中国畜牧兽医学会
一、近3年本学科国内外发展状况
畜牧学和兽医学是与民生息息相关的两大农业学科门类,是生命科学的重要组成部分。现代社会、经济的进步和科学技术的迅速发展,极大地推动了畜牧学和兽医学的发展,学科研究的对象和研究的内容不断得到拓展和深入。
目前,畜牧学研究已不仅仅局限于家畜、家禽,而延伸为研究所有人工驯养条件下的哺乳类和鸟类动物生产及其初级畜产品全过程的生物学问题;兽医学研究也不仅仅局限于单纯的家畜家禽疾病诊疗,而扩展到研究其他经济动物、伴侣动物、水生动物、观赏动物、实验动物以及野生动物等的疾病预防和诊疗,并涉及公共卫生学、医学等领域。畜牧学和兽医学对人类的经济生活和健康发挥着越来越重要的作用。
随着现代科学技术向畜牧学、兽医学的传播与渗透,促使其学科内容不断丰富与发展。本报告中畜牧学以畜种生产为主线条,重点阐述猪学、牛学、羊学、禽学和马学的学科最新进展,兽医学则重点阐述与预防兽医学相关的分支学科兽医免疫学、兽医微生物学、兽医传染病学、兽医寄生虫学、兽医卫生检疫学的学科最新进展。纵观世界近几年这些分支学科的发展,现代生物技术的应用和推动成为最显著的特点。无论是畜牧学还是兽医学,都汲取和融合了生命科学的新成果,在动物的遗传育种、营养饲料、环境改进、生殖控制、疾病诊断和防控等方面取得了重要进展,畜牧学、兽医学的很多重要领域已经或者正在迈向当代科学技术的前沿。
动物基因诊断、标记辅助育种、动物生产性状的转基因改良、胚胎和体细胞克隆等技术,给猪、牛、羊、禽及马的育种繁殖等研究带来了更新更先进的手段,以便更好地、更快地保存利用动物品种种质遗传资源,改良动物品种和繁殖方式,缩短新品种、新品系或杂交组合的育成时间,提高动物的生产性能和经济效益。常规技术和分子生物学技术的结合,促进了猪学、牛学、羊学、禽学和马学的学科进展。
单克隆抗体、基因敲除、流式细胞术、核酸探针、聚合酶链式反应(PCR)、基因工程疫苗、重组抗原、DNA芯片、反向遗传操作等现代生物技术,将兽医免疫学、兽医微生物学、兽医传染病学、兽医寄生虫学、兽医卫生检疫学学科的研究提升到了一个新的高度,研究方法更加深入,研究手段更加先进,应用技术推陈出新,极大地提升了动物疫病诊断、防治水平,推动了预防兽医学所属学科的进展。
在国家“863”计划、“973”计划、攻关计划、国家自然科学基金等项目的支持下,分子生物学技术在我国畜牧学、兽医学中的应用越来越广泛,研究工作逐步由单纯的跟踪模仿向自主创新转变,取得了一批重要成果。近年来,地方猪、牛、羊、禽品种种质资源基因库的构建,山羊克隆、奶牛克隆的成功,H5亚型禽流感疫苗、伪狂犬病基因缺失疫苗、鸡传染性喉气管炎重组鸡痘病毒基因工程疫苗等的研制应用,反映了我国畜牧学、兽医学学科的可喜进步。
二、近3年来本学科国内发展的重要成果
2005年至2007年,兽医学学科共有6项成果荣获国家科学技术奖励,其中科技进步奖一等奖1项,二等奖4项,技术发明奖二等奖1项。兽医传染病学学科进展突出,在动物传染病防控技术领域取得重大成就,6项获奖成果中5项属于该领域。尤其是在防控H5N1亚型禽流感方面令举世瞩目,拥有自主知识产权的H5亚型禽流感灭活疫苗的问世,解决了高致病力禽流感灭活疫苗研制的技术瓶颈,突破了高致病性禽流感不能免疫的“框框”。
于康震主持的“H5亚型禽流感灭活疫苗的研制及应用”研究工作,分离、鉴定了包括中国大陆第一株高致病力禽流感病毒在内的571株H5N1亚型高致病力禽流感病毒,构建了目前中国大陆H5亚型禽流感病毒最完整的毒株库,初步揭示了我国H5N1亚型禽流感病毒流行的时空、地域、宿主以及分子遗传演化与生物学特性的基本规律及其复杂性和多样性。采用自然分离的一株H5N2亚型国际标准毒株,在SPF鸡胚连续传代培育作为疫苗的种子株,研制成功了中国第一个高致病性禽流感疫苗——H5N2亚型禽流感灭活疫苗。该疫苗可使免疫鸡抵抗H5N1亚型高致病力禽流感病毒的致死性攻击,并能有效阻止病毒的感染和排泄。