里岔黑豬種質特性研究現(xiàn)狀與未來育種方向

李明昊，王俊杰，程順峰，沈 偉

(青島農業(yè)大學 生命科學學院，動物生殖與種質創(chuàng)新山東省高校重點實驗室，山東 青島266109)

里岔黑豬是山東省六大優(yōu)良地方豬種之一，屬于華北地區(qū)的大型畜種，素有“南太湖，北里岔”之稱[1]。里岔黑豬脊椎較常見豬種多1～2節(jié)，是中國唯一具有多肋性狀的豬種，因此，農業(yè)農村部也將里岔黑豬列入中國畜禽遺傳資源保護的“十三五”規(guī)劃之中[2]。在過去相當長的時間里，人們對于里岔黑豬的品種選育主要集中在肉質、多肋、抗逆等優(yōu)良性狀的雜交改良上。本文擬就里岔黑豬的種質特征、品種繁育現(xiàn)狀以及未來育種規(guī)劃等作一綜述，為這一優(yōu)良種質的保護、開發(fā)和利用提供參考。

1 里岔黑豬品種特征、分布與形成

1.1 品種特征

里岔黑豬因其產地與毛色而得名，多數毛皮全黑、少數棕色，頭部大小適中，嘴巴較粗且長直，額長有菱形縱向紋路，耳大且垂，腹大而堅挺，軀干高且軀體長，背腰長直平緩，乳頭整齊排列超過7對，具有比一般豬種多1～2節(jié)胸腰椎的特殊性狀。

1.2 資源分布與形成歷史

里岔黑豬是中國培育的優(yōu)良黑豬品種，原產于山東省膠州市膠南縣和諸城市交界的膠河流域，其中心產區(qū)里岔鄉(xiāng)位于山東半島南部的溫帶大陸性季風氣候區(qū)丘陵地帶。膠州地區(qū)農業(yè)資源豐富，地勢平坦、靠近水源。據清朝膠州志記載，膠縣城養(yǎng)豬業(yè)源遠流長，當地華北型黑豬養(yǎng)殖歷史悠久[3]。1940年前后，中國引進的第一批英國豬種約克夏(Yorkshire)落戶青島，并與本地豬進行雜交選育；1957年后，引入哈白豬雜交；1968-1970年，靠近里岔的諸城市辛興、石門鄉(xiāng)嘗試引進推廣了來自丹麥的著名瘦肉型豬種長白豬(Landrace)，但因不能適應中國農戶粗獷的飼養(yǎng)模式而被淘汰[5]。經過幾次雜交嘗試與長期風土馴化，至1972年12月，當地初步形成一種體軀長、體型大的特殊黑豬種群；1974年，膠州市畜牧獸醫(yī)站和食品公司對這些豬群進行了調查和測定；1976年，畜牧工作者在里岔鄉(xiāng)苗圃建立該豬種的選育基礎群，同年，定名為“里岔黑豬”，至此，里岔黑豬種群正式形成。1985年，國家農業(yè)部將里岔黑豬列為重點推廣地方豬種與國家一類重點保護畜種，并籌建原種豬場；2011年，里岔黑豬被首批公布為山東省地方保護豬種；2019年，農業(yè)農村部將其列為國家“十三五”計劃保護豬種。目前，里岔黑豬主要集中在膠州地區(qū)，存欄量1.2×104頭，年出欄量可達2.4×104頭，發(fā)展至今已成為青島乃至山東省的特色豬名牌。

