专家院士讲座
中国地方猪种保护与利用协作组第十届年会安排了将近10个学术报告,报告专家针对中国地方猪种与欧洲猪种的关系、中国地方猪种种质特性研究、地方猪的保护与开发利用的新进展和新思路等议题展开了讨论,与会代表深受启发。
在19世纪,人们普遍认为现代家猪起源于欧洲。中国工程院院士、中国农业大学教授李宁指出,分子水平的研究结果显示,全球共有9个区域对家猪驯化有不同的贡献,其中中国的贡献最大,这一研究成果刊登在2005年《Science》杂志上。李宁院士课题组进一步研究发现,中国不仅是猪起源最早的国家,而且中国猪的驯化演化是延续性的过程,而欧洲家猪的驯化历史是非延续性的,这一研究成果刊登在2010年《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》杂志上。
中国猪对欧洲猪种的形成起到了重大作用。英国和欧洲科学家联合研究的结果显示,几乎所有欧洲品种都含中国猪血统,从大白猪30.4%到Mangalica猪12.7%,这一研究结果发表在2013年的《PLOS Genetics》杂志上。方美英教授进一步利用分子遗传数据分析了中国地方猪种对欧洲猪种培育的贡献。利用pyrosequencing技术对全球范围的45个猪群体包括934头欧洲猪个体和21个中国地方猪种的602个个体进行了线粒体CytB基因和D-loop区的测序及遗传多态性分析,发现6种不同的单倍型,欧洲猪种检测到4种单倍型,其中有两种为亚洲猪种单倍型,但中国猪种检测到的3种单倍型仅含有亚洲猪种单倍型,未检测到任何欧洲猪种单倍型;依据D-Loop区序列数据分析欧洲猪种中携带中国地方猪种单倍型,发现长白猪不同品系平均含有12.8%中国猪种单倍型,大白猪不同品系平均含有73.2%中国猪种单倍型,欧洲猪种平均含有29%的中国猪种单倍型;基于线粒体cytB基因的群体间遗传距离的研究证实了欧洲猪种中存在中国家猪的基因渗入,对线粒体功能基因mtATP6和mtATP8的研究结果也同样证实了中国地方猪种对欧洲猪种培育的贡献。
而欧洲猪种的代表杜长大近年来被频繁引进中国,与中国地方猪种对欧洲猪种的培育作出巨大贡献形成了一组鲜明的对比。
▲ 国家生猪产业技术体系首席科学家陈瑶生
▲ 中国农业大学教授王爱国
▲ 广西大学教授何若钢
中国农业大学教授王爱国指出,2000年以来,我国从国外进口种猪规模持续扩大,引种的国家主要有美国、加拿大、丹麦等,引种的国际育种公司有PIC、Hypor、Topigs、Fast、Choice等,品种主要有大白猪、长白猪和杜洛克猪,其次为皮特兰猪、巴克夏猪等。2012年进口种猪17 789头,其中来自美国10 331头、占58.08%,其他依次来自加拿大、法国和英国(表1)。
选择的纯种猪通常是GGP的后代,并非是核心群的后代。选猪体重小,由于隔离检疫时间长达3个多月,在挑选种猪时,种猪周龄为8~14周,体重15~40 kg,启运时,种猪周龄为15~21周,体重约为45~90 kg;平均周龄不超过18周,平均体重65 kg,2012年,平均体重60.02 kg,最小46.68 kg,最大85 kg,没有本身性能测定数据,采用家系选种,选择准确性差。这些决定了我国在引进种猪的同时就已经落后。
