良繁与推广技术体系助推地方猪产业化发展

文丨邢宝松 陈俊峰

种质资源蕴藏着丰富的优质基因，既是现阶段畜牧业发展和畜产品市场竞争力提升的核心基础，也是未来优良品种培育、生猪生产水平提高的原始素材。优良生猪品种是养猪业的核心竞争力，对养猪业增效的贡献率在40%以上。我国目前有83个地方猪品种、39个培育品种（配套系）。充分利用这些地方猪品种资源，培育符合产业需要的新品种（配套系），是满足市场差异化需求，实现生猪产业高质量、创新发展的根本保障，对加快整个畜牧产业的供给侧结构性改革、促进农民增收和乡村产业振兴均具有重要意义。充分挖掘我国不同地方猪种质遗传特性，制定地方猪新品种（配套系）培育计划，在较好保留地方猪肉质和抗逆性状的同时，定向提高生长性能和产肉性能，培育具有自主知识产权的新品种（配套系），打破国外对种猪市场的垄断，对提升我国生猪核心种源水平具有重要意义。

目前，我国地方猪选育与引进品种相比存在一定差距，首先地方猪种质发掘和评估不全面，特色专门化品系选育力度不够，针对地方猪种的育繁推技术研究不系统。其次我国地方猪育种体系还处于发展阶段，数据积累较少，遗传评估准确性有待提高；育种新技术的应用总体滞后，针对地方猪的基因组选择技术尚未全面开展。

在“十四五”规划实施开局之年，科学技术部启动了第一批国家重点研发计划部省联动项目，其中“畜禽新品种培育与现代牧场科技创新”重点专项设置两个部省联动项目，经过公开遴选、社会公示等程序，河南省农业科学院成为“北方区地方猪新品种（配套系）培育及良繁”项目牵头单位，并聚集全国10家优势科研单位，通过对地方猪基因组研究，开发适合北方区地方猪品种的高效精准基因分型技术体系，实现基因组选种选配，为加快地方猪新品种（配套系）培育奠定基础；利用我国地方猪品种肉质优良、抗逆性强等优良种质特征，通过精准选配、杂种优势预测等技术手段，提高生长速度、产肉性能，培育适应北方区饲养环境和饮食文化习惯，具有自主知识产权的地方猪新品种（配套系），为地方猪开发利用提供优质种源；构建地方猪良繁与推广技术体系，促进特色优质地方猪生产的规模化和产业化发展。

地方猪高效育种技术体系构建

地方猪基因组特性与重要经济性状的机制解析是开展基因组育种的基础。解析地方猪生长、肉质等优异种质特性的调控机制，已成为近年来关注的热点和难点。发展和利用GWAS等统计基因组学手段建立“变异-性状”之间的因果联系，一直是重要经济性状的机制解析的重点领域。随着多组学技术的迅猛发展，目前利用多组学技术从转录调控的各个角度和层次解析遗传变异已成为育种改良的热点。

项目针对北方区地方猪基因组特性认识不足、配套高效育种技术体系缺乏等制约北方区地方猪新品种（配套系）培育的瓶颈问题，重点围绕地方猪高效育种体系构建、地方猪种质特性及基因组解析、地方猪基因组选择参考群构建以及地方猪重要功能基因研究等科学技术问题，开展协同技术攻关，取得了一系列年度研究结果，总体研究按计划推进。

研发出适用于地方猪种的猪80K液相功能芯片。针对当前商业化育种芯片主要针对商业化猪品种而不太适合地方猪育种的缺陷以及我国猪育种基因芯片和核心算法受制于国外卡脖子困境，项目组在提出功能位点芯片概念的基础上，围绕功能芯片设计和配套算法开发开展系统研究，开发出基于功能位点液相育种芯片。首先对猪肝脏、骨骼肌、大脑等几乎所有组织和器官开展了HiC、ChIP-seq、ChIA-PET 等二维、三维组学分析，获得了多个地方猪种和商业化猪种的多个组织和器官的三维调控图谱。利用实验室已建立的猪调控组学技术研究平台，对猪基因组90%以上的非编码区开展精细注释，实现猪基因组调控元件的大规模发掘，构建出猪核心种质基因组调控元件精细图谱，同时结合连锁不平衡分析，从全基因组水平构建了LD与TAD对应图谱，初步搭建了猪数字三维基因组技术框架。在此基础上，结合基因组SNP和三维注释信息，对猪基因组做了系统的ENCODE 注释，结合CDS/ENCODE 区、GWAS分析结果和QTL公共数据库，利用整合组学思想以及基于CRISPR/Cas9系统的DNA靶向捕获技术，设计出一款针对猪基因组功能突变位点的液相育种芯片。功能位点预设库包括了目前世界所有可公开获得的猪品种和品系基因组信息，使得该款芯片适用于绝大多数猪种。该款液相芯片具有完全自主知识产权，可实现品种特异性定制，依据不同猪种基因组特点个性化设计，芯片包含信息量大，可实现SNP、InDel、SV等多类型变异体检测，提供不低于80k的功能位点信息，功能位点数还可随用户意愿增减，真正实现了成本低、高通量的用户定制化检测。