采用流感病毒反向遗传操作技术独立构建了疫苗种子株Re-1系,研制成功了世界第一个可诱导水禽对高致病性禽流感产生有效免疫保护并大规模应用的流感病毒反向遗传操作疫苗——H5N1基因重组禽流感灭活疫苗。Re-1系无致病性,对禽类和哺乳动物高度安全,其抗原性与我国流行的H5N1禽流感病毒高度同源,生长滴度更高。这项成果以《Protective efficacy in chickens, geese and ducks of an H5N1-inactivated vaccine developed by reverse genetics》为题,发表在《VIROLOGY》(2005,341:153-162),引起国际同行的高度关注。H5亚型禽流感灭活疫苗的研制及应用工作的前瞻性、独创性,为我国成功防控H5N1亚型高致病性禽流感提供了充足的技术储备,发挥了极为关键的作用,并为后来其它几种禽流感疫苗的研制奠定了技术基础。两种H5亚型禽流感灭活疫苗已推广应用300余亿羽份,并批量出口。该成果荣获2005年度国家科学技术进步奖一等奖,这也是兽医学学科到目前为止唯一的国家科学技术进步奖一等奖。于康震研究员创建的实验室成为中国国家禽流感参考实验室,他和他领导的团队所做的工作和取得的成就,还得到世界动物卫生组织、联合国粮农组织和世界卫生组织的首肯,使我国在世界禽流感研究领域占有一席之地。
陈化兰主持的“禽流感、新城疫重组二联活疫苗”研究工作,是继H5N2亚型禽流感灭活疫苗和H5N1基因重组禽流感灭活疫苗后研制成功的又一禽流感疫苗——负链RNA病毒活载体疫苗,实现了一种活毒疫苗有效预防禽流感和新城疫两种重大疫病,2006年以来推广应用40多亿羽份。该成果荣获2007年度国家技术发明奖二等奖。
童光志主持的“鸡传染性喉气管炎重组鸡痘病毒基因工程疫苗” 研究工作,选用适合大片段外源基因表达的鸡痘病毒作活病毒载体,表达传染性喉气管炎病毒WG株gB基因,经冷冻干燥制成。该疫苗比传染性喉气管炎活疫苗更安全,不形成潜伏感染,还实现了鸡痘与传染性喉气管炎的同时免疫。该成果荣获2006年度国家科技进步二等奖。
郭万柱主持的“伪狂犬病基因缺失疫苗的研究与应用”研究工作,构建了系列伪狂犬病基因缺失疫苗株,通过缺失、重组等基因操作,去掉其主要毒力基因和具有潜伏感染性的基因,成功研制了动物病毒基因工程疫苗——伪狂犬病三基因缺失疫苗(SA215株)。该成果荣获2005年度国家科技进步奖二等奖。
陆承平主持的“猪链球菌病研究及防控技术”研究工作,首次证实猪链球菌病主要病原为猪链球菌2型及马链球菌兽疫亚种,并研制猪链球菌2型及毒力因子快速PCR检测试剂。在2005年四川资阳等地暴发猪链球菌病时,首先确诊此病,并提供菌种紧急生产疫苗投入使用,为有效控制疫情做出了重大贡献。该成果荣获2007年度国家科学技术进步奖二等奖。
畜牧学在猪学、羊学和牛学育种技术领域,采用常规育种和分子生物技术相结合,改良动物生产经济性能,建立资源基因组DNA库,经过数年的不懈努力,取得重要进展和一批成果。在规模猪场、鸡场的排泄物无害化处理和环境污染防控方面也取得可喜的进步。2005年至2007年,畜牧学学科共有5项成果荣获国家科技进步奖二等奖。
熊远著主持的“瘦肉型猪新品种(系)及配套技术的创新研究与开发”研究工作,利用中外猪种质资源,将分子生物技术与常规选育技术相结合,培育出具有自主知识产权的3个母本新品系和3个父本新品系。所培育的母本品系表现出繁殖力高、肉质优良和适应性强等特性,父本新品系具有遗传稳定性强、高效和抗逆等特点,促进了我国猪育种技术的升级和优良种猪的自主培育,该项研究成果荣获2006年度国家科学技术进步奖二等奖。
