良繁與推廣技術(shù)體系助推地方豬產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

文丨邢寶松 陳俊峰

種質(zhì)資源蘊(yùn)藏著豐富的優(yōu)質(zhì)基因，既是現(xiàn)階段畜牧業(yè)發(fā)展和畜產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升的核心基礎(chǔ)，也是未來優(yōu)良品種培育、生豬生產(chǎn)水平提高的原始素材。優(yōu)良生豬品種是養(yǎng)豬業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)養(yǎng)豬業(yè)增效的貢獻(xiàn)率在40%以上。我國(guó)目前有83個(gè)地方豬品種、39個(gè)培育品種（配套系）。充分利用這些地方豬品種資源，培育符合產(chǎn)業(yè)需要的新品種（配套系），是滿足市場(chǎng)差異化需求，實(shí)現(xiàn)生豬產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、創(chuàng)新發(fā)展的根本保障，對(duì)加快整個(gè)畜牧產(chǎn)業(yè)的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、促進(jìn)農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興均具有重要意義。充分挖掘我國(guó)不同地方豬種質(zhì)遺傳特性，制定地方豬新品種（配套系）培育計(jì)劃，在較好保留地方豬肉質(zhì)和抗逆性狀的同時(shí)，定向提高生長(zhǎng)性能和產(chǎn)肉性能，培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新品種（配套系），打破國(guó)外對(duì)種豬市場(chǎng)的壟斷，對(duì)提升我國(guó)生豬核心種源水平具有重要意義。

目前，我國(guó)地方豬選育與引進(jìn)品種相比存在一定差距，首先地方豬種質(zhì)發(fā)掘和評(píng)估不全面，特色專門化品系選育力度不夠，針對(duì)地方豬種的育繁推技術(shù)研究不系統(tǒng)。其次我國(guó)地方豬育種體系還處于發(fā)展階段，數(shù)據(jù)積累較少，遺傳評(píng)估準(zhǔn)確性有待提高；育種新技術(shù)的應(yīng)用總體滯后，針對(duì)地方豬的基因組選擇技術(shù)尚未全面開展。

在“十四五”規(guī)劃實(shí)施開局之年，科學(xué)技術(shù)部啟動(dòng)了第一批國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃部省聯(lián)動(dòng)項(xiàng)目，其中“畜禽新品種培育與現(xiàn)代牧場(chǎng)科技創(chuàng)新”重點(diǎn)專項(xiàng)設(shè)置兩個(gè)部省聯(lián)動(dòng)項(xiàng)目，經(jīng)過公開遴選、社會(huì)公示等程序，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院成為“北方區(qū)地方豬新品種（配套系）培育及良繁”項(xiàng)目牽頭單位，并聚集全國(guó)10家優(yōu)勢(shì)科研單位，通過對(duì)地方豬基因組研究，開發(fā)適合北方區(qū)地方豬品種的高效精準(zhǔn)基因分型技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)基因組選種選配，為加快地方豬新品種（配套系）培育奠定基礎(chǔ)；利用我國(guó)地方豬品種肉質(zhì)優(yōu)良、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)良種質(zhì)特征，通過精準(zhǔn)選配、雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)等技術(shù)手段，提高生長(zhǎng)速度、產(chǎn)肉性能，培育適應(yīng)北方區(qū)飼養(yǎng)環(huán)境和飲食文化習(xí)慣，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地方豬新品種（配套系），為地方豬開發(fā)利用提供優(yōu)質(zhì)種源；構(gòu)建地方豬良繁與推廣技術(shù)體系，促進(jìn)特色優(yōu)質(zhì)地方豬生產(chǎn)的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

地方豬高效育種技術(shù)體系構(gòu)建

地方豬基因組特性與重要經(jīng)濟(jì)性狀的機(jī)制解析是開展基因組育種的基礎(chǔ)。解析地方豬生長(zhǎng)、肉質(zhì)等優(yōu)異種質(zhì)特性的調(diào)控機(jī)制，已成為近年來關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。發(fā)展和利用GWAS等統(tǒng)計(jì)基因組學(xué)手段建立“變異-性狀”之間的因果聯(lián)系，一直是重要經(jīng)濟(jì)性狀的機(jī)制解析的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著多組學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前利用多組學(xué)技術(shù)從轉(zhuǎn)錄調(diào)控的各個(gè)角度和層次解析遺傳變異已成為育種改良的熱點(diǎn)。