猪80K液相功能芯片产品及特点

由于结合基因组3D信息、FAANG、encode的功能位点，并利用深度学习模型预测对探针进行加密，位点分型完整性超99.9%，功能位点不需要连锁不平衡（LD）假设，优于其他芯片依赖LD的标记型位点，基因组育种值预测更准，在技术上打破了国外Agilent、Illumina、Affymetrix等固相芯片公司在育种领域的垄断。由于该基因芯片的特殊设计原理，使得该款芯片适用于各类地方猪品种、商业化品种，该款液相基因芯片已经实现商业化应用，已服务于大白、长白基础群种猪、楚香黑猪地方猪的基因组选择的基因型检测任务，经评估，使用猪80K液相功能芯片，所选猪群主要经济性状的遗传进展可额外增加5-30%。

开发出同时精细控制真阳性和假阳性的新基因发掘工具U-GWAS。针对地方猪群体规模一般较小，单一GWAS分析工具难以高效解析地方猪经济性状遗传基础的问题，华中农大开发了一种同时精细控制真阳性和假阳性的U-GWAS新策略。与BOLT-LMM、MLMM、mrMLM、BLINK、FarmCPU等世界知名的单一GWAS分析工具相比，能显著提高性状位点的检出率，并提高真阳性率，且将假阳性率控制在极低的水平，该新策略所具备的优势更利于在地方猪小样本群体中高效定位性状位点。进一步研究发现，将bin策略引入U-GWAS方法，可以在有效控制假阳性率的条件下，进一步提高真阳性率。

研发出超快速基因组预测（基因组选择）新工具CCFM。随着高通量基因分型新技术的快速发展，如何快速处理数百万、甚至数千万分子标记已成为基因组选择面临的难题。针对地方猪育种场计算机性能通常不高的特点，发展了一种新的硬件依赖性低的基因组选择新方法——CCFM，专门用于解决基因组大数据和计算机硬件需求等的计算问题。CCFM通过超快速的算法，快速将数百万甚至数千万SNPs压缩为不超过20个的压缩组分，利用压缩组分，可以用很小的计算资源就能实现极快速的基因组选择计算。通过模拟数据和真实数据验证，在8000个体规模，CCFM所需时间只有GBLUP的1.2%，所需最大内存只需要GBLUP的0.3%，却具有与GBLUP大致同一水平的预测准确性。CCFM相对于GBLUP、贝叶斯等现有主流基因组选择方法，计算效率提高了90%以上，计算成本降低了90%以上，是对现有基因组选择方法的革新式发展。相较于GBLUP，随着样本含量的增加CCFM在计算速度和内存需求的相对优势更加明显。与GBLUP相比，CCFM在计算时间和准确性上具有更好的折中，是处理基因组大数据或超大数据的有力替代者。

抗病、抗逆新品种选育

相较国外引进品种而言，抗病、抗逆、耐粗饲是地方猪品种的普遍优势，当前养猪产业面临着诸多传染性疾病的严重困扰，以及越来越突出的“与人争粮”的问题，选育抗病抗逆耐粗饲的新品种具有重要的战略意义和现实意义。

抗蓝耳病优质鄂通两头乌新品种培育。通过PRRSV人工感染试验，研究了通城猪与大白猪的细胞因子、血常规指标，发现了抗蓝耳病通城猪群体，以此为育种素材，通过与大白猪杂交、横交固定，培育新品种—鄂通两头乌。在育种过程中采用分子育种和经典育种方法相结合对体型、生长、抗病、繁殖、肉质等性状进行了全面改良，目前已经建立11个公猪血统家系的核心基础群并选育至4世代，获得遗传性稳定，具有两头乌毛色特征，生长速度和瘦肉率得到提高，优良肉质和抗病性得到保留的新品种群体。由国家家畜工程中心对鄂通两头乌的生长、胴体和肉质性状进行了全面的测定。对73头后备母猪和34头阉公猪进行生长性能测定，测定了生长速度、活体背膘厚度、眼肌面积和饲料效率，阉公猪测定结束后对其中的18头进行屠宰测定，测定胴体性状和肉质性状。