2 里岔黑豬的種質性狀特征

2.1 繁殖性狀

豬的繁殖性能是衡量其經濟潛力的重要標準之一。里岔黑豬公豬在94～112日齡(30.95～40.50 kg)出現(xiàn)爬跨和交配行為，性成熟為130日齡(體重約48.63 kg)。母豬112.4日齡(體重43.88 kg)到達初情期，約在177日齡(體重約75 kg)性成熟，發(fā)情周期約3周(20.5 d)，發(fā)情期持續(xù)約3～4 d；初產妊娠期115.38±0.45 d，經產妊娠期114.64±0.24 d，5～6胎時到達繁殖性能高峰，其中第5胎時產仔數可達14.78±1.06頭，個體體重達1.05±0.06 kg[6]；平均每窩產仔數約10.12頭，平均產活仔數9.98頭，新生仔豬平均體重1.15 kg[7-8]。對比《山東省畜禽品種志》[9]公布的1989年數據，2011年，里岔黑豬初產母豬產仔數提升了1.35頭(14.09%)，產活仔數提升0.97頭(10.73%)；經產母豬提升0.84頭(6.74%)，產活仔數提升0.83頭(7.42%)，繁殖性能明顯提升[10]。

2.2 生長性狀

里岔黑豬母豬體重可達210 kg，初生仔豬60日齡斷奶，斷奶時體重約16.23 kg[10]，43～60日齡期間保育[11]。里岔黑豬育肥期8～10個月，期間日增重661±5.32 g，料肉比3.3：1。6月齡種公豬平均體重可達101.21 kg，母豬平均102.86 kg。與其他地方豬種生長趨勢類似，8月齡時母豬體重大于公豬體重，但由于公豬體長增長較快而母豬胸圍增長較快，公豬體軀指數始終大于母豬[6,12]。

2.3 肉質性狀和胴體品質

里岔黑豬瘦肉率高，有資料顯示，體重99.34 kg肉豬的屠宰率為72.81%，胴體瘦肉率為47.03%[3]，其瘦肉型新品系瘦肉率甚至可以達到55.17%[13]。屠宰時眼肌面積可達28.68 cm2，3點平均背膘厚3.32 cm，pH1=6.44，pH24=5.85，滴水損失率1.45%，失水率20.14%，嫩度2.58 kgf，熟肉率和肌內脂肪含量分別為63.76%、2.84%。與山東常見的三元雜交豬比較，里岔黑豬失水率、嫩度、熟肉率和pH24都較低，具備肉質鮮嫩、肌內脂肪含量高、系水力好等特點[14]。

2.4 抗逆性狀

耐粗飼是里岔黑豬的一大特點，其飼養(yǎng)常用精料以地瓜干、玉米為主,添加豆粕餅類和麩皮以及青貯飼料[15]。心肺活動和體溫變化是動物生理狀態(tài)穩(wěn)定的重要指標。里岔黑豬的環(huán)境溫度適應力較強，當環(huán)境溫度較高時，里岔黑豬呼吸頻率迅速加快，具有較好的耐熱性能[16]；在最適溫度下(15 ℃)，其血液生化指標呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，且抗逆性最強，生長發(fā)育迅速[17]。免疫性能是里岔黑豬的另一突出優(yōu)勢，與杜長大雜種豬相比較，里岔黑豬血清尿素氮、免疫球蛋白含量較高[18]。研究者通過對里岔黑豬的PRLR和RBP4基因進行多態(tài)性檢測，認為這2個基因具有較為豐富的遺傳多樣性，進一步從遺傳學上揭示里岔黑豬對環(huán)境具有較強的適應能力[19]。

