豬的遺傳抗性和抗病育種

□會澤縣老廠鄉(xiāng)獸醫(yī)站 654200 陳曉輝

隨著集約化飼養(yǎng)方式的普及，疾病已成為現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)的最大威脅?？刂骑曫B(yǎng)管理、環(huán)境衛(wèi)生條件、預(yù)防接種和藥物治療在維持豬群健康、治療個體疾病等方面雖然發(fā)揮了重要作用，但未能從治本的角度完全控制和消滅豬病的發(fā)生與流行，越來越多的畜牧生產(chǎn)者和消費者開始意識到提高豬群健康以維持穩(wěn)定生產(chǎn)秩序的重要性。

同時，藥物和疫苗在疾病控制中所帶來的諸如耐藥性產(chǎn)生和有害殘留等問題也越來越受到人們的關(guān)注，在這種情形下，特別是隨著現(xiàn)代分子育種技術(shù)的快速發(fā)展，畜禽抗病育種又被重新推到公眾的面前。

1 抗病性的遺傳基礎(chǔ)

1.1 抗病性

抗病性根據(jù)所指代的范圍不同可分為廣義的抗病性和狹義的抗病性。廣義的抗病性是指一般所說的抗性，即動物對環(huán)境變化的適應(yīng)能力的水平和范圍，包括動物對疾病的抵抗性、對不良氣候的耐熱性、耐寒性等，它是動物在長期的過程中形成的能夠穩(wěn)定遺傳的。而狹義的抗病性是指畜禽對傳染性疾病及寄生蟲病的抗性，我們所指的抗病性一般指狹義的抗病性。

抗病性根據(jù)遺傳機制不同為特異性抗病性和非特異性抗病性兩種，特異抗病性是指畜禽對某種特定病原體的抗性，這種抗性主要受一個基因位點控制，也可不同程度的受其他多個位點及環(huán)境的影響。研究結(jié)果表明，特殊抗病性的內(nèi)在機理在于宿主體內(nèi)存在或缺少某種分子或其變體。已發(fā)現(xiàn)的易感物種獲得特異性抗病性的例子都是偶然發(fā)現(xiàn)基因特發(fā)突變的結(jié)果，主要依靠宿主細胞膜上病原受體編碼基因的自然突變或通過可正常吸附病原，但不能在體內(nèi)正常增殖以及可在體內(nèi)正常增殖而帶菌（毒）但不發(fā)病這幾種機制而產(chǎn)生天然抗性。目前，豬病發(fā)生呈現(xiàn)出非典型化趨勢，混合感染和繼發(fā)感染導(dǎo)致的多重感染使疾病流行越來越復(fù)雜。所以，很難通過常規(guī)育種途徑使豬群獲得對特定病原的絕對抗性。相反，對非特異性抗病性的選擇難度則相對小得多。雖然非特異性抗病力或免疫力的提高不能完全抵抗特定病原的感染，但可以提高豬群抗感染的閾值，抗感染閾值越高，發(fā)病率就越低，抗感染閾值的高低決定了豬群的發(fā)病率。提高非特異性免疫力還可減少用藥量和用藥次數(shù)，提高疫苗的免疫效果，降低免疫次數(shù)及數(shù)量，從而減輕豬場的負擔(dān)。毫無疑問，培育非特異性抗病性或免疫力高的豬群可以大幅度降低疾病控制的成本。非特異性抗病性的育種意義十分明顯，能抗多種病原體，它受多基因和環(huán)境的共同影響。

1.2 抗性基因

抗性基因是指能使動物體內(nèi)產(chǎn)生抗體，在外來環(huán)境的刺激下能抵抗病原侵襲，使動物對疾病產(chǎn)生抗性的基因?？剐曰虬葱?yīng)大小可分為三類：一是單一主基因，這種基因主要控制抗性性狀的表達。二是微效多基因，這種基因所控制的抗病性性狀由多個基因共同作用。三是獨立的多基因，與微效多基因不同的是其基因數(shù)量少，每個基因的作用大，可以相互區(qū)別。一般抗病性大多數(shù)都受到多基因控制，而特殊抗病性主要受單個主基因位點的控制。目前了解最多的是豬的大腸桿菌（E.coli）k88菌株及F18的抗性基因。豬的腸毒性大腸桿菌（ETEC）是仔豬黃痢、白痢等疾病的主要病原菌，其能否發(fā)病，取決于宿主小腸粘膜上皮細胞刷狀緣有無受體，并受到1對等位基因的控制，有受體（敏感型）為顯性（s），無受體（抗體型）為隱性，該位點位于13號染色體的長臂3.1區(qū)段，與轉(zhuǎn)鐵蛋白（Tf）連鎖，且Tf基因頻率與K88抗性存在一定關(guān)系。大腸桿菌F18抗原毒素是水腫病的主要困素，大腸桿菌菌株進入豬腸道后，依靠F抗原的菌毛在感豬腸上皮粘附，進而定居繁殖并產(chǎn)生毒素，引起仔豬發(fā)病。