豫农黑猪肉质品质测定现场

秦岭黑猪新品种培育。关中黑猪肉质好、抗逆性和适应性强，是陕西省省级保护特色猪种，入选国家农产品地理标志登记保护名录，是实施乡村振兴、种业强国的重要物质基础和战略性资源。但是该品种存在产仔数少，生长速度慢等不足。丹系大白猪具有产仔数多、生长速度快等优异性能。以丹系大白猪为父本、关中黑猪为母本，采用杂交选育等传统手段与全基因组选择等现代育种技术相结合方法，开展优质高繁秦岭黑猪新品种培育与良繁工作。目前已拥有核心群母猪120余头，公猪35头。100Kg日龄196 天左右，初产仔数平均13.5头，肌内脂肪3.0%。新品种生长速度和产仔数显著提升，同时保持了关中黑猪肉质好的优良特性。群体继代选育已进行至第三代，力争在2-3年间，核心母猪群达到300头以上，基础群达到1000头以上。同时，项目围绕地方猪抗逆性状特异基因的挖掘与解析，筛选和鉴定了地方猪与海拔相关的抗逆性状关键基因。

淮南猪品牌“嘿猪”线上销售

抗逆耐粗饲新吉林黑猪培育。以美系巴克夏猪为父本，民猪为母本，采用杂交选育与分子育种技术相结合的方法，开展优质高繁抗逆新吉林黑猪培育与良繁工作，已选育至第四代。利用酒糟作为粗纤维源开展了耐粗饲研究，发现添加5%酒糟可提高新吉林黑猪日增重，降低背膘厚度、脂肪率和肥瘦比，提高背最长肌中亚油酸含量，但添加15%的酒糟则会显著降低干物质、粗蛋白中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率，酒糟添加对肉质以及背最长肌中氨基酸、大部分脂肪酸含量和生理指标无显著影响；利用16S rRNA测序技术对5%酒糟饲喂的新吉林黑猪十二指肠、盲肠和结肠中菌群构成进行了分析，发现添加5% 的干白酒糟有利于提高育肥猪小肠内菌群多样性，改善盲肠及结肠中微生物区系，保障生猪机体健康。

优良肉质地方猪新品种培育

地方猪品种肉质优良主要体现在肌内脂肪含量高、嫩度好，风味物质多。以南阳黑猪、二花脸猪、莱芜猪及杜洛克猪为育种素材，豫农黑猪经过六世代的培育，肌内脂肪含量达到5.26%，嫩度在65.90左右，肉质脂肪含量高，具有多汁性，嫩度好，口感佳。大理石纹评分在4.50左右，肉色评分1均超过3.40±0.23分，肉色呈现正常鲜红色；宰后pH1值均6.09，宰后pH24值均大于5.83，均在正常范围内，具有较好的保水性，不存在PSE肉及DFD肉。目前，豫农黑猪已开展中试，并与国家级核心育种场河南谊发牧业有限公司合作开展扩繁工作。

皖岳黑猪经过五世代的培育，肌内脂肪含量为3.52%，嫩度在35.29左右，肉质脂肪含量高，嫩度好。目前，皖岳黑猪已建立6个产品产业化基地共计675亩示范场进行示范推广。另外，淮南猪、清平猪也通过引入大白猪血统开展优质、高繁新品种选育，目前已进入F2横交固定阶段。为提升价值链，以淮南猪为主体打造“嘿猪”等地方猪品牌，线上线下销售相结合，提高地方猪知名度和社会影响力。

生长速度慢、瘦肉率低是地方猪普遍存在的缺点，也是地方猪品种在产业化上与引进瘦肉型品种差距较大的重要原因。针对地方猪生长速度慢的关键问题，以山东地方猪种和引进国外猪种为育种素材，选育快长节粮型江泉黑猪配套系。

良繁新技术研发

优良品种的繁育及产业化发展离不开良繁技术体系的支撑。项目围绕种、繁、养等方面开展了地方猪体细胞克隆、精液长效常温保存、配套饲养技术等方面的技术研发。

目前地方猪的保种主要采用活体保护方式，一旦保种场发生疫情，遗传资源就会面临丢失风险。克隆技术可以大量复制特别优良的种猪个体，从而加快猪的遗传改良进展，对在重大疫情形势下保护地方猪种质资源和现实生产都具有重大意义。为方便、快捷进行优良品种的繁育，促进优良基因的交流、推广，项目组研发了精液长效常温保存技术体系，开发了常温保存稀释液基础配方。

为更好地发挥地方猪优良肉质的特性，项目研究了杜仲、金银花和迷迭香提取物等对育肥猪生产性能和肉品质的影响。研究结果作为《植物学饲料资源开发与高效利用》的重要内容已获河南省科技成果鉴定，目前正在申报河南省科技进步一等奖。