基因組學(xué)及其對未來豬育種的影響

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）02-0026-03

豬育種技術(shù)正持續(xù)以快速的步伐發(fā)展。關(guān)鍵在于徹底分析基因組的功能和結(jié)構(gòu)，其也以“基因組學(xué)”而聞名?；蚍中偷某杀驹谶^去的10年中已經(jīng)顯著地下降，因此對越來越多的性狀而言，改進(jìn)豬的育種技術(shù)正越發(fā)可行。將來這會走向何方呢？

在動物育種中，預(yù)測育種值是一項被廣泛接受的技術(shù)。在過去的10年里，基因組學(xué)已經(jīng)得到了發(fā)展。基因組學(xué)技術(shù)在動物育種方面可以有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

現(xiàn)今使用的大多數(shù)技術(shù)，如全基因選擇，是閱讀DNA信息并利用其以提高育種值估測值精度來進(jìn)行。

其他技術(shù)如基因編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)將涉及基因的改變。一些技術(shù)仍未達(dá)到商業(yè)性應(yīng)用的成熟階段，或還未得到人們的認(rèn)可，而其他技術(shù)已經(jīng)接近可應(yīng)用于生產(chǎn)，或在過去10年中已經(jīng)用于生產(chǎn)。

1 全基因組選擇

全基因選擇是一種自半個世紀(jì)前就已經(jīng)用于生產(chǎn)的技術(shù)，但是在實際應(yīng)用中僅其第一部分的作用可以觀察到。此時推測有關(guān)其在不久將來的發(fā)展以及它們將如何影響?zhàn)B豬生產(chǎn)者是一件非常有趣的事。很難預(yù)測這些發(fā)展在接下來的10年里會將養(yǎng)豬帶向何方。唯一可以確定的是新的進(jìn)展將能夠更快地面向市場，同時將能夠加快遺傳進(jìn)展，快速改變我們正在使用的畜牧業(yè)生產(chǎn)方式。

基因組學(xué)領(lǐng)域中的技術(shù)有全基因選擇、基因測序和基因編輯或基因修復(fù)。前二種技術(shù)在更詳細(xì)地理解DNA方面顯示了它們的優(yōu)勢，這會增加育種值的精確度；后一技術(shù)作為一種可以編輯或修復(fù)一個單一基因和多個已經(jīng)存在于正常群體中的基因的方法被提出。它已經(jīng)被作為一種引入有用基因的方法提出，這些有用基因在現(xiàn)行育種群中的確存在但出現(xiàn)的頻率非常低。

在其他物種中的一個很有說服力的例子是牛的“缺角”或“無角”基因。此基因存在于某些品種中，但在現(xiàn)有的奶牛優(yōu)秀品種中頻率極低。此類基因可以通過基因編輯引入現(xiàn)有育種群。實際上，目前為止基因編輯不是僅對DNA進(jìn)行解讀，這表明對單個基因的DNA（重新）編寫將被添加進(jìn)豬育種的遺傳工具箱中。當(dāng)然，問題是這些技術(shù)是否會被公眾接受，同時究竟是否會通過此階段在動物遺傳市場上真正應(yīng)用。

2 預(yù)測

利用全基因選擇能夠預(yù)測到什么？較高的精確度會產(chǎn)生更大的遺傳進(jìn)展。與牛不同，要縮短豬的世代間隔其可能性是極為渺茫的。對某一特殊性狀而言，遺傳力決定潛在的精確性，而精確性主要影響某一特定性狀很可能產(chǎn)生的額外進(jìn)展。較低的遺傳力意味著獲得額外進(jìn)展的可能性更大。窩內(nèi)同伴的選擇在理論上可以使日增重和窩產(chǎn)仔數(shù)的精確性分別提高 20 %～50 %，但是在生產(chǎn)中這種提高究竟有多少能夠?qū)崿F(xiàn)呢？生產(chǎn)中，每窩仔豬或許會有2～3頭的優(yōu)秀公豬；但是，在大多數(shù)情況下，可接受用于現(xiàn)有育種群的最優(yōu)秀公豬取決于其體形和其他方面，且數(shù)量將是不變的。

因此，這種理論上的遺傳進(jìn)展很可能僅一半將會實現(xiàn)。這意味著對窩產(chǎn)仔數(shù)而言，很可能25 %的額外遺傳進(jìn)展可能會被預(yù)測到，進(jìn)而意味著在4年的時間內(nèi)將會增加一個額外的年進(jìn)展。