欧美国家在工业化养殖基础上育种,高效转化是品种选育的唯一目标,其他都由工业自动控制完成。如体温的控制,由于欧美国家的猪舍采用全自动的温度控制系统,因此在其品种培育的过程中,并不强调猪的体温调节能力。研究表明,欧洲猪UCT蛋白的缺失,导致其体温控制能力的缺陷。在我国猪场的保育舍里,如果保温没做好,一旦生出来UCT蛋白缺失阳性猪,其死亡率相当高,这是我国饲养杜长大猪种的猪场仔猪死亡率高的根本原因。另外,欧洲猪种的抗病依赖于空气过滤系统;饲料依赖于全价饲料,玉米和大豆这类饲料可以很好地刺激其肠道微生物菌群的生长,而对粗纤维等其他物质的利用率非常低;体质依赖于完备的防疫体系。欧洲猪种在这样的模式下经过几十年的培育,形成现有的品种。因此,如果不按照其所需要的环境要求进行饲养,要达到欧美国家猪的生产性能几乎是不可能的,这是其品种决定的。
我国是世界上猪种资源最丰富的国家,占全球总数的1/3。2011年出版的《中国畜禽遗传资源志·猪志》记载,中国地方猪种有76个,培育品种18个。地方猪分为华北、高原、江海、华东、西南、华南六大类型,这六种类型的地方猪拥有一些独特的种质特性。中国科学院院士、江西农业大学校长黄路生对种质特性进行了详细的描述。一是性成熟较早,繁殖力高。中国地方猪的平均初情年龄和初配年龄比外种猪早2~3个月,代表品种如二花脸猪单胎窝产活仔数可达40头。二是抗逆性较强,耐粗饲。如民猪表现出较强的耐寒性,在-28℃的气温下能正常生产。海南、广东、广西一带的地方猪表现出较强的耐热性,在气温非常高的情况(30℃以上)仍能正常生长,其发病率和死病率比外种猪低23%和20%左右。藏猪在高原低氧的情况下仍然能够很好地生长,表现出良好的耐高原气候特性。在耐粗饲方面,民猪对粗纤维的消化率比外种猪高27%。三是肉质优良。地方猪肉色鲜红,系水力好,肌内脂肪含量较高,如莱芜猪的肌内脂肪含量可高达10%。四是地方猪皮较厚,脂肪较多,屠宰体重较小。五是微型猪资源丰富。如巴马香猪、藏猪和五指山猪成年体重在40~45 kg,适合作医学试验模型。
但由于对地方猪种质特性的研究不够深入,大部分种质特性的分子遗传机理仍不清晰。黄路生院士的研究团队及国内相关研究机构近几年开展了一系列研究,完善了人们对地方猪种质特性遗传机理的认识,为利用中国血缘培育生长速度快、肉质好的良种猪提供了新的思路。
在抗病性机制研究方面,黄路生院士的研究团队发现,产肠毒素大肠杆菌(ETEC)F4是造成仔猪断奶前腹泻的主要致病菌,至少1/3的断奶前仔猪腹泻是由ETEC F4引起。通过研究中国地方猪和引进猪ETEC F4的群体易感性,发现中国地方猪的抗性个体比率高于外种猪(46.6% vs 29.2%),藏猪对ETEC三种菌株均具有抵抗性,其他地方猪种至少对一种ETEC菌株易感,而84.4%的长白猪、82%的大白猪和45.7%的杜洛克猪对至少一种ETEC菌株易感。
表1 2011年和2012年我国从国外进口种猪情况
2006年,在全国猪蓝耳病暴发期间,国家级保护品种通城猪却无一例发病,可见,通城猪的自然群体对蓝耳病具有抗病性。华中农业大学刘榜教授的研究团队利用蓝耳病病毒人工感染试验,发现通城猪相对于大白猪表现出强的抗病力,具体表现在通城猪肺部炎症轻于大白猪,进一步对通城猪感染蓝耳病病毒前后的肺泡巨噬细胞进行转录组水平研究,发现一系列通城猪防止肺部损伤的机制,如少数促炎症细胞因子表达上调、干扰素诱导基因表达上调、补体系统被抑制等,对在通城猪感染后一个下调的基因SARM1进行基因定位、亚细胞定位、通路分析和与炎症反应之间关系的研究,发现SARM1基因被定位在SSC17q11上,亚细胞定位显示SARM1通过N端的ARM结构域定位在线粒体上,SARM1基因下调表达影响了炎症应答的通路。