項(xiàng)目針對(duì)北方區(qū)地方豬基因組特性認(rèn)識(shí)不足、配套高效育種技術(shù)體系缺乏等制約北方區(qū)地方豬新品種（配套系）培育的瓶頸問題，重點(diǎn)圍繞地方豬高效育種體系構(gòu)建、地方豬種質(zhì)特性及基因組解析、地方豬基因組選擇參考群構(gòu)建以及地方豬重要功能基因研究等科學(xué)技術(shù)問題，開展協(xié)同技術(shù)攻關(guān)，取得了一系列年度研究結(jié)果，總體研究按計(jì)劃推進(jìn)。

研發(fā)出適用于地方豬種的豬80K液相功能芯片。針對(duì)當(dāng)前商業(yè)化育種芯片主要針對(duì)商業(yè)化豬品種而不太適合地方豬育種的缺陷以及我國(guó)豬育種基因芯片和核心算法受制于國(guó)外卡脖子困境，項(xiàng)目組在提出功能位點(diǎn)芯片概念的基礎(chǔ)上，圍繞功能芯片設(shè)計(jì)和配套算法開發(fā)開展系統(tǒng)研究，開發(fā)出基于功能位點(diǎn)液相育種芯片。首先對(duì)豬肝臟、骨骼肌、大腦等幾乎所有組織和器官開展了HiC、ChIP-seq、ChIA-PET 等二維、三維組學(xué)分析，獲得了多個(gè)地方豬種和商業(yè)化豬種的多個(gè)組織和器官的三維調(diào)控圖譜。利用實(shí)驗(yàn)室已建立的豬調(diào)控組學(xué)技術(shù)研究平臺(tái)，對(duì)豬基因組90%以上的非編碼區(qū)開展精細(xì)注釋，實(shí)現(xiàn)豬基因組調(diào)控元件的大規(guī)模發(fā)掘，構(gòu)建出豬核心種質(zhì)基因組調(diào)控元件精細(xì)圖譜，同時(shí)結(jié)合連鎖不平衡分析，從全基因組水平構(gòu)建了LD與TAD對(duì)應(yīng)圖譜，初步搭建了豬數(shù)字三維基因組技術(shù)框架。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合基因組SNP和三維注釋信息，對(duì)豬基因組做了系統(tǒng)的ENCODE 注釋，結(jié)合CDS/ENCODE 區(qū)、GWAS分析結(jié)果和QTL公共數(shù)據(jù)庫，利用整合組學(xué)思想以及基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)的DNA靶向捕獲技術(shù)，設(shè)計(jì)出一款針對(duì)豬基因組功能突變位點(diǎn)的液相育種芯片。功能位點(diǎn)預(yù)設(shè)庫包括了目前世界所有可公開獲得的豬品種和品系基因組信息，使得該款芯片適用于絕大多數(shù)豬種。該款液相芯片具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可實(shí)現(xiàn)品種特異性定制，依據(jù)不同豬種基因組特點(diǎn)個(gè)性化設(shè)計(jì)，芯片包含信息量大，可實(shí)現(xiàn)SNP、InDel、SV等多類型變異體檢測(cè)，提供不低于80k的功能位點(diǎn)信息，功能位點(diǎn)數(shù)還可隨用戶意愿增減，真正實(shí)現(xiàn)了成本低、高通量的用戶定制化檢測(cè)。

豬80K液相功能芯片產(chǎn)品及特點(diǎn)

