畜禽抗病育種的研究進(jìn)展

黃鄧萍，張翔宇，雷岷，梅秀麗

（四川省畜牧科學(xué)研究院，四川成都610066）

畜禽抗病育種的研究進(jìn)展

黃鄧萍，張翔宇，雷岷，梅秀麗

（四川省畜牧科學(xué)研究院，四川成都610066）

抗病育種作為傳統(tǒng)畜禽疾病防治手段的有效補(bǔ)充，具有高效、安全的特點(diǎn)。本文綜述了畜禽抗病選育的理論基礎(chǔ)及其主要方法，進(jìn)一步探討了以數(shù)量遺傳學(xué)理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)育種方法和建立在分子遺傳學(xué)上的分子標(biāo)記輔助選擇方法，指出了目前畜禽抗病選育存在的主要問(wèn)題和應(yīng)用前景。

抗病育種；分子標(biāo)記；疾病

抗病力主要指畜禽對(duì)疾病的抗性或易感性，抗性主要體現(xiàn)在畜禽抵御病原體感染，減慢病原體在體內(nèi)的生活周期，減少疾病對(duì)機(jī)體的影響三個(gè)方面[1]。過(guò)去40年里，世界各國(guó)對(duì)畜禽的遺傳改良主要集中在提高生長(zhǎng)速度和產(chǎn)仔數(shù)方面，迄今已獲得較大遺傳進(jìn)展。但是，過(guò)分強(qiáng)調(diào)生長(zhǎng)速度、屠宰率等個(gè)體經(jīng)濟(jì)效益的高強(qiáng)度選擇，使得畜禽的抗病力急劇下降，尤其是生產(chǎn)環(huán)境條件處于中下水平的畜禽產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá)國(guó)家和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差的發(fā)展中國(guó)家，畜禽抗病力差的問(wèn)題更突出，已成為畜禽業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸[2]。如何提高畜禽的抗病力，降低疾病造成的死亡，實(shí)現(xiàn)畜禽產(chǎn)業(yè)整體水平的提高，已經(jīng)成為全球畜牧業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

1 畜禽疾病防治的研究動(dòng)態(tài)

動(dòng)物疾病是現(xiàn)代畜禽業(yè)生產(chǎn)的主要威脅之一，疾病使動(dòng)物處于病態(tài)或死亡，給畜禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，約占畜牧業(yè)總產(chǎn)值的12%～15%[3]。疾病發(fā)生的三個(gè)要素包括：原體、易感動(dòng)物和適宜的環(huán)境，而環(huán)境控制是控制畜禽疾病的重要措施。在畜禽產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的歐洲國(guó)家，主要是通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)來(lái)控制疾病[4]，但這種策略需要大量的資金和嚴(yán)格的管理制度，而且對(duì)環(huán)境、籠舍的要求高。對(duì)于畜禽產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá)的國(guó)家和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)差的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，完全采用這種策略具有很大的技術(shù)難度。

干擾素自20世紀(jì)70年代進(jìn)行臨床試驗(yàn)以來(lái)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于病毒性、腫瘤性、自身免疫性、過(guò)敏性疾病以及抗纖維化、抗寄生蟲感染等的治療[5]。動(dòng)物干擾素現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)。豬的白細(xì)胞干擾素對(duì)許多病毒性傳染病如流行性腹瀉、豬瘟、傳染性胃腸炎，以及對(duì)牛病毒性腹瀉、小鵝瘟、羔羊腹瀉等都能起到防治作用[6]。目前，提高畜禽本身的遺傳抗病力是對(duì)傳統(tǒng)畜禽疾病防治手段的有效補(bǔ)充。對(duì)畜禽抗病品系的篩選和培育也成為一個(gè)重要的研究方向。國(guó)內(nèi)外大量的動(dòng)物抗病育種研究表明：動(dòng)物的抗病力分為特殊性抗病力和一般性抗病力，對(duì)特定疾病進(jìn)行抗性選育，可以培育出對(duì)某一疾病有抗性的品系，但會(huì)增加對(duì)另一種疾病的易感風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)某些疾病的遺傳抗性與生產(chǎn)性能存在負(fù)相關(guān)[7]。因此，培育一般性抗病力強(qiáng)的品系更具有實(shí)際意義。

2 畜禽抗病選育的理論基礎(chǔ)

研究人員很早就發(fā)現(xiàn)畜禽存在一種對(duì)疾病與生俱來(lái)的抵抗能力，這種抗病能力被稱為自然抗病力[8]，尤其是將畜禽首次暴露在病原菌環(huán)境下，這種抗病能力就表現(xiàn)得很明顯。之后，在綿羊?qū)辜纳x的感染研究中發(fā)現(xiàn)這種抗病力可以遺傳，并且存在遺傳變異[9]。隨后發(fā)現(xiàn)這種抗病力受到環(huán)境的影響，同時(shí)不同畜禽和不同疾病受到的影響存在差異。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)不同疾病受到基因調(diào)控的方式不一致，可分為單基因作用和多基因作用。相應(yīng)的抗病力也分為由單基因作用的抗病力和多基因作用的抗病力。

歸納畜禽近20年的抗病育種研究結(jié)果可以得到以下重要提示：（1）自然抗病力（Natural Disease Resistance）是一種內(nèi)在的抵抗能力，由遺傳因素決定，雖然受環(huán)境影響，但可以穩(wěn)定地遺傳給后代；（2）自然抗病力在不同品種、不同個(gè)體的畜禽之間存在遺傳變異；（3）畜主抗病力由單基因或多基因控制。因此，通過(guò)在自然環(huán)境或人工環(huán)境下對(duì)遺傳抗性指示性狀的直接選擇或間接選擇，估計(jì)各種性狀的遺傳效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)體抗病力的選擇提高。

