寧鄉(xiāng)豬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化研究及在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

肖國(guó)華，王宗保

(1．南華大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001;2．南華大學(xué)藥學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421001)

寧鄉(xiāng)豬，又名寧鄉(xiāng)花豬，亦稱流沙河土花豬，為國(guó)家級(jí)優(yōu)良地方品種。寧鄉(xiāng)豬原本為脂肪型豬種，由于具有食用價(jià)值高，生長(zhǎng)快，適應(yīng)性強(qiáng)，以及在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，越來越受到有關(guān)專家及學(xué)者的高度重視，并取得一些進(jìn)展。

1 寧鄉(xiāng)豬與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化

1.1 寧鄉(xiāng)豬封閉群的建立

2000年，李述初等找到七頭閹雞頭頭型品系的寧鄉(xiāng)豬，同一種頭型的公豬和母豬交配后，生下不同頭型的小豬，挑選外貌特征明顯的母豬做種母豬，再與其他種公豬交配，其余的母豬就淘汰。每一頭母豬都有一個(gè)編號(hào)，這編號(hào)就是它們的身份證，有了編號(hào)就能查找到每一頭寧鄉(xiāng)豬的血緣關(guān)系，這樣就避免近親交配。繁育到第4 代時(shí)，挑選同一頭型的公豬和母豬進(jìn)行交配，再進(jìn)行選育，分離和純化不斷擴(kuò)大了種群，也使寧鄉(xiāng)豬的外部特征得到了恢復(fù)。目前寧鄉(xiāng)豬已封閉繁殖14年之久。

1.2 寧鄉(xiāng)豬近交系的建立

研究表明可用獅子頭、福字頭和閹雞頭三種頭型的封閉群寧鄉(xiāng)豬采用連續(xù)高度近交——連續(xù)的全同胞或親子交兩種高度近交方式來完成純系品種的培育，近交系下再分化為具有不同表型和遺傳標(biāo)記的亞系，逐漸淘汰有害基因，保留優(yōu)良基因，使寧鄉(xiāng)豬的基因達(dá)到純合。

2 實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬生物學(xué)特性

2.1 分類

寧鄉(xiāng)豬依毛色不同分三種即烏云蓋雪、大黑花和小散花?！盀踉粕w雪”即軀體上部為黑色，下部為白色，頸部可見一條寬窄不等的白色環(huán)帶;“大黑花”即軀體部黑毛被白毛分割為一、二塊大黑斑;“小散花”即體軀中部散見數(shù)目不一的小黑斑，以“烏云蓋雪”為最佳。寧鄉(xiāng)豬按頭型也可分為獅子頭、福字頭和閹雞頭三種。

2.2 形態(tài)學(xué)特性

寧鄉(xiāng)豬額部有形狀和深淺不一的橫行皺紋;頸短粗，有垂肉;腰背平直，腹部上收不拖地，臀斜尻;四肢粗短，前肢挺直，后肢彎曲;兩耳小，下垂呈八字形;毛色以黑白花為特征;尾似泥鰍，尾尖扁平;乳頭大小中等，有效乳頭數(shù)平均7 對(duì)以上。

2.3 生長(zhǎng)與繁殖特性

寧鄉(xiāng)豬的繁殖期長(zhǎng)，且繁育能力較強(qiáng)。公豬3月齡性成熟，5 ～6月齡可配種。母豬4月齡第一次發(fā)情，7 ～8月齡可配種，利用年限約8 ～10年。成年母豬的有效乳頭可達(dá)12 只以上，每胎產(chǎn)活仔數(shù)8～12 頭。

