提高母豬繁殖力技術(shù)研究進(jìn)展

付言峰，徐小波，俞正玉，王學(xué)敏，趙為民，任守文

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧研究所／農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 種養(yǎng)結(jié)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用平臺(tái)，南京 210014）

我國(guó)是世界第一養(yǎng)豬大國(guó)，2018年豬年出欄 量近7億頭，約占世界總量的56.5%，養(yǎng)豬生產(chǎn)在我國(guó)畜牧業(yè)中占有非常重要的位置。2018年8月3日起，席卷全國(guó)的非洲豬瘟疫情重創(chuàng)了我國(guó)生豬產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)致我國(guó)生豬存欄量大幅下降，產(chǎn)能嚴(yán)重下滑，市場(chǎng)供應(yīng)極度緊張［1］。2019年下半年起，隨著豬肉價(jià)格的一路上揚(yáng)，國(guó)家各部門多次召開電視電話會(huì)議，連續(xù)發(fā)文以促進(jìn)“恢復(fù)生豬養(yǎng)殖，力保生豬供給”［2］，因此生豬高效復(fù)產(chǎn)已成為畜牧業(yè)當(dāng)前第一要?jiǎng)?wù)，而生豬復(fù)產(chǎn)的關(guān)鍵是母豬快速擴(kuò)繁。

近年來(lái)，隨著豬場(chǎng)規(guī)?；h(huán)?；?、智能化以及分子生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我國(guó)的養(yǎng)豬生產(chǎn)水平得到了很大提高。但在實(shí)際生產(chǎn)中，一些中小養(yǎng)殖場(chǎng)仍普遍存在著繁殖問(wèn)題，如母豬非生產(chǎn)天數(shù)高、后備母豬初情期延后、經(jīng)產(chǎn)母豬產(chǎn)后不發(fā)情和發(fā)情表現(xiàn)不明顯等［3］。另外，非洲豬瘟防控難，糞污處理效率低，一線員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，年輕員工對(duì)長(zhǎng)期封場(chǎng)不適應(yīng)，人工成本高，嚴(yán)重制約著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。因此，研究和建立更加高效的繁殖技術(shù)是豬場(chǎng)管理者和技術(shù)人員追求的目標(biāo)。

文章擬從繁殖調(diào)控、遺傳育種、營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、智能化控制等方面，對(duì)提高母豬繁殖力的技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)，力求對(duì)后非瘟?xí)r代的生豬復(fù)產(chǎn)提供一些幫助。

1 通過(guò)繁殖調(diào)控技術(shù)提高豬繁殖力

豬場(chǎng)生產(chǎn)中常用的繁殖調(diào)控技術(shù)包括同期發(fā)情、超數(shù)排卵、人工授精、定時(shí)輸精、同期分娩、同步斷奶等，通過(guò)這些技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)母豬群的批次化管理，提高母豬繁殖力［4］。尤其是在以后非洲豬瘟長(zhǎng)期防控的條件下，這些繁殖調(diào)控技術(shù)可以使養(yǎng)殖者在每一批次“全出”后，利用間隙對(duì)空豬舍進(jìn)行全面消毒，更高效地阻止病原微生物傳播［5］。

人工授精技術(shù)是現(xiàn)代豬場(chǎng)生產(chǎn)中常用的一種技術(shù)，現(xiàn)在又衍生出兩種改進(jìn)的人工授精技術(shù)，一種是減少人工授精精液量的技術(shù)，另一種是豬定時(shí)輸精技術(shù)［6］。其中，定時(shí)輸精技術(shù)要求母豬同期發(fā)情且卵泡化一致，一般通過(guò)使用人絨毛膜促性腺激素（hCG）或類似物誘導(dǎo)母豬發(fā)情，在母豬發(fā)情36～42 h之內(nèi)進(jìn)行兩次人工授精［7］。豬定時(shí)輸精技術(shù)在國(guó)外也一直是研究熱點(diǎn)。早在20世紀(jì)90年代，德國(guó)就開始研究定時(shí)輸精技術(shù)，目前約86%的豬場(chǎng)使用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)的批次化管理［8-9］。法國(guó)養(yǎng)豬場(chǎng)以中小型養(yǎng)殖規(guī)模為主，通常是200～300頭母豬。由于法國(guó)屬于發(fā)達(dá)國(guó)家，人工成本很高，養(yǎng)豬場(chǎng)一般采用3周批次管理法，另外也有部分4周或5周批次管理法［10］。

