豫西黑豬保種選育素材與“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)構(gòu)建

盧軍浩 張全有 張昆侖 任強(qiáng) 聶春桃 李艷 卞軍平 龐有志 楊又兵

摘要 豫西黑豬是豫西邊陲近年來新發(fā)現(xiàn)的種豬資源。20世紀(jì)大量外來豬種的引入導(dǎo)致豫西黑豬的養(yǎng)殖數(shù)量急劇減少，優(yōu)良基因逐漸丟失，豫西黑豬瀕臨滅絕。本文介紹了運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過新興電子耳標(biāo)，建立黑豬系譜檔案，利用GBS種豬育種管理系統(tǒng)對(duì)黑豬檔案進(jìn)行育種分析和網(wǎng)絡(luò)追溯，從而制定合理有效的育種方案，并為生豬產(chǎn)品提供網(wǎng)絡(luò)溯源?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”生豬追溯系統(tǒng)的構(gòu)建為豫西黑豬的保種選育提供了依據(jù)，同時(shí)電子檔案化的管理為消費(fèi)者提供了信息追溯和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管的權(quán)益。

關(guān)鍵詞 豫西黑豬；保種選育；網(wǎng)絡(luò)追溯；食品安全；GBS

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）11-0282-04

Abstract The black pig in western Henan is a newly discovered breeding resource in recent years.In the 20th century，the number of black pigs drastically reduced due to the introduction of large numbers of imported pigs，and good genes were lost，the western pig is on the verge of extinction.In this paper，the family tree archive of black pig was established by new electronic ear and GBS，and the breeding analysis and network tracking were carried out.Then a reasonable and effective breeding program was developed and the network traceability was provided for pig products.The "Internet+" swine traceability system provide foundation for conservation breeding of western Henan black pig，at the same time，the electronic records management provide consumers with the rights and interests of the information tracking and internet governance.

Key words the black pig in western Henan；conservation breeding；network tracing；food safety；GBS

地方豬種是我國一種珍貴的遺傳資源，在我國特有的生活環(huán)境條件下，經(jīng)過長(zhǎng)期的優(yōu)勝劣汰和人工選育，形成了許多優(yōu)良的地方豬種。豫西黑豬早在6 000年前由野生豬馴養(yǎng)而來，經(jīng)過千百年的馴化和演變，形成了今天的豫西黑豬。它依然保留著肉質(zhì)優(yōu)良、抗應(yīng)激和適應(yīng)性強(qiáng)、耐粗飼、繁殖能力強(qiáng)的優(yōu)良特征[1]。豫西黑豬豬肉報(bào)酬率高，繁殖性能優(yōu)異，受到廣大養(yǎng)殖戶的喜愛，由于其肉質(zhì)鮮香、分層好、油而不膩的特色而頗受地方廣大群眾的好評(píng)，在豫西邊陲有較大的覆蓋率和市場(chǎng)影響，所以被業(yè)內(nèi)人士稱為豫西黑豬。

豫西黑豬被毛呈黑色，有鬣鬃，結(jié)構(gòu)勻稱，被毛長(zhǎng)且堅(jiān)硬。體型中等，吻突短且上翹，耳中等前傾、下垂。四肢粗壯結(jié)實(shí)，公豬有獠牙，母豬平均乳頭7～8對(duì)，多而齊整。成年母豬的平均體重為150～200 kg，成年公豬的平均體重為180～230 kg。豫西黑豬的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，平均為10～12個(gè)月。育肥豬6～7月齡活重可達(dá)90～100 kg，料肉比可達(dá)3.5～4.0∶1.0，粗放飼養(yǎng)至8～10月齡即可出欄。屠宰率為71.8%，背膘厚度為5.8 cm，肉質(zhì)鮮美，脂白肉紅、肉味香濃、風(fēng)味優(yōu)良。肉質(zhì)中不飽和脂肪酸的含量較高，且肉質(zhì)中的天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、肌氨酸使得豬肉具有獨(dú)特的香味，對(duì)人體有較大的保健作用。其肉質(zhì)中的亞麻酸對(duì)肝臟有一定的保護(hù)作用，能夠提高自身的免疫力。