由于結(jié)合基因組3D信息、FAANG、encode的功能位點(diǎn)，并利用深度學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)對(duì)探針進(jìn)行加密，位點(diǎn)分型完整性超99.9%，功能位點(diǎn)不需要連鎖不平衡（LD）假設(shè)，優(yōu)于其他芯片依賴LD的標(biāo)記型位點(diǎn)，基因組育種值預(yù)測(cè)更準(zhǔn)，在技術(shù)上打破了國(guó)外Agilent、Illumina、Affymetrix等固相芯片公司在育種領(lǐng)域的壟斷。由于該基因芯片的特殊設(shè)計(jì)原理，使得該款芯片適用于各類地方豬品種、商業(yè)化品種，該款液相基因芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，已服務(wù)于大白、長(zhǎng)白基礎(chǔ)群種豬、楚香黑豬地方豬的基因組選擇的基因型檢測(cè)任務(wù)，經(jīng)評(píng)估，使用豬80K液相功能芯片，所選豬群主要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳進(jìn)展可額外增加5-30%。

開發(fā)出同時(shí)精細(xì)控制真陽性和假陽性的新基因發(fā)掘工具U-GWAS。針對(duì)地方豬群體規(guī)模一般較小，單一GWAS分析工具難以高效解析地方豬經(jīng)濟(jì)性狀遺傳基礎(chǔ)的問題，華中農(nóng)大開發(fā)了一種同時(shí)精細(xì)控制真陽性和假陽性的U-GWAS新策略。與BOLT-LMM、MLMM、mrMLM、BLINK、FarmCPU等世界知名的單一GWAS分析工具相比，能顯著提高性狀位點(diǎn)的檢出率，并提高真陽性率，且將假陽性率控制在極低的水平，該新策略所具備的優(yōu)勢(shì)更利于在地方豬小樣本群體中高效定位性狀位點(diǎn)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，將bin策略引入U(xiǎn)-GWAS方法，可以在有效控制假陽性率的條件下，進(jìn)一步提高真陽性率。

研發(fā)出超快速基因組預(yù)測(cè)（基因組選擇）新工具CCFM。隨著高通量基因分型新技術(shù)的快速發(fā)展，如何快速處理數(shù)百萬、甚至數(shù)千萬分子標(biāo)記已成為基因組選擇面臨的難題。針對(duì)地方豬育種場(chǎng)計(jì)算機(jī)性能通常不高的特點(diǎn)，發(fā)展了一種新的硬件依賴性低的基因組選擇新方法——CCFM，專門用于解決基因組大數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)硬件需求等的計(jì)算問題。CCFM通過超快速的算法，快速將數(shù)百萬甚至數(shù)千萬SNPs壓縮為不超過20個(gè)的壓縮組分，利用壓縮組分，可以用很小的計(jì)算資源就能實(shí)現(xiàn)極快速的基因組選擇計(jì)算。通過模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，在8000個(gè)體規(guī)模，CCFM所需時(shí)間只有GBLUP的1.2%，所需最大內(nèi)存只需要GBLUP的0.3%，卻具有與GBLUP大致同一水平的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。CCFM相對(duì)于GBLUP、貝葉斯等現(xiàn)有主流基因組選擇方法，計(jì)算效率提高了90%以上，計(jì)算成本降低了90%以上，是對(duì)現(xiàn)有基因組選擇方法的革新式發(fā)展。相較于GBLUP，隨著樣本含量的增加CCFM在計(jì)算速度和內(nèi)存需求的相對(duì)優(yōu)勢(shì)更加明顯。與GBLUP相比，CCFM在計(jì)算時(shí)間和準(zhǔn)確性上具有更好的折中，是處理基因組大數(shù)據(jù)或超大數(shù)據(jù)的有力替代者。

抗病、抗逆新品種選育

相較國(guó)外引進(jìn)品種而言，抗病、抗逆、耐粗飼是地方豬品種的普遍優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)面臨著諸多傳染性疾病的嚴(yán)重困擾，以及越來越突出的“與人爭(zhēng)糧”的問題，選育抗病抗逆耐粗飼的新品種具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。