3 里岔黑豬種質特征的選育

3.1 生長性狀

3.1.1 多肋性狀 多肋性狀在世界豬種中極為罕見，里岔黑豬作為研究多肋性狀的天然模型，引發(fā)了眾多學者關注。畜牧學上，家畜的體長與腰椎數密切相關(相關系數0.75)，同時，豬的胴體長度對畜牧生產來說有巨大的經濟價值[20]。報道指出，里岔黑豬多肋性狀相關基因主要有核受體亞家族6A成員1(Nuclear receptor subfamily 6 group A member 1，NR6A1，又稱為GCNF)[21-22]和生長分化因子11(Growth and differentiation factor 11，GDF11)[23]。Mikawa等[22]檢測了3個西方豬種以及里岔黑豬、萊蕪黑豬等7個中國豬種的NR6A1基因，發(fā)現(xiàn)NR6A1基因與豬多肋性狀有關。該基因存在c.575 T> C突變，等位基因T在西方豬種中是穩(wěn)定的，但在大多數中國地方豬種中非常罕見，另外，T等位基因在里岔黑豬中有較高的頻率(0.585)，而以較低的頻率(0.250)存在于萊蕪黑豬。根據這個結果，研究人員推測，將NR6A1基因型引入萊蕪黑豬中可能會增加其脊椎數。另外，在早期胚胎發(fā)育過程中，GDF11在確立骨骼模式中發(fā)揮重要作用[23]。研究發(fā)現(xiàn)，GDF11基因與里岔黑豬脊椎和骨骼發(fā)育關系密切。研究者通過對里岔黑豬GDF11基因部分cDNA進行克隆，檢測其在不同組織中的表達差異，結果表明，所克隆的GDF11基因序列長度為1 161 bp(GenBank：HQ657211)，編碼332個氨基酸，熒光定量PCR分析結果顯示，GDF11基因mRNA在14種組織中均有表達，其中脊椎、背膘、膀胱表達量最高，這為進一步研究里岔黑豬GDF11基因的結構和功能提供了參考[22]。另外，遠端缺失基因5(Distal-less homeobox 5，Dlx5)主要調控動物遠近軸發(fā)育。為闡明里岔黑豬群體中Dlx5基因多態(tài)性對體長胸椎數的影響，研究人員采用PCR-RFLP方法檢測了Dlx5基因(g.394C>T)位點的多態(tài)性分布，發(fā)現(xiàn)T等位基因為優(yōu)勢等位基因，TT為優(yōu)勢基因型，在該多態(tài)位點上，里岔黑豬處于哈代-溫伯格平衡，基因型在該群體間分布差異極顯著，但關聯(lián)結果顯示多態(tài)性與胸椎數并無顯著關聯(lián)(P>0.05)[24]。目前，Dlx5與GDF11與骨骼生長的關系研究還在繼續(xù)，一些學者發(fā)現(xiàn)，骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(Bone morphogenetic protein 2，BMP-2)蛋白可促進Dlx5的mRNA表達升高[25]，這一結果為深入了解里岔黑豬多肋性狀的調控機制提供了線索。

3.1.2 生長和胴體性狀 生肌決定因子(Myogenic determining factor，MyoD)基因家族是豬生長和胴體性狀的主要候選基因。通過對里岔黑豬、萊蕪黑豬、大蒲蓮豬和沂蒙黑豬等山東省地方豬種MyoD基因家族中MyoG基因5'端進行單核苷酸多態(tài)性(Single Nucleotide Polymorphisms，SNPs)檢測，結果發(fā)現(xiàn)該基因存在3種基因型(AA、AB、BB)，A等位基因為里岔黑豬的優(yōu)勢基因，含A等位基因個體初生重和 60～210 日齡日增重等指標明顯高于其他個體，另外，3種基因型在不同豬種分布的獨立性檢驗(χ2檢驗)結果顯示，不同豬種間初生重和日增重的差異與MyoG基因分布密切相關，A等位基因優(yōu)勢群體初生重與日增重指標高于B等位基因優(yōu)勢群體。因此，推測MyoG基因型分布會影響里岔黑豬的初生重和日增重，在育種實踐中，可將MyoG基因作為里岔黑豬生長性狀的潛在輔助選擇標記基因[26]。