2.3.1 種質(zhì)特性

朱吉等［1］發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬經(jīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)條件的改善及飼養(yǎng)科學(xué)的適應(yīng)性變化，肢蹄臥系率降低92.2%，體尺體重性狀和繁殖性狀提高率分別達(dá)6.97% ～27.67%、11.62% ～17.44%，窩重提高率達(dá)26.91% ～78.97%，特別是閹豬的生長(zhǎng)速度和胴體性能明顯提高。寧鄉(xiāng)豬母豬日增重表現(xiàn)為前期低、中期高、后期下降的生長(zhǎng)曲線，閹豬表現(xiàn)為前期高、中期低、后期回升的生長(zhǎng)曲線，閹豬和母豬都具有生長(zhǎng)肥育期日增重曲線的相似性。后備公豬的體重及體尺指標(biāo)不及同齡母豬，主要是性成熟過早所致。

2.3.2 肥育性能

Rorz［2］指出，改變?nèi)占Z組成分與結(jié)構(gòu)可以減少3.2% ～62%的氮排出。寧鄉(xiāng)豬與瘦肉型豬氮的消化利用能力存在差異，寧鄉(xiāng)豬12.91%蛋白質(zhì)日糧組具有較好的能氮平衡性［3］。研究表明在寧鄉(xiāng)豬生長(zhǎng)肥育后期添加一定量的半胱胺可促進(jìn)生長(zhǎng)、提高胴體瘦肉率和改善豬肉品質(zhì)。寧鄉(xiāng)豬雜交組合具有較高的生長(zhǎng)速度和胴體品質(zhì)［4］。

寧鄉(xiāng)豬生長(zhǎng)肥育性能的可塑性較強(qiáng)，閹公豬的生長(zhǎng)肥育性能優(yōu)于母豬，優(yōu)化飼糧是提高其肥育性能的基礎(chǔ)。寧鄉(xiāng)豬肥育期日增重與膘厚、肥育率呈正相關(guān);胴體長(zhǎng)與胴體寬、后腿重與腿臀圍呈強(qiáng)正相關(guān)，與肥肉率呈弱正相關(guān)，與瘦肉率呈弱負(fù)相關(guān);眼肌面積與瘦肉率呈弱負(fù)相關(guān)，而與肥肉率呈弱正相關(guān)。最近研究表明由于寧鄉(xiāng)豬肥膘產(chǎn)量高，相對(duì)產(chǎn)值較低，所以55 ～85 kg 階段是寧鄉(xiāng)豬的最佳屠宰期［5］。

2.3.3 母豬營(yíng)養(yǎng)需要

研究表明寧鄉(xiāng)豬母豬妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分別為37% ～39%、22% ～24%和39% ～41%，相應(yīng)的日攝食標(biāo)準(zhǔn)消化能分別為18.9 MJ、27.0 MJ 和45.5 MJ，粗蛋白質(zhì)分別為156 g、242 g、538 g;提高母豬哺乳期采食量是節(jié)省能量、提高仔豬增重的重要途徑，補(bǔ)飼青料可提高母豬的飼料利用率［6］。近期研究表明14%以上的日糧蛋白水平有利于促進(jìn)寧鄉(xiāng)豬母豬的生長(zhǎng)發(fā)育［7］。

2.4 生理、生化指標(biāo)

研究表明寧鄉(xiāng)豬白細(xì)胞總數(shù)、紅細(xì)胞體積、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)及血小板均低于三元豬;甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白與血清甲狀腺素T3 含量高于三元豬［8］，血清甲狀腺素T4 和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元豬，血清葡萄糖含量低于三元豬可能與胰島素含量高于、胰高血糖素低于三元豬有關(guān)。

與近交系五指山小型豬、廣西巴馬豬和貴州小型豬等國(guó)內(nèi)小型豬相比，寧鄉(xiāng)豬的堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶、低密度脂蛋白-膽固醇和總膽固醇較高，而γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-膽固醇較低;與杜洛克豬、長(zhǎng)白豬、大約克夏豬等國(guó)外引進(jìn)品種豬相比，寧鄉(xiāng)豬的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶明顯較高，總膽固醇明顯較低，γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶、總蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大［9］。郭潔平等［10］研究發(fā)現(xiàn)與長(zhǎng)白豬相比，寧鄉(xiāng)豬血清精氨酸、一氧化氮濃度較低，空腸前段和肝臟一氧化氮合成酶活性較高，腎臟中的一氧化氮合成酶活性最低，腸道和肝臟中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA 表達(dá)水平最高。

