梅山豬及其抗病育種候選基因研究進(jìn)展

史子學(xué)，陳建生，王 勃，陸林根，唐賽涌，朱?？?，魏建超

（1．上海市嘉定區(qū)農(nóng)業(yè)委員會(huì)，上海 嘉定 201800；2．上海市嘉定區(qū)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，上海 嘉定 201800；3．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所，上海 閔行 200241）

梅山豬及其抗病育種候選基因研究進(jìn)展

史子學(xué)1，陳建生2，王 勃2，陸林根2，唐賽涌2，朱?？?，魏建超3

（1．上海市嘉定區(qū)農(nóng)業(yè)委員會(huì)，上海 嘉定 201800；2．上海市嘉定區(qū)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，上海 嘉定 201800；3．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所，上海 閔行 200241）

梅山豬是我國著名的地方豬種，作為優(yōu)秀母本在豬種培育中發(fā)揮了重要作用。如何在現(xiàn)代遺傳育種中發(fā)揮我國地方豬種的優(yōu)勢(shì)特性，推進(jìn)生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，文內(nèi)對(duì)梅山豬及其抗病育種候選基因研究方面進(jìn)行了探討。

梅山豬保種；抗病育種；候選基因

梅山豬是我國優(yōu)秀的地方豬種之一，原產(chǎn)于太湖流域的上海市嘉定、寶山、松江等區(qū)縣和江蘇的昆山、太倉等市縣，是太湖豬中的典型代表，素以高繁殖力、肉質(zhì)好、耐粗飼和抗病力強(qiáng)等特性作為高產(chǎn)母本在全球豬種改良、科學(xué)研究領(lǐng)域備受關(guān)注。國內(nèi)曾引進(jìn)梅山豬的有福建、湖北，浙江及東北三省，國外先后引進(jìn)梅山豬的有阿爾巴尼亞、泰國、法國、匈牙利、羅馬尼亞、朝鮮、日本、英國和美國等，他們對(duì)梅山豬進(jìn)行了較多研究，利用梅山豬的優(yōu)秀基因培育出“合成系”，取得了世人矚目的成果。

1 歷史沿革

自古太湖流域的養(yǎng)豬業(yè)很發(fā)達(dá)，其中明嘉靖36年（公元1557年）《嘉定縣志》記載：“每歲土物之貢，其中有肥豬”，說明至少在400多年前，嘉定的梅山豬已列為上貢珍品。清同治年間《上海縣志》中有“邑產(chǎn)皮厚而寬，有重二百余斤者”的記載，這種個(gè)體大、皮厚的梅山豬與嘉定馬陸型的大型梅山豬“大胳伙”的特點(diǎn)十分相似。后來梅山豬由原有的小型、大胳伙型和馬陸型，逐漸形成兩種新的類型：即細(xì)腳梅山豬和粗腳梅山豬，細(xì)腳型梅山豬即為現(xiàn)在的小型梅山豬，粗腳梅山豬即為中型梅山豬[1]。在我國，2000年梅山豬被列入《國家畜禽品種資源保護(hù)名錄》，2013年嘉定梅山豬獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志認(rèn)證，劃定的地域保護(hù)范圍為東經(jīng)121°09′30″～121°54′ 00″，北緯31°27′00″～31°51′15″，包括嘉定區(qū)華亭鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)、徐行鎮(zhèn)和外岡鎮(zhèn)，共4個(gè)鎮(zhèn)65個(gè)行政區(qū)。

2 國內(nèi)保種場(chǎng)

為加強(qiáng)畜禽遺傳資源保護(hù)和管理，防止優(yōu)秀畜禽種源遺失，國家在2009年將上海市嘉定區(qū)梅山豬育種中心、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院列入國家級(jí)太湖豬（梅山豬）保種場(chǎng)；將江蘇省蘇州蘇太企業(yè)有限公司列入國家級(jí)太湖豬（二花臉、梅山豬）保種場(chǎng)。2011年新增太倉市種豬場(chǎng)為國家級(jí)太湖豬（梅山豬）保種場(chǎng)；2017年又增加昆山市梅山豬保種有限公司為國家級(jí)梅山豬保種場(chǎng)。

