加快中国遗传育种

幸运儿

加快中国奶牛群体遗传改良需要充分利用发达国家

的优异遗传资源和先进的育种技术

张文灿 博士(美国Takeda 全球研发中心)

徐捷 博士(美国Evergen生物技术公司)

张廷青 博士(美国国际资源育种公司)

A．前言
A-1 放弃牛海战术，提倡“牛不在多而在良”
近几年，中国奶业继续保持快速增长。2005年奶牛存栏总头数达1216万头，比98年增长789万头，年平均递增率16%；奶类总产量2865万吨，比98年增长2120万吨，年平均递增率21%；全国人均奶类占有量达到21.7千克，比98年增长16.6千克，年平均递增率23%。奶牛业已成为畜牧业发展最快的产业。不过，中国奶牛群体质量差的现状仍然如前，2004年平均单产3,645千克，分别是世界平均水平的61%和发达国家平均水平的43%。实际上中国过去几年牛奶总产量的增加依然凭赖传统战略，即韩信点兵，多多益善，主要靠牛海战术，迅速大规模扩群。如此做的结果造成有限资源大量浪费，人口密集区域环境污染严重，农村奶牛业效益急剧下降。众所周知，影响奶牛业效益有四类技术：遗传育种、营养饲料、饲养管理和疫病防治。在这四类技术中，遗传育种技术贡献最大，达到了40%。其实，早在50多年前，毛主席就高瞻远瞩地认识到“种”对农牧业生产发展的重要性，亲手制订了盛极一时的农业“八字宪法”：“水、肥、土、种、密、保、工、管”。经过长达半个多世纪的反复实践，现在仍然有其价值，特别是“种”一字。“春种一粒粟，秋收万颗籽”和“好精一支，增奶数吨”就是广大农民对“种”重要性的真实评价和称赞。中国奶牛业要进一步发展，需要借鉴发达国家的成功经验，即高效奶牛业，而高效奶牛业的核心则是高产奶牛群，创建高产奶牛群必须依靠先进的遗传育种技术和优良的遗传育种物质。可惜中国目前这两条都不具备。那如何办呢？本文作者曾在北美著名奶牛育种公司工作十数年，对北美奶牛群质量的提高做出过显著贡献，有着极为丰富的奶牛育种经验和技术，愿在本文中，对中国奶牛群如何有效进行改良阐明自己的观点。
A-2 中国奶牛遗传育种系统的现状
中国和发达国家在奶牛遗传产业体系中几乎每一环节都存在着很大距离，包括每年参加后裔测定公牛的数量和质量、纯种公母奶牛的系谱登记、牛奶质量检测和产量记录，以及体型外貌测定等。中国目前还没有全国性的荷斯坦奶牛数据库，加入DHIA的母牛总头数迄今仅8万头。政府部门和行业协会也没有承担责任。只有极小部分母牛采用验证公牛进行繁殖，而绝大部分采用非验证公牛精液配种。大量母牛都是与随机的非验证荷斯坦公牛交配，而荷斯坦品种是其唯一的选择标准。配种目的是设法使母牛怀孕生犊，继续产奶，但极少考虑后代品质。这种随机繁殖计划的遗传水平是不可靠的，系我国在过去30年里奶牛遗传改良进展缓慢的根本原因。
基于使用公牛的遗传水平，目前中国奶牛遗传改良计划可以分为3个层次或水平：
1）品种遗传水平改良
指用荷斯坦公牛对我国土种黄牛进行改良，搞级进杂交，最终目标是将中国黄牛改良成荷斯坦奶牛，时间跨度约为10－15年。对原有荷斯坦牛群，则进行本品种繁育，目标是保持荷斯坦的“纯种”水平。这些改良工作的目标只是停留在品种的平均水平，仅仅注重荷斯坦“血液”的百分比和纯种化。这种手段已被证明是增加荷斯坦奶牛数量经济而有效的方法。然而，这种基于少量遗传信息和仅将公牛作为繁殖工具之用的做法是非常不科学的，并不能带来持续性的遗传改良。在中国许多地方，仍旧使用该法去生产更多的奶牛。此法虽使中国奶牛数量由1978年的500,000头增加到1996年的大约4,500,000头，但是实际上在这段时间内（将近30年）我国奶牛群体的遗传水平并没有实质性提高。值得一提的是，所谓的品种水平也是过去几十年的旧品种水平，业已发生了退化，而不是国外的现代品种水平。
2）家系遗传水平改良

