德州驢種質(zhì)資源創(chuàng)新利用概述

文│王天琦 劉紫雯 史曉淵 張振威 展延棟 李玉華 王長法*（聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院）

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2021—2035全國畜禽遺傳改良計劃指出：畜禽種業(yè)是畜牧業(yè)發(fā)展的根基，是畜牧業(yè)核心競爭力的重要體現(xiàn)。在“三品一標(biāo)”行動方案中，品種培優(yōu)居于首位。山東省是驢產(chǎn)業(yè)發(fā)展強省，全國90%的阿膠產(chǎn)自山東，具有阿膠、驢肉、驢奶、化妝品和保健品等完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。德州驢是我國五大大型驢品種之一，隨著政府支持力度的加強，德州驢的養(yǎng)殖逐漸向規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，并且發(fā)揮了支持醫(yī)養(yǎng)健康，特色文化振興的良好作用。驢是單胎動物，生長周期和妊娠期長，而我國地方驢的品種數(shù)量和產(chǎn)業(yè)規(guī)模均位居世界首位，但國內(nèi)外仍沒有一個驢的培育品種出現(xiàn)。因此，加大驢的種質(zhì)資源保護力度，盡快啟動遺傳改良工作具有重要意義。

一、德州驢歷史分類

德州驢原產(chǎn)于山東省德州市、濱州市的沿渤海各縣，是惟一以德州命名的地方家畜品種，又稱無棣驢。作為我國著名的役肉兼用品種，距今已有300多年的歷史。在動物分類學(xué)上，德州驢隸屬于脊索動物門，脊椎動物亞門，哺乳綱，奇蹄目，馬科，馬屬。德州驢是我國大型驢種和優(yōu)秀的地方品種，具有體型高大、結(jié)構(gòu)均勻、生長快、抗逆性強等特點，于1983年被列入《山東省畜禽品種志》和《中國馬驢品種志》，1998年被列入山東省畜禽種質(zhì)資源保護名錄，2007年被列入國家畜禽種質(zhì)資源保護名錄，是我國乃至世界現(xiàn)有的主要“大型驢”品種之一，也是目前培育肉用驢新品種的首選種質(zhì)資源，在我國驢遺傳資源中具有重要地位。德州驢根據(jù)毛色及外貌可分為“三粉驢”和“烏頭驢”兩個品系。三粉驢全身毛色純黑，鼻、眼周圍和腹下均為白色，頭清秀，耳立，步樣輕快，四肢細而剛勁，肌腱明顯，蹄高而小，皮薄毛細。烏頭驢全身毛色烏黑無任何雜毛，體形方正，外形美觀，高大壯實，結(jié)構(gòu)勻稱，四肢較粗重，蹄低而大，胸寬而深，是驢種中的“重型驢”。

二、山東省驢產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

山東是驢產(chǎn)業(yè)發(fā)展強省，阿膠90%產(chǎn)自山東，擁有以東阿阿膠股份有限公司為龍頭的阿膠及其衍生產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)203家，以禹城市惠民農(nóng)業(yè)科技有限公司和山東天龍食品有限公司為核心的驢肉生產(chǎn)企業(yè)50多家，以驢肉為主的大小餐飲企業(yè)近1000家，一直引領(lǐng)我國乃至世界驢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。山東省是我國驢傳統(tǒng)養(yǎng)殖、繁育和加工的重要區(qū)域，具有相對完整的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)體系。阿膠、驢肉已成為山東省“雙閃名片”，據(jù)估算，2020年驢產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已超過千億規(guī)模。盡管山東省在驢養(yǎng)殖和加工領(lǐng)域的優(yōu)勢顯著，但隨著社會發(fā)展和科技進步，驢養(yǎng)殖呈現(xiàn)新的趨勢，由傳統(tǒng)的一家一戶分散養(yǎng)殖逐步向規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，其功能與作用也由役用向肉用、藥用、乳用、保健及生物制品開發(fā)等多用途的“活體經(jīng)濟”轉(zhuǎn)變，驢養(yǎng)殖正朝著產(chǎn)業(yè)化方向快速發(fā)展。

