他长期致力于草食家畜遗传育种及其产品溯源研究与应用,尤其在地方牛品种资源保护与开发利用等方面,创建了“群选群育”联合育种体系、地方黄牛优异基因的三元轮回杂交体系,研发出了“分子标记-两系选育”技术,获得诸多创新成果,培育出了我国第一个拥有自主知识产权的专用肉牛新品种──夏南牛,育成我国第一个地方黄牛品系──南阳牛肉用新品系;获省部级二等奖以上8项,其中作为第一完成人获国家科技进步奖二等奖1项,省科技进步奖一等奖3项、二等奖1项,计算机软件著作权4项;发表论文137篇,主编科技专著6部。
他就是中原学者、国家“万人计划”第一批科技创新领军人才,获得了国家“有突出贡献中青年专家”、全国优秀科技工作者等荣誉称号的省动物卫生监督所研究员白跃宇。
“俯首甘为‘百姓’牛。像牛那样脚踏实地,为人民勤恳工作,乐于奉献,为群众选育出更加优质的肉牛品种,让中国的牛更牛。”白跃宇说。
选育出国内第一个肉牛品种
白跃宇观察21天胚胎发育情况
上世纪80年代以来,随着农业机械化水平的提高和牛肉需求的快速增长,我国黄牛生产逐渐由役用向肉用方向加快转变。到2011年底,全国牛存栏约1.04亿头,已成为世界第三养牛大国。肉牛生产方向的转变,引发了对肉牛新品种的强烈需求。
在这一过程中,河南省科技创新团队带头人、省动物卫生监督所研究员白跃宇长期致力于肉牛新品种的培育及推广,卓有成效,创新成果丰硕:他和科研团队培育出了中国第一个拥有自主知识产权的专用肉牛新品种──夏南牛,系统开展了肉牛种质创新技术研究,为我国其它动物新品种(系)选育、资源保护与研发提供了新思路、新方法和技术支撑,极大提升了我国肉牛产业的核心竞争力。
在我国肉牛产业化发展过程中,国内专家们发现,地方黄牛适应性强,肉质好,但生长慢;而引进品种生长快,但适应性差。无论地方黄牛品种还是引进肉牛品种,均不能满足我国现阶段肉牛业发展的根本需要。基于此,白跃宇认为,应充分发挥地方黄牛的优势,合理利用外来品种,培育具有自主知识产权的肉牛新品种(系),构建相应的产业化配套技术体系,以打破国外品种垄断,实现肉牛良种国产化,全面提升我国肉牛产业化水平。
在研究过程中,白跃宇及其团队创建了“群选群育”联合育种体系,该体系由省、县、乡三级家畜改良站主导,采取各阶段同步进行、交叉互补的育种策略,建立综合选种体系和计算机育种管理系统。研究确定了南阳牛(62.5%)和夏洛来(37.5%)优良基因的理想聚合比例,育成生长快、肉质优、抗逆性强的夏南牛,平均日增重1.65公斤,屠宰率60.13%,眼肌面积、嫩度超过国外品种均值,肉用性能总体达国际先进水平,填补了我国肉牛品种空白,成为“十一五”以来全国唯一主推肉牛品种。他带领团队完成的“南阳牛种质创新及夏南牛新品种培育”成果,2012年获河南省科学技术进步奖一等奖。
创新硕果牛气十足
白跃宇与德州大学军事学院学生交流学习
在选育夏南牛的过程中,白跃宇团队不断创造,连续收获多重创新成果:
——研发“分子标记—两系选育”技术,育成我国第一个地方黄牛品系:南阳牛肉用新品系
白跃宇的家乡在南阳盆地,从小割草喂牛,走上了科研道路之后,他更是对南阳黄牛情有独钟。“一定要让南阳黄牛更牛,让中国的牛更牛。”白跃宇说。
他带领科研团队开始了对南阳牛品种的改良。他们首创Mini胶板两步法快速染色PCR-SSCP新技术,创立我国黄牛产肉性状分子育种技术体系,在国内率先探索两系选育法,育成了体长和胸粗2个支系,经选配形成肉用性能突出的新品系,其日增重、优质肉切块率、大理石纹评分等均达到国外牛平均水平,实现了从分子育种理论到实践的新突破。他和团队完成的“南阳牛品种选育改良及其产业化配套技术”成果,在2010年获得了河南省科学技术进步奖一等奖。
——创建挖掘地方黄牛优异基因的三元轮回杂交体系,建立了不同生态区肉牛杂交制种和生产模式
白跃宇研究团队首次创建了一种新型三元轮回杂交体系,筛出分别适宜于平原、丘陵、山区应用的杂交制种和生产模式,攻克了国内以往肉牛杂交制种方式中因地方黄牛基因比例下降导致杂种牛适应性降低的技术难题,实现了杂交育种和商品生产的同步进行。其三元轮回杂交牛耐粗饲、生长快,18月龄体重比三元杂交牛高3.72%。团队完成的“优质肉牛杂种优势利用及生产技术体系试验与推广”成果,2006年获得河南省科学技术进步奖一等奖。
——研发与新品种(系)相配套的饲养及产品加工体系,完善了肉牛产业链
肉牛新品种推出来了,但只有新品种还远远不够。只有实现肉牛饲养和加工的标准化、产业化,解决了养殖户和企业的后顾之忧,才能助推肉牛产业迅速发展,白跃宇及其团队决定研发配套生产加工技术标准。
最终,他们研发出了与新品种(系)相配套的饲养及产品加工体系,完善了肉牛产业链条:通过开发秸秆等非常规饲料资源,建立了优质肉牛标准化饲养技术体系;研制肉牛屠宰加工技术,构建优质牛肉生产体系,制定了6项技术标准,形成了3项国家或行业标准;研制牛肉发酵生产技术,实现了牛肉制品发酵剂国产化、加工工艺中式化,促进了我国发酵牛肉制品产业化以及腌制品的更新换代,开发出11种发酵和风干牛肉制品,其风味改善、安全性提高,生产周期缩短15%~40%。