在美国和加拿大，大约有20－25％的牛群采用非验证年轻公牛精液繁殖。这些年轻公牛拥有非常好的系谱，但是后裔测定结果还没有出来。使用这一方法的优点是可以提前4－5年，但是风险也不小。在过去10－15年间，中国开始从加拿大和美国引进非验证年轻公牛。黑龙江、北京、陕西和上海等种公牛站进口了上百头年轻公牛。它们是北美明星公牛家系的儿子，具有很好的系谱，其父母均经过严格遗传评估。由于不知道年轻公牛个体的具体基因型和育种值，所以用家系平均数作为估计值。实际上，明星公牛的儿子自己成为顶尖公牛的机会很小，因为儿子们的遗传水平也呈正态分布。不过，这些年轻公牛比较经济合算，其平均遗传水平又比中国本土生产的荷斯坦公牛要高出不少。另外，它们也比那些仅仅依靠品种作为选择标准、系谱不清、父母未经遗传评估的公牛可靠得多。所以，这些公牛现已成为现阶段中国奶牛遗传改良的主力军并为中国奶牛群带来了巨大的遗传改良效益。
如果一头母牛是美国名牛黑星的孙女，单凭这一点就价值不菲，但她的遗传水平却是很不稳定的。因为并不知道她父亲的真正遗传水平，这要通过她父亲的所有女儿的产奶量和体型外貌来评估。这头女儿可以预测的育种值仅为黑星本身育种值的1/4，效率很低。当前，几乎所有的公牛站都从美国和加拿大进口年轻公牛以出售精液，或者直接销售进口年轻公牛精液，确实经济实惠。他们实际上都处于家系遗传改良水平。
3）个体遗传水平改良

指使用验证公牛对牛群进行改良。因为此时这些优秀公牛和母牛个体的遗传潜力已经十分清楚，奶农可以针对自己每头母牛的具体条件选择不同公牛，对该母牛扬优剔劣（如产奶量低、乳蛋白量差、乳房结构和肢蹄结构有缺陷等），培育下一代更为优秀和理想的儿子和女儿。国外现已能够做到用计算机选配，为母牛挑选最佳配偶公牛。即将母牛有关数据输入计算机育种系统并给出育种目标参数，计算机再根据用户指令在其庞大的公牛资料库中遴选出一组与该母牛最适配的公牛。奶农最后从中挑选中意的公牛为该母牛配种，这是电子化的选种选配。显然，只有在这个水平上，我们才能真正将优秀个体的基因在群体中扩散，象发达国家一样，使群体获得最大限度的改良。计算女儿（或儿子）育种值（BV）的简单公式可表述如下：