國(guó)內(nèi)研究人員也對(duì)豬定時(shí)輸精技術(shù)進(jìn)行了研究，張亮等［11］對(duì)比了批次化管理前后的榮昌母豬繁殖性能，結(jié)果表明：批次化管理可以顯著提高母豬受胎率和總產(chǎn)仔數(shù)（P ＜0.05）；且隨著胎次的增加，母豬異常發(fā)情率大幅下降（P ＜0.05）；批次化管理還可以提高仔豬和保育豬的存活率（P ＞0.05）。目前，我國(guó)豬定時(shí)輸精和批次化管理技術(shù)研究方興未艾，下一步隨著對(duì)此類技術(shù)的深入研究和應(yīng)用，相信母豬繁殖力仍有很大提升空間。

由于母豬卵泡發(fā)育數(shù)量和速度的個(gè)體差異，為實(shí)現(xiàn)預(yù)定時(shí)間內(nèi)定時(shí)輸精，并使母豬盡可能多排卵，生產(chǎn)中常在烯丙孕素（母豬繁殖調(diào)控常用藥之一）處理后再依次肌注孕馬血清促性腺激素（PMSG）和促性腺激素釋放激素（GnRH），以實(shí)現(xiàn)排卵同步化［12］。在外周生殖器官中，促性腺激素抑制激素（GnIH）可以通過(guò)影響卵巢激素的分泌和細(xì)胞增殖相關(guān)蛋白的表達(dá)參與母豬的生殖調(diào)控［13］。

2 通過(guò)遺傳育種技術(shù)提高豬繁殖力

利用育種技術(shù)可以提高豬繁殖力，雖然發(fā)揮效果的周期長(zhǎng)、見效慢，但得到的高繁殖力母豬基因能穩(wěn)定遺傳給下一代，意義重大［14］。從育種的角度來(lái)說(shuō)，母豬繁殖性狀包括總產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、有效乳頭數(shù)、泌乳間隔、產(chǎn)后配種間隔、母豬利用年限等。通過(guò)對(duì)種豬這些指標(biāo)的測(cè)定可以提高豬繁殖力。種豬性能測(cè)定步驟包括種豬信息錄入、育種步驟、親緣關(guān)系系數(shù)計(jì)算、種豬育種預(yù)測(cè)、選育選配功能等，其中最關(guān)鍵的種豬育種值估計(jì)通常使用最佳線性無(wú)偏預(yù)測(cè)（BLUP）法和加進(jìn)全基因組分子標(biāo)記GBLUP法［15］。

英國(guó)在豬育種數(shù)量遺傳學(xué)方面有較好的研究基礎(chǔ)，在這一領(lǐng)域取得的進(jìn)展主要是通過(guò)各大育種公司集成優(yōu)化的BLUP模型，估計(jì)豬育種值，選擇高育種值種豬留種擴(kuò)繁。高產(chǎn)母豬現(xiàn)在是英國(guó)的遺傳基礎(chǔ)，英國(guó)育種者充分利用這些純高產(chǎn)母豬進(jìn)行本品種選育，通過(guò)采取近交系數(shù)監(jiān)測(cè)、遺傳距離的計(jì)算、配種計(jì)劃的制訂以及表型選擇等措施控制近交［16］。