黄路生主持的“猪重要经济性状功能基因的分离、克隆及应用研究”研究工作,构建了24个省(市、区)68个品种、4 100个体、12 700份DNA样品的中国地方猪种资源基因组DNA库,并在此基础上研究了16个影响猪重要经济性状的功能基因,首次在国际上分离、定位和鉴别了4个新基因、新变异,由此创建了4项拥有自主知识产权的分子育种技术。这些新技术与其他4项成熟的分子育种技术,结合常规育种手段,应用于我国5省(市)13个种猪场的64个核心群。该项研究成果荣获2005年度国家科学技术进步奖二等奖。
刘守仁主持的“绵羊育种新技术——中国美利奴肉用、超细毛、多胎肉用新品系的培育”研究工作,使中国美利奴羊研究再次实现新的突破。研究中应用MAS技术,建立FecB标记基因诊断方法,在国内首次研制出基因芯片并应用于多胎肉用新品系羊的培育,引进优秀基因,结合RAPD技术,建立了嫡亲级进育种方法,大面积应用MOET和子宫角深部输精技术,迅速扩繁品系羊种群。经过13年的努力育成了3个新品系羊。该成果荣获2007年度国家科学技术进步奖二等奖。
陆仲麟主持的“大通牦牛新品种及培育技术”研究工作, 应用低代牛横交培育新品种的理论,首次将野牦牛驯化为改良复壮家牦牛的种用公牛,并将人工授精技术运用于牦牛育种和生产实践,经过20多年努力育成的“大通牦牛”新品种,通过了国家的品种审定。该成果荣获2007年度国家科学技术进步奖二等奖。
徐子伟主持的“规模化猪、禽环保养殖业关键技术研究与示范”工作,研究建立了体内减排技术和体外治污技术。首创氚水法活体测定鸡体成分技术,并用以阐明不同氨基酸谱模式下的体成分沉积规律,配制出氮减排显著的饲粮;建立了非淀粉多糖酶和植酸酶的酶解调控系统技术和以净化病原为关键的无抗生素饲养技术。研发出高温堆肥生物发酵菌剂等,对厌氧发酵沼气工程加载多级减污去污。该成果荣获2007年度国家科学技术进步奖二等奖。
三、本学科目前国内发展存在的不足以及与国际先进水平的比较
改革开放以来,我国畜牧学和兽医学学科取得了长足发展,为中国成为畜牧业生产大国提供了强有力的技术支撑,但与美、欧、日等发达国家相比仍有相当大的差距。分析我国畜牧学、兽医学学科发展现状,其共同的差距表现为:缺乏原创性的研究成果,跟踪模仿研究多;缺乏良好的研究体系和平台,国际竞争力不强;缺乏高水平的研究论文,在世界权威学术杂志发表的论文少;缺乏数据共享机制,造成不必要的重复和浪费;缺乏处于国际前沿的高素质研究团队。
在猪学、牛学、羊学、禽学和马学学科方面,育种技术领域滞后,猪、奶牛、蛋鸡品种仍然依靠大量引进,肉牛、肉羊、绵羊品种的整体生产性能尚待提高;具有自主知识产权的动物营养和饲料核心技术较少;猪学、牛学、禽学规模养殖环境研究基础薄弱,点源污染和面源问题日趋凸现;马学学科研究基础薄弱,人才力量严重不足,方向定位不明,与国际水平差距巨大。
在预防兽医学学科方面,我国对一些重大传染病病原的生态分布与流行规律研究不够深入,动物病原(病毒、细菌和寄生虫)的致病机理、免疫机制、与宿主之间相互作用的分子机制等基础研究滞后,对多病原混合感染、多重感染、持续感染、跨种感染以及病原变异后致病性等研究滞后,对某些疾病还缺乏有效的防治方法,诊断制剂的特异性、敏感性和重复性以及在应用的快速简便方面亟待提高。
四、本学科国内外发展趋势
猪、奶牛、肉牛、绵羊、山羊、家禽是肉奶蛋类产品的主要提供畜种,必须将猪学、牛学、羊学、禽学学科研究将与生产需要紧密结合,充分运用现代分子生物学技术,深入研究猪、奶牛、肉牛、绵羊、山羊、家禽的优质品种遗传资源,通过常规育种技术和分子生物学手段相结合培育新品种、新品系或配套系。国内在合理保护和利用现有资源的同时,利用引进的专门化品种,重点开展重要经济性状形成的分子机理和性状分子改良的研究,采用杂交育种的方法进行优异育种新材料创新。研究既满足动物营养需要又保证食品安全而且利于环境友好的饲料,也是这些学科研究的重要领域。随着规模化养殖的发展,畜禽环境控制、排泄物无害化处理、养殖污染防控技术等领域研究亦日趋重要。