3.2 肉質性狀選育的研究進展

除多肋性狀外，里岔黑豬肉質性狀也是相關研究的熱點。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖基因(Obese，Ob)鈣蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin，CAST)和胰島素樣生長因子2(Insulin-like growth factors-2，IGF2)3個基因與里岔黑豬肉質相關，可作為瘦肉率的候選標記基因。里岔黑豬、藏豬等瘦肉型豬在Obese基因檢測到8個突變位點，其中內含子1 C867T處的C突變位點基因頻率高于脂肪型豬種，該突變位點很可能與豬的瘦肉表型密切相關[27]。對于肉質候選基因CAST的研究顯示，CAST基因抑制Caplin系統(tǒng)調節(jié)網絡，使屠宰后的豬肉骨骼肌無法軟化。研究者以80頭外來豬和包括里岔黑豬在內的190頭地方豬為研究對象，檢測了CAST基因多態(tài)性位點。外來豬種(長白豬和大白豬)以A、C基因為優(yōu)勢基因；里岔黑豬以B、D基因為優(yōu)勢基因。其中，共檢測到6種單倍型(AACC，AACD，AADD，ABCC，BBCC，BBDD)。單倍型分布的多重比較分析顯示，外來豬種與地方豬種基因型分布不同，研究結果證明含B、D等位基因的里岔黑豬等地方豬種在嫩度指標方面優(yōu)于外來豬種。因此推測，以CAST基因作為肉質性狀標記基因，選擇含B、D等位基因個體進行選育，有望提升種群肉質嫩度指標[25]。IGF2是父系表達基因，與肌肉和脂肪生長密切相關，可以影響豬的出生體重以及后代胴體瘦肉率。研究者采用PCR-SSCP方法檢測到IGF2基因外顯子8的第53堿基存在3種基因型(AA、AB、BB)，并對其初生重、斷奶重，6月齡重和6月齡背膘厚的遺傳效應進行分析。固定效應模型分析結果表明，初生重和6月齡背膘厚基因型間差異顯著。最小二乘分析結果表明，初生重方面，BB基因型個體明顯小于AA和AB基因型個體；6月齡背膘厚方面，BB基因型個體要優(yōu)于AB和BB基因型個體。因此，IGF2基因很可能影響里岔黑豬初生重與瘦肉率[28]。

4 里岔黑豬雜交育種的研究進展

雜交育種一直是提升畜種經濟性狀的有效方案。1990年，閆恩成等[7]進行了里岔黑豬雜交實驗，胴體性狀改良效果明顯，杜里雜種豬(杜洛克×里岔)瘦肉率可高達56.85%，并且抗逆性等綜合性狀遠優(yōu)于其它雜交組合。1988年，研究者以大約克、杜洛克和漢普夏為父本，以里岔黑豬為母本進行二元雜交，發(fā)現(xiàn)增重率和瘦肉率都很高，可達到當時地方豬種作為母本的三元雜交水平，為推動里岔黑豬胴體品質的改良提供理論依據[6]。2018年，李龍云等[29]也對里岔黑豬雜交性能進行了測定，在7個雜交方案中，同樣也是杜里雜種豬綜合性能最好，而巴里雜種豬(巴克夏×里岔)次之；產肉性能方面，巴里雜種豬整體上要優(yōu)于杜里雜種豬；肉質方面，巴里雜種豬除大理石紋和肌內脂肪含量較杜里雜種豬略低之外，其它肉質指標均高于杜里雜種豬；更為重要的是，巴里雜種豬較杜里雜種豬胸椎數多1.33根。綜合目前消費需求來看，巴里雜種豬的市場前景要優(yōu)于杜里雜種豬。

5 里岔黑豬未來的育種規(guī)劃

里岔黑豬自形成之初便受當地畜牧部門關注，已建成國家級、省級保種場各1個，因此，在保存原種群數量和良種方面較為系統(tǒng)，良種登記較為完善。但里岔黑豬來自民間，農戶為追求經濟效益盲目引進外來豬種與之雜交，導致血統(tǒng)斑駁，嚴重影響了里岔黑豬的推廣和利用。通常，閉鎖選育過程中近交不可避免，過度近交使一些優(yōu)良性狀難以得到進一步發(fā)揮，可適當引入新的優(yōu)秀血液減小近交增量。綜上所述，在實際操作中，應把握保種和育種兩個方面，在保留里岔黑豬優(yōu)勢性狀前提下，逐步選育提升生長性狀、繁殖性狀和胴體品質等主要經濟性狀。

