基因組學(xué)及其對(duì)未來(lái)豬育種的影響

夏俊花 譯自Pig Progreee Voe.31(2015)，№9：29-31陳建康 校

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基因組學(xué)及其對(duì)未來(lái)豬育種的影響

夏俊花 譯自Pig Progreee Voe.31(2015)，№9：29-31
陳建康 校

豬育種技術(shù)正持續(xù)以快速的步伐發(fā)展。關(guān)鍵在于徹底分析基因組的功能和結(jié)構(gòu),其也以“基因組學(xué)”而聞名?；蚍中偷某杀驹谶^(guò)去的10年中已經(jīng)顯著地下降，因此對(duì)越來(lái)越多的性狀而言，改進(jìn)豬的育種技術(shù)正越發(fā)可行。將來(lái)這會(huì)走向何方呢？

在動(dòng)物育種中，預(yù)測(cè)育種值是一項(xiàng)被廣泛接受的技術(shù)。在過(guò)去的10年里，基因組學(xué)已經(jīng)得到了發(fā)展?；蚪M學(xué)技術(shù)在動(dòng)物育種方面可以有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

現(xiàn)今使用的大多數(shù)技術(shù)，如全基因選擇，是閱讀DNA信息并利用其以提高育種值估測(cè)值精度來(lái)進(jìn)行。

其他技術(shù)如基因編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)將涉及基因的改變。一些技術(shù)仍未達(dá)到商業(yè)性應(yīng)用的成熟階段，或還未得到人們的認(rèn)可，而其他技術(shù)已經(jīng)接近可應(yīng)用于生產(chǎn)，或在過(guò)去10年中已經(jīng)用于生產(chǎn)。

1 全基因組選擇

全基因選擇是一種自半個(gè)世紀(jì)前就已經(jīng)用于生產(chǎn)的技術(shù)，但是在實(shí)際應(yīng)用中僅其第一部分的作用可以觀察到。此時(shí)推測(cè)有關(guān)其在不久將來(lái)的發(fā)展以及它們將如何影響?zhàn)B豬生產(chǎn)者是一件非常有趣的事。很難預(yù)測(cè)這些發(fā)展在接下來(lái)的10年里會(huì)將養(yǎng)豬帶向何方。唯一可以確定的是新的進(jìn)展將能夠更快地面向市場(chǎng)，同時(shí)將能夠加快遺傳進(jìn)展，快速改變我們正在使用的畜牧業(yè)生產(chǎn)方式。

基因組學(xué)領(lǐng)域中的技術(shù)有全基因選擇、基因測(cè)序和基因編輯或基因修復(fù)。前二種技術(shù)在更詳細(xì)地理解DNA方面顯示了它們的優(yōu)勢(shì)，這會(huì)增加育種值的精確度；后一技術(shù)作為一種可以編輯或修復(fù)一個(gè)單一基因和多個(gè)已經(jīng)存在于正常群體中的基因的方法被提出。它已經(jīng)被作為一種引入有用基因的方法提出，這些有用基因在現(xiàn)行育種群中的確存在但出現(xiàn)的頻率非常低。

在其他物種中的一個(gè)很有說(shuō)服力的例子是牛的“缺角”或“無(wú)角”基因。此基因存在于某些品種中，但在現(xiàn)有的奶牛優(yōu)秀品種中頻率極低。此類基因可以通過(guò)基因編輯引入現(xiàn)有育種群。實(shí)際上，目前為止基因編輯不是僅對(duì)DNA進(jìn)行解讀，這表明對(duì)單個(gè)基因的DNA(重新)編寫將被添加進(jìn)豬育種的遺傳工具箱中。當(dāng)然，問(wèn)題是這些技術(shù)是否會(huì)被公眾接受，同時(shí)究竟是否會(huì)通過(guò)此階段在動(dòng)物遺傳市場(chǎng)上真正應(yīng)用。

2 預(yù)測(cè)