上海市嘉定區(qū)梅山豬育種中心創(chuàng)建于1958年，主要承擔(dān)中型梅山豬的保種選育工作。自20世紀(jì)70年代就開始對(duì)梅山豬進(jìn)行提純復(fù)壯工作，同時(shí)開展有計(jì)劃的選配選育。1993年被農(nóng)業(yè)部確定為國家級(jí)重要種畜場(chǎng)，2009年上海市嘉定區(qū)梅山豬育種中心被確定為國家級(jí)梅山豬保護(hù)場(chǎng)，2010年育種中心修訂完成《梅山豬》地方標(biāo)準(zhǔn)[2]。

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院小梅山豬育種中心始建于1995年，是集教學(xué)、科研、生產(chǎn)于一體的示范性種豬場(chǎng)。曾被評(píng)為江蘇省級(jí)重點(diǎn)種畜禽場(chǎng)，2003年被農(nóng)業(yè)部列為國家級(jí)小型梅山豬種質(zhì)資源保護(hù)場(chǎng)[3]。

蘇州蘇太企業(yè)有限公司是江蘇省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營重點(diǎn)龍頭企業(yè)，主營豬的育種及豬肉產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工和銷售。所屬的蘇太豬原種場(chǎng)被國家農(nóng)業(yè)部授予國家級(jí)重點(diǎn)種畜禽場(chǎng)、國家級(jí)品種資源保種場(chǎng)、江蘇省豬種質(zhì)資源基因庫稱號(hào)。公司依托梅山豬保種、商品化生產(chǎn)等建有一個(gè)國家級(jí)豬品種資源基因庫（太湖豬品種資源）。

太倉市種豬場(chǎng)始建于1974年，2006年由原址搬遷重建于太倉市農(nóng)業(yè)園內(nèi)，是農(nóng)業(yè)部國家級(jí)小梅山豬保種場(chǎng)，也是江蘇省種豬定點(diǎn)擴(kuò)繁場(chǎng)和太倉市梅山豬保種協(xié)會(huì)實(shí)施梅山豬保種的核心場(chǎng)[4]。

昆山縣種豬場(chǎng)成立于1974年，2007年更名為昆山市梅山豬保種有限公司。2008年被江蘇省農(nóng)林廳確認(rèn)為首批“畜禽生態(tài)健康養(yǎng)殖示范基地”[5]。2016年，昆山市梅山豬保種有限公司江蘇省企業(yè)研究生工作站、揚(yáng)州大學(xué)梅山豬研究中心成立，為進(jìn)一步做好梅山豬遺傳資源的保護(hù)和開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

3 抗病育種候選基因

3.1 抗E.coli特性

中國梅山豬和楓涇豬攜帶有抗E.coli K88菌株感染的特性，抗K88的梅山豬等其腸黏膜上缺乏特定的受體，細(xì)菌不能與特定受體結(jié)合完成入侵和增殖。吳正常等[6]在此基礎(chǔ)上，利用E.coli F18 菌株攻毒試驗(yàn)來獲得梅山豬斷奶仔豬E.coli F18敏感型和抗性型全同胞個(gè)體。攻毒后梅山仔豬出現(xiàn)腹瀉、輕度腹瀉和不腹瀉3種不同的表型，腹瀉仔豬腸道內(nèi)容物中的細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)多于不腹瀉仔豬。同時(shí)黏附試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腹瀉仔豬小腸上皮細(xì)胞大量黏附E.coli F18；而不腹瀉仔豬小腸上皮細(xì)胞與細(xì)菌基本不黏附。編碼大腸桿菌K88受體(K88abR和K88acR)的基因定位在豬13號(hào)染色體上靠近轉(zhuǎn)鐵蛋白基因的位置，而編碼大腸桿菌F18受體的基因位于豬6號(hào)染色體上，該基因和α-(1，2)-海藻糖轉(zhuǎn)移酶1基因(FUT1)有極高的相似性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，E.coli F18抗性組梅山豬仔豬脾臟中的IL-1β、TNF-α基因表達(dá)量顯著高于敏感組（P＜0.05），抗性組淋巴結(jié)中的TNF-α基因表達(dá)量顯著高于敏感組（P＜0.05），抗性組胸腺中的SLA-3基因表達(dá)量也顯著高于敏感組（P＜0.05），此外BP1基因在抗性仔豬十二指腸中的表達(dá)量極顯著高于敏感個(gè)體（P＜0.05）。這些研究表明梅山豬與外來品種豬抗E.coli F18的性狀存在自然差異，抗病基因?qū)γ飞綌嗄套胸i大腸桿菌抗性發(fā)揮調(diào)控作用[7]。