为了能有效控制畜禽的重要疫病和重要人兽共患病,预防兽医学的学科基础研究更加深入:随着研究手段的不断发展而进入分子层次,开展对重要动物疫病病原的发病机制、病原的变异与致病性和抗原性之间的关系的研究;更加注重基础研究与临床应用的紧密结合,应用现代分子生物学技术研制开发新型疫苗、诊断制剂和药物,动物基因工程疫苗、诊断试剂盒亦是发展方向;更加强调与其他学科诸如分子生物学、细胞生物学、发育生物学、遗传学、生物信息学等的交叉与融合,以研究兽医学和公共卫生中的重大疾病的防治为目标,揭示人兽共患病原跨种间感染机制。预防兽医学学科的发展将进一步提升我国动物疫病诊断、流行病学监测和疫病防控水平。
五、促进国内本学科发展的建议
1.加强学科研究平台建设。根据畜牧学和兽医学学科所需的研究技术发展趋势,加强学科基础研究,合理布局研究技术平台,提高学科的创新能力。
2.加强学科支撑条件建设。建设一批符合国际标准的生物安全III级和II级实验室、实验动物中心、地方品种遗传资源种质基因库等,以满足科学研究的需求。
3.加强学科人才队伍建设。以自主培养为主,造就大批高素质的具有创新精神和国际视野的学科带头人和团队,同时吸引和凝聚海外优秀人才,为学科发展提供人才保障。
4.加强国际学术交流合作。建立与国外高水平的大学、科研院所实质性的合作关系,加强与FAO、OIE、WHO等国际组织和国际参考实验室的交流与合作,促进学科的跨越式发展。
5.加强产学研有机结合。建立高校、研究所和企业联合开展科技攻关的长效机制,面向国家经济建设,发挥各方所长,加快科研成果的转化和实际应用。
Animal Science and Veterinary Medicine
Under the promotion of modern technology, Animal Science and Veterinary Medicine, the two major disciplines of life sciences that are of great importance to the people's livelihood, has got its own persistent development and penetration at both of the research objects and contents. Researches, such as those on the breeding and reproduction of swine, cattle, sheep, avian, and horses, were enhanced with the latest and advanced instruments by introducing gene-based animal identification, molecular marker-assisted breeding, transgene-based improvement of animal performance, embryo cell clone, and somatic cell clone. Moreover, with the development of monoclonal antibody, gene knockout, flow cytometry, polymerase chain reaction (PCR), engineering vaccine, recombinant antigen, reverse genetics, and some other biological techniques, the level of animal disease diagnosis, prevention, and cure was extremely heightened, and pushed forwards the development of the sub-discipline preventative veterinary medicine greatly.