女儿（或儿子）育种值=0.5父亲育种值+0.5母亲育种值

（a）

传递优良基因最有效的方法是广泛利用验证公牛精液通过人工受精（AI）配种。过去，中国没有使用此法主要是验证公牛精液太贵，每支平均为120元，这对大部分中国农民来讲价格确实太高。他们几乎每支只愿支付少于40元的价钱。在一些地区，每支在5元以下的精液仍被使用，很明显其结果会很差。不过，现在情况已有所变化，一些奶农已开始认识到为了得到较好的经济回报而使用较贵但质量高的精液是值得的（每支120元能很容易地通过增加女儿奶产量来多获得1600-2400元利润）。2003年春天，北京奶牛中心从美国引进了两头验证公牛，这标明中国已经开始进入利用个体奶牛遗传水平改良的新阶段。
使用验证公牛精液可知道公式（a）的公牛部分。但是，中国大部分母牛的育种值却无法估算，因为这些母牛并没有进行系统性的登记、检测或记录以及遗传评估。中国要完全地使奶牛遗传基因改良达到个体水平，还有待时日。只有满足这两个条件：1）验证公牛精液广泛使用；2）建立国家奶牛遗传登记/评估系统，才有可能保证中国奶牛群遗传育种改良可持续发展。
B．奶牛群体改良技术——公牛
B-1
公牛影响
虽然对任何单个动物来讲，公牛和母牛对其后裔育种值各贡献自身一半，但公牛可借人工授精与成千上万的母牛交配，故而对群体改良影响较大。同时公牛因选择强度大而其育种值比母牛要高，所以母牛群体遗传改良是通过大规模使用优秀公牛精液，即人工受精来实现的。
奶牛群体遗传结构可大致分为两部分：一小部分用于纯种繁育顶尖公母牛，其经营目标是培育超级种公牛；另外一大部分为商业性公母牛，其经营目标是生产牛奶及牛肉。这两部分又有四条通径组成遗传传递关系。
1）父本到儿子：这是一条最重要的通经，对群体改良贡献为41％。奶牛遗传公司的主要育种目标是培育种用顶尖公牛，这样顶尖的公牛称为儿子的父本。一个大公司3－5年才会出现一头，一般来自最优秀的谱系。这样的公牛全世界每年也就5－10头。这些公牛大部分用来和最优秀的种母牛配种，精液价格也最高，每支可达500元以上。一个好儿子的父本可能有数万个儿子，但真正的“接班人”只有一头，于是便成为众多同父兄弟中的一颗灿烂明星。
2）父本到女儿：那些稍微差一点的公牛便为生产母牛服务，它们的遗传水平也相当高，对群体贡献为27％。这部分公牛叫（生产）母牛的父本。其精液价格每支为80-360元左右。
3）母本到儿子：所有种用公牛的核心母本都叫儿子的母本，这些母牛有非常优秀的系谱和生产性能，由一些专门的纯种繁育者进行培育，它们的主要经济来源是向奶牛遗传公司出售顶尖公牛的儿子，其中相当一部分是通过胚胎移植技术生产的。这部分母牛仅占到整个母牛群体的千分之一以下，对群体改良贡献为 29％。
4）母本到女儿：这些生产母牛的母亲大部分用于商业性牛奶生产，其大部分女儿用来更新生产群，她们是群体遗传改良金字塔结构中最底层的最终受益者，对群体改良贡献为3％。

表1
不同遗传通径对群体改良的相对贡献率

遗传通径	群体遗传改良贡献的%
父本到儿子（种公牛的父亲到儿子）	41
父本到女儿 （生产母牛的父亲到女儿）	27
母本到儿子（种公牛的母亲到儿子）	29
母本到女儿（生产母牛的母亲到女儿）	3

因此，公牛对牛群基因改良的直接影响为68%（41+27，表1）。雌性主要通过母亲遗传儿子的方式对牛群改良的直接影响是29%，而其直接对女儿改良的影响仅3％。很明显，选择和利用遗传优良的公牛大规模地繁殖将对牛群基因改良产生最大影响，同时也是中国奶业发展至关重要的一项策略。
在北美，全国范围内的登记和记录系统包括：牛群改良协会（DHIA）负责牛奶质量测定和数量纪录；品种协会（如美国荷斯坦协会）负责纯种登记、系谱和体型外貌鉴定的数据库及遗传评估。
在其它方面，公牛培育包括：品种协会、牛群改良协会、人工授精组织，以及后裔鉴定和遗传评估。验证公牛冻精是高技术的基因材料，需要遗传产业（公牛站）、奶农、政府、院校和研究机构的共同努力。公牛全球排名是一个国家奶业总体发展水平的综合性反映，包括：数据分析、计算机应用技术、生物技术应用，以及奶牛遗传繁殖系统。这些综合因素造就了过去50年间奶制品生产大国的奶牛遗传改良成就。
B-2
人工授精
这是增强公牛对群体遗传影响最主要的技术，是将个体优良基因由选择的公牛普及到整个群体最有效的方法。一头优良公牛能生产成千上万甚至百万支的冻精用以配种遍及全国，有时（超级公牛）遍及全世界的牛群。
2001年，美国牛冻精总销量超过1400万支，其中1300多万是荷斯坦冻精；其余约800万是其他品种奶牛和肉牛的冻精；市场价值超过4亿美元（每支15美元）。

表2
2001年美国精液销售

	支	市场价值（百万美元）
美国精液销售量	14,423,416	288
荷斯坦	13,140,578	262
出口量（单位）	8,775,424	175
总计	23,198,840	463
荷斯坦	2,092,1031	417

