了家畜个体的生产水平。在特定的市场背景下,提高了畜牧业的经济效益。作为未来全球仅有的育种素材具有以下局限性:第一,起源资源狭窄,特异性免疫性的基因种类贫乏;第二,高产品种在选育过程中因片面追求产量而存在一些相同缺陷,如抗病力弱、繁殖力低、肉质差等;第三,进一步改进生产水平的潜力有限,因为这些品种都经历长期闭锁繁育和近交育种,群体纯合化水平较高,它们并未包含种内各地方品种所具有的全部有利基因;第四,都是经历过生产力专门化的高强度选择,损失了一部分涉及其它性状的有利基因,其产品类型难以满足社会对畜产品多样化的要求和社会需求的变化;高产品种的特点:家畜遗传资源:是家畜中存在的,被视为创造社会财富的原材料的遗传性变异。①耗竭性是指家畜遗传资源中某些品种的有利基因、基因型及基因配套体系被泯灭,造成这种现象主要是来自于盲目地追求市场效益,使少数优良品种完全或不完全的取代了原有种群中固有的某些优良遗传变异,或者作为杂交改良的对象泯灭于一次性的利用之中。②再生性就是保护家畜遗传资源,特别是要保持遗传性变异的数量。而一般生物资源的再生性是保持群体规模,个体数量的增加和群体的扩大与家畜遗传资源的再生并没有直接关系。二、遗传资源保护的内容和目的(一)家畜遗传资源的概念家畜遗传资源主要由传统的家畜家禽、驯化程度较高的哺乳类和鸟类动物及主要家畜家禽的近缘野生动物三部分构成,所以保护家畜遗传资源就是保护上述这些物种、品种或类群及其近缘祖先的遗传多样性。(二)家畜遗传资源保护的总体目标家畜遗传资源保护主要包括以下三方面的内容:1.保护孟德尔群体的遗传多样性:即对各位点的基因种类进行保护,以保证群体对自然或社会需求发生变化的适应力,同时作为未来应付变化进行畜禽育种的基因贮备。2.保持品种的特性:即保持特定遗传位点基因型的稳定性,以保护不同的基因型特征来满足自然条件的变化和社会的不同需求。3.保持孟德尔群体多样化的基因组合体系的稳定性。(三)家畜遗传资源保护的内容1.家畜遗传资源是与人类社会活动密切相关的生物资源的一个重要组成部分。无论在过去还是未来,家畜遗传资源的保护是保证畜牧业生产持续稳定发展的重要措施,家畜中不少品种的泯灭或者畜种的消失都将直接危及社会经济的发展和人类生活的切身利益。就这一点而言,家畜遗传资源和人类的关系比野生动物的遗传资源更密切、更重要。三、家畜遗传资源保护的意义2.家畜遗传资源是世界各民族历史文化成果的重要组成部分。在人类开始驯养野生动物至今的大约一万年间,从野生动物到家畜的演变,群体在家养条件下的进化以及物种中分离出的若干品种,都是以人工选择为中心的育种活动,也是许多世代、许多民族在不同自然条件、社会经济及技术背景下,培育出了具有明显的地域特征和历史痕迹的地方品种或类群,反映了不同时代民族文化的印记。三、家畜遗传资源保护的意义3.目前在全球范围内分布较广的少数畜禽品种,虽然其生产力较高,但其遗传内容相对贫乏,尤其缺乏适应生态环境变迁和社会需求发生改变的遗传潜力。地方品种目前虽然生产力相对较低,但却蕴藏着进一步改进现代流行品种所需要的基因资源,用其作为培育新品种或杂交生产的亲本,具有重要的价值。三、家畜遗传资源保护的意义4.人类社会对畜产品的消费方式以及对不同经济类型畜产品的社会经济价值不是一成不变的。如80年代以前,在我国有许多绒用山羊品种,由于绒的收购价仅为每公斤10元左右,所以饲养量下降,同时也受到“奶山羊热”的冲击,被杂交改良。但80年代以后,随着市场经济发展的需求,绒的价格一升再升,最高达300元每公斤左右,使得绒山羊的饲养量迅速增加。由以上可见,家畜遗传资源的价值不能以消费方式改变或社会经济价值变化来衡量。同时这也说明保护那些在眼前生产力较低,经济价值较低,但却有一定潜在价值的地方品种是非常有必要的。三、家畜遗传资源保护的意义5.固有地方群体中蕴藏有许多非特异性免疫性的基因资源。品种起源的单一化,导致许多抗性基因的丧失,加之现代良种一般纯合化的水平较高,更加缩减了免疫的范围,增加了流行病发生的机会,流行病一旦发生,造成的损失往往不可估量,甚至使整个畜牧业生产处于瘫痪状态,所以对地方品种加以保护,不仅保存了非特异性免疫性的基因资源,而且也给未来新品种培育贮备了育种素材。