山東省驢產(chǎn)業(yè)擁有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｓH產(chǎn)業(yè)是惟一沒有國際競爭的畜牧業(yè)，符合新舊動能轉(zhuǎn)換的需求；驢產(chǎn)業(yè)在精準(zhǔn)扶貧中發(fā)揮了重要作用，山東省已將驢產(chǎn)業(yè)列為優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)、民生產(chǎn)業(yè)。山東省在驢養(yǎng)殖和加工領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。同時，隨著政府支持力度加大，科技推動加強，養(yǎng)殖已逐步向規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，并且發(fā)揮了支持醫(yī)養(yǎng)健康，特色文化振興的良好作用。依靠科技力量逐步實現(xiàn)驢產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，成為山東省畜牧業(yè)中最具活力的部分，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

三、德州驢現(xiàn)有種質(zhì)資源概述

1.山東地區(qū)驢場平均體重體尺統(tǒng)計。山東省濱州、德州、聊城等地區(qū)自古有養(yǎng)驢習(xí)慣，歷史悠久，目前已建成德州驢國家級保種場3個，將前期在東阿、禹城、茌平及無棣采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，公驢根據(jù)不同年齡段、不同品系進行了分別整理，表1為山東省不同地區(qū)德州驢的平均體尺體重統(tǒng)計表（三粉驢），表2為山東省不同地區(qū)德州驢的平均體尺體重統(tǒng)計表（烏頭驢）。

表1 山東省不同地區(qū)德州驢種公驢的平均體尺體重統(tǒng)計表（三粉驢） 千克，厘米

表2 山東省不同地區(qū)德州驢種公驢的平均體尺體重統(tǒng)計表（烏頭驢） 千克，厘米

2.優(yōu)秀種公驢及優(yōu)秀種母驢。為促進以德州驢為代表的優(yōu)質(zhì)種業(yè)發(fā)展，推動驢種資源開發(fā)與利用步伐，分別于2019年4月11～12日和2021年10月18～20日召開了“首屆（2019）中國德州驢驢產(chǎn)業(yè)高峰論壇”“第七屆（2021）中國驢業(yè)發(fā)展大會暨第二屆德州驢種質(zhì)資源保護與開發(fā)利用高峰論壇”，分別舉行了首屆、第二屆德州驢優(yōu)秀種驢展示和評選活動。本次展示、參評的德州驢種驢，不論公、母，其體尺數(shù)據(jù)指標(biāo)遠遠高于《馬驢駝志》《驢學(xué)》《德州驢》中記錄的驢體尺數(shù)據(jù)。這次參賽的平均體尺數(shù)據(jù)見表3，公驢平均體高為153.06厘米，平均體長為155.38厘米，平均胸圍為163.75厘米，平均管圍為20.19厘米，平均尻長為49.25厘米，平均尻寬為46.63厘米，平均胸寬為40.88厘米；母驢平均體高為147.86厘米，平均體長為153.14厘米，平均胸圍為159.71厘米，平均管圍為19.14厘米，平均尻長為48.43厘米，平均尻寬為45.44厘米，平均胸寬為44.28厘米。顯示10余年來，經(jīng)過廣大從業(yè)者的不懈努力，對德州驢的提純復(fù)壯、本品種選育及肉皮兼用驢新品系的定向選育工作已初見成效。

表3 參賽德州驢優(yōu)秀種驢的平均體尺數(shù)據(jù) 厘米

四、德州驢基因組的研究及應(yīng)用

1.德州驢參考基因組的建立。

本課題組綜合利用鳥槍法、PacBio測序法及Hi-C測序3種技術(shù)進行測定，逐步組裝測序數(shù)據(jù)，逐步提升組裝效果。在最終的基因組組裝版本中，contigN50為7.92Mbp，scaffoldN50為93.3Mbp，ContigN50及scaffoldN50分別提升56倍和6倍。共有99.83%的scaffolds定位于32條染色體上，包括30條常染色體和一對性染色體（X與Y染色體），X染色體為110.16MB，Y染色體為12.68MB。24.3億個堿基對組成。

2.地方驢品種適應(yīng)性機制解析。基于參考基因組，通過全基因組重測序技術(shù)檢測分析了四大洲的126個家驢及7個野驢個體（涵蓋世界上僅存的藏野驢、蒙古野驢及索馬里野驢3個野驢品種）的基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)大量的基因組遺傳變異，并對驢的部分生物學(xué)特性進行了分子機制解析：