在肉质性能机制研究方面,黄路生院士的研究团队发现,中国地方猪种中存在促进生长、增加体长、减少脂肪沉积的有利等位基因,具有进一步选育改良的遗传基础。一是研究发现影响猪肌肉生长的有利等位基因IGF2仍低频存在于二花脸等我国的少数地方猪种中。二是发现在地方猪的7号染色体55~65 cm区域富集了影响骨骼生长、日增重、脂肪沉积、胴体重等127类表型的数量性状位点(QTL),在该位点,来源于二花脸猪的等位基因存在有可以降低背膘厚、提高生长速度、增加骨骼长度的有利QTL。三是对莱芜猪进行GWAS分析显示,其第12号染色体上存在有极显著影响肌内脂肪含量的QTL,此位点同时影响到背膘厚。如果对这个位点进行选择,便会出现在肌内脂肪含量增加的同时,背膘厚也增加。而7号染色体上存在只影响背膘厚,不影响肌内脂肪含量的位点。四是山东的里岔黑猪是我国的地方猪种中椎(肋)骨数最多的地方猪种之一,平均椎(肋)骨数为21,而NR6A1是影响猪椎骨数的主基因,研究发现,C748T突变导致里岔黑猪腰椎数增加了0.5根。
1 提高国家级保种场保护力度,开展地方猪品种登记与认定
王爱国对地方猪品种登记与认定工作进行了详细介绍。2012年6月24~26日,国家畜禽遗传资源委员会办公室组织召开了“地方猪品种登记培训班”。2013年在上海市、江苏省和浙江省三个省市进行了品种登记试点,共有国家级保种场10个、保护区1个,地方品种8个参与试点工作。完成了《地方猪品种登记管理办法(试行)》、《地方猪品种登记实施细则(试行)》的制定。设计了9个规范性的登记表格,输入信息包括:种猪基本信息、基因检测、生长性能、配种、分娩哺乳、采精、育肥性能、胴体肉质和种猪变更。完成“中国地方猪品种登记”(http://klab.sjtu.edu.cn/ pigbreeds/)网站开发。网站分前台展示系统、后台登记管理系统。试点猪场已完成注册和首期数据录入工作。
2 利用基因组改编技术,加强对地方猪的保护,加快地方猪的改良
基因组改编技术是将基因编程、基因打靶和基因克隆三项技术结合形成的,可以实现单个基因或单个碱基的改变。正如过去我们对一本书要进行删除和修改,只能对整页进行修改,基因组改编技术可以对其中的一个字母、一个字或者一个标点符号进行修改,而2013年出现的RNA介导的人类基因组工程技术可以同时对一本书每一页的字母、字或者标点符号进行修改。李宁院士对如何使用此项技术对地方猪种进行保护和改良进行了介绍。
▲ 华中农业大学教授刘榜
▲ 中国农业大学教授方美英
▲ 四川农业大学教授朱砺
从野猪不断驯化形成一个地方品种,需要上万年的时间。而这些地方品种进化到现有的商业化猪种,不会超过70年的时间。不同的猪种,尽管表型千差万别,但大部分基因组序列是非常相似的,如我国的地方猪种,其基因水平的差异就是一个或几个碱基的差别,而这些差别就是导致这些品种多样性的最终原因。2012年,猪的全基因组测序完成。因此,只要清楚地了解了某个地方猪种如二花脸猪的基因组序列,即使二花脸猪灭绝了,可以通过基因组改编技术将杜洛克猪的基因组序列改造为二花脸猪的基因组序列,改造后得到的就是二花脸猪。但全国畜牧总站杨红杰处长指出,在目前看来,利用基因组改编技术进行保种,更多的是未来的设想和打算。现在强调的是品种保护,基本的保种思想和保种政策不变,离只保护基因、取消国家级保种场的活体保种,还有很长的路要走。
考虑到地方猪种的生长速度慢、瘦肉率低,传统的方式是将地方猪与瘦肉率高的猪种进行杂交产生F1代,再利用地方猪种与F1代进行回交,这样不断的回交,最终希望在这个种群里面不断地保留生长速度非常好、瘦肉率非常高的基因,但是涉及到我们自己品种的其他基因却并不受到影响。这样不断的回交,即使用上三百万年,也做不到这种可能性。而且其中的成本非常大,血统要避免近交,要有一定的补充品种规模。而基因组改编技术可以以营养和市场为指南,根据基因功能进行组合,设计猪的新品种。如通过对杜洛克和陆川猪的基因组进行测序,找到影响瘦肉率的基因组差异,如影响杜洛克的基因组为GCAAATGCC,影响陆川猪的为GCATGTGCC,二者仅存在两个碱基的差异。从陆川猪胎猪取得成纤维细胞,针对性地进行细胞基因改编(TG→AA),再进行克隆,最终可获得高瘦肉率的陆川猪新品种。