丹麥的豬育種工作最近十幾年也取得了重大進(jìn)展，以丹麥的丹育公司（Danbred）為代表。對(duì)丹育核心群2004—2014年長(zhǎng)白豬母豬和大白豬母豬的總產(chǎn)仔數(shù)、5日齡窩產(chǎn)活仔數(shù)（LP5）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)白母豬的總產(chǎn)仔數(shù)由2004年的14.6頭增加到2014年的15.8頭，10年間增加了1.2頭；LP5由10.6頭增加到12.4頭，10年間增加了1.8頭；大白母豬的總產(chǎn)仔數(shù)由2004年的13.7頭增加到2014年的16.6頭，10年間增加了2.9頭；LP5由9.5頭 增加到13.8頭，10年間增加了4.3頭。兩個(gè)品種遺傳進(jìn)展都非常大，尤其是大白豬的進(jìn)展十分迅速［17］。這說(shuō)明通過(guò)育種技術(shù)可以有效提高母豬繁殖力，并能將這種高繁特性穩(wěn)定遺傳給后代。

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，養(yǎng)豬生產(chǎn)上逐漸開始了基因組育種，即利用全基因組分子標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇。這種技術(shù)對(duì)母豬產(chǎn)仔數(shù)等伴性性狀的提高有著較大幫助。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)核心育種場(chǎng)主推“中芯一號(hào)”芯片，利用這些芯片上的基因組信息和參考豬群信息可以對(duì)本場(chǎng)母豬進(jìn)行早期選種，即在這頭豬的繁殖性能還沒(méi)有完全表現(xiàn)的時(shí)候去選擇；并且全基因組育種可以提高選擇的準(zhǔn)確性，還可以對(duì)飼料報(bào)酬、肉質(zhì)、抗病性等其他一些困難性狀（不好測(cè)定或測(cè)定成本很高的性狀）進(jìn)行選擇［18］，提高豬育種進(jìn)度。

研究者利用全基因組重測(cè)序?qū)ふ遗c太湖豬種質(zhì)特性相關(guān)的基因組區(qū)域，共得到基因組受選擇區(qū)段39個(gè)，確定為太湖豬種質(zhì)特性的分子基礎(chǔ)，并鎖定BMPR1B基因?yàn)樘i“髙繁殖力”種質(zhì)特性的候選基因；通過(guò)生物學(xué)功能驗(yàn)證，BMPR1B基因內(nèi)含子Ⅰ的保守ESR1應(yīng)答元件通過(guò)與ESR1結(jié)合調(diào)控基因的表達(dá)，影響太湖豬妊娠中期子宮內(nèi)膜腺體發(fā)育［19］。

袁曉龍等［20］基于全基因組芯片數(shù)據(jù)對(duì)571頭杜洛克母豬初情期日齡進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)這些母豬的初情期日齡符合正態(tài)分布，初情期最早為173日齡，最晚為291日齡，平均為224日齡；初情期越早的母豬表現(xiàn)出更高的窩產(chǎn)仔數(shù)和平均窩重；共有30 281個(gè)SNP位點(diǎn)被用于全基因組關(guān)聯(lián)分析，在前10個(gè)潛在SNP位點(diǎn)附近找到ABCC8、BCAR3、NELL2和NSF等基因，這些基因的主要功能富集在ATP binding、第二性征發(fā)育、激素分泌的調(diào)控方面。

3 通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控提高母豬繁殖力

母豬繁殖性能除了受遺傳、繁殖調(diào)控等因素的影響外，還受營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、管理技術(shù)等因素的影響［21］。其中良好的營(yíng)養(yǎng)可以改善母豬和新生仔豬健康，提高母豬遺傳潛力和年繁殖力。母豬配種后進(jìn)入妊娠期，通常根據(jù)母豬不同妊娠階段的不同營(yíng)養(yǎng)需求調(diào)整基礎(chǔ)日糧能量比例，再添加不同的飼料添加劑（如微量元素、益生菌制劑、生物堿、中草藥添加劑等），合理配制日糧，從而提高母豬繁殖力。