Yu Kangzheng and his colleague have put a lot of effort on avian influenza control research. They have isolated and identified 571 strains of high pathogenic H5N1 subtype avian influenza virus, including the first strain of high pathogenicity isolated in the mainland of China. They have built a very big AIV library in China, demonstrated the basic rule concerning with the time-space and host distribution of AIV, and the molecular mechanism of AIV evolution, their complexity and diversity. With this knowledge, they successfully developed the first vaccine for high pathogenic avian influenza virus in China—inactivated H5N2 subtype avian influenza vaccine. By the adoption of reverse genetics, they constructed a vaccine germ strain Re-1 and developed the first recombinant inactivated H5N1 avian influenza vaccine that could stimulate effective protective immune response against high pathogenic AIV for waterfowl. Their pioneer work has aroused international attention. To date, the two vaccines have been used on about 30 billion birds. Now Yu’s Laboratory has become a reference laboratory for AI research in China, and their achievement has promoted China up to a decisive role in the world AI research field. His project themed “Development and Application of Inactivated H5 Subtype Avian Influenza Vaccines” got the first class of national awards for the Development of Science and Technology in 2005 and their work has received a commendation for excellence from the Office International Des Epizooties (OIE) and Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations.
Chen Hualan and her colleague have developed a recombinant live vaccine that can efficiently prevent both AI and Newcastle disease in their project themed “A Recombinant Live Vaccine for Avian Influenza and Newcastle Disease”. In his project themed “Research on Swine Streptococcosis and Its Control Technology”, Lu Chengping, for the first time, confirmed that the major pathogens responsible for swine streptococcosis were Streptococcus suis type II and Streptococcus equi zooepidemicus, and developed a PCR assay for the identification of Streptococcus suis type II and its virulence factor. Guo Wanzhu developed an engineering vaccine --pseudorabies three-gene-deleted vaccine(SA215 strain)in his project themed “Development and Application of Gene-deleted Vaccines for Pseudorabies”. Tong Guangzhi achieved the goal of co-vaccinating chicken pox and infectious laryngotracheitis in his project themed “Development of Fowlpox Virus-based Live Vaccines for both Fowlpox and Infectious Laryngotracheitis”. Xiong Yuanzhu selected out three new female parent and three male parent lines of swine with independent intellectual property rights, in his project themed “Innovative Research and Development of New Breeds or Lines of Lean Type Swine and Their Integrated Technique”. Liu Shouren selected out three new sheep lines in his project themed “New Technique in Sheep Breeding -- Breeding of New Chinese Merino Lines for Mutton, Fuzz-rich and Polyembryonic Mutton Production”. Lu Zhongling fostered out the Datong Yak breed in his project themed “Datong Yak New Breeds and Their Breeding”. Huang Lusheng, for the first time, cloned, localized, and identified four new genes and their mutations, and then established four sets of molecular breeding technique with independent intellectual property rights in his project themed “Isolation, Cloning and Application of Swine Genes Determining Important Economic Properties”. Xu Ziwei established in vivo and in vitro pollution-reducing/control techniques in his project themed “Research and Development of Key Techniques for Non-Pollution Swine and Poultry Industries”. These achievements all won national awards for the Development of Science and Technology.
However, in despite of the great development, comparing with the developed countries, such as the USA, Europe, and Japan, Chinese animal science and veterinary medicine still have a huge gap needed to fill. The discrepancy reflects in lack of original theory because that quite some research works are tracing and simulating, and many institutions are short of well-established research system and platform. The international competitiveness in the new discoveries and theories is weak.
Those researches on swine, bovine, ovine, and avian should be integrated into the animal production practice with sufficient utilization of modern molecular biotechnology to explore genetic resources of high quality strains of hogs, milk cow, beef cattle, sheep, goats and poultry. For fostering new breeds, strains and associated series, combination of classic breeding techniques, and molecular biology instruments should be enforced.
In the field of preventive veterinary medicine, research should be focused on the pathogenesis of major animal viral diseases, on the relationship between virus mutation and their pathogenicity and antigenicity, and on the mechanism of cross-species transmission of zoonotic pathogens. Furthermore, research orientation should be directed to the exploration of modern molecular biotechnology for developing new type vaccines and drugs, and diagnoses reagents and kits.
Animal science and veterinary medicine could not develop on their own; the development of the two disciplines needs institutional, intellectual, financial, legal, system, and environmental support from both the central and local governments. A favorable research platform and frequent international communication system should be established to keep up with the rapid development of these two disciplines in the world.
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