目前美国奶牛平均单产超过9吨；其中注册奶牛2001年平均单产从1957年的不足6吨增加到12吨。美国在过去50年内是怎样取得如此显赫的成就？又是如何保持在此领域的领导地位呢？
有关资料说明：在起初20年内（1957-1973），单产仅增加了1,000公斤，只作出了相对较小的改良。但在过去30年内（从70年代后期开始）却取得了突飞猛进的提高（增加超过5,000公斤），这主要得益于遗传育种、营养饲料、饲养管理和疫病防治四类技术的进步，以及全国范围内良种登记和记录系统的建立，同时能有效地选择遗传优良的公牛和母牛并且广泛应用人工授精和其它相关生殖生物技术。
B-3
品种协会
品种协会（如美国荷斯坦协会、荷斯坦加拿大）的成员由纯种牛育种者和一些商业性奶牛场的农民组成。任务为纯种登记、系谱追踪和品种体型外貌鉴定。美国存栏奶牛登记比例大约为20－25%，加拿大为50－60%。通过协会的数据库，可以容易地在网上追踪到超过5代的系谱资料，生产性能和体型外貌信息。品种协会也有职业体型外貌鉴定员，其足迹遍布全北美奶牛场，为客户提供收费服务。年轻奶牛的体型外貌数据被收集在手提电脑中，并传送到国家数据中心。美国、加拿大和欧洲国家的外貌鉴定系统各不相同，育种值的表达单位和遗传基础也不相同，但却可相互转化。
美国和加拿大牛奶检测实验室（奶牛牛群改良协会，DHIA）对牛奶成分和体细胞数量作出分析。牛奶检测是美国和加拿大政府的一项职能，其拥有全国范围内最权威的牛奶质量和数量监测系统。奶牛场农民依赖于DHIA服务进行牛群管理。DHIA提供对公牛（经由其女儿）和母牛经济性状进行遗传评估的原始数据。在北美，这些生产记录已被日积月累地使用了许多年。例如，INTERBULL（国际公牛，一个对全球种公牛进行评估和排序的国际性机构）能提供全球遗传评估中过去10年里出生的奶牛的生产性能和体型外貌资料。尽管某头母牛可能已消亡多年，但其生产记录仍可用于遗传评估。
B-4 后裔测定
牛群遗传改良的原动力是找出具有优良基因组合的公牛。DNA基因重组是一个随机过程，仅发生在受精期。公牛携带优良基因的鉴定需要完善和科学的后裔测定和遗传评估系统。后测公牛必须要等长达5-6年时间才能完成对其女儿怀孕、分娩和产奶相关资料的积累。而且，这一过程还必须在50-100个牛群实行随机交配。为了确保精确性，通常需要大约100头女儿的全套生产性能和体型外貌数据。
目前已经发现的一些功能基因和遗传标记，可以在生命的早期对年轻公牛进行遗传鉴定。这对于毛色和有害基因是非常有效的，业已在商业上应用。另外，对于一些全同胞，因其系谱指数相同，对携带有利基因位点的个体可以进行早期选择。但是，就群体水平而言，只有3-5%的遗传变异可由这些标记基因作出解释，而这些标记基因还不足以取代目前行之有效的后裔测定系统。
父母亲遗传水平、后测年轻公牛数目以及随机取样女儿数量关乎是否能够成功地选择优异小公牛的三个主要因素；总计50多个生产性能和体型外貌性状在公牛选择过程中要进行严格地遗传评估。
每年全世界范围内后测荷斯坦公牛超过5200头，其中美国1550头，加拿大600头（表3）。后测一头公牛在美国成本据估计为4到5万美元。仅5%的后测公牛能够培育成顶级公牛和选为验证公牛，然后作为种用；剩余的95%将被屠宰。那就意味着仅仅二十分之一的公牛可进入“上市公牛清单”，这样生产一头验证公牛的成本将接近于100万美元。
B-5
遗传评估和国际公牛服务项目
在美国，农业部和荷斯坦协会对美国公母牛实行遗传评估。在加拿大，对此事承担责任的是加拿大奶牛网络，这是一个非盈利性组织。
各大学都积极地参与新程序的研究和发展。由美国康奈尔大学Chuck Henderson教授和加拿大圭尔夫大学Larry Schaeffer教授率领的研究者们发明了最佳线性无偏估计的理论和计算方法，用于奶牛遗传评估。
遗传评估方法在不断地改进，现在已达到了第四代：80年代早期的公牛模型，80年代末期的动物模型，90年代初期的MACE（多性状全球跨国评估），以及新世纪的测定日模型。
表3
主要国家奶牛数量和每年后测年轻公牛数量

国家	奶牛数量（百万）	后测小公牛数（每年）
美国	9.7	1550
加拿大	1.3	600
法国	4.6	660
德国	5.3	1100
荷兰	1.8	350
意大利	2.3	310
英国	2.8	180
丹麦	0.7	300
新西兰	2.6	210
总计	32.8	5260