微量元素在維持動(dòng)物機(jī)體造血、抗氧化和免疫力功能方面發(fā)揮著不可替代的作用［22］。其中鐵是動(dòng)物胎兒時(shí)期的必需微量元素，在妊娠期母豬與胎兒間通過(guò)血液進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換，鐵從母豬轉(zhuǎn)移到胎兒體內(nèi)的效率較低，此時(shí)在飼料中補(bǔ)充有機(jī)鐵能提高母豬鐵貯存水平，再進(jìn)一步通過(guò)母-胎血液交換，提高仔豬體內(nèi)鐵貯存水平，促進(jìn)妊娠后期胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育［23］。有研究表明：向妊娠后期（85～114 d）母豬飼料中添加鐵制劑（N-氨基甲?；拾彼醽嗚F螯合物）可提高仔豬初生重［24］；妊娠期在母豬飼料中按體重添加256 mg／kg硫酸亞鐵，可顯著提高仔豬初生重［25］。向妊娠后期大河烏豬母豬飼糧中按體重添加鐵制劑（乳鐵蛋白）200 mg／kg，仔豬初生窩重及初生重顯著提高，母豬繁殖性能得以明顯改善［22］。

益生菌制劑也是一類重要的飼料添加劑，由有益菌群成員或其促進(jìn)物質(zhì)組成，可以維持和改善動(dòng)物胃腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，預(yù)防消化道疾病，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的免疫機(jī)能，飼糧中添加益生菌制劑可以提高妊娠和泌乳母豬生產(chǎn)性能［26］。常見的豬用益生菌有乳酸桿菌、雙歧桿菌、酵母菌和類鏈球菌。有研究表明，飼料中添加乳酸菌和酵母菌發(fā)酵液，可影響巴馬香豬血漿生化指標(biāo)和繁殖激素含量，提高母豬繁殖性能，并且能有效促進(jìn)母豬對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用，提高母豬免疫力，進(jìn)一步提高其生產(chǎn)力［27］。

生物堿中以甜菜堿為例，將甜菜堿添加到母豬飼糧中可提高母豬窩總產(chǎn)仔數(shù)、窩產(chǎn)活仔數(shù)、初生窩重［28］，縮短斷奶母豬發(fā)情間隔［29］；添加到仔豬飼料中可使仔豬日增重增加［30］、應(yīng)激反應(yīng)降低［31］。飼糧添加甜菜堿可顯著降低仔豬死亡率（P＜0.05），顯著增加初乳中乳蛋白和尿素氮含量（P＜0.05）［32］。飼糧中添加甜菜堿，妊娠第45天母豬血液中繁殖相關(guān)的激素含量［如血漿催乳素（PRL）、孕酮（PROG）、促卵泡素（FHS）和雌二醇（E2）］顯著降低（P＜0.05）；添加甜菜堿使妊娠第75天血液中PRL和PROG含量降低（P＜0.05）［32］。

利用復(fù)方中藥制劑（由家蠶素和黃柏、大黃、黃芪、魚腥草等中草藥多糖組成）對(duì)16頭產(chǎn)后母豬的繁殖性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果中藥制劑組21日齡仔豬窩重、平均日增重、斷奶仔豬數(shù)均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），腹瀉率極顯著低于對(duì)照組（P＜0.01），發(fā)情間隔極顯著低于對(duì)照組（4.43 d vs 5.62 d，P＜0.01），受胎率顯著高于對(duì)照組（94.33% vs 72.33%，P＜0.05），年提供斷奶仔豬數(shù)（17.60頭vs 14.17頭）和年提供肉量（1 930 kg vs 1 535 kg）提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。［33］

4 通過(guò)智能化管理提高母豬繁殖力

豬場(chǎng)管理者可以通過(guò)制訂合理的計(jì)劃、利用合適的軟件和硬件優(yōu)化母豬繁殖力相關(guān)的配種、妊娠、分娩、哺乳和斷奶等流程，選留高產(chǎn)母豬，把握配種時(shí)機(jī)，減少不發(fā)情母豬數(shù)，提高仔豬成活率和育成率，做好后備母豬和空懷母豬的飼養(yǎng)管理，加強(qiáng)養(yǎng)殖技術(shù)人員培訓(xùn)［2］，這些措施的有效實(shí)施能夠提高母豬群繁殖力。