三、家畜遗传资源保护的意义保种与选育的关系保种:保持群体的遗传多样性,避免选择、突变、近交等因素的影响。选育:针对具有经济价值的生产性能进行选择,目的是打破群体遗传结构的平衡,选择有利的基因,通过近交等手段,不断提高有利基因在群体中的频率。四、家畜遗传资源保存的主要问题短期利益和长远利益的矛盾短期利益:保种是一项缺乏经济效益的工作。长期利益:保种的经济效益是模糊的,未来的应用价值在目前难以做出准确的判断。保护的品种多为生产力水平低下的一些地方品种,当将来人们的消费方式及产品类型需求发生变化的时候,那么这些被保护的品种就有可能作为育种的材料。四、家畜遗传资源保存的主要问题保种任务的区域性不平衡对于经济发达国家,由于长期的市场竞争激烈,主要以追求高经济利益为目的,对于生产性能较低的地方品种相继淘汰或灭绝,用少数生产性能优秀的培育品种代替。对于大多数发展中国家来说,商品化进程相对落后,因此对遗传资源的占有情况较发达国家来说要好的多。四、家畜遗传资源保存的主要问题保种方式的多样化原位保种——活体保种建立保种群,在保种群中避免近交,适当延长世代间隔,降低遗传进展。配子或胚胎的超低温保存特点:简单,费用较低,便于长途运输,在引种时,比引进活体容易,检疫过程相对简单。DNA基因组文库的保存特点:最安全、可靠,维持费用最低的方法,在构建时费用高。体细胞的冷冻保存利用体细胞长期保存现有的染色体。四、家畜遗传资源保存的主要问题保种资金的投入政府财政投入——是进行畜禽遗传资源保护的基础。国际社会的支持FAO——联合国粮食和农业组织社会团体或个人的资助。遗传资源的综合开发利用。四、家畜遗传资源保存的主要问题五、保护好遗传资源的对策活体保种在今后的一段时间内都是主要的保种方法。开发古老的地方品种的价值。将现代先进的生物技术应用到保种工作中。政府应当尽可能的加大投资力度。生物多样性涵义:包括所有的微生物、植物、动物等物种及其所有的生态系统和它们形成的生态过程,是生命有机体的种类和变异性及其赖以存在的生态复合体。层次:遗传多样性,物种多样性,生态系统多样性,景观多样性第二节群体多样性的保持机制一、基本概念家畜遗传多样性遗传多样性:亦称基因多样度。对家畜而言,主要指品种间及品种内个体在遗传方面的千差万变。一个品种就是一个相对独立的特殊基因库,汇集了各种各样的基因,是培育优良品种和利用杂种优势的良好原材料。一、基本概念研究现状国际FAO启动全球家畜多样性行动计划,并建立相应的信息系统网站(iDAD-is),在全球范围内致力于区域性和国家级保护这些不可替换资源免受破坏的行动,推动对这些资源持续、有效、合理的利用。1992年6月,包括中国在内的167个国家共同签署了《生物多样性公约》,其目的是维持各种类型的生物多样性,寻求达到缓和环境退化、增强长期生存能力的可能性。国内1992年成立中国科学院生物多样性委员会1996年农业部成立“国家家畜禽遗传资源管理委员会”出版:《中国动物志》《中国畜禽品种志》等网站:中国物种信息系统等数据库:中国畜禽品种数据库等项目:中国地方猪品种遗传距离测定等确立地方畜禽品种品种保护名录2000年8月23日,农业部公告了的78个国家级畜禽品种资源保护品种,它们分别是:⑴猪(19个):八眉猪、大花白猪(广东大花白猪)、黄淮海黑猪(马身猪、淮猪)、内江猪、乌金猪(大河猪)、五指山猪、太湖猪(二花脸猪、梅山猪)、民猪、两广小花猪(陆川猪)、里岔黑猪、金华猪、荣昌猪、香猪(含白香猪)、华中两头乌猪(通城猪)、清平猪、滇南小耳猪、槐猪、蓝塘猪、藏猪;地方畜禽品种保护名录⑵鸡(11个):九斤黄鸡、大骨鸡、中国斗鸡、白耳黄鸡、仙居鸡、北京油鸡、丝羽乌骨鸡、茶花鸡、狼山鸡、清远麻鸡、藏鸡;⑶鸭(8个):北京鸭、攸县麻鸭、连城白鸭、建昌鸭、金定鸭、绍兴鸭、莆田黑鸭、高邮鸭;⑷鹅(6个):四川白鹅、伊犁鹅、狮头鹅、皖西白鹅、雁鹅、豁眼鹅;地方畜禽品种保护名录⑸羊(14个):辽宁绒山羊、内蒙古绒山羊(阿尔巴斯型、阿拉善型)、小尾寒羊、中卫山羊、长江三角洲白山羊(笔料毛型)、乌珠穆沁羊、同羊、西藏羊(草地型)、西藏山羊、济宁青山羊、贵德黑裘皮羊、湖羊、滩羊、雷州山羊;⑹牛(15个):九龙牦牛、天祝白牦牛、青海高原牦牛