豫西黑豬具備優(yōu)秀的繁殖性能。其性成熟較早，4～5月齡基本可以達(dá)到性成熟。母豬受胎率高、產(chǎn)仔率高、性情溫順、母性好。發(fā)情周期18～21 d，妊娠期平均為112～114 d，初產(chǎn)仔8～11頭，經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)仔平均為12～14頭，最高可達(dá)16～18 頭。仔豬初生體重為0.71 kg，仔豬成活率高，可達(dá)85%以上[2]。母豬利用年限多為5～7年。

近年來，由于人們普遍追求豬肉的高瘦肉率和生長(zhǎng)速度，導(dǎo)致豫西黑豬養(yǎng)殖規(guī)模大幅下降，主要集中在個(gè)體散養(yǎng)戶，分布于盧氏、洛寧、欒川等地，銷路較窄。由于豫西黑豬優(yōu)良基因的不斷丟失，2014年河南省畜牧局發(fā)布了相關(guān)文件，提出對(duì)豫西黑豬進(jìn)行保種選育。在信息化、電子化的新時(shí)代，如何運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)科技對(duì)豫西黑豬進(jìn)行保種選育及如何改善豫西黑豬的發(fā)展前景是當(dāng)前迫切需要解決的問題。

1 材料與方法

1.1 技術(shù)平臺(tái)

RFID（Radio Frequency Identification）無線射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代互聯(lián)網(wǎng)科技的新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了物與網(wǎng)的聯(lián)接。黑豬數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建就是依據(jù)RFID技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò)與生豬之間的聯(lián)接。數(shù)據(jù)庫的建立主要依靠電子耳標(biāo)與中心數(shù)據(jù)庫。電子耳標(biāo)是聯(lián)接生豬與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，與以往的條形碼相比電子耳標(biāo)具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、信息儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)。利用電子耳標(biāo)給每頭豬一個(gè)編碼標(biāo)識(shí)，讓其隨身攜帶一個(gè)“身份證”，記錄其生長(zhǎng)過程中的個(gè)體特征、基因信息、生長(zhǎng)性能、配種信息、繁殖信息、肥育性能、疫病信息等。通過RFID技術(shù)將黑豬信息輸入到中心數(shù)據(jù)庫，利用GBS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)黑豬信息的整合分析[3]。GBS系統(tǒng)（豐頓種豬管理與育種分析系統(tǒng)）運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)通過檔案數(shù)據(jù)庫對(duì)豫西黑豬的信息進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際鑒定，挑選出具有優(yōu)良基因的種豬進(jìn)行繁衍，達(dá)到保種育種的目的，同時(shí)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)形成透明化產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)而形成一個(gè)完整的生豬“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)[4]。

1.2 體系結(jié)構(gòu)

豫西黑豬“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)主要針對(duì)豫西黑豬的保種選育與可追溯銷售兩大模塊，每個(gè)模塊中包括過程監(jiān)控與信息跟蹤追溯2個(gè)方面。其中的信息包含生豬個(gè)體基本信息、屠宰加工信息、運(yùn)輸信息與貯藏信息等。

1.2.1 養(yǎng)殖場(chǎng)。以當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖場(chǎng)為核心向周邊地區(qū)輻射，給豫西黑豬（包括個(gè)體戶以及散養(yǎng)戶）安裝電子耳標(biāo)，并登記造冊(cè)，記錄每頭豬的相關(guān)信息（體尺外貌、體尺指標(biāo)、生產(chǎn)性能、繁殖性能等），錄入網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫。

1.2.2 育種分析。通過對(duì)黑豬的個(gè)體信息進(jìn)行調(diào)查、記錄并錄入到GBS軟件，對(duì)每頭豬進(jìn)行對(duì)比并篩選出符合豫西黑豬性狀的種豬，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室血液分析，制定育種方案，逐步得到基因優(yōu)良和純合的豫西黑豬。

1.2.3 可追溯銷售。建立數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈各階段信息的跟蹤與可追溯，使消費(fèi)者能夠通過互聯(lián)網(wǎng)端口查詢生豬的個(gè)體信息、屠宰加工信息、運(yùn)輸信息與貯藏銷售信息[5]。