抗藍(lán)耳病優(yōu)質(zhì)鄂通兩頭烏新品種培育。通過PRRSV人工感染試驗(yàn)，研究了通城豬與大白豬的細(xì)胞因子、血常規(guī)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)了抗藍(lán)耳病通城豬群體，以此為育種素材，通過與大白豬雜交、橫交固定，培育新品種—鄂通兩頭烏。在育種過程中采用分子育種和經(jīng)典育種方法相結(jié)合對(duì)體型、生長(zhǎng)、抗病、繁殖、肉質(zhì)等性狀進(jìn)行了全面改良，目前已經(jīng)建立11個(gè)公豬血統(tǒng)家系的核心基礎(chǔ)群并選育至4世代，獲得遺傳性穩(wěn)定，具有兩頭烏毛色特征，生長(zhǎng)速度和瘦肉率得到提高，優(yōu)良肉質(zhì)和抗病性得到保留的新品種群體。由國(guó)家家畜工程中心對(duì)鄂通兩頭烏的生長(zhǎng)、胴體和肉質(zhì)性狀進(jìn)行了全面的測(cè)定。對(duì)73頭后備母豬和34頭閹公豬進(jìn)行生長(zhǎng)性能測(cè)定，測(cè)定了生長(zhǎng)速度、活體背膘厚度、眼肌面積和飼料效率，閹公豬測(cè)定結(jié)束后對(duì)其中的18頭進(jìn)行屠宰測(cè)定，測(cè)定胴體性狀和肉質(zhì)性狀。

豫農(nóng)黑豬肉質(zhì)品質(zhì)測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)

秦嶺黑豬新品種培育。關(guān)中黑豬肉質(zhì)好、抗逆性和適應(yīng)性強(qiáng)，是陜西省省級(jí)保護(hù)特色豬種，入選國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記保護(hù)名錄，是實(shí)施鄉(xiāng)村振興、種業(yè)強(qiáng)國(guó)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和戰(zhàn)略性資源。但是該品種存在產(chǎn)仔數(shù)少，生長(zhǎng)速度慢等不足。丹系大白豬具有產(chǎn)仔數(shù)多、生長(zhǎng)速度快等優(yōu)異性能。以丹系大白豬為父本、關(guān)中黑豬為母本，采用雜交選育等傳統(tǒng)手段與全基因組選擇等現(xiàn)代育種技術(shù)相結(jié)合方法，開展優(yōu)質(zhì)高繁秦嶺黑豬新品種培育與良繁工作。目前已擁有核心群母豬120余頭，公豬35頭。100Kg日齡196 天左右，初產(chǎn)仔數(shù)平均13.5頭，肌內(nèi)脂肪3.0%。新品種生長(zhǎng)速度和產(chǎn)仔數(shù)顯著提升，同時(shí)保持了關(guān)中黑豬肉質(zhì)好的優(yōu)良特性。群體繼代選育已進(jìn)行至第三代，力爭(zhēng)在2-3年間，核心母豬群達(dá)到300頭以上，基礎(chǔ)群達(dá)到1000頭以上。同時(shí)，項(xiàng)目圍繞地方豬抗逆性狀特異基因的挖掘與解析，篩選和鑒定了地方豬與海拔相關(guān)的抗逆性狀關(guān)鍵基因。

淮南豬品牌“嘿豬”線上銷售

抗逆耐粗飼新吉林黑豬培育。以美系巴克夏豬為父本，民豬為母本，采用雜交選育與分子育種技術(shù)相結(jié)合的方法，開展優(yōu)質(zhì)高繁抗逆新吉林黑豬培育與良繁工作，已選育至第四代。利用酒糟作為粗纖維源開展了耐粗飼研究，發(fā)現(xiàn)添加5%酒糟可提高新吉林黑豬日增重，降低背膘厚度、脂肪率和肥瘦比，提高背最長(zhǎng)肌中亞油酸含量，但添加15%的酒糟則會(huì)顯著降低干物質(zhì)、粗蛋白中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維表觀消化率，酒糟添加對(duì)肉質(zhì)以及背最長(zhǎng)肌中氨基酸、大部分脂肪酸含量和生理指標(biāo)無顯著影響；利用16S rRNA測(cè)序技術(shù)對(duì)5%酒糟飼喂的新吉林黑豬十二指腸、盲腸和結(jié)腸中菌群構(gòu)成進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)添加5% 的干白酒糟有利于提高育肥豬小腸內(nèi)菌群多樣性，改善盲腸及結(jié)腸中微生物區(qū)系，保障生豬機(jī)體健康。