2.5 病理特性

研究發(fā)現(xiàn)豬流感(H3)誘發(fā)寧鄉(xiāng)豬高熱病病理變化主要在呼吸器官，表現(xiàn)為氣管、支氣管充血，肺腫大，小葉間質(zhì)增寬，肺尖葉有實(shí)質(zhì)病變，腸胃出現(xiàn)卡他炎癥、彌漫性出血。外來良種豬及其三元雜交、二元雜交生豬發(fā)病嚴(yán)重，死亡率高，寧鄉(xiāng)豬及其與外來良種豬的雜交后代發(fā)病癥狀較輕，治療也容易一些，有的生豬甚至不治而康復(fù)，死亡率也相對(duì)較低［12］。

2.6 肉質(zhì)性狀

寧鄉(xiāng)豬肌纖維纖細(xì)，紋理間脂肪分布豐富均勻，肉質(zhì)細(xì)嫩，肉味鮮美，是北京奧運(yùn)會(huì)唯一指定豬肉產(chǎn)品。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)需要推薦飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制日糧，測(cè)定肌肉常規(guī)成分、氨基酸、脂肪酸和礦物元素，發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬肌肉內(nèi)脂肪為5.37%，風(fēng)味氨基酸高達(dá)220.5%，必需氨基酸高達(dá)122.4%，油酸(18:1)51.0%，亞油酸(18:2)7.74%，不飽和脂肪酸59.6%，是與深海魚油媲美的保健食品。寧鄉(xiāng)豬和三元豬鮮味氨基酸［11］、必需氨基酸和氨基酸總量差異不顯著［1，13］。

目前開展了寧鄉(xiāng)豬與商品瘦肉型豬生長(zhǎng)激素基因功能比較研究，王文策等選用了融合表達(dá)載體構(gòu)建寧鄉(xiāng)豬生長(zhǎng)激素的原核表達(dá)質(zhì)粒，成功構(gòu)建重組原核表達(dá)質(zhì)粒pET-GH［14］。

2.7 遺傳學(xué)特性

研究發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬二、四、六月齡時(shí)體重變異系數(shù)均在16.28%以上，體長(zhǎng)、胸圍、腿臀圍變異系數(shù)為5.66% ～8.55%。寧鄉(xiāng)豬的體長(zhǎng)與胸圍的遺傳相關(guān)系數(shù)為0.43，表型相關(guān)系數(shù)為0.74，這與寧鄉(xiāng)豬屬于脂防型豬種、具有邊長(zhǎng)邊肥的特點(diǎn)有關(guān)。寧鄉(xiāng)豬頭長(zhǎng)、額寬、腿臀圍、體高具有高遺傳力，頭長(zhǎng)、額寬表型變量受環(huán)境偏差的影響較小。寧鄉(xiāng)豬的乳頭變異系數(shù)較小，產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、初生重、泌乳力、斷奶重等性狀的變異系數(shù)較大。寧鄉(xiāng)豬毛色是品種特征和遺傳穩(wěn)定性的標(biāo)志;與瘦肉量相關(guān)系數(shù)最高的是后腿重。

研究發(fā)現(xiàn)TLR6 基因片段Msp I 酶切位點(diǎn)的兩種等位基因T/C 的頻率分別為0.186/0.814，TT 基因型個(gè)體顯著影響4月齡體質(zhì)量性狀，TT 基因型4月齡體質(zhì)量比CC 型高25.92%;TT 基因型個(gè)體顯著影響45日齡體質(zhì)量、6月齡體質(zhì)量、體長(zhǎng)和胸圍性狀，TT 基因型45日齡體質(zhì)量比CC 型高12.46%，結(jié)果提示寧鄉(xiāng)豬TLR6 基因不同基因型對(duì)生長(zhǎng)性狀有著重要的影響，是寧鄉(xiāng)豬育種應(yīng)用中的一個(gè)潛在遺傳標(biāo)記［15］。