1.3 系統(tǒng)構(gòu)成

“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)主要由3個(gè)平臺(tái)構(gòu)成，即數(shù)據(jù)平臺(tái)、管理平臺(tái)和用戶平臺(tái)。其中，數(shù)據(jù)平臺(tái)利用RFID技術(shù)對(duì)黑豬進(jìn)行資料統(tǒng)計(jì)，通過電子耳標(biāo)記錄黑豬個(gè)體信息，進(jìn)而錄入GBS育種平臺(tái)進(jìn)行管理分析；管理平臺(tái)是通過GBS系統(tǒng)對(duì)黑豬的資料進(jìn)行分析管理，并對(duì)黑豬產(chǎn)品進(jìn)行追溯與跟蹤；用戶平臺(tái)由后臺(tái)登記入口和消費(fèi)者入口組成，技術(shù)人員可以通過用戶平臺(tái)專用入口進(jìn)入GBS系統(tǒng)進(jìn)行黑豬的育種分析，消費(fèi)者可以通過網(wǎng)絡(luò)入口進(jìn)行產(chǎn)品信息的實(shí)時(shí)察看與信息追溯。

1.4 系統(tǒng)框架

“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)的構(gòu)建涉及到多個(gè)類型的網(wǎng)絡(luò)整合應(yīng)用（圖1）。利用RFID技術(shù)將豫西黑豬個(gè)體信息轉(zhuǎn)換為電子信息集成電子檔案，管理員通過GBS系統(tǒng)對(duì)檔案進(jìn)行分析，制定育種方案，消費(fèi)者則通過互聯(lián)網(wǎng)客戶端、掃描二維碼等形式進(jìn)行生豬產(chǎn)品各個(gè)階段的信息跟蹤與追溯，并提供反饋從而形成完整的追溯體系，從而使育種可靠化、產(chǎn)業(yè)透明化。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑豬數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

我國地方種豬資源豐富，但由于外來種豬具有生長(zhǎng)速度快、瘦肉率高等優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致地方種豬的飼養(yǎng)量在逐漸減少。隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，地方種豬急需擁有一個(gè)品種登記、管理、選育、開發(fā)利用的系統(tǒng)。目前，豫西黑豬的網(wǎng)絡(luò)追溯系統(tǒng)尚未完善，豫西黑豬檔案的建立、保種選育工作的開展與追溯系統(tǒng)的開發(fā)急不可待。如圖2，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將豫西黑豬實(shí)體信息轉(zhuǎn)換為電子信息，而后通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行育種分析實(shí)現(xiàn)保種選育方案的制定。RFID技術(shù)是構(gòu)建黑豬數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的注意事項(xiàng)見表1。豫西黑豬數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建主要分為三大層面。

2.1.1 養(yǎng)殖階段。在養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)仔豬進(jìn)行電子耳標(biāo)標(biāo)記，記錄其生長(zhǎng)過程中體型外貌、生長(zhǎng)性能、體重體尺、世代關(guān)系、飼料及添加劑使用情況、飼養(yǎng)員等基本信息，是育種分析及制定合理育種方案的基礎(chǔ)。

2.1.2 屠宰加工階段。屠宰場(chǎng)記錄每頭豬的屠宰時(shí)間、屠宰情況、肉質(zhì)檢驗(yàn)、加工情況、存儲(chǔ)時(shí)間、屠宰人員等信息。

2.1.3 運(yùn)輸銷售階段。運(yùn)輸銷售階段是追溯產(chǎn)業(yè)體系較關(guān)鍵的一步，要做好運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸人員、銷售情況、環(huán)境衛(wèi)生等信息的記錄[6]。

2.2 管理平臺(tái)建設(shè)

管理層是追溯系統(tǒng)的核心部分，如圖3，主要包括豫西黑豬的信息儲(chǔ)存、肉質(zhì)質(zhì)量檢驗(yàn)管理、產(chǎn)品加工運(yùn)輸管理、產(chǎn)地信息管理、銷售記錄管理以及反饋信息的管理等。其中GBS系統(tǒng)主要記錄了豫西黑豬的生長(zhǎng)性能、繁殖性能、體重、體尺等基本信息，對(duì)于可以作為種豬的黑豬進(jìn)行歸類留為種用。管理層是整個(gè)追溯系統(tǒng)的關(guān)鍵，是保種選育的分析平臺(tái)，監(jiān)督著產(chǎn)品從產(chǎn)地到消費(fèi)者的信息記錄，也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈透明化、產(chǎn)品可追溯的重要因素[8]。