1.3 抗病性的遺傳性

畜禽個體抗病程度、遺傳方面的影響可用遺傳力來表示，這就是疾病抗性的遺傳力，抗病性遺傳力的高低，可決定抗病育種的途徑。有研究指出，豬對疾病的抗性具有中等遺傳力。因此，可以采用遺傳學(xué)方法從遺傳本質(zhì)上提高畜禽的抗病性，實施抗病育種，育成抗病系。

2 抗病育種的途徑

2.1 根據(jù)表型選擇

抗病性的性狀為閾性狀，表現(xiàn)為非連續(xù)的一類性狀，不是死亡，就是存活，沒有中間類型。在相同的感染條件下，有的發(fā)病，有的不發(fā)病，發(fā)病的有的死亡，有的康復(fù)，不發(fā)病的個體明顯表明具有抗性的遺傳基因，此時可以根據(jù)表型值進行選擇，選擇不發(fā)病的個體，隨后進行大量繁殖，依此類推，在群體中，抗病個體越來越多，抗性基因頻率增加，這種傳統(tǒng)的表型值選擇具有方便、直觀、準確等優(yōu)點，但同時也存在不足，抗病性狀只有畜禽發(fā)病才能選擇，而且畜禽抗病性狀的遺傳力很低，后裔測定難度大，世代間隔長，遺傳進展緩慢，有些抗病性狀與生產(chǎn)性狀之間呈負相關(guān)，因此有表型選擇效果不好。

2.2 標記輔助選擇

標記輔助選擇就是利用DNA水平的選擇來代替以表型為基礎(chǔ)的選擇，它可以提高選種的效率和選種的準確性，特別是抗病性狀和中等遺傳力性狀的選擇，用標記輔助選擇效果好。標記輔助抗病育種現(xiàn)主要應(yīng)用于抗病主基標記輔助選擇和抗病多基因標記輔助選擇兩個方面。

2.2.1 抗病主基因標記輔助選擇。在抗病育種中，直接選需要創(chuàng)造特殊環(huán)境進行篩選鑒定，不僅育種年限長，而且受到許多條件（如設(shè)施、人力和氣候環(huán)境）的限制，而標記輔助選擇則不受這些條件的制約，分析手段快速、簡便，可以大大提高育種效率。

抗病主基因標記輔助選擇的典型例子是豬應(yīng)激綜合癥（PSS）和豬的腸毒性大腸桿菌病的選育。豬應(yīng)激綜合癥（PSS）是單基因隱性遺傳病，致病基因緊密連鎖的微衛(wèi)星位點（TGLA116）可用來鑒定致病基因攜帶者。

利用標記輔助選擇可提高抗病育種的準確性，縮短世代間隔，選擇的遺傳進展快，對低遺傳力性狀的選擇效果好，但是它也存在一些問題，如一部分分子標記與抗性易感性基因相關(guān)候選基因之間的遺傳距離較大，連鎖不夠緊密，從而會隨著遺傳傳遞而發(fā)生遺傳重組，在尋找抗性基因、與抗性基因有關(guān)的候選基因、抗性QTL之前，必須分化選擇育成抗性和易感性兩個群體。

2.2.2 抗病多基因的標記輔助選擇。許多畜禽的抗病性狀都是受多基因及環(huán)境的綜合影響，遺傳機制相當(dāng)復(fù)雜。但是，對多基因影響抗病性狀的標記輔助選擇在抗病育種實踐中同樣取得了一定的進展，研究比較清楚的是畜禽的主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex,MHC）。豬的 MHC（命名為SLA）與遺傳性皮膚惡性黑瘤有關(guān)，編碼大量基因，包括I類多態(tài)基因、Ⅱ類多態(tài)轉(zhuǎn)運基因及Ⅲ類補體成分、腫瘤壞死因子和熱應(yīng)激蛋白等基因，它的復(fù)雜性不是全細胞重組和變異的結(jié)果，而是復(fù)合體中200多個位點上大量等位基因變異的結(jié)果。此外，有研究指出SLA的不同單倍型對寄生蟲的抗性也存在類型差異。應(yīng)用這些與抗病基因緊密連鎖的分子標記進行抗病性選擇，可以大大加快畜禽的抗病育種進程。