對主要性狀而言，如窩產(chǎn)仔數(shù)和飼料利用效率，人們通常希望通過全基因選擇在這些主要性狀上會有一個更快速的趨勢。同樣，對一些遺傳力極低的性狀，如遺傳缺失，其進(jìn)展也可期待。遺傳育種公司用于基因分型的支出仍將非常巨大，同時額外的遺傳進(jìn)展并不容易證明這樣一個持續(xù)的高投入是合理的。但是，當(dāng)利用這些技術(shù)產(chǎn)生了優(yōu)秀的遺傳品系（genetics）時，成本將會轉(zhuǎn)入遺傳產(chǎn)品的價格中。

3 更詳細(xì)的理解

除了用于獲得額外遺傳進(jìn)展外，全基因選擇還將獲得該遺傳品系基因組成的更詳細(xì)資料。它最有可能會產(chǎn)生更為均勻的遺傳產(chǎn)品。異常的基因?qū)缓Y選出來，同時推向市場的終端公豬會擁有更相似的遺傳組成。當(dāng)然，這會產(chǎn)生更可預(yù)測的生產(chǎn)性能，使人們更方便地利用其他管理技術(shù)控制產(chǎn)品的生產(chǎn)性能。

更明顯的產(chǎn)品生產(chǎn)性能將帶來更集中的基因市場。豬的基因市場將會遵循家禽的基因市場——在肉雞和蛋雞的基因中，僅幾個重要的性狀基因被留下。

世界各地的大部分肉是作為商用產(chǎn)品生產(chǎn)的。此產(chǎn)品極易受市場短缺和過剩的影響。該市場很可能會表現(xiàn)出更大的波動性，會通過開放或關(guān)閉某些市場來持續(xù)調(diào)整短缺或過剩，進(jìn)而會嚴(yán)重影響世界各地的豬和豬肉價格。作為養(yǎng)豬生產(chǎn)者，為了在這些市場波動中生存下來，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量往往會持續(xù)發(fā)揮更重要的作用。這就是為何集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)企業(yè)在成本效益上具有優(yōu)勢且更有可能以最低的成本進(jìn)行生產(chǎn)的原因。

4 豬肉產(chǎn)品

成本節(jié)省來自高產(chǎn)量、更大的上市體重和大范圍的相關(guān)節(jié)約。但是，在市場危機(jī)時期，加入特殊“豬肉產(chǎn)品”可能會使價格保持在更高的水平上。在西歐，市場上有許多的新產(chǎn)品，絕大部分這種產(chǎn)品已經(jīng)能更好地擺脫豬肉價格上的嚴(yán)重危機(jī)。

豬肉產(chǎn)品結(jié)合遺傳學(xué)、飼料、管理和胴體分割肉上的選擇，以優(yōu)化適合特定客戶市場領(lǐng)域的產(chǎn)品。評價良好的豬肉產(chǎn)品有助于創(chuàng)造出所涉及產(chǎn)品更為詳細(xì)的資料，同時可為進(jìn)一步的優(yōu)化創(chuàng)造條件。養(yǎng)豬生產(chǎn)者可以利用更為詳細(xì)的建議，如多階段飼喂。當(dāng)信息得到正確的收集和傳播時，此資料將變得更為豐富，并能夠在此豬肉產(chǎn)品的整個生產(chǎn)鏈上產(chǎn)生更多的利潤。在歐洲西北部地區(qū)，豬肉產(chǎn)品的首倡數(shù)已經(jīng)增加，某些地區(qū)非常成功。僅在日本國等國家，豬肉產(chǎn)品和豬肉的品牌已經(jīng)被接受，并在豬肉生產(chǎn)鏈中增加了額外的質(zhì)量和安全系數(shù)。

5 有限的遺傳品系

大多數(shù)育種公司的業(yè)務(wù)面向世界各地，它們僅有幾個有限的遺傳品系。擁有較少的品系很有意義，因為新技術(shù)需要對每個品種進(jìn)行高投入，如基因分型方面的投入。另外，這些高成本將持續(xù)數(shù)年。有限的品系意味著，在大多數(shù)品系上育種目標(biāo)受全球育種市場決定。

這種育種目標(biāo)如何才能影響豬場的實際生產(chǎn)環(huán)境呢？也許，育種目標(biāo)受到主要市場的較大型生產(chǎn)者的關(guān)注。他們對遺傳改進(jìn)有明確的要求，同時將以這種方式在決定未來的育種目標(biāo)上有明確的發(fā)言權(quán)。在這方面，可能會提出的問題有：