（1）闡明了黑毛色家驢由灰毛色家驢選擇而來，TBX3基因下游調(diào)控區(qū)域的一個T堿基缺失是驢毛發(fā)變黑的原因。

（2）解析了驢奶中溶菌酶含量高的原因，在驢基因組中鑒定出8個C型溶菌酶基因，這與馬基因組中的C型溶菌酶基因相同。還發(fā)現(xiàn)LYSC1基因在驢奶腺組織中的表達水平很高（平均FPKM＝102965.34），遠高于其他型的溶菌酶基因和其他基因在乳腺組織中的表達量（大多數(shù)基因的FPKM＜100）。

（3）對驢抗病力強的分子基礎(chǔ)進行了研究，驢的主要組織相容性（MHC）位點（也被稱為Equus LymphocyteAntigen，ELA）位于8號染色體，長度為4.62Mbp。通過與馬、綿羊及山羊的MHC進行比對，注釋了驢的78個34 MHCI/Ⅱ/Ⅲ蛋白編碼基因，有利于加速免疫學(xué)及疫苗開發(fā)的研究。為選育皮厚、肉多、抗病性強的優(yōu)質(zhì)德州驢奠定了基礎(chǔ)。

3.驢全基因組選擇技術(shù)體系的未來構(gòu)建。在奶牛、家禽、豬等家畜上已經(jīng)應(yīng)用的以基因芯片分型為主的基因組選擇（Genomic Selection，GS）技術(shù)，選種準(zhǔn)確性提高20%～40%，有效縮短了選擇周期和世代間隔。國內(nèi)外還沒有驢的芯片，也沒有成熟的基因組選擇技術(shù)體系。因而，依托國家種業(yè)及省良種工程項目建立了該物種變異數(shù)據(jù)庫，挖掘重要優(yōu)良性狀的關(guān)鍵候選基因，對研發(fā)驢全基因組選擇技術(shù)體系具有重要的科研價值和產(chǎn)業(yè)價值。

在驢種質(zhì)創(chuàng)新及遺傳改良過程中，輔助繁育技術(shù)至關(guān)重要。驢繁殖力低不僅導(dǎo)致現(xiàn)有驢群擴繁速度慢，存欄量與日益增長的皮、肉、奶的消費需求之間的差距越來越大，而且使新品種的培育周期延長。因此，未來亟需持續(xù)開展驢繁殖理論研究，借鑒其他畜種成熟繁殖技術(shù)進行技術(shù)組裝、集成與推廣，利用B超跟蹤檢查、營養(yǎng)管理和藥物配合等技術(shù)實現(xiàn)母驢同期發(fā)情和定時輸精，提高配種率和情期受胎率，減少母驢流產(chǎn)率；開展良種公驢精細化飼養(yǎng)管理研究，提高繁殖性能；開展驢精液高效保存和低劑量輸精技術(shù)研究，提高良種公驢的利用效率。

五、德州驢種質(zhì)創(chuàng)新

我國驢品種雖然對當(dāng)?shù)仫L(fēng)土環(huán)境具有良好的適應(yīng)性和較強的抗逆性，但缺乏專門化的系統(tǒng)培育，沒有形成性能優(yōu)越的專門化品種，在皮、肉、乳用方面性能不夠突出，養(yǎng)驢效益得不到充分體現(xiàn)，影響了養(yǎng)驢戶的積極性。顯然，缺乏專門化品種已成為我國、我省驢產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素。期望通過長期選育篩選出毛黑、肉多、皮厚的德州黑驢，通過種質(zhì)提升帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，獲得了山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系驢產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊首席專家、山東省“泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才”項目《驢新品系定向培育及種質(zhì)推廣》、山東省農(nóng)業(yè)良種工程項目，《地方良種皮、肉驢專門化新品系培育》等項目的資助。說明山東省十分重視驢種質(zhì)創(chuàng)新工作。

利用TKY343、TKY312、HNS2等13個微衛(wèi)星位點，建立了驢親子鑒定技術(shù)，檢測種母驢和種公驢系譜正確性，淘汰了系譜記錄錯誤的個體，確保了自主培育核心種質(zhì)血統(tǒng)的可靠性。在評鑒國內(nèi)外大量黑驢種質(zhì)資源、生產(chǎn)性能測定和遺傳評估基礎(chǔ)上，歷經(jīng)14年4個世代的連續(xù)選擇、高強度淘汰、橫交固定等選育出皮厚肉多的東阿黑毛驢種群，后代黑毛色純度達98.5%以上，初生重增加了16.4%，生長速度提高了8.4%，成年體高增加了4.5%，屠宰率增加了13%，皮重率增加了16.8%。