美国、加拿大和其它国家每年4次颁布遗传评估结果（二月，五月，八月和十一月）。全球公牛遗传评估也由国际公牛在相同时间同步发行。由于公牛冻精在全球销售，美国和加拿大优良公牛的女儿和儿子遍布全世界，于是构成了全球遗传评估所必要的遗传相关。国际公牛是隶属于联合国粮农组织（FAO）的一个机构，有50多个成员国。现在它每年进行4次全球遗传评估，通常是各国遗传评估颁布后一周。现在可以容易地获得全球50,000余头荷斯坦公牛和10,000余头其它品种公牛按照20多个主要国家的遗传基础和表达单位的育种值，并能直接在各国应用。每一次公牛育种值的颁布都是全球奶牛育种者、奶牛遗传产业和国际营销商人的一次重大事件。新明星公牛金榜题名，老明星黯然降序，新上市公牛清单以及新价格会带来新的订单和新的合同。国家和国际公牛的排序是所有这些商业活动的基础。数十年来，美国独领全球奶牛遗传业风骚，国际公牛大部分的最高级公牛以及世界前100名顶级公牛的70%左右都在美国，其它的则是美国公牛的后代。
C、胚胎生物技术
C-1
胚胎移植
与公牛相比，母牛遗传改良力很小，这是因为公牛一次射精可以产生数以亿记精子，而母牛通常每21天才能产生1个卵子，而怀孕更需要9个多月。胚胎技术近年来发展迅速，已被广泛应用于提高母牛的遗传影响力，主要原理是利用超数排卵技术可使优质母牛一次产生多于一枚的卵子；使用普通母牛作为优质母牛胚胎的代理妈妈（即所谓“胚胎移植”）。
胚胎移植是所有胚胎技术的基础，通过体内、体外或者克隆等方式生产的胚胎被移植到同步发情处于假孕状态的受体母牛子宫内。这个方法在中国已经有所推广，借丰富的黄牛之腹，孕短缺的高产荷斯坦奶牛之胎，真正是‘土牛生金牛’。
发达国家胚胎移植已经成为常规，但主要用来发展核心育种群，不是用来创造生产群的。以美国为例，在过去十年里每年都要进行15万到20万次胚胎转移。2001年美国胚胎移植总数大约为17万枚（表4），市场价值超过5千万美元。中国目前每年移植数目通常低于1万枚，而且主要是在奶牛大省如新疆和黑龙江进行。2002到2003年间，中国移植了1万6千枚奶牛胚胎，但仍不足美国移植量的10%。

表4
2001年美国胚胎移植

	体内胚胎	体外胚胎
胚胎移植公司数量	129
供体奶牛数量	39,728	884
生产胚胎（枚）	243,813	4,986
鲜胚移植	80,141	N/A
怀孕率（鲜胚）	63%	N/A
冻胚	162,750	N/A
冻胚移植	85,824	35
怀孕率（冻胚）	55%	N/A
性别鉴定胚胎移植数量	453	N/A
怀孕率（性别鉴定胚胎）	N/A	N/A

