河北开展猪基因组联合育种初探

罗文学 ，段晓红 ，张军辉 ，骆 菲 ，丁向东 ，王贵江,3，倪俊卿 ，郭彦军 ，谢冰辉 ，王拴柱

（1.河北省畜牧良种工作总站 050061；2.中国农业大学 100193；3.河北省现代农业产业技术体系石家庄综合试验推广站 050061）

虽然我国种业科技进步明显，但由于生猪养殖业育种基础设施设备差、育种手段落后、育种意识不强，形成了“引种—扩繁—销售—退化—再引种”恶性循环圈，在品种水平上距离国际先进仍有差距，在源头上制约了生猪养殖业发展，这就需要我们必须未雨绸缪，积极开展育种工作，只有长期坚持育种,择优选良,才会带来良好的遗传进展。种猪选种选育技术水平的高低是影响养猪业持续发展的重要因素,基因组选择是依据基因型和表型信息建立的参考群数据模型, 通过个体基因型预测表型值，通过性状测定获得全基因组育种值，结合该个体所带的分子标记，应用统计学方法计算出每一个分子标记所对应的染色体片段的育种值大小，然后再对所要选择的个体进行全基因组育种值估计并进行选择的过程。由于基因GEBV计算可以不依赖系谱记录和表型信息对刚出生的小公猪进行基因组估计育种值，进行选择，缩短了世代间隔，提高了选择强度，提高选种准确性，降低育种成本，尤其对提高低遗传力、难测定性状（比如繁殖性状、屠宰性状、肉质性状等）的遗传进展更加具有优势，真正实现了基因组技术指导育种实践[1]。同时能够捕获种猪基组中全部遗传变异，提高了选择准确性。周子文等[2]研究利用后裔测定验证大白猪基因组选择实施效果研究，结果表明,两次基因组遗传评估,在去势前进行公猪基因组选择具有较高的准确性,可实现种猪早期选择；通过基因组选择能够挑选出优秀种公猪,可将其遗传优势传递给后代。高质量的测序结果需要大量的测序数据支持，增加了初期的测定成本；但随着测序方法和芯片技术的不断进步，未来个体基因测序费用将不断降低，分型准确性也不断提高，基因组选择将逐步替代传统育种方法，为动物育种改良带来一次新的技术革命。基因组联合育种就是将相同或相近育种目标的种猪场组织起来，按照统一的数据记录系统、性能测定制度和选择方法，统一进行遗传评估（省遗传评估中心）,实施统一的基因组指数应用方案，构建大规模、高质量的基因混合参考群，从而实现种猪生产性状的跨场遗传评估和育种值的跨场比较，加快遗传进展,增加种猪效应,加快育种进展和提高群体性能水平，形成良种繁育体系，实现河北省生猪育种群生长、繁育性能的快速选种选育，提升河北种猪育种水平；为更好有序科学的开展猪基因组育种工作，特编制大约克夏种猪基因组育种实施方案，供河北种猪场开展基因育种以借鉴。

1 构建参考群体

参考群体是基因组选择的基础，用于提供估计标记效应所需的表型和标记基因型数据，直接预测候选个体基因组育种值，用以种猪选留。因此构建高质量的参考群体十分关键，要求参考群体数量足够、家系分布均衡、表型测定准确、系谱信息准确。

1.1 参与建立基因组参考群的种猪场应满足的条件

1.1.1 饲养加系大约克夏种猪,取得《种畜禽生产经营许可证》；

1.1.2 完整正确的系谱记录，测定数据的准确性与精确性；

1.1.3 有完备的育种设施和条件，固定的育种部门和种猪测定技术人员，应用相同的性能测定规程，在相对一致的环境、人员、饲料等条件下开展种猪生产性能测定，使场内测定工作能正常有序开展。

1.2 参考群体建立原则

参考群体构建标准：公母猪必须有生长性能测定成绩；母猪还需有繁殖性能成绩；生长性能测定成绩要在大群测定的正负两个标准差范围内；避免过多参考群个体来源同一个血统公猪，保证参考群体的代表性。

1.3 品种选择

为满足参考群数量需要，选择饲养加系大约克夏种猪存栏规模500 头以上种猪企业参与构建参考群体。

1.4 性状测定（基因组选择额外测定性状用粗体表示）

1.4.1 生长性状：115kg体重日龄、115kg背膘厚、115kg眼肌面积。（30～115kg日增重、体长、 体高、胸宽）、饲料效率(30～115kg(注意 115kg 结测)料肉比或剩余采食量)。

1.4.2 繁殖性状：总产仔数、产活仔数、健仔数、初生个体重、出生窝重、出生重均匀度、断奶仔猪数、断奶个体重、断奶窝重、首次发情日龄、断奶到发情间隔、分娩间距、乳头数（出生与结测各一次）等。

1.4.3 胴体性状：胴体长、胴体斜长、胴体背膘厚、胴体眼肌面积、屠宰率、后腿比例、瘦肉率。

1.4.4 肉质性状：肉色、系水力、pH值、滴水损失、大理石纹、肌内脂肪、嫩度。

1.4.5 原精质量：采精量、密度、颜色、精子活力和精子畸形率。

种猪场应在设备条件、人员能力允许的情况下尽可能多的测定上述表型性状，以建立更加适合本场的基因组育种值预测方程，更好的选出适合本场的优质猪种。基因组选择对饲料效率和肉质选育具有常规选育无法比拟的优势，建议各猪场积极开展场内生产性能测定。如场内条件不具备的，可委托河北省种猪质量监督检验测试中心进行生长性能、胴体性状和肉质性状等的测定。