白跃宇团队完成的“肉牛优质高效产业化关键技术研究与推广”成果,2008年获河南省科学技术进步奖二等奖。这一系列技术成果,有力推进了肉牛产品结构优化升级。据中国农业科学院农业经济与发展研究所测算,其成果转化年均经济效益达11.9亿元。
技术让中国牛肉更牛
白跃宇在美德州大学做高级访问学者
白跃宇科研团队对肉牛新品种的选育以及配套技术的研发,具有重要的科学价值与深远的社会经济意义。
“群选群育”联合育种体系、地方黄牛优异基因的三元轮回杂交体系、“分子标记-两系选育”技术,推进了我国肉牛新品种(系)选育、地方黄牛资源保护及开发利用工作。选育的新品种、产品加工及综合配套技术的集成与应用,促进了我国肉牛产业化。
我国有世界上1/3的牛种,蕴含着丰富而独特的基因资源;世界各国竞相争夺牛基因资源,发展分子育种技术以主导未来种牛业;中外牛产肉性能截然相反,白跃宇团队的研究为牛基因资源挖掘、地方牛资源利用和品种改良提供了宝贵素材,开创了优质肉牛杂种优势和肉牛育种研究利用的新局面,提升我国自主培育品种市场占有率,摆脱了国外品种垄断,保障了我国畜禽品种安全。
白跃宇团队对肉牛新品系的配套技术研究,建立了高效、规范化的养殖模式,通过秸秆养牛“过腹还田”,促进了良性循环的生态农业发展。其研究成果已在河南、山东、四川等22个省推广应用,显著提高我国肉牛业核心竞争力,开发出的特色产品成为企业新的经济增长点,为推动肉牛业升级提供重要技术支撑。根据中国农业科学院农业与经济研究所测算项目技术期内年均经济效益119082.4万元,累计新增收益95.3亿元。根据其中9个省(市)和5个产业化龙头企业统计,2010~2012年新增产值205198.32万元;新增利润91742.09万元;新增税收106496.29万元。
白跃宇团队的研究,解决了肉牛杂交规模推广应用的关键问题,改变了我国杂交牛的生产利用方式,成为肉种牛开发的主流方向,并造就一批具有一定影响和竞争力的高素质年轻科研人才,提升在该研究领域的领先地位。
在研究过程中,白跃宇作为第一完成人荣获国家科学技术进步奖二等奖1项、省科学技术进步奖一等奖3项;发表论文137篇,专著6部。其团队获国家新品种证书1项,国家商标注册权2项;制定国家标准4项,行业标准2项,在国际上首次发现黄牛产肉性状相关分子标记23个,研发出22个分子标记检测试剂盒。
2014年,白跃宇入选国家高层次人才特殊支持计划“万人计划”第一批科技创新领军人才,先后荣获第十五届中国科协求是杰出青年成果转化奖、新中国60年畜牧兽医科技贡献奖、第三届振兴中国畜牧贡献奖(杰出人物)、第二届河南省自主创新十大杰出青年等奖励或荣誉。白跃宇是国家中青年科技创新领军人才、国务院特贴专家、中原学者、首届河南省杰出专业技术人才、省优秀专家、省创新人才、省学术技术带头人等。
不用扬鞭自奋蹄
分析胚胎发育结果
“老牛自知夕阳晚,不用扬鞭自奋蹄。”
白跃宇今年47岁,可谓是正直盛年,夕阳晚景距离他还早,让他夜以继日工作的动力,则是国内与世界肉牛业发展的巨大差距。“工作太紧张了,时间都去哪儿了?!”白跃宇经常感叹。
世界肉牛业已从早期的单基因标记选择发展到基因组评估及基因组选择水平。目前,白跃宇率领的团队已对南阳牛产肉性状相关主要候选基因进行遗传多态性分析,下一步将采用高密度SNP芯片对夏南牛、南阳牛群体进行分析,构建基因连锁图谱。接下来,科研团队要找到影响产肉性状的重要位点,将GBLUP(基因组BLUP)方法和GEBV(基因组育种值)应用于夏南牛品系繁育和南阳牛选育方面,建立高效实用的肉牛基因组育种技术体系,进一步缩短时代间隔、加快遗传进展,培育新的品种。
畜禽遗传资源是人类社会赖以生存和发展的重大战略性资源,是改良和培育新品种不可缺少的原始素材,关系到国家安全与主权。在对夏南牛品种进行科学保种的基础上,要通过现代生物技术与常规育种技术相结合方式,采取正反交反复选择法或群体继代选育法,培育由1个父系和2个母系组成的夏南牛配套系,进一步提升肉牛产业的核心竞争力。
“未来5年,在河南省建设世界第一家动物冻精体细胞库(FrozenSemenSomaticCellBank,FSSCbank)和冻精体细胞基因组数据库(FrozenSemenSomaticCellGenomicBank,FSSCGBank);构建“一技两库”技术体系,即包括体细胞克隆技术体系,本技术体系覆盖了从群体到个体、从细胞水平到染色体水平、从基因组到单核苷酸水平的全方位覆盖,可以从多个层次对生命现象进行深入探讨和解析;不但可以做牛的,也可以做其他动物的,甚至包括濒危动物或者已经灭绝的动物。”白跃宇表示,在省畜牧局和有关单位大力支持下,现在团队所有成员都在忘我工作,努力提升我国自主培育品种市场占有率,确保我国优良肉牛种质资源安全。
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