C-2
试管奶牛胚胎（In vitro Fertilization，IVF）
在试管胚胎生产过程中，受精发生在体外。从母牛卵巢中提取卵母细胞（通常是被屠宰的奶牛或青年牛），使用冻精在体外授精，培养7天达到囊胚阶段后被冷冻保存，然后再进行移植。美国体外胚胎遗传潜力一般达到9吨，因价格远低于体内胚，所以可在中国用来发展生产群。
C-3 超数排卵奶牛胚胎
是通过对优质纯种母牛使用顶尖种公牛精液进行人工授精产生的。受精过程和早期胚胎发育在体内发生；同时由于可以人为控制选择父方和母方，所以体内胚胎的遗传品质比试管胚胎高；同时有完整的系谱，适合用于生产育种用种牛。活体胚胎的生产需要大量时间和精力。超数排卵并人工授精后大约第七天，胚胎被冲出子宫，移植到受体内或者冷冻保存。一头母牛大约每两个月能平均产生5—6枚可用胚；如果反复超排，每年可产生约30枚可用胚。由于超排需要高成本和大量劳力，用于生产群经济上很不合算，数量上也难满足。
C—4
性别鉴定
当前最新的奶牛性别控制基于精子分离技术。X-精子含有比Y-精子略多一些DNA，这一差别通过流式细胞分离器可以将X－精子和Y－精子分离开，准确度达到90％以上。该技术优势在于性别控制在受精前就已完成，避免了雄性胚胎或小公牛的产生。实验表明利用该技术生产的后代牛都表现正常。性控精液也被用于生产性控胚胎，其怀孕率与常规胚胎移植怀孕率也十分接近。当前中国已引进多台XY精子分离设备和配套技术，国产性控精液、进口性控精液和进口性控体外胚胎亦在市场销售和某些地区使用，取得了若干初步结果。需要保持清醒头脑的是，这些技术尚未完全成熟，仍处在研发阶段，发达国家在其遗传改良工作中并未使用这些技术。一般说来，确有效益地使用这些技术应该满足以下五项要求：1.必须确保母犊率超过85%以上（现在都能做到）；2.必须确保情期受胎率与常规冻精相同（现在做不到）；3.必须使用优秀验证公牛（现在做不到）；4.必须方法简单（现在做不到）；5.必须能大规模应用（现在做不到）。
C—5胚胎低温保存。
胚胎低温保存技术使得胚胎的进出口成为可能。低温保存（包括精子和胚胎低温保存）使国际间种质交换成为可能，并取代了传统的大多数国家间活动物的进出口。胚胎能以各种方式冷冻，其解冻后移植的怀孕率已接近鲜胚受孕率（50％左右）。
C—6克隆
克隆技术在农业医学等领域有广泛的应用价值，比如复制高品质奶牛和可移植器官等等。克隆技术的第一步是供体细胞的选择。选定的细胞将在实验室培养，作为克隆时的细胞核供体，提供胚胎的全套遗传物质DNA。试验当天，用玻璃微管将卵子中的遗传物质DNA吸出；随后供体细胞被移入去核卵子中；接下来是一到两次的电击融合，使去核卵子与供体细胞合二为一，成为可发育胚胎。克隆胚胎接着被体外培养至囊胚期，然后移植给受体动物。这些克隆胚胎在受体子宫内着床和发育，经过正常怀孕期然后降生世间。克隆技术为直接复制纯种母牛（公牛）提供了可能性。几乎八年前，日本17岁的著名种公牛和牛神福耳已在美国成功地完成三代克隆，这为商业化复制全球顶尖公牛和母牛准备了技术条件。全球有影响的育种公司培育的顶尖公牛和母牛极其昂贵，通常不会轻易出售，这是因为培育者不会将他们的‘摇钱树’转让外人。由于疯牛病而封关的原因，中国目前已在源头上难以从发达国家引进优秀种公牛活体。克隆技术将会为中国进口这些顶尖基因动物提供一种新的途径。最近，利用克隆技术在中国复制全球100头最优秀公牛并以此为基本筹建新型奶牛育种中心的动议将提交权威部门研究。如获支持，那将对推动中国奶牛业遗传育种改良工作产生深远影响。
D．加快中国奶牛群体遗传改良
D—1进口优秀奶牛遗传资源
理论上，一个国家奶牛群体遗传改良有两种方式。一种是从其自身遗传资源中挑选，另一种就是从拥有先进遗传资源的国家进口。
中国奶牛遗传基因库非常贫乏。在这样一个低水平上，中国自己建立独立育种体系将是闭门造车、少慢差费和不具任何竞争力。目前中国平均奶产量相当于1950年美国的70%的水平。因而，如果中国要进行国内自行培育和不借助国外遗传资源和奶牛管理体系，那至少要花50多年时间才能赶上美国目前水平。中国、美国以及其他国家基本上用的都是同一品种奶牛（荷斯坦）来产奶。中国荷斯坦基因库贫乏，这很大程度上是由于中国“闭关”的培育操作和政策限制（只间断进口有限数量活牛作为遗传资源）而造成的。在过去30年中，世界各发展中国家已通过持续进口精液和胚胎来丰富其遗传物质，从而逐步丰富其本地奶牛群基因库。另外，虽然中国饲养黄牛有几千年历史，但对奶牛管理却是一个新课题。因而，为迅速发展奶牛业，中国在进口优秀奶牛遗传资源的同时，也需要引进先进的管理方法和技术。中国同步进口国外基因和管理体系的速度将决定着中国奶牛遗传改良进展的速度。
优秀验证公牛冻精是高新技术产物，是高智力和高投资产品，这与绝大多数国产冻精是完全不同的概念。中国眼下还不具备培育验证公牛的能力和条件,正因为如此，应当鼓励合资企业带来国外遗传资源（培育最优秀公牛和母牛）、资金、技术和管理体制。很明显，这些努力与进口精液和胚胎策略相辅相成，将可能会在10年内使中国奶牛群体接近发达国家的遗传水平，从而为中国建立一个具有国际竞争力的奶牛培育系统奠定基础。到那时，中国将成为奶牛遗传资源、技术和管理体制的出口国，而非完全被动的进口国。
