畜禽品種資源保存理論與方法的思考

王均輝 王舒寧

（福建省畜牧總站，福建福州 350003）

畜禽品種資源也稱為遺傳資源，是指棲居在地球上改變或未改變環(huán)境條件下全部家畜及家禽品種的類型、變種和群體。我國地域廣闊，在不同的自然經(jīng)濟條件下形成了許多獨特的品種、類型和群體，使我國成為世界上畜禽品種資源最為豐富的國家之一。這些畜禽資源大多具有繁殖力高、耐粗飼、肉質(zhì)好、適應(yīng)性強及遺傳多樣性豐富等特點，大部分品種在畜牧生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，是培育新品種不可缺少的原始素材。但由于單純追求經(jīng)濟利益和豐富人民的“菜籃子”，大量引入外來高產(chǎn)品種雜交改良，加之原來生存環(huán)境遭受破壞，大多數(shù)畜禽品種資源在數(shù)量上急速減少。據(jù)統(tǒng)計，目前我國有50%的地方品種及群體數(shù)量急劇下降或消失，處于滅絕和瀕危狀態(tài)的優(yōu)良地方品種已占20%以上，并日趨嚴重。如何保護這些珍貴的畜禽品種資源，是我國廣大畜牧工作者面臨的重大任務(wù)，對我國畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 畜禽品種資源保存理論

各學(xué)科對畜禽品種資源保護的理解與認識不同，但都是要求保持物種群體遺傳多樣性。它的基本內(nèi)容是保持孟德爾群體各位點的基因種類，保持孟德爾群體多樣化的基因組合體系，保持特定位點的基因純合態(tài)以及基因組合體系的穩(wěn)定性。根據(jù)所確定的保種目標不同，主要有隨機保種理論和系統(tǒng)保種理論2種。

1.1 隨機保種理論

隨機保種理論是以品種作為保種對象，保存每一個品種基因庫中的所有基因種類，使每個品種的每一種基因都不丟失。從畜牧學(xué)的角度就是保存現(xiàn)在的品種以及品種中特殊的變異類型，避免其混雜、退化和泯滅。這種以度量群體遺傳漂變效應(yīng)和反映群體平均近交系數(shù)增量大小的群體有效含量為核心的保種理論稱為隨機保種理論。

然而這種保種理論也存在不足。首先，對每一個畜禽品種進行漫無目的地保護是沒有必要的。其次，現(xiàn)在很多地方品種的群體規(guī)模已經(jīng)變得很小了，尤其是無親緣關(guān)系的公畜數(shù)量更少，很難滿足對群體有效含量的要求。最后，地方畜禽品種的生產(chǎn)性能水平均較低，要對其進行有效利用，還需要對其進行選優(yōu)提純，而它又與傳統(tǒng)的隨機保種理論相矛盾，兩者不能同時并舉。

1.2 系統(tǒng)保種理論

為解決保種與選育的相互對立關(guān)系，盛志廉教授率先提出系統(tǒng)保種的新思路。系統(tǒng)保種理論是在盛志廉教授提出的“系統(tǒng)保種”思想的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)的思想，把一定時空內(nèi)某種畜禽品種所具有的全部基因種類及基因組和整體作為保種對象，依據(jù)它們與品種的生物學(xué)特征及育種目標性狀的遺傳關(guān)系，結(jié)合選育和利用進行品種、性狀和基因資源的保存，綜合運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，建立并篩選能夠最大限度地保存畜禽品種基因庫全部基因種類和基因組的優(yōu)先理論和技術(shù)體系。

相對于隨機保種理論，系統(tǒng)保種理論更符合我國的實際情況，因為它允許在經(jīng)濟和技術(shù)條件較差的情況下，盡最大可能地保證畜禽品種的遺傳多樣性。同時，它能夠進行約束選擇性狀，減少保種的盲目性和隨機性，從而大大降低了保種的成本。