利用全基因選擇能夠預(yù)測(cè)到什么？較高的精確度會(huì)產(chǎn)生更大的遺傳進(jìn)展。與牛不同，要縮短豬的世代間隔其可能性是極為渺茫的。對(duì)某一特殊性狀而言，遺傳力決定潛在的精確性，而精確性主要影響某一特定性狀很可能產(chǎn)生的額外進(jìn)展。較低的遺傳力意味著獲得額外進(jìn)展的可能性更大。窩內(nèi)同伴的選擇在理論上可以使日增重和窩產(chǎn)仔數(shù)的精確性分別提高20 %～50 %，但是在生產(chǎn)中這種提高究竟有多少能夠?qū)崿F(xiàn)呢？生產(chǎn)中，每窩仔豬或許會(huì)有2～3頭的優(yōu)秀公豬；但是，在大多數(shù)情況下，可接受用于現(xiàn)有育種群的最優(yōu)秀公豬取決于其體形和其他方面，且數(shù)量將是不變的。

因此，這種理論上的遺傳進(jìn)展很可能僅一半將會(huì)實(shí)現(xiàn)。這意味著對(duì)窩產(chǎn)仔數(shù)而言，很可能25 %的額外遺傳進(jìn)展可能會(huì)被預(yù)測(cè)到，進(jìn)而意味著在4年的時(shí)間內(nèi)將會(huì)增加一個(gè)額外的年進(jìn)展。

對(duì)主要性狀而言，如窩產(chǎn)仔數(shù)和飼料利用效率，人們通常希望通過(guò)全基因選擇在這些主要性狀上會(huì)有一個(gè)更快速的趨勢(shì)。同樣，對(duì)一些遺傳力極低的性狀，如遺傳缺失，其進(jìn)展也可期待。遺傳育種公司用于基因分型的支出仍將非常巨大，同時(shí)額外的遺傳進(jìn)展并不容易證明這樣一個(gè)持續(xù)的高投入是合理的。但是，當(dāng)利用這些技術(shù)產(chǎn)生了優(yōu)秀的遺傳品系(genetics)時(shí)，成本將會(huì)轉(zhuǎn)入遺傳產(chǎn)品的價(jià)格中。

3 更詳細(xì)的理解

除了用于獲得額外遺傳進(jìn)展外，全基因選擇還將獲得該遺傳品系基因組成的更詳細(xì)資料。它最有可能會(huì)產(chǎn)生更為均勻的遺傳產(chǎn)品。異常的基因?qū)?huì)被篩選出來(lái)，同時(shí)推向市場(chǎng)的終端公豬會(huì)擁有更相似的遺傳組成。當(dāng)然，這會(huì)產(chǎn)生更可預(yù)測(cè)的生產(chǎn)性能，使人們更方便地利用其他管理技術(shù)控制產(chǎn)品的生產(chǎn)性能。

更明顯的產(chǎn)品生產(chǎn)性能將帶來(lái)更集中的基因市場(chǎng)。豬的基因市場(chǎng)將會(huì)遵循家禽的基因市場(chǎng)——在肉雞和蛋雞的基因中，僅幾個(gè)重要的性狀基因被留下。

世界各地的大部分肉是作為商用產(chǎn)品生產(chǎn)的。此產(chǎn)品極易受市場(chǎng)短缺和過(guò)剩的影響。該市場(chǎng)很可能會(huì)表現(xiàn)出更大的波動(dòng)性，會(huì)通過(guò)開(kāi)放或關(guān)閉某些市場(chǎng)來(lái)持續(xù)調(diào)整短缺或過(guò)剩，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響世界各地的豬和豬肉價(jià)格。作為養(yǎng)豬生產(chǎn)者，為了在這些市場(chǎng)波動(dòng)中生存下來(lái)，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量往往會(huì)持續(xù)發(fā)揮更重要的作用。這就是為何集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)企業(yè)在成本效益上具有優(yōu)勢(shì)且更有可能以最低的成本進(jìn)行生產(chǎn)的原因。