3 實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的優(yōu)點(diǎn)

研究顯示靈長(zhǎng)類、犬、貓等在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中受到倫理限制，而豬被認(rèn)為是研究人類疾病最合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。既經(jīng)濟(jì)實(shí)用［16］，又克服了同種器官的短缺。豬心血管系統(tǒng)的解剖、生理特征和對(duì)致動(dòng)脈粥樣硬化食物的反應(yīng)與人類高度一致，成為心血管疾病研究的標(biāo)準(zhǔn)模型動(dòng)物［17］;豬腎臟的解剖和生理功能幾乎是人類的復(fù)制品;豬也是皮膚和整形外科手術(shù)、皮膚燒傷等較理想的模型動(dòng)物［18］;小型豬還是皮膚黑色素瘤研究的首選實(shí)驗(yàn)動(dòng)物［19］。剛出生的或剖腹產(chǎn)得到的仔豬，是進(jìn)行抗原抗體反應(yīng)很好的模型動(dòng)物［20］，小型豬也是人類異種移植理想的組織、器官來源，可作為異種移植排斥反應(yīng)的模型［21，22］。

3.2 實(shí)驗(yàn)寧鄉(xiāng)豬在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

最近研究發(fā)現(xiàn)原代寧鄉(xiāng)豬與其第一代仔豬13項(xiàng)血液生理指標(biāo)如白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血紅蛋白、紅細(xì)胞積壓及部分血液生化指標(biāo)如總膽紅素、尿素氮、總蛋白等有顯著性差異，為寧鄉(xiāng)豬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化研究提供了參考數(shù)據(jù)［23］。

研究發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬與人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高達(dá)93.2%，與小鼠同源性達(dá)90.76%［7，8］，為內(nèi)源性精氨酸的營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)提供一個(gè)新的途徑［24，25］。趙拴平等［10］發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬的總蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指標(biāo)都處于人參考值范圍內(nèi)，堿性磷酸酶、總膽固醇均高于人參考值范圍。耿梅梅等［9］還發(fā)現(xiàn)，門靜脈灌注葡萄糖可使寧鄉(xiāng)豬血糖短期升高，白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降，經(jīng)機(jī)體代謝，上述指標(biāo)逐漸恢復(fù)，但尿素氮、高密度脂蛋白、堿性磷酸酶和乳酸脫氫酶的活性基本無變化。

研究還發(fā)現(xiàn)寧鄉(xiāng)豬與瘦肉型豬相比有不同的代謝，包括脂肪生成、脂質(zhì)過氧化、能源利用和分區(qū)、蛋白質(zhì)和氨基酸代謝、胃腸道微生物的發(fā)酵，肥胖寧鄉(xiāng)豬可能是兒童肥胖研究的有用模型［27］，也可能是研究動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病有利模型。寧鄉(xiāng)豬完整線粒體基因組序列為有關(guān)遺傳機(jī)制的進(jìn)一步研究提供重要數(shù)據(jù)［28］，但研究還表明寧鄉(xiāng)豬可能不宜作為異種移植的適當(dāng)供體［29］。

4 展望

目前，寧鄉(xiāng)豬在生物生態(tài)學(xué)、遺傳等方面研究取得了一些新進(jìn)展，但生理、病理方面的機(jī)制還遠(yuǎn)沒有闡明。今后應(yīng)進(jìn)一步開展寧鄉(xiāng)豬生理、病理、生物生態(tài)學(xué)、遺傳方面的研究;建立寧鄉(xiāng)豬封閉繁殖群及近交系，為寧鄉(xiāng)豬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化做好準(zhǔn)備，努力將寧鄉(xiāng)豬開發(fā)為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，為醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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