3.2 免疫相關(guān)細(xì)胞因子

楊建生等對(duì)35日齡梅山豬血液中部分重要細(xì)胞因子(IFN-α、IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-10、IL-12)水平進(jìn)行測(cè)定，經(jīng)試劑盒檢測(cè)分析梅山豬各細(xì)胞因子并與大白豬比較之間的差異。結(jié)果表明，健康狀態(tài)下梅山豬血液中IL-10水平極顯著高于大白豬(P＜0.01)，而IL-6水平極顯著低于大白豬(P＜0.01)。IL-6主要功能為促進(jìn)炎癥作用，而IL-10主要為抗炎癥作用，已有研究顯示IL-6和IL-10水平呈負(fù)相關(guān)，提示梅山豬可能具有強(qiáng)的免疫應(yīng)答能力和一般抗病力。這些數(shù)據(jù)初步解釋了梅山豬與引進(jìn)品種大白豬抗病力差異的免疫學(xué)基礎(chǔ)，為以梅山豬為基礎(chǔ)的抗病育種工作提供了理論依據(jù)[8]。

3.3 Mx1基因

Mx基因在提高家畜遺傳抗性方面具有重要開發(fā)價(jià)值，梅山豬Mxl基因第14外顯子的多態(tài)性對(duì)梅山豬繁殖性能有重要影響，然而Mx1也是一個(gè)重要的抗病毒蛋白。Mx蛋白是由I型干擾素(IFN α/β) 或雙股RNA誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生的一種具有GTP酶活性的廣譜抗病毒蛋白，其中Mxl蛋白有抗病毒活性，而Mx2蛋白則無抗病毒活性。豬Mxl基因定位于第13號(hào)染色體上，包含1個(gè)編碼663個(gè)氨基酸殘基的開放式閱讀框。根據(jù)Mx1基因第14外顯子多態(tài)位點(diǎn)的基因頻率構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)生樹顯示，外來豬種和具有外來豬種血統(tǒng)豬種聚在一起，野豬和中國地方豬種聚于另一類群，其中楓涇豬、二花臉和梅山豬聚在一起且與野豬的遺傳距離最近。野豬AB基因型頻率為0.515，楓涇豬、二花臉和梅山豬中AB基因型頻率為0.348-0.591。根據(jù)AB基因型可能具有較高的抗病毒能力，提示太湖豬（梅山豬、楓涇豬和二花臉）是進(jìn)行豬抗病育種的較好豬種[9]。

研究發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)豬細(xì)胞的Mx1蛋白可以抑制流感病毒、水皰性口炎病毒和門戈病毒等增殖，豬感染繁殖與呼吸綜合征病毒會(huì)誘導(dǎo)豬Mxl的表達(dá)。在人的Mxl基因羧基末端附近Glu-Arg的替換能夠抑制流感病毒的增殖。雞Mxl基因cDNA第2 032位核苷酸G與A 之間突變影響Mx蛋白的抗病毒活性。對(duì)梅山豬而言，Mxl基因第14外顯子多態(tài)性是潛在的重要的抗病遺傳標(biāo)記，值得深入研究。

3.4 其他抗病基因

還有一些其他品種豬上篩選的抗病育種候選基因，尚未在梅山豬上進(jìn)行驗(yàn)證。它們主要是：

BPI基因 (殺菌通透性增強(qiáng)蛋白)是人和哺乳動(dòng)物內(nèi)源性陽離子蛋白質(zhì)，它存在于多形核白細(xì)胞的嗜苯胺藍(lán)顆粒中，首次從人中性粒細(xì)胞中分離純化得到。豬源BPI具有抑制革蘭氏陰性菌活性、中和內(nèi)毒素活性和調(diào)理作用。對(duì)不同豬種BPI基因進(jìn)行RFLP分析，其外顯子4和10存在多態(tài)性，其基因型與豬沙門氏菌的易感性有關(guān)。