近幾年，在驢種質(zhì)資源鑒定、驢肉品質(zhì)評價及驢奶特性上取得了大量進展。在驢種質(zhì)資源鑒定及評價方面，面對驢體重測定難這一問題，通過多元回歸分析建立了體尺數(shù)據(jù)預(yù)測驢體重的回歸方程，提供了一種簡便、快速、準(zhǔn)確、低廉的獲得大群驢體重的評定系統(tǒng)。在驢肉品質(zhì)評價和保鮮方面，建立了基于液相色譜-質(zhì)譜法的脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)，并成功應(yīng)用于驢肉脂質(zhì)特性分析，該研究首次揭示了驢肉“脂質(zhì)譜”和代謝特征，為驢肉制品的開發(fā)和肌內(nèi)脂肪的精確調(diào)控提供了新的視角。在驢奶品質(zhì)評定和調(diào)控方面，從驢奶中的功能性生物活性成分入手，在化學(xué)分析、細胞模型及動物模型3個層面上系統(tǒng)闡述了驢奶具有的抗炎、抗氧化功能，深入解析了氧化應(yīng)激同炎性反應(yīng)之間的復(fù)雜關(guān)系，并詳細探討了驢奶在炎性相關(guān)的慢性疾病（如心血管疾病、糖尿?。┲邪l(fā)揮的作用，為驢奶作為一種營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑在炎性相關(guān)的慢性疾病中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

六、多胸腰椎數(shù)驢新品種的定向培育

哺乳動物脊椎一般分為頸椎、胸椎、腰椎、薦椎和尾椎。哺乳動物頸椎數(shù)為7根，固定不變，薦椎與尾椎的改變不會帶來生產(chǎn)性狀的改變，因此，應(yīng)定向選育多胸腰椎數(shù)的德州驢，提高肉皮產(chǎn)量。脊椎數(shù)目主要受遺傳影響，且具有很高的遺傳力，如豬的為0.62。前期采集了512頭德州驢的血液，測量了其體尺性狀及胸腰椎數(shù)數(shù)目。屠宰實驗發(fā)現(xiàn)，德州驢的胸椎數(shù)一般為17～19根，腰椎數(shù)一般為5～6根。德州驢胸腰椎的組合有5種類型。體高與體長、胸圍、皮重、胴體重間存在極顯著相關(guān)性，系數(shù)為0.72～0.47，體長與胸椎長度、腰椎長度存在極顯著相關(guān)性，系數(shù)為0.58～0.38。胸腰椎數(shù)與體長、胸腰椎長性狀具有相關(guān)性，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，德州驢多一根胸椎體長增加4.3厘米，多一根腰椎體長增加2.4厘米。多一根椎骨凈肉重增加7.2千克，皮重增加0.65千克。按現(xiàn)有市場驢肉價格100元/千克，鮮驢皮110元/千克，每頭可增收790元，全國按年出欄100萬頭計算，每年可新增經(jīng)濟效益7.9億元；山東按年出欄4萬頭優(yōu)質(zhì)驢計算，年可獲直接經(jīng)濟效益3160萬元。

本課題組開發(fā)了一種適用于活體檢測驢多胸腰椎數(shù)性狀的設(shè)備及方法，以達到“活體檢測多胸腰椎數(shù)驢作父本、母本”的目的，在驢幼年時期精確檢測出其胸腰椎數(shù)目，將具有24根胸腰椎數(shù)的驢選作種用，突出解決了屠宰后才能確定驢胸腰椎數(shù)目，造成優(yōu)秀種質(zhì)無法傳承的重要問題，擴大具有優(yōu)良生產(chǎn)性能個體的選育基數(shù)，提高了定向選育效率，避免了盲目配種帶來的資源浪費。

七、結(jié)語

綜上所述，驢產(chǎn)業(yè)在近幾年取得了較多進展，對德州驢的提純復(fù)壯、品種選育及肉皮兼用驢新品系的定向選育工作已初見成效，但未來仍需廣大科研人員及從業(yè)者砥礪前行，繼續(xù)將驢產(chǎn)業(yè)做大做強！