对于精液和胚胎进口，最大的瓶颈就是中国目前的进出口条例，需要修改这些条例使之与国际惯例一致。进口精液可能是中国改良奶牛基因最低廉的并且是最快的方式。中国精液进口应当以经过验证的基于“国际公牛”排行榜的顶级公牛为目标。应该认识到，美国、加拿大和欧洲代表了奶牛业最优良的基因资源，进口条例过于苛刻将会严重损害中国奶牛业的发展。任何政策和条例的制定和实施应该是以最大限度地保护中国国家利益为基本出发点，而不是相反。
实际上，中国和发达国家在奶牛遗传水平上的差距由两部分组成，一部分是遗传基础水平的差距，另一部分是改良速度的差距。连续进口是迅速弥补这两部分差距的最有效途径。“国际公牛”为来自全球许多国家的60000头“有竞争力”的育种公牛提供排序。“国际公牛”通常一年颁布4次遗传评估结果。最好的策略就是以遗传评估颁布相同步的速率进口精液。应根据最新信息不断进口顶级公牛精液、年轻公母牛和胚胎。这样，在获取最新和最优遗传资源方面，中国将与世界同步。
D—2进口政策支持
精液和胚胎进口的主要瓶颈所在就是中国对这些产品实行无法与国际接轨的卫生和检疫规则。毫无疑问，精液和胚胎产品必须要受到严格的管理。中国近年来实行了遗传物质产品进口的开放政策，这是很大的进步。然而，一些不必要的，有时甚至是非常不科学的进口条例，实际上阻碍着中国和其它国家间奶牛遗传物质产品的国际交换。
例如：根据中国要求，任何单位和个人进口精液都必须将精液限制在一个隔离农场内使用，尽管这些精液的生产、检疫和运输过程是严格按照中国进出口条款中所有的要求进行的。这就产生了两个问题：一是繁冗的许可申请，会打消农民或者进口单位的念头，而转而使用品质较低（落后世界顶尖水平数十年）未经后裔测定公牛的国产精液。二是由于精液只限使用于隔离农场，并且相关动物（使用精液的母牛和它们的后代）要接受动检局不定期检验，这也挫伤了使用者的积极性。纵观全世界，只有中国有这样的规定。全球精液贸易进行了大约50多年，在这其间还没有发现任何疾病是通过符合所有进出口检验规定的精液来传播的。因此这一规定并没有任何科学基础，也就根本没有必要。虽然对进口动物的二次隔离是必要的，但对按照条例生产的进口精液和胚胎进行农场二次隔离则是不必要的，这种做法很难与国际接轨。在国际化越来越成为趋势的今天，中国需要有一个开放和科学的态度来面对奶牛和其它动物遗传物质产品进口（以及可预见的出口）问题。确保安全并不等于增加不必要的和不科学的规则和要求，很多不必要不科学的规则使得这些条例在实践中难以执行，导致“因噎废食”。“将不在勇而在谋”，毛主席在世时亦曾批评有些政府官员：“以其昏昏，使人昭昭”。如果中国决定利用进口策略来加速其奶牛基因库的丰富和发展，相应负责官员就需要克服固执和鲁莽，通过积极学习而日益聪明，用科学思维来调整相关政策以减轻不必要的管理负担，制定与国际惯例一致的作法。
D—3培训和推广
乡镇一级的技术推广中心，应该负责收集日产奶量的数据。日产奶量数据是奶牛遗传育种的基本数据，是选育优秀奶牛的关键。没有这些原始数据，也就没有办法对公牛或者母牛进行比较、统计分析或下有意义的结论。缺乏有效的数据收集机制实际上已经成为中国奶牛育种的主要问题。大多数的后裔测定只在少数选定的农场进行，因为只有这些少数的的农场有能力每天去收集牛奶产量的数据；而在西方国家，后裔测定是在分布广泛的农场中随机进行的。
D—4 持续的研发投入和国家奶业科技研究中心
一个可持续发展的奶业体系包含多种要求。育种体系不仅仅只是数据分析，它是建立在繁殖技术、兽医、饲养和管理、奶品加工和环保等诸多学科和技术的基础上的。例如人工授精带来了育种业的革命，虽然过去50年尤其是近30年来导致美国奶牛基因稳步上升，但实际上奶牛遗传品质的提高却是数据记录制度在全国范围内被广泛应用之后才发生的。
为了确保奶业可持续发展，中国需要在遗传学、饲养管理和和繁殖技术等领域进行长期不懈的研发工作。考虑到中国研发经费特别是在农业方面还不充裕，特别建议中国成立一个国家奶业科技研究中心。该中心应该成为中国奶牛育种中心。在其运作初期，中央政府提供前期启动基金。其后期基金则可以考虑由获益的乳制品企业以会员的形式资助。会员公司有获取该中心服务、数据和信息以及新技术的优先权，以此来回报其捐赠给该国家中心的年费。这种模式类似于美国的国家动物育种协会和荷斯坦奶牛协会的运作方式。
该中心应负责在中国建立起国家奶牛育种体系，建立国家奶牛注册系统，牛奶产量数据库并指导种公牛选育。中心还应该对先进的奶牛繁殖技术、奶牛饲养管理、环保、兽医兽药、疾病预防、牛奶加工、新产品和其它相关领域进行研究和推广。该中心也应承担起教育培训和技术转让的职责，培养和轮训各类专业人员来保证奶牛育种各个层次的有效实施。为确保技术上和国际接轨，该中心还应招募海内外相关领域内最优秀的科学家和研究者。实际上，该中心将会成为吸引在西方国家学习和工作的奶牛育种专家学者们返回中国的一个平台。
D—5政府对可持续发展的监督服务和组织
过去10－15年以来，中国部分地区已经初步建立了一个类似于加拿大的体系，并开始对若干母牛进行体型外貌鉴定。这些工作一般由国营奶牛场来执行。对人工授精后裔测定公牛的遗传评估一年进行一次，但只针对新出生的公牛。中国农业大学利用BLUP方法来做出评估。在加拿大政府和遗传产业的帮助下，中国建立了20多个牛奶测试实验室，中国的各人工受精中心也积极参与；与此同时，也多次购买西方国家的纯种小公牛、收集有限数量的小母牛的生产性能和体型外貌资料信息。
在过去23年中，中国对自己的后备公牛进行了后测，现将部分数据整理小结如表5。