2.3 用戶平臺(tái)建設(shè)

用戶平臺(tái)由后臺(tái)登記入口與消費(fèi)者入口組成，如圖4。后臺(tái)登記入口由相關(guān)人員進(jìn)行注冊(cè)登錄，察看黑豬的信息，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定進(jìn)行育種分析，對(duì)于可以留種的黑豬制定有效的育種方案，不用作種用的黑豬流向市場(chǎng)。市場(chǎng)黑豬產(chǎn)品有特定的二維碼標(biāo)識(shí)，消費(fèi)者可以利用手機(jī)客戶端App、瀏覽器對(duì)產(chǎn)品的具體信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。消費(fèi)者在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)的同時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)追溯系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖基地、生產(chǎn)加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)察看。用戶平臺(tái)提供郵箱、QQ交流群和通信地址等聯(lián)系方式，用戶可將在使用過程中遇到的疑問、意見和建議通過該模塊進(jìn)行交流和反饋，使“互聯(lián)網(wǎng)+”黑豬追溯系統(tǒng)更加完善[9]。

3 討論

3.1 追溯系統(tǒng)概述

豬種保存的關(guān)鍵在于確保其種質(zhì)特征的長(zhǎng)期穩(wěn)定，并維持品種內(nèi)部的遺傳多樣性，一方面防止遺傳基因的丟失，另一方面盡量減少遺傳的漂變與近交。通過追溯系統(tǒng)對(duì)生豬的信息進(jìn)行育種分析，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，制定合理的育種方案，能夠有效地實(shí)現(xiàn)豫西黑豬的保種。互聯(lián)網(wǎng)追溯系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較廣，除了豬肉的追溯外同樣可以應(yīng)用于其他農(nóng)副產(chǎn)品。它以產(chǎn)品的基本信息為出發(fā)點(diǎn)，記錄了產(chǎn)品的產(chǎn)地、加工、運(yùn)輸、質(zhì)量檢驗(yàn)等信息，再通過銷售運(yùn)輸流入市場(chǎng)。通過網(wǎng)絡(luò)追溯平臺(tái)的建立，消費(fèi)者可以通過網(wǎng)絡(luò)了解到每個(gè)環(huán)節(jié)的信息，這是一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品跟蹤的逆向過程。從消費(fèi)者到生產(chǎn)商，其中各級(jí)都有數(shù)據(jù)庫信息提供給追溯用戶，從而跟蹤和追溯2個(gè)過程共同形成一個(gè)完整的追溯體系[10]。

3.2 追溯系統(tǒng)在育種方面的意義

世界上的畜禽品種正在以每周1～2個(gè)品種的速度消失，其中消失速度最快的是馬、牛和豬。據(jù)資料顯示，全球3 831個(gè)家畜品種已經(jīng)有618個(gè)滅絕，占總量的16%。最近的調(diào)查表明，全球仍有30%的家畜遺傳資源處于滅絕的危險(xiǎn)之中[11]。

目前，豬肉食品仍是我國肉類生產(chǎn)的干流，據(jù)2016年數(shù)據(jù)顯示，全國豬肉產(chǎn)量5 299萬t，占全國肉類總產(chǎn)量（8 540萬t）的62%。中國擁有豐富的地方豬種資源，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，許多養(yǎng)殖戶一味地追求生產(chǎn)的高效化，大量引進(jìn)外來豬種，盲目的雜交方式致使豫西黑豬優(yōu)良基因丟失，純種種豬數(shù)量急劇減少，許多優(yōu)秀種豬基因在尚未研究其價(jià)值之前從豬基因庫中消失，造成了不可估計(jì)的損失[12]，豫西黑豬就位列其內(nèi)。畜禽的優(yōu)良基因作為一種珍貴的遺傳資源，是保護(hù)生物多樣性的必要條件，也是維持畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。生物的多樣化是人與自然和諧發(fā)展的基礎(chǔ)，也是維持大自然平衡的重要因素。2005年12月29日，《中華人民共和國畜牧法》公布，其中第二章提到“畜禽遺傳資源保護(hù)”，第九條明確指出：“國家建立遺傳資源保護(hù)制度。各級(jí)人民政府應(yīng)當(dāng)采取措施，加強(qiáng)畜禽遺傳資源保護(hù)?！边@使得我國地方種豬的遺傳資源保護(hù)有了法律依據(jù)。豫西黑豬“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)的構(gòu)建利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)豫西黑豬進(jìn)行育種分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室鑒定，使結(jié)果更可信，從而制定出合理、可靠的育種方案，保護(hù)種豬資源，為維護(hù)生物多樣性做出貢獻(xiàn)。