3 提高地方猪商品价值,开展配套系培育
配套系指以数组专门化品系(多为3或4个品系为一组)为亲本,通过杂交组合试验筛选出其中一个组作为“最佳”杂交模式,再依此模式进行配套杂交所产生的商品畜禽。由于配套系是通过专门化品系间饲喂配套杂交,互补性最强,杂种优势更明显,因而,配套系在商品生产中往往性能表现出色,市场竞争力强,商品价值和综合价值高且稳定。
自1996年农业部批准成立国家畜禽品种审定委员会以来,我国共审定猪配套系10个。会议期间中山大学教授、国家生猪产业技术体系首席科学家陈瑶生和四川农业大学教授朱砺分别对2013年审定的龙宝1号猪配套系和2010年审定的天府肉猪配套系的培育过程进行了介绍。通过分析对比两个配套系的培育过程,发现多个共通之处,值得同行借鉴。
一是配套系的培育以企业为主导,专家参与,政府扶持。龙宝1号猪配套系和天府肉猪配套系的培育分别以扬翔公司和四川铁骑力士牧业科技有限公司为主,中山大学和四川农业大学的育种专家分别参与,当地政府从政策、资金、土地等多方面提供支持。如2001年,广西壮族自治区水产畜牧局下发“关于对农业产业化企业贵港扬翔饲料有限公司进行扶持的有关问题的通知”,对龙宝猪的推广进行扶持。“十一五”期间,四川省科技厅提出培育配套系的畜禽育种攻关计划,支持天府肉猪配套系的培育。
二是根据当地的市场需求,确定培育目标。针对龙宝1号猪配套系的培育,一方面考虑到充分利用广西优良地方猪资源,培育具有产仔数高,瘦肉率、生长发育与料重比适中的商品猪生产体系,满足华南消费市场对优质猪肉的需求。另一方面,考虑到改善广西地方猪生长发育慢、饲料报酬与瘦肉率低的不足,同时克服引进品种适应性差、种猪使用年限短、淘汰率高等缺点。在培育天府肉猪配套系的过程中,为了满足四川消费者喜欢吃回锅肉的消费需求,对猪的脂肪含量要求较高,开展了梅山猪不同血缘构成的杂交试验,确定利用含1/16梅山猪血缘的约克夏杂交群体展开横交固定选育,进一步建立合成系。
三是选育初期,母本的确定几经周折。在选育龙宝1号猪配套系的初期,曾进行长陆、长隆、隆陆等3个杂交组合试验,根据体型、繁殖与生长性能的表现,最后确定以长陆组合作为母本的杂交组合模式。在选育天府肉猪配套系的初期,针对产肉性能曾考虑将皮特兰纳入配套系选育,针对肉质和繁殖性能曾考虑将成华猪和乌金猪等地方猪种纳入,作为专门化品系培育的素材。为实现肉质和瘦肉型的平衡选育,根据性能测定和配合力测定结果,放弃了产肉量高但肉质较差的以皮特兰为基础的高瘦肉率系,也淘汰了肉质优异但产肉性能低和繁殖性能较差的以乌金猪和成华猪为基础的地方猪种品系。
四是充分利用企业在技术推广方面的优势,推广配套系。如扬翔公司通过与养猪合作社、农户合作,实施“小规模大群体”养殖策略,进而对龙宝1号猪配套系进行推广。天府肉猪配套系的推广则由四川铁骑力士牧业科技有限公司牵头,建设可复制的标准化样板猪场,并在集团内部和其他已联系的养殖场、养殖户中进行推广、复制。
4 适当提高地方猪营养水平,可改善生产性能,而对肉质影响不大