3 常規(guī)抗病選育方法

以數(shù)量遺傳學(xué)理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)育種方法，為畜禽生產(chǎn)效率的提高做出了巨大貢獻(xiàn)，同時(shí)具有成本低、快捷、高效的特點(diǎn)，易于操作，使其成為動(dòng)物遺傳改良的有力工具。在抗病力的選育中同樣可以通過(guò)對(duì)指示性狀的直接或間接選擇提高個(gè)體的遺傳抗病力。但疾病性狀多為閾性狀，適合其他經(jīng)濟(jì)性狀的參數(shù)估計(jì)模型并不能估計(jì)其遺傳效應(yīng)，同時(shí)受環(huán)境和免疫狀態(tài)等因素的影響程度大。采用不恰當(dāng)?shù)闹甘拘誀钸M(jìn)行直接選擇的準(zhǔn)確性較差，而高效的指示性狀的選擇同樣可以使抗病力達(dá)到其他經(jīng)濟(jì)性狀的改良效果[10]。確定適合的指示性狀和正確的選育方法是運(yùn)用育種方法進(jìn)行畜禽抗病育種的關(guān)鍵。雞卡氏住白細(xì)胞原蟲病的抗病選育就是采用的直接選育的方法。

4 抗病相關(guān)的分子標(biāo)記

分子標(biāo)記技術(shù)可以解決抗病育種研究中將育種對(duì)象暴露于病原帶來(lái)的操作和倫理問(wèn)題。分子標(biāo)記的尋找是該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，這種尋找與疾病抗性相關(guān)的方法通常稱為QTL定位。

4.1 抗病QTL分子標(biāo)記的選擇目前，很多研究都是采用對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀QTL定位的方法進(jìn)行抗病力的QTL定位。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)與畜禽疾病或健康相關(guān)的QTL位點(diǎn)。Marialli等利用226個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)雞沙門氏菌抗性品系和易感品系的回交后代進(jìn)行了QTL定位，結(jié)果表明在雞的SSC15微衛(wèi)星標(biāo)記233和CRB之間2 cM處，存在一個(gè)主效QTL。隨著越來(lái)越多的與家禽抗病力相關(guān)的QTL被定位，大量的分子標(biāo)記將被用于抗病選育。

4.2 抗病候選基因分子標(biāo)記的選擇與其他生長(zhǎng)性狀相關(guān)基因相比，抗性基因的研究還不多。已有研究報(bào)道的抗病基因主要包括：豬大腸桿菌K88和F18受體基因，蘭尼定受體基因（RYR）和MHC基因家族。Phua等利用過(guò)氧化氫酶基因?qū)d羊皮疹的抗病性、易感性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明抗病羊群和易感羊群多個(gè)與過(guò)氧化氫酶基因相關(guān)的分子標(biāo)記存在差異?？共』虻臋C(jī)理研究比較復(fù)雜，基因結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，在定位、克隆上都存在一定困難，可以考慮與候選基因相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇。

5 抗病選育存在的問(wèn)題和展望

目前，畜禽抗病育種已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，但也存在一些不足?？共⌒杂捎谂c環(huán)境的互作關(guān)系復(fù)雜，因此其遺傳機(jī)理還需進(jìn)一步研究。目前發(fā)現(xiàn)了很多與畜禽疾病有關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記，但要應(yīng)用于育種實(shí)踐，其關(guān)聯(lián)性還略顯不足，缺乏可直接應(yīng)用于標(biāo)記輔助選擇的可靠遺傳標(biāo)記。目前發(fā)現(xiàn)畜禽抗病力和部分生產(chǎn)性狀存在遺傳拮抗，呈負(fù)遺傳相關(guān)，很難實(shí)現(xiàn)兼顧所有性狀的共同遺傳改良。病原的快速變異也加大了抗病選育的難度，病原微生物的快速變異會(huì)降低抗病品系的抗病性。在抗病育種過(guò)程中，遺傳抗病指示性狀的確定和遺傳變異程度，以及選擇模型的建立是其技術(shù)難點(diǎn)，遺傳抗病指示性狀的方差中必須包含較高的遺傳方差，具有可以穩(wěn)定遺傳的特征。遺傳力較高的抗病指示性狀，大多數(shù)生產(chǎn)中無(wú)法便捷、快速的測(cè)量或測(cè)量成本太高，導(dǎo)致不能應(yīng)用于抗病育種實(shí)踐，因此，指示性狀在育種實(shí)踐中必須具有可操作性，同時(shí)還要與許多抗病性狀存在遺傳相關(guān)性，才能將其應(yīng)用于遺傳抗病育種計(jì)劃。

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Research Progress on Livestock and Poultry Breeding for Disease Resistance

Huang Dengping，Zhang Xiangyu，Lei Min，et al.
（Sichuan Animal Science Academy，Sichuan Chengdu 610066，China）

Breeding for disease resistance as an effective supplement of traditional livestock and poultry disease prevention and cure method has characteristics of efficient and secure.This article had summarized the theoretical basis and primary method of breeding for disease resistance.Then further discussed traditional breeding method based on quantitative genetics theory and marker-assisted selection method which was established based on molecular genetics.At last，this paper indicated major problems and application prospect of livestock and poultry breeding for disease resistance at present.

Breeding for disease resistance；Molecular marker；Disease

S813

A

1001-8964（2017）05-0037-03

2017-03-20

黃鄧萍（1963-），女，四川成都人，研究員，研究方向：動(dòng)物遺傳育種。