NRAMP1 (天然抗性相關(guān)的巨噬蛋白)基因是NRAMP基因家族的一個(gè)成員。NRAMP1基因編碼具有完整膜的磷酸糖蛋白，具有離子通道和轉(zhuǎn)運(yùn)功能的特征，主要在吞噬細(xì)胞中表達(dá)，NRAMP1具有抵抗多種胞內(nèi)病原微生物的活性。豬NRAMP1基因目前被定位于l5號(hào)染色體的15q23-26位置。豬NRAMP1基因存在5個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，初步研究顯示其基因型與豬沙門氏菌的易感性有關(guān)。豬的不同NRAMP1基因型與抗病力差異之間的關(guān)系，以及抗病原體范圍還有待研究。在研究雞NRAMP1基因與沙門氏傷寒菌感染的關(guān)系中，對(duì)編碼區(qū)序列分析發(fā)現(xiàn)了11處變異，其中3處發(fā)生了氨基酸的取代，696處的突變Arg-G1n只在易感系中發(fā)現(xiàn)。

MHC (豬的主要組織相容性復(fù)合物)，是一類與機(jī)體抗病力和免疫應(yīng)答有密切關(guān)系的基因。MHC作為抗病育種分子標(biāo)記已被證明與多種抗原的應(yīng)答、噬菌作用等的易感性等有關(guān)，并與多種繁殖、生長等性狀有連鎖。MHC編碼區(qū)和調(diào)控區(qū)都有豐富的多態(tài)性，不同的基因型決定對(duì)病原體的抗性。

Toll樣受體屬于白細(xì)胞介素1(-IL-1R)超家族，為I型跨膜蛋白，胞內(nèi)區(qū)有高度保守的TIR結(jié)構(gòu)域，可通過胞外區(qū)的亮氨酸重復(fù)序列識(shí)別各種病原體相關(guān)分子模式而引發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答。豬的TLR蛋白結(jié)構(gòu)、功能與其他哺乳動(dòng)物具有高相似性，但對(duì)其抗性機(jī)制研究還不多。對(duì)豬TLR4基因的結(jié)構(gòu)、啟動(dòng)子序列及其表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，豬TLR4基因在不同組織中存在mRNA選擇性剪切。這種剪切差別是否會(huì)造成其結(jié)構(gòu)和功能的變化，以及這種變化是否會(huì)引起對(duì)某些疾病的抗性，還有待更深入的研究[10]。

4 展望

相對(duì)于生產(chǎn)性狀，豬抗病性狀的研究較為薄弱，但這項(xiàng)工作具有非常重要的意義。多年來以高瘦肉型豬為目標(biāo)的選育導(dǎo)致現(xiàn)代商品豬的體質(zhì)和抵抗力急劇下降，也導(dǎo)致一些抗病相關(guān)等位基因丟失或頻率降低。近年來，豬病多發(fā)使得養(yǎng)殖場(chǎng)違規(guī)使用獸藥和畜產(chǎn)品獸藥殘留現(xiàn)象嚴(yán)重威脅畜產(chǎn)品質(zhì)量安全。而選育抗病力強(qiáng)的豬可提高豬非特異性抗病力和免疫力，能有效降低用用藥和防疫成本，避免耐藥菌或病毒帶來的潛在公共安全問題。在豬種改良培育領(lǐng)域，以梅山豬為代表的抗病性狀候選基因研究大有可為，但是已篩選的抗病候選基因數(shù)目偏少，距離培育出商業(yè)推廣價(jià)值的抗病豬還有很長道路。同時(shí)，地方豬品種對(duì)于氣喘病稍敏感、生長速度慢、飼料轉(zhuǎn)化率低問題需要在今后抗病育種研究中綜合考慮，并希望能找到解決方案，梅山豬種等地方品種必將在我國生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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史子學(xué)（1978-），男，博士，研究方向：重大動(dòng)物疫病防控。

2017-08-18）