5.1 建立優(yōu)勢性狀核心群

建立高選育水平的優(yōu)勢性狀核心群是保種工作的關鍵。選用群體繼代選育法，以遺傳學理論為基礎，提升優(yōu)勢性狀，控制近交。在本種群范圍內，避免全同胞交配的有限隨機交配，通過品系內繁育擴大群體數量，保持品種純度，突出優(yōu)勢性狀。做好性能測定和記錄工作，從不同時期對主要經濟性狀篩選，確保建立高質量優(yōu)勢核心群，并形成系譜和建立數據庫；挑選主要經濟性狀表現(xiàn)突出的個體進行橫交固定或回交，選育應不少于3代，到第3代時，后代性狀基本固定，高質量核心種群初步建成。之后對優(yōu)勢性狀核心群進一步篩選并不斷更新，保持優(yōu)勢性狀核心群的高選育水平。

5.2 品系培育

開展品系培育工作時，應重點關注多肋性狀和繁殖性狀這兩項重要性狀。建立多肋系與高產系兩個專門化品系進行培育，最終形成多肋性狀核心群與高產性狀核心群。選擇多肋與高產兩種性狀表現(xiàn)突出的個體建立基礎群?；A群規(guī)模應大于50頭母豬和10頭公豬，盡可能增大選擇強度、減小近交增量，以家系為單位進行配種。基礎群內嚴格閉鎖培育，加強性能測定工作和后代篩選工作，對所需性狀進行橫交固定或回交，一般閉鎖繁育5代即可形成符合標準且穩(wěn)定遺傳的專門化品系群體。在專門化品系形成后要注意品種的保持，閉鎖繁育已導致近交程度較高，在品種保持過程中需挑選其他種群中多肋與高產性狀表現(xiàn)優(yōu)秀的公豬參與其中，避免近交程度進一步加深。在品系形成后，更應加強篩選，對不良表現(xiàn)個體進行淘汰，保證群體專門化品系性狀表現(xiàn)突出。穩(wěn)定后還可進行綜合品系的嘗試，使專門化品系得到進一步發(fā)展。

5.3 基因組育種技術的研究與應用

育種的最終目的是為突出某一個優(yōu)勢性狀，現(xiàn)代分子育種技術在家畜中的廣泛應用為里岔黑豬育種規(guī)劃提供了更多可能。中國的豬育種工作目前大多使用的傳統(tǒng)表型選擇、多性狀或單性狀指數選擇、最佳線性無偏預測、分子標記輔助選擇等方法，這些方法雖然有效延緩品種退化速度，但選育效率和精確度低，無法很好的促進優(yōu)良品種選育和突出里岔黑豬性狀優(yōu)勢[28]?；蚪M育種是現(xiàn)代育種的重要方法。目前，第3代單分子實時測序技術已經非常成熟，豬的基因組測序也已完成[30]，全基因組關聯(lián)分析(Genome-wide association studies, GWAS)和基因組選擇(Genomic selection，GS)技術可為開展里岔黑豬選育工作提供幫助。將GWAS和其它組學技術相結合，進一步加深遺傳變異對復雜性狀的解析，并配合GS手段可以更加精確地改良里岔黑豬[31]。除基因組育種之外，DNA甲基化分析技術也可運用到里岔黑豬的育種中來，充分利用雜種優(yōu)勢，最大限度地突出里岔黑豬肌肉生長以及肉質性狀[32]。

5.4 適度雜交促進生長性狀的選育提高

里岔黑豬品種形成過程中便有與約克夏、哈白等雜交的經歷，合理、適度、有計劃地引進國內外其它豬種的優(yōu)良遺傳種質對部分里岔黑豬群體進行改良，是一種能夠較快改良里岔黑豬各項性能的有效手段[5]。

6 結 語

里岔黑豬是中國優(yōu)秀地方豬種之一，人們針對里岔黑豬種質特征開展了多肋、生長、抗逆和肉質等性狀方面的研究，但相對于其它地方優(yōu)良豬種來說，目前研究的廣度和深度還遠遠不夠。為了充分開發(fā)里岔黑豬的優(yōu)良性狀，在接下來的工作中應該繼續(xù)加強里岔黑豬本品種選育，通過多組學技術深入挖掘多肋性狀的候選基因，推動里岔黑豬產業(yè)的發(fā)展壯大，使這一優(yōu)秀畜種資源得到充分利用。