2 畜禽品種資源保存的技術(shù)方法

2.1 活體保種

吳常信院士指出：“從學(xué)術(shù)觀點上闡明保種的對象是群體而不是某些性狀或基因，最大的群體是一個畜種，最小的群體是一個家系”。因此，應(yīng)該在畜禽品種資源原產(chǎn)地或者環(huán)境相似的異地建立以群體為保種對象的保種場和保護區(qū)，以活體形式保護畜禽品種資源?；铙w保種的優(yōu)點是畜禽品種資源來源豐富，適應(yīng)性強，需要時能迅速擴充種群數(shù)量，而且可以繼續(xù)保留甚至增強畜禽對外界環(huán)境的適應(yīng)能力，還可對品種進行生產(chǎn)性能的測定和開發(fā)利用，使得畜禽的遺傳資源得到可持續(xù)發(fā)展，是最值得提倡的一種保種方式。但為了使近交程度不致過高，同時防止自然選擇改變?nèi)后w遺傳結(jié)構(gòu)，需要建立一定數(shù)量群體的保種群，維持成本很高。江蘇省家禽科學(xué)研究所曾開展了小群保種研究，研究結(jié)果表明，要實現(xiàn)小群體的高效保種，采用各家系等量留種是方法之一，它可以避免全同胞、半同胞交配，能夠降低保種成本。

2.2 異地生物技術(shù)保種

主要是借助動物胚胎工程等生物技術(shù)的發(fā)展，通過保存畜禽精液、卵子、胚胎、DNA文庫等形式對品種資源進行不同形式的保存，以達到保存特定基因及基因組合的目的。異地生物技術(shù)保種主要包括冷凍保種、繁殖技術(shù)保種和DNA文庫保種等。

2.2.1 冷凍保種

通過對精子、卵子、受精卵和胚胎的長期冷凍實現(xiàn)保種。超低溫冷凍技術(shù)對大多數(shù)畜禽精液進行長期保存已基本可行，畜禽冷凍精液技術(shù)和人工授精技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)，特別是在奶牛、肉牛、羊、豬等畜禽上應(yīng)用更為普及。

采用冷凍精液保種只能保存一個品種50%的遺傳基因，為更有效的保存品種資源，應(yīng)結(jié)合冷凍胚胎進行畜禽的異地保種，通過適當?shù)氖荏w采用胚胎移植技術(shù)及時獲得該品種的后代。該技術(shù)能迅速地將快要滅絕、數(shù)量有限的珍稀物種的遺傳資源冷凍保存起來，最大限度地延長了世代間隔。它不僅避免了畜群由于外界環(huán)境條件的變化而造成畜禽某些特定性能的退化，而且還克服了活體保種過程中的疾病、自然災(zāi)害等所造成的危害，在一定意義上解決了遺傳漂變、留種、近交等活體保種所面臨的問題。當然，冷凍保種技術(shù)也存在一些問題，如超低溫冷凍可能會引起胚胎或配子遺傳上的改變，它的成功率較低，還需要進一步完善。

2.2.2 繁殖技術(shù)保種

繁殖技術(shù)保種包括采用超數(shù)排卵、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)進行保種。利用超數(shù)排卵、胚胎移植技術(shù)和胚胎分割技術(shù)能提高繁殖效率，加快優(yōu)良種畜的擴繁速度，充分發(fā)揮優(yōu)秀母畜的作用，不斷擴大保種群規(guī)模。這些技術(shù)不僅能增加優(yōu)質(zhì)種畜的數(shù)量、保護瀕危野生動物以及有效地保存品種資源，而且還可以為遺傳育種科研工作提供重要的材料。

2.2.3 DNA文庫保種

基因文庫是某種生物全部DNA的克隆總體，即用限制性內(nèi)切酶對畜禽總DNA進行酶切，然后將畜禽細胞的總DNA或染色體DNA的所有片段隨機連接到適當載體上進行重組，再轉(zhuǎn)移到合適的宿主細胞中，通過細胞增值而構(gòu)成各個片段的無性繁殖系。在制備的克隆數(shù)目多到可以把該種畜禽的全部基因都包含在內(nèi)的情況下，這一組克隆的總體就是該畜禽的基因文庫。利用基因克隆技術(shù)組建動物基因組文庫，長期保存DNA文庫，這是一種最安全、最可靠、維持費用最低的動物遺傳資源保存方法。在將來需要時，通過轉(zhuǎn)基因工程，將保存的獨特基因組合整合到同種、甚至異種動物的基因組中，從而使理想性能重新出現(xiàn)于活體畜禽群中。