2.3 免疫遺傳標記輔助選擇

豬的免疫系統(tǒng)由淋巴前體細胞分化成T細胞和B細胞，實現(xiàn)細胞免疫與抗體免疫。與其他體細胞不同，淋巴細胞有一套綜合的遺傳機制，包括基因片段重排，非模板細胞點突變和模板體細胞點突變，從而產(chǎn)生大量T細胞受體（TCR）和B細胞受體（BCR）表型類群，并由此適應(yīng)抗原環(huán)境。BCR是一種膜免疫球蛋白（Ig），Ig被視為B細胞的表面抗原受體，抗原識別是通過免疫球蛋白多肽鏈的重鏈和輕鏈的可變區(qū)域完成的，并產(chǎn)生相對應(yīng)的抗體。在預(yù)防注射的免疫應(yīng)答方面，現(xiàn)行疫苗的注射效果隨宿主的免疫應(yīng)答功能而有差異，其中部分也是由遺傳因素控制的。已發(fā)現(xiàn)豬的品種和個體間對弱毒偽狂犬病毒疫苗的應(yīng)答存在顯著差異，而且對偽狂犬病毒疫苗和支氣管敗血性波氏桿菌疫苗的應(yīng)答與生長之間呈顯著正相關(guān)，對偽狂犬病毒疫苗應(yīng)答的遺傳力為0.18±0.09，在預(yù)防注射支氣管敗血性波氏桿菌苗后56d和119d時免疫應(yīng)答的遺傳力分別為0.15±0.07和0.52±0.05。從上述資料可見，提高疾病遺傳抗性不僅需要提高抗性的遺傳能力，而且還需改進機體對疫苗的應(yīng)答力。大量體內(nèi)和體外試驗表明，同時注射豬瘟疫苗和干擾素，可增強對豬瘟病毒的防御能力。

2.4 基因工程抗病育種

多數(shù)疾病的發(fā)生是由病原基因和宿主基因共同作用完成的，當(dāng)病原感染宿主后，宿主多重防御機能啟動免疫應(yīng)答相關(guān)基因的表達，同時也在病原誘導(dǎo)下表達致病基因，使機體偏離正常生理狀態(tài)而進入病理狀態(tài)。因此，豬是否發(fā)病取決于致病和免疫防御兩類基因的綜合作用。目前，從基因角度對豬病實施控制主要有兩個策略，一是以基因工程疫苗研發(fā)為主要目的的病原基因操作策略，包括病原基因組改造和敲除粘附素基因使病原失去致病作用。二是以抗病育種為主要目的的宿主基因操作策略，包括免疫增強因子的挖掘等?；蜣D(zhuǎn)移是降低家畜疾病易感性的免疫策略之一，首先獲取個體，然后通過常規(guī)育種技術(shù)擴大群體，最終育成抗病品系。將小鼠抗流感基因（Mx）轉(zhuǎn)入豬，使轉(zhuǎn)基因豬增強了對流感病毒的抵抗能力。但這種技術(shù)剛剛起步，有許多方面還不完善，如抗性基因的獲取、基因的導(dǎo)入以及外源基因的正確整合和表達，轉(zhuǎn)基因的效率以及技術(shù)的成熟程度等，這又給我們提出新的挑戰(zhàn)。

3 抗病育種存在的問題及展望

抗病育種仍存在一些不確定因素，例如抗病性的遺傳機制極其復(fù)雜，病原體易發(fā)生變異而形成多種不同抗原型和血清型，動物的抗性基因與病原體間可能存在復(fù)雜的互作，抗性與生產(chǎn)力性狀有時存在負相關(guān)，如免疫應(yīng)答快的動物，往往生產(chǎn)力較低，對一種疾病的抗性選擇可能導(dǎo)致對另一種疾病的易感性增高等等，都在某種程度上制約了抗病育種的進展。如果不用人工進行基因的定點突變，自然界基因的自發(fā)突變頻率極低，沒有可利用的基因，突變即使強度選擇也沒有顯煮效果?？共⌒院鸵赘行缘臏y定指標成本極高，對特定原抗性的選擇直接對生產(chǎn)造成的損失巨大。對特定病原的抗性進行選擇的同時實際上也在對病原本身生存力作同步正向選擇，兩者的相對選擇進展可在一定程度上相互抵消，從而影響最終選擇效果。但隨著動物基因組計劃研究的深入，新的分子信息的獲得，更多微衛(wèi)星引物的分離，AFLP等圖譜的發(fā)展和完善，以及對我國豐富的豬種資源的利用，有關(guān)疾病的致病基因、候選基因、QTL不斷被揭示，只要能真正揭示疾病的遺傳機制，抗病育種就可以不斷取得新的突破，如在能上能皮特蘭豬種中培育抗應(yīng)激品系。因此，扎扎實實地開展動物遺傳抗性的研究，特別是疾病性基因的研究，對促進養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，提高畜牧業(yè)的整體效益和綜合效益至關(guān)重要。

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