4 豬肉產(chǎn)品

成本節(jié)省來(lái)自高產(chǎn)量、更大的上市體重和大范圍的相關(guān)節(jié)約。但是，在市場(chǎng)危機(jī)時(shí)期，加入特殊“豬肉產(chǎn)品”可能會(huì)使價(jià)格保持在更高的水平上。在西歐，市場(chǎng)上有許多的新產(chǎn)品，絕大部分這種產(chǎn)品已經(jīng)能更好地?cái)[脫豬肉價(jià)格上的嚴(yán)重危機(jī)。

豬肉產(chǎn)品結(jié)合遺傳學(xué)、飼料、管理和胴體分割肉上的選擇，以優(yōu)化適合特定客戶市場(chǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)品。評(píng)價(jià)良好的豬肉產(chǎn)品有助于創(chuàng)造出所涉及產(chǎn)品更為詳細(xì)的資料，同時(shí)可為進(jìn)一步的優(yōu)化創(chuàng)造條件。養(yǎng)豬生產(chǎn)者可以利用更為詳細(xì)的建議，如多階段飼喂。當(dāng)信息得到正確的收集和傳播時(shí)，此資料將變得更為豐富，并能夠在此豬肉產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)鏈上產(chǎn)生更多的利潤(rùn)。在歐洲西北部地區(qū)，豬肉產(chǎn)品的首倡數(shù)已經(jīng)增加，某些地區(qū)非常成功。僅在日本國(guó)等國(guó)家，豬肉產(chǎn)品和豬肉的品牌已經(jīng)被接受，并在豬肉生產(chǎn)鏈中增加了額外的質(zhì)量和安全系數(shù)。

5 有限的遺傳品系

大多數(shù)育種公司的業(yè)務(wù)面向世界各地，它們僅有幾個(gè)有限的遺傳品系。擁有較少的品系很有意義，因?yàn)樾录夹g(shù)需要對(duì)每個(gè)品種進(jìn)行高投入，如基因分型方面的投入。另外，這些高成本將持續(xù)數(shù)年。有限的品系意味著，在大多數(shù)品系上育種目標(biāo)受全球育種市場(chǎng)決定。

這種育種目標(biāo)如何才能影響豬場(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境呢？也許，育種目標(biāo)受到主要市場(chǎng)的較大型生產(chǎn)者的關(guān)注。他們對(duì)遺傳改進(jìn)有明確的要求，同時(shí)將以這種方式在決定未來(lái)的育種目標(biāo)上有明確的發(fā)言權(quán)。在這方面，可能會(huì)提出的問(wèn)題有：

○ 育種目標(biāo)意味著遺傳進(jìn)展，但要在哪個(gè)方面取得進(jìn)展？

○ 未來(lái)的豬需要什么樣的性狀？

○ 什么樣的母系和終端父系最適合？

○ 采食量需要提高嗎？

○ 豬場(chǎng)的衛(wèi)生狀況或采用的特殊福利性豬舍對(duì)最適遺傳品系會(huì)有什么樣的影響？

○ 在實(shí)際的養(yǎng)豬場(chǎng)中，產(chǎn)品性能以及更有利潤(rùn)生產(chǎn)的限制性性狀是什么？

一個(gè)例子是，對(duì)高肌間脂肪的選擇能否是提高商品豬肉質(zhì)量的一個(gè)理想方法？或通過(guò)提高受屠宰場(chǎng)高效率需求驅(qū)動(dòng)的胴體重量能否改善肉的質(zhì)量？另一個(gè)例子是，是否需要在遺傳上提高仔豬的初生重？或是否存在有助于人們顯著提高初生重的飼料添加劑？未來(lái)的遺傳進(jìn)展取決于市場(chǎng)的需求和其他領(lǐng)域的發(fā)展。所有這些聯(lián)合起來(lái)應(yīng)該會(huì)在養(yǎng)豬生產(chǎn)者的豬舍中產(chǎn)生一個(gè)平衡的易管理的母豬和育肥豬。