建立基因文庫保存DNA的方法從嚴格意義上來講，并不是一種畜禽品種資源保護的措施，而只能是一種遺傳信息的片段式保存，它忽視了體現(xiàn)品種或者生態(tài)型的基因組合體系，基因型和遺傳共適應(yīng)性，也沒有滿足物種多樣性的要求，同時在基因的表達、調(diào)控機制還未完全搞清楚的情況下，人們不大可能任意的用可能含有有利基因的DNA片段去改良動物的某一特定性狀。因此，建立DNA文庫在畜禽保種上的應(yīng)用至少在目前是有限的。

2.2.4 克隆技術(shù)保種

隨著克隆技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，使得人們對其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。在畜禽品種資源保護領(lǐng)域方面，體細胞克隆可以迅速擴繁優(yōu)良基因群體，甚至還可以挽救那些已經(jīng)不能或極少產(chǎn)卵的雌性種群。然而克隆技術(shù)還不是很成熟，其高昂的實驗費用、低成功率及其在保種領(lǐng)域固有的缺點都制約了它在畜禽品種資源保護領(lǐng)域的應(yīng)用。對于小群體而言，克隆動物的基因型與核供體完全相同，這對保種群近交系數(shù)的控制將極為不利。

2.3 分子遺傳標記輔助保種

分子遺傳標記輔助保種就是利用染色體上已知位置的分子遺傳標記來確定留種后代，對保種群中的基因進行跟蹤，從而達到保存群體中所有優(yōu)良基因的目的。根據(jù)分子遺傳標記世代的傳遞情況就可以知道與它緊密連鎖基因的傳遞情況，測定群體中每個后代的分子遺傳標記就可以在分子水平上監(jiān)控保種群每一世代基因的傳遞，防止出現(xiàn)遺傳漂變和有效群體含量瓶頸效應(yīng)。分子遺傳標記輔助保種可以了解現(xiàn)有保種群或新組建群體中現(xiàn)存基因的基本情況，并對群體中基因進行跟蹤，從分子遺傳學(xué)角度對某些現(xiàn)象進行解釋。但它只考慮了基因的傳遞情況，沒有考慮保種群的主要生產(chǎn)性能。因此，這種保種方法可以基本保存群體中的全部基因，但也有可能使整個群體的生產(chǎn)性能下降。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)的保種理論由于不允許選擇，在遺傳特性保存上的存在盲目性。系統(tǒng)保種通過統(tǒng)一規(guī)劃品種的保種目標，允許通過選擇保存目標特性，為品種的動態(tài)保存提供了可能，但由于統(tǒng)一組織難，無法有力控制基因的流失。采用優(yōu)化的系統(tǒng)保種方法，綜合運用多學(xué)科知識和現(xiàn)代生物技術(shù)，不斷優(yōu)化保種方案，實現(xiàn)畜禽品種資源的可持續(xù)發(fā)展，是指導(dǎo)畜禽品種資源保存經(jīng)濟可行的理論和技術(shù)體系。

不同的畜禽品種可以采取不同的保種手段?；铙w保種在今后很長一段時間內(nèi)仍然是一種主要的方法。因此，畜禽品種資源保護要將活體保種與生物技術(shù)保種相結(jié)合，按照分級管理、重點保護的原則，明確保種目標，加大國家保種經(jīng)費的投入，調(diào)動全社會力量積極參與；加強畜禽品種資源保種體系和法制制度建設(shè)，加大宣傳力度，增強公眾對保護畜禽品種重要意義的認識；開展畜禽品種資源動態(tài)監(jiān)測，建立健全全國畜禽品種資源數(shù)據(jù)庫；加強科技創(chuàng)新能力和基礎(chǔ)研究，大力推進畜禽品種資源的保護、開發(fā)和利用，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，促進我國畜牧業(yè)健康快速發(fā)展。

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