胡肄農(nóng)等［34］將傳統(tǒng)養(yǎng)殖設(shè)施和技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，構(gòu)建了母豬精細(xì)管理物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用溫度、濕度、照度、風(fēng)速和氨氣濃度等傳感器采集豬舍環(huán)境參數(shù)，經(jīng)軟件分析后將結(jié)果及時(shí)反饋，系統(tǒng)根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)整豬舍環(huán)境參數(shù)。除了環(huán)境控制以外，研究人員還為母豬和后備母豬佩戴了電子耳標(biāo)，布設(shè)無(wú)線局域網(wǎng)，開發(fā)手機(jī)app終端，實(shí)現(xiàn)了種豬系譜、母豬產(chǎn)仔記錄、飼料獸藥等投入品記錄等信息的采集、存儲(chǔ)和分析，構(gòu)建了母豬精細(xì)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫(kù)。該母豬精細(xì)管理系統(tǒng)在常州康樂(lè)農(nóng)牧有限公司進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果證明，生豬的生長(zhǎng)環(huán)境得到了良好的改善。

研究者設(shè)計(jì)了一種基于專家系統(tǒng)的母豬精細(xì)飼喂系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集段包括RFID豬只身份識(shí)別、自動(dòng)稱重裝置設(shè)計(jì)、飼喂裝置下料程序設(shè)計(jì)和豬舍環(huán)境參數(shù)采集模塊設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)傳輸段包括GPRS無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)（數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與通信模塊間的連接、通信模塊與數(shù)據(jù)分析服務(wù)器間的連接）；數(shù)據(jù)分析段包括SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)設(shè)計(jì)，基于Socket的監(jiān)控操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和母豬飼喂專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、觸摸屏式設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)在宜興某養(yǎng)殖基地進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試，結(jié)果證明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，與使用前相比，母豬產(chǎn)健仔數(shù)提高了8.42%，初生窩重提高了2.68%，有效改善了母豬繁殖性能［35］。

在母豬育種軟件的研發(fā)方面，王學(xué)敏等［36］在可視化數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server中，利用Visual Basic 6.0設(shè)計(jì)研發(fā)了豬系近交系數(shù)分析軟件，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：先找出待測(cè)豬雙親的所有共同祖先，再尋找待測(cè)豬父本經(jīng)過(guò)共同祖先到母本的所有路徑，接著分析共同祖先的近交情況并計(jì)算共同祖先的近交系數(shù)，最后根據(jù)每條路徑的情況計(jì)算待測(cè)豬之間的近交系數(shù)，此軟件可有效提高豬育種與生產(chǎn)效率。王學(xué)敏等［37］同時(shí)開發(fā)了一種豬系譜圖繪制軟件，使用者可以根據(jù)前期的原始數(shù)據(jù)輕松獲得種豬個(gè)體系譜圖，對(duì)豬場(chǎng)種豬個(gè)體系譜圖進(jìn)行自動(dòng)查詢與繪制，可為有計(jì)劃地進(jìn)行豬選種與選配提供詳細(xì)的祖代信息資料。在育種軟件中，研究人員對(duì)比了國(guó)內(nèi)廣泛使用的GBS、Herdsman育種管理軟件和科學(xué)研究中常用的DMU程序，以大白豬、長(zhǎng)白豬和杜洛克豬的育種數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)為材料，研究三款軟件估計(jì)育種值之間的差異。結(jié)果表明，GBS、Herdsman與DMU三款軟件對(duì)遺傳評(píng)估結(jié)果影響不大［38］。

綜上所述，在非洲豬瘟影響下的生豬復(fù)產(chǎn)工作中，以上提到的四類提高母豬繁殖力的相關(guān)技術(shù)（繁殖調(diào)控、遺傳育種、營(yíng)養(yǎng)調(diào)控和智能化控制）將發(fā)揮重要作用。這些技術(shù)的持續(xù)研究也會(huì)加速推進(jìn)未來(lái)環(huán)?；?、智能化、福利化和規(guī)?；B(yǎng)豬模式的實(shí)施。