6 遺傳供應(yīng)商的選擇

人們是否能夠信賴遺傳供應(yīng)商的選擇方向？不能，但特制的解決方案非常昂貴，且定制還需要能夠應(yīng)用這些解決方案以及實(shí)際目標(biāo)環(huán)境方面的詳細(xì)知識(shí)。養(yǎng)豬生產(chǎn)者的目標(biāo)是為他們的生產(chǎn)環(huán)境找到最適合的種豬。需要進(jìn)行試驗(yàn)以找出某些種豬如何適應(yīng)某一豬場(chǎng)的環(huán)境。內(nèi)部試驗(yàn)是找出哪種種豬最適應(yīng)特定生產(chǎn)環(huán)境的唯一方法。奇怪的是北美大型綜合養(yǎng)豬生產(chǎn)企業(yè)在他們自己的豬舍中進(jìn)行大量的測(cè)試后僅接受一個(gè)新的種豬，而歐洲和亞洲的養(yǎng)豬企業(yè)仍通常依賴由他們的遺傳供應(yīng)商提供的試驗(yàn)結(jié)果。

對(duì)豬場(chǎng)主而言，所有新的進(jìn)展意味著需要更多地了解他們所購(gòu)買的產(chǎn)品。事實(shí)上，這只能通過(guò)內(nèi)部試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。這是能夠預(yù)測(cè)一個(gè)產(chǎn)品將如何表現(xiàn)的唯一方法，并且更為重要的是確保最好用的產(chǎn)品用于養(yǎng)豬生產(chǎn)者的豬舍中。通過(guò)這種方法，人們能夠確保豬會(huì)有一個(gè)更加穩(wěn)定的生產(chǎn)性能，并且從一個(gè)品種轉(zhuǎn)向另一品種時(shí)不會(huì)有太多的失望。對(duì)那些在未來(lái)想要在生產(chǎn)性能上勝于他人的養(yǎng)豬生產(chǎn)者而言，觀測(cè)自己豬場(chǎng)的環(huán)境以獲得詳細(xì)的產(chǎn)品資料是非常重要的。新的遺傳品種應(yīng)該在場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)試和比較。

7 均一的產(chǎn)品

遺傳學(xué)和基因組學(xué)上的新進(jìn)展將會(huì)產(chǎn)生更大的遺傳進(jìn)展和更均一的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在優(yōu)化性能和利潤(rùn)方面將更加可控。這會(huì)給開(kāi)發(fā)出有助于在市場(chǎng)上爭(zhēng)得一席之地的豬肉產(chǎn)品創(chuàng)造出空間，進(jìn)而為能創(chuàng)造出遠(yuǎn)大于商品豬肉的利潤(rùn)留出空間。有關(guān)哪一個(gè)豬種更適合和這些產(chǎn)品如何能得到最佳調(diào)整需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。為了從現(xiàn)代遺傳學(xué)的有利條件上充分受益，養(yǎng)豬生產(chǎn)者需要徹底檢測(cè)產(chǎn)品和產(chǎn)品組合，同時(shí)找出哪一個(gè)種豬的性能更好。更換品種應(yīng)該只在你確實(shí)能夠預(yù)測(cè)改善時(shí)進(jìn)行。

一旦已經(jīng)做出了遺傳選擇，為了讓豬種在自己豬場(chǎng)條件下有最佳的表現(xiàn)，優(yōu)化這些豬種需要采用其他的技術(shù)。產(chǎn)品測(cè)試和精心的調(diào)控將使人得益，同時(shí)對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)者而言將發(fā)揮更重要的作用，以便保持競(jìng)爭(zhēng)力。知識(shí)進(jìn)步應(yīng)盡早，這會(huì)帶來(lái)額外的利潤(rùn)。□□

原題名：Genomics and its impact on future pig breeding (英文)

原作者：Benny van Haandel(E-barn Solutions遺傳顧問(wèn))

中圖分類號(hào)：S816

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1001-0769(2016)02-0026-03