表5. 中国23年来乳用种公牛后裔测定工作部分数据小结

（1983-2006）

后测总头数	有结果数	平均女儿数	选择比	女儿头胎产奶量 (公斤)	公牛奶量育种值 (公斤)	可信度 (%)
763	219	25	1.6:1-- 4.3:1	5146-- 7881	40.1-- 225.5	24.1-- 74.5

虽经历23年的风风雨雨，但结果并不令人鼓舞。如参加后测头数太少、参加评估女儿数亦不足、几乎无选择强度、未定义基础值、可信度不够和未评估体型外貌改良能力等等。所有这一切都说明中国的公牛后测工作仍远远落后于发达国家。需要特别指出的是，这是在世界奶牛育种大国加拿大无偿援助和指导中国20多年后得到的。也许由此可以悲观地结论：中国这个民族是无能力生产出国际社会认可的验证公牛。
目前迫切需要实施和维持一个可信赖的体系，在各个省份收集并集中母牛的生产性能和体型外貌资料，将这些数据输进国家数据库，并将它与从育种协会获得的系谱资料结合在一起。原始数据的准确性是整个育种体系的基础。该体系是树形结构：国家数据处理中心是根，负责记录和分析数据并公布评估结果；其树枝伸入到每个单独的奶牛场。在那儿，每天收集和记录每头母牛的信息并将该信息报送上去。
正如在D－4所建议的，中央和地方政府在设立这样的体系时应有一个监督所有育种活动的国家中心来扮演领导角色。在早期阶段，这个体系可从较大规模的农场或拥有良好记录和检测体制的农场开始实行。
中国的母牛头数现已超过美国，那么为了达到与美国同样的遗传水平和规模，中国每年将至少需要后测1000头小公牛。最终，中国将建立自己的基础设施并成为“国际公牛”这一国际家庭的一员。