1.5 统一采样要求

为保证基因组选择参考群体质量，统一参考群体采样要求，统一采样操作程序。

1.5.1 筛选参考群体对性状的统一要求

1.5.1.1 参考群体个体115kg时生长性状测定，主要包括体重日龄、眼肌面积、背膘厚、眼肌厚、饲料报酬等性状，要求公母各半进行测定。 眼肌面积测定保存图片，文件名以个体号命名。

1.5.1.2 参照全国种猪遗传评估中心数据筛选标准，对基因组选择参与场测定数据做数据筛选。主要性状要求是：大约克夏品种的百公斤体重日龄范围为120～210和体重范围90～130kg，范围外数据需删除；大约克夏品种的校正背膘范围为5～15，范围外数据需删除；大约克夏品种的总仔数范围为8～25，小于8或者大于25数据需删除。

从满足上述数据标准的个体中挑选组建参考群体，同时兼顾数据分布的平衡性，参考群体来自多个公猪家系，每个公猪家系至少30个体且尽量来自多个母亲；一芯多用，每个芯片个体有多种性状测定记录。

1.5.2 统一采样操作要求

1.5.2.1 统一采取耳组织样品,公猪在性能测定结束时采样，母猪在后备母猪中采样，并随时收集母猪的繁殖测定数据。

1.5.2.2 收集115kg 体重日龄、眼肌面积、背膘厚、眼肌厚、饲料报酬等性状要求公母比例为1∶2，最优公母各半。

1.5.2.3 采组织样要求

1.5.2.3.1 保证采集的准确性。在采集前，先将母猪卡和个体号与采样对照单上的编码一一对应，同时保证采样对照单编码与粘贴在 2mL离心管上条形编码一一对应，避免后期错误。

1.5.2.3.2 其次用耳钳在猪耳外缘剪一块黄豆粒大小的耳组织,剪样前把目标区域被毛剪去。

1.5.2.3.3 将剪下的耳组织直接放入含有 75%酒精的离心管中，在管盖上用记号笔标注好采样号。耳组织要完全浸没在液体中。

1.5.2.3.4 将耳钳前端放入消毒液（碘酒或者是75%酒精）中消毒后再采集下一头猪的组织样。防止猪与猪之间的交叉感染。

1.5.2.3.5 样品保存和运输。采集结束后，将样本放入-20℃的冰箱中保存；需要邮寄快递时，需要将样本放入到泡沫盒中，并加入冰袋后密封。保证运输过程中处于低温的条件下，使得样本保存完好。

1.6 标记基因型测定

所有个体测定标记基因型（芯片或测序）。为保证参考群体质量，统一采用 Geneseek GGPPorcineHD SNP 芯片(包含50915个SNP)进行基因测序。

1.7 数据上传

表型测定数据和芯片数据发送给技术联系专家，由联系专家负责后期数据处理和基因组遗传评估。

参考群体表型测定数据按国家生猪核心场操作上传至省或全国种猪遗传评估信息网。个体SNP芯片原始文件也上传至省或全国种猪遗传评估中心，猪只个体号按国家种猪登记统一格式。省和全国种猪遗传评估中心将统一处理参考群体表型数据和SNP芯片数据。

2 基因组选择实施

下图展示了利用基因组选择选种的技术路线。针对我国市场和育种实际情况，基因组选择用于公猪的早期选种和终选，即通过基因组育种值（GEBV）预先确定进入后期接受性能测定的小公猪，提前去势淘汰，减少常规测定的繁琐工作量及测定成本，提高公猪的选种质量。

该流程同样适用于母猪选择（根据本场投入费用酌情考虑）。实施流程具体如下：

2.1 采样和 SNP 芯片检测

刚出生的小公猪根据外貌特征进行初步筛选，淘汰外貌不合格以及生理有缺陷的公猪个体，每窝挑选 1～2 头小公猪利用统一方法，在7～15日龄采集耳组织样。场家获得芯片基因型数据后，第一时间将芯片数据发送至技术专家团队或上传至省、地区或全国种猪遗传评估中心，以尽早得到 GEBV。

2.2 基因组育种值（GEBV）计算

根据构建的参考群体，采用一步法 GBLUP 估计候选小公猪GEBV。一步法 GBLUP 能同时利用表型、系谱和基因组信息，基因组育种值估计更准确。在各性状基因组育种值基础上，继续合成基因组综合指数。各性状基因组育种值和基因组综合指数由技术专家团队负责完成。

2.3 实施第一次基因组选种

结合本场育种方案，预测刚出生的小猪各性状基因组估计育种值或基因组母系指数，进行大约克夏小公猪的第一次选种，选种方法同常规育种根据 EBV 或母系指数，将排名靠后和有遗传缺陷的小公猪阉割去势，转入育肥猪，剩余的优秀公猪进入性能测定，该项工作在公猪出生后 21～28d去势前完成。

2.4 性能测定

同常规性能测定，但为继续扩大高质量的参考群体，经第一次基因组选种后的小猪可参照参考群体构建中测定性状执行。

2.5 实施第二次基因组选种

将性能测定结束后的所有猪只个体测定信息上传至河北省或全国种猪遗传评估中心（包括芯片猪只）或技术专家团队，重新计算各性状基因组育种值和基因组综合指数，进行基因组联合评估，为参加联合育种各育种场提供最新的基因组育种值，做为选配和淘汰依据等。

2.6 终选

根据育种目标及最新的各性状基因组育种值和基因组综合指数，结合体型、外貌等信息进行终选，这些个体又可以被放入参考群体,反复补充参考群的数量和性状，缩短参考群和候选群的世代间隔，重新估计SNP的效应值,提高GS的准确度。