○ 育種目標(biāo)意味著遺傳進(jìn)展，但要在哪個方面取得進(jìn)展？

○ 未來的豬需要什么樣的性狀？

○ 什么樣的母系和終端父系最適合？

○ 采食量需要提高嗎？

○ 豬場的衛(wèi)生狀況或采用的特殊福利性豬舍對最適遺傳品系會有什么樣的影響？

○ 在實際的養(yǎng)豬場中，產(chǎn)品性能以及更有利潤生產(chǎn)的限制性性狀是什么？

一個例子是，對高肌間脂肪的選擇能否是提高商品豬肉質(zhì)量的一個理想方法？或通過提高受屠宰場高效率需求驅(qū)動的胴體重量能否改善肉的質(zhì)量？另一個例子是，是否需要在遺傳上提高仔豬的初生重？或是否存在有助于人們顯著提高初生重的飼料添加劑？未來的遺傳進(jìn)展取決于市場的需求和其他領(lǐng)域的發(fā)展。所有這些聯(lián)合起來應(yīng)該會在養(yǎng)豬生產(chǎn)者的豬舍中產(chǎn)生一個平衡的易管理的母豬和育肥豬。

6 遺傳供應(yīng)商的選擇

人們是否能夠信賴遺傳供應(yīng)商的選擇方向？不能，但特制的解決方案非常昂貴，且定制還需要能夠應(yīng)用這些解決方案以及實際目標(biāo)環(huán)境方面的詳細(xì)知識。養(yǎng)豬生產(chǎn)者的目標(biāo)是為他們的生產(chǎn)環(huán)境找到最適合的種豬。需要進(jìn)行試驗以找出某些種豬如何適應(yīng)某一豬場的環(huán)境。內(nèi)部試驗是找出哪種種豬最適應(yīng)特定生產(chǎn)環(huán)境的唯一方法。奇怪的是北美大型綜合養(yǎng)豬生產(chǎn)企業(yè)在他們自己的豬舍中進(jìn)行大量的測試后僅接受一個新的種豬，而歐洲和亞洲的養(yǎng)豬企業(yè)仍通常依賴由他們的遺傳供應(yīng)商提供的試驗結(jié)果。

對豬場主而言，所有新的進(jìn)展意味著需要更多地了解他們所購買的產(chǎn)品。事實上，這只能通過內(nèi)部試驗實現(xiàn)。這是能夠預(yù)測一個產(chǎn)品將如何表現(xiàn)的唯一方法，并且更為重要的是確保最好用的產(chǎn)品用于養(yǎng)豬生產(chǎn)者的豬舍中。通過這種方法，人們能夠確保豬會有一個更加穩(wěn)定的生產(chǎn)性能，并且從一個品種轉(zhuǎn)向另一品種時不會有太多的失望。對那些在未來想要在生產(chǎn)性能上勝于他人的養(yǎng)豬生產(chǎn)者而言，觀測自己豬場的環(huán)境以獲得詳細(xì)的產(chǎn)品資料是非常重要的。新的遺傳品種應(yīng)該在場內(nèi)進(jìn)行測試和比較。

7 均一的產(chǎn)品

遺傳學(xué)和基因組學(xué)上的新進(jìn)展將會產(chǎn)生更大的遺傳進(jìn)展和更均一的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在優(yōu)化性能和利潤方面將更加可控。這會給開發(fā)出有助于在市場上爭得一席之地的豬肉產(chǎn)品創(chuàng)造出空間，進(jìn)而為能創(chuàng)造出遠(yuǎn)大于商品豬肉的利潤留出空間。有關(guān)哪一個豬種更適合和這些產(chǎn)品如何能得到最佳調(diào)整需要進(jìn)行現(xiàn)場測試。為了從現(xiàn)代遺傳學(xué)的有利條件上充分受益，養(yǎng)豬生產(chǎn)者需要徹底檢測產(chǎn)品和產(chǎn)品組合，同時找出哪一個種豬的性能更好。更換品種應(yīng)該只在你確實能夠預(yù)測改善時進(jìn)行。

一旦已經(jīng)做出了遺傳選擇，為了讓豬種在自己豬場條件下有最佳的表現(xiàn)，優(yōu)化這些豬種需要采用其他的技術(shù)。產(chǎn)品測試和精心的調(diào)控將使人得益，同時對養(yǎng)豬生產(chǎn)者而言將發(fā)揮更重要的作用，以便保持競爭力。知識進(jìn)步應(yīng)盡早，這會帶來額外的利潤。□□

原題名：Genomics and its impact on future pig breeding （英文）

原作者：Benny van Haandel（E-barn Solutions遺傳顧問）