广西大学教授何若钢研究发现,适当提高地方猪的营养水平,对其肉质不会产生太大影响,但可适当提高日增重,进而缩短育肥时间。为陆川猪设计四种不同营养水平的日粮即高能量高蛋白、高能量低蛋白、低能量高蛋白和低能量低蛋白,发现不同营养水平对猪的肉色、大理石纹评分、脂肪含量等肉质性状不产生显著影响,但相对于低能量低蛋白组,高能量高蛋白组陆川猪的日增重、屠宰率等生产性能有改善的趋势。
5 地方猪开发利用的新思路
首先,地方猪资源开发利用需要完整产业链的支撑。陈瑶生指出,一是需要屠宰商做好终端市场的开发。如壹号土猪在广州、上海、北京通过进驻超市、开连锁店等方式进入终端市场。二是需要了解在肉的数量已经得到满足的前提下,多样化风味需求的消费者群体到底有多大。三是需要考虑养殖户如集约化猪场饲养地方猪面临的地方猪高成本饲养等诸多问题。
其次,政府、科研院所、企业在地方猪的开发利用过程中应明确各自的地位和作用。朱砺和陈瑶生认为,地方猪资源保护开发是公益性的产业化事业,政府应立足公益和战略需求,长远规划,并从政策和项目资金上引导资源保护。科研院所应从遗传资源的角度实施科研,为企业提供所需的技术支撑。企业拿出资金建立保种群,实施原位保种,并进行产品和市场开发。而产品和市场开发是地方猪开发利用最重要的环节,政府和科研院所无法做到。因此,地方猪的开发利用应以企业为主体。
第三,地方猪的保护不能排除选育和杂交。有人认为保种就是让其性能不变、少变或慢变,坚决反对选育或杂交。认为地方猪卖的就是品相、口感,一旦选育就会丧失原有的特性,认为越原始的猪卖得越贵。而任何品种都是当地人民经过长期选育形成的。朱砺指出,没有哪一个品种是保出来的,而是选出来的。如果担心改变原有品种的特性,可以针对一些重要的经济性状进行本品种选育。地方猪的卖点就是口感好,风味足。但其背后面临生长速度慢、产肉率太低、饲料转化率低等缺陷。在本品种选育的过程中可以借鉴外种猪的一些做法,如选择生长速度或瘦肉率等。在进行选育的同时,做好育种规划,不用担心会改变其品质。但杨红杰指出,保种是基础,开发利用是目的。开发利用做好了,反过来可以促进保种。如果过分强调开发利用,或者保护的路走偏了,那么造成的损失是无法挽回的。应在保种保好的基础上进行本品种选育,再进行开发利用。前提是要保种保好。按照国家级保种场的要求,应有6个家系,12头公猪,200头基础母猪,如果只剩下4个家系,4或5头公猪,还要高强度的选育,这就不是开发利用的目的。因此,他认为,本品种选育属于开发利用的内容,应在做好保种的基础上,在保种群之外进行。
而关于杂交,朱砺指出,中国现有的国情是多种养殖模式并存,有一家一户的散养,有中等规模的养殖,也有集约化养殖。地方猪种的保护,应该鼓励做一些杂交,杂交可以分为三个层次,一是进行简单杂交如二元杂交,主要针对农村的散养户或小规模的养殖户,适应各地养殖习惯,养起来简单。二是建立良繁体系,实现配套系生产,主要针对有一定规模的养殖企业。三是通过有规划的杂交,实施新品种或配套系的选育。
第四,在国内优质优价体系未建立的情况下,进行差异化的产品开发,拓展地方猪的市场。近几年,很多从事地方猪种开发的企业都将自己的产品定位在高端市场,猪肉被卖到50~100元/kg,一头猪可以卖到上万元。朱砺指出,配合前述的生产体系,一是纯种生产,瞄准高端市场,进而赢得品牌和价位。在纯种生产的过程中,不应该放弃杂交生产,通过杂交生产,可以获得相对中档的市场,这样才能保证销量的问题,如果没有销量,即使一头猪卖到一万元,但一年能卖出几头这样的猪,只有量上去了,这个产业才有希望。因此,要通过品牌实现效益,通过销量赢得市场份额。建议两套体系并存,考虑质的时候,考虑量,二者并重。高端的市场空间毕竟有限,应多层次拓展市场空间,瞄准地方猪的开发利用才能得到可持续发展。