3.3 追溯系統(tǒng)在食品安全方面的意義

食品是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著人們生活水平的提高，食品安全問題卻頻頻出現(xiàn)。繼三鹿奶粉事件后又出現(xiàn)了冠生園陳陷月餅、金華毒火腿、雙匯瘦肉精等駭人聽聞的惡性食品安全事件，2015年6月中國海關(guān)查獲走私“僵尸肉”達(dá)42萬t。近幾年來，人們對(duì)豬肉的需求量在不斷增加，黑豬的銷售量也逐年提高。但是在市場(chǎng)上不免有些黑心的商家以白豬肉假冒黑豬肉，欺騙消費(fèi)者。更有甚者，讓黑豬與白豬雜交，提高黑豬肉產(chǎn)量，冒充純種黑豬肉，其肉制與純種黑豬自然不能相比。通過對(duì)多地民眾的走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多民眾對(duì)市場(chǎng)上銷售的黑豬肉產(chǎn)品存在質(zhì)疑，而目前市場(chǎng)上的黑豬肉很多是白豬肉冒名頂替或是黑豬在養(yǎng)殖過程中使用添加劑、激素類飼料快速催肥而成，其肉質(zhì)口感與真正的黑豬肉相差甚遠(yuǎn)。頻頻出現(xiàn)的食品安全問題引發(fā)了嚴(yán)重的社會(huì)信任危機(jī)[13]。

食品安全追溯的主要目標(biāo)是能夠盡可能地降低食品安全問題出現(xiàn)的概率，根據(jù)制定的追溯體系和相關(guān)規(guī)范，定位危害源頭，找到相關(guān)產(chǎn)品的流向，及時(shí)查出有危害的食品，防止危害擴(kuò)大[14]。“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)的構(gòu)建，在實(shí)現(xiàn)黑豬保種選育的同時(shí)，更實(shí)現(xiàn)了生豬產(chǎn)業(yè)鏈的透明化、信息化管理，能夠及時(shí)追溯生豬及豬肉產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題所在，以便采取相應(yīng)的解決措施，保障廣大消費(fèi)者的利益，真正實(shí)現(xiàn)豬耳朵上的網(wǎng)絡(luò)，保障舌尖上的安全。

4 結(jié)語

豫西黑豬“互聯(lián)網(wǎng)+”網(wǎng)絡(luò)追溯系統(tǒng)的構(gòu)建，一方面促進(jìn)了豫西黑豬保種選育工作的實(shí)施，另一方面完善了豫西黑豬的網(wǎng)絡(luò)追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的透明化、信息化。雖然RFID技術(shù)和黑豬“互聯(lián)網(wǎng)+”追溯系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為畜產(chǎn)品未來發(fā)展的新方向，但當(dāng)前我國整個(gè)生豬產(chǎn)業(yè)尚不能形成一條完整的追溯鏈條。主要原因一是基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，保種體系不健全；二是過分追求經(jīng)濟(jì)效益，保種意識(shí)薄弱；三是各方面監(jiān)管力度不夠。因此，切實(shí)實(shí)現(xiàn)豬種資源的保護(hù)，提高中國豬肉品牌的形象需要多方的配合與努力。首先，要擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，擴(kuò)建育肥場(chǎng)、擴(kuò)繁場(chǎng)、保種區(qū)；其次，要加大產(chǎn)業(yè)投入，強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)；最后，要推廣新的養(yǎng)殖模式，實(shí)施品牌戰(zhàn)略等。要堅(jiān)持積極、主動(dòng)、發(fā)展、系統(tǒng)的原則，承擔(dān)起偉大的歷史任務(wù)和國際任務(wù)，保護(hù)我國的地方種豬資源，做好可追溯管理，保障食品安全[15]。

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