優(yōu)良肉質(zhì)地方豬新品種培育

地方豬品種肉質(zhì)優(yōu)良主要體現(xiàn)在肌內(nèi)脂肪含量高、嫩度好，風(fēng)味物質(zhì)多。以南陽黑豬、二花臉豬、萊蕪豬及杜洛克豬為育種素材，豫農(nóng)黑豬經(jīng)過六世代的培育，肌內(nèi)脂肪含量達(dá)到5.26%，嫩度在65.90左右，肉質(zhì)脂肪含量高，具有多汁性，嫩度好，口感佳。大理石紋評(píng)分在4.50左右，肉色評(píng)分1均超過3.40±0.23分，肉色呈現(xiàn)正常鮮紅色；宰后pH1值均6.09，宰后pH24值均大于5.83，均在正常范圍內(nèi)，具有較好的保水性，不存在PSE肉及DFD肉。目前，豫農(nóng)黑豬已開展中試，并與國(guó)家級(jí)核心育種場(chǎng)河南誼發(fā)牧業(yè)有限公司合作開展擴(kuò)繁工作。

皖岳黑豬經(jīng)過五世代的培育，肌內(nèi)脂肪含量為3.52%，嫩度在35.29左右，肉質(zhì)脂肪含量高，嫩度好。目前，皖岳黑豬已建立6個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基地共計(jì)675畝示范場(chǎng)進(jìn)行示范推廣。另外，淮南豬、清平豬也通過引入大白豬血統(tǒng)開展優(yōu)質(zhì)、高繁新品種選育，目前已進(jìn)入F2橫交固定階段。為提升價(jià)值鏈，以淮南豬為主體打造“嘿豬”等地方豬品牌，線上線下銷售相結(jié)合，提高地方豬知名度和社會(huì)影響力。

生長(zhǎng)速度慢、瘦肉率低是地方豬普遍存在的缺點(diǎn)，也是地方豬品種在產(chǎn)業(yè)化上與引進(jìn)瘦肉型品種差距較大的重要原因。針對(duì)地方豬生長(zhǎng)速度慢的關(guān)鍵問題，以山東地方豬種和引進(jìn)國(guó)外豬種為育種素材，選育快長(zhǎng)節(jié)糧型江泉黑豬配套系。

良繁新技術(shù)研發(fā)

優(yōu)良品種的繁育及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展離不開良繁技術(shù)體系的支撐。項(xiàng)目圍繞種、繁、養(yǎng)等方面開展了地方豬體細(xì)胞克隆、精液長(zhǎng)效常溫保存、配套飼養(yǎng)技術(shù)等方面的技術(shù)研發(fā)。

目前地方豬的保種主要采用活體保護(hù)方式，一旦保種場(chǎng)發(fā)生疫情，遺傳資源就會(huì)面臨丟失風(fēng)險(xiǎn)?？寺〖夹g(shù)可以大量復(fù)制特別優(yōu)良的種豬個(gè)體，從而加快豬的遺傳改良進(jìn)展，對(duì)在重大疫情形勢(shì)下保護(hù)地方豬種質(zhì)資源和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)都具有重大意義。為方便、快捷進(jìn)行優(yōu)良品種的繁育，促進(jìn)優(yōu)良基因的交流、推廣，項(xiàng)目組研發(fā)了精液長(zhǎng)效常溫保存技術(shù)體系，開發(fā)了常溫保存稀釋液基礎(chǔ)配方。

為更好地發(fā)揮地方豬優(yōu)良肉質(zhì)的特性，項(xiàng)目研究了杜仲、金銀花和迷迭香提取物等對(duì)育肥豬生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)的影響。研究結(jié)果作為《植物學(xué)飼料資源開發(fā)與高效利用》的重要內(nèi)容已獲河南省科技成果鑒定，目前正在申報(bào)河南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。