聽課筆記丨聚焦CSSC-遺傳與育種分論壇

發布日期：2022-06-10 11:28:03 來源：互聯網

5月9—13日，由中國畜牧獸醫學會主辦的第四屆中國豬業科技大會（線上會議）的遺傳與育種分論壇上，來自國內外生豬產業遺傳與育種領域的11位權威專家，分別圍繞生豬全產業鏈數字化育種體系的建設、地方豬種資源的保護及利用、液相芯片開發基因組選擇效果分析、人工授精技術的發展、生殖激素在種豬批次化生產中的應用等最新科研成果與應用技術熱點進行深入探討，并對日本、丹麥、英國等先進的生豬育種技術與理念進行分享與思考，本次論壇內容涉及生豬遺傳與育種體系的諸多方面，干活滿滿。為便于大家了解，波米畜牧對報告部分精彩內容進行整理，供同行參考。

《關于日本的豬閉鎖群育種（群體繼代選育法）及相關研究》

佐藤正寬日本國立東北大學教授

日本的豬育種改良工作：日本的有規劃的育種工開始于1970年開始進行有規劃的育種，

主要針對大白、長白、漢普夏豬的三元雜交育種，但是出欄肉豬的品質差異較大，主要原因為三元雜種的種豬的統一性低，因此從1970年開始了種豬的閉鎖群育種，即群體繼代選育法育種。隨后，在1980年代，杜洛克豬成為主要的父系豬，三元雜種以杜長大為主。

本的群體繼代選育計劃：群體繼代選育的標準計劃按照以雜交、預備選育和實際選育的計劃進行。集中能力較高的種豬設定基礎群體，參考生產性能和其他表型，進行預備選拔。隨后，按照記錄推算遺傳能力與育種價值，進行實際選拔。在選拔后避免雜交，以上過程一年一次相同時期反復選拔和雜交，重復幾次。

在選育初期（1990年前期）主要針對豬的平均日增重、背膘厚、眼肌面積等性狀，在選育后期針對繁殖性狀、飼料利用率和抗病性等，目前繼代選育法被應用于100個群體。

群體繼代的主要條件為：種公豬5頭以上，種母豬30頭以上，且群體認定時所有個體之間存在親緣關系，且各世代的標準選拔差異累計需要1以上，盡量抑制近親繁殖和血緣關系維持群體繼代，目前的認定豬種包括Tookyo X（東京X）、花紋紅、鹿兒島黑豬和higosakae302。

群體繼代選育法的相關研究：

①一般使用綜合育種值選育法，即Hazel型選拔指數法，以綜合育種值作為選擇指標，對選擇性狀的經濟加權值和育種值的積和表示。可以使利益最大化，但是部分性狀改良效果可能無法達到期望。

②有限制選拔法，即Yamada型選拔法，將改良目標值和群里平均偏差作為目標改良值，被廣泛應用于群體繼代選育。

③BLUP法：對于育種值的估計精度更高，在1990年BLUP法被運用與群體繼代選育估計遺傳力，能夠估計每一個性狀的育種值，進一步可將n性狀的有限制BLUP方程可收縮為1個性狀的BLUP方程，改良型的有限制BLUP法比傳統型的有限制BLUP法可以獲得更理想的選擇反應，但存在如果性狀缺少測定值，有關個體其他性狀的測定值將無法使用。

《生豬全產業鏈數字化育種體系建設探討》

陳瑤生中山大學教授

四個關鍵詞：

（1）豬：產業巨變，如何應對

（2）全產業鏈：打破傳統邊界

（3）數字化：數字化轉型是開發數字化技術及支持能力以新建一個富有活力的數字化

（4）商業模式：繁育體系“金字塔”，欠缺在哪里？

全國生豬遺傳改良計劃（2021-2035年）中就指出，其重點任務二：構建全產業鏈育種數據體系。而其主攻方向：建立高效智能化種豬性能測定體系，大幅度提升育種數據采集能力；主要內容為：

（1）完善種豬登記制度和種豬登記技術規范，開展覆蓋核心群、擴繁群、生產群及屠宰加工等環節的全產業鏈關鍵數據采集；

（2）支持育種企業采用人工智能等新型測定裝備，建立精準高效表型組測定技術體系；

（3）建立健全種豬性能測定標準體系，在完善生長、繁殖性狀的基礎上，建立胴體、肉質、健康、行為、使用壽命、體型等目標性狀測定標準；其預期目標為：獲取全產業鏈育種大數據，支撐高效精準育種。

全產業鏈育種數據體系是基于個體從核心群到商品肉豬的全群、高效、全程、可追溯的智能數據系統。其理論基礎：融合雜種個體的表型組、基因組評估模型和方法；技術基礎：豬只個體識別、數字化、人工智能、大數據。總言之，它是生物技術、信息技術、智能化技術的綜合集成。

種業振興的目標是：不再國外引種。對育種數據的處理可從核心育種群和公豬站著手，在克服種業技術壁壘的同時，也要實現育種價值的普惠性。在后非瘟時代，未來豬繁育體系群體遺傳改進將基本依賴于父本高強度選擇，快速大范圍傳遞；育種的重任主要加載到獨立核心育種場和公豬站，生物安全成為關鍵制約因素，養豬變造肉是育種首要目標。

核心育種場，通過共享數據中心獲取下游全繁育體系的多維度信息，準確評定種公豬性能，高強度選育優質認證種公豬，留種率降到1%~3%；采用多種靈活模式，合理布局區域性優質種公豬站，形成“點-面-網”全覆蓋、高效穩定的優質精液快速傳遞網絡；實現優質種公豬的高強度、高共享、高價值、高回報，打造長期持續穩定的育種體系，實現種業的社會價值。

《豬基因組雜交育種》

潘玉春浙江大學教授

背景：群體繼代選育法：加拿大最早提出并應用；20世紀60年代盛行于日本并被稱為“系統造成”，20世紀70年代傳入中國后，被稱為〝群體繼代選育法〞，成為50多年來培育新品種的主要方法。目前，此方法已經培育成了60余個新品種和14個配套系。

目前的育種目標包括：抗病抗逆（死得少）、有效使用年限長（用得久）、產活仔數多、非生產天數少（產仔多）、斷奶窩重高（育得好）、飼料轉化率高（吃得省）、日增重高（長得快）、瘦肉率高（出肉多）、肉質好。

基因組雜交育種方法

（1）確定育種素材階段：可通過群體篩選（生產性能數據）和個體選擇（表型、GEBV）;

（2）分子設計階段：包括互補合成和創新合成，其中互補合成以各性狀優秀的群體在各性狀上的基因組組成為目標，而創新合成以各性狀有利等位基因作為理想群體等位基因組組成為目標;

（3）雜交階段：匯聚目標基因，判斷的標準為至少個體產生的配子中攜帶各種目標有利等位基因，包括導入、級進、一元、二元、三元等。

（4）自繁階段：使用表型選擇和基因組選擇等方法是每個個體具有盡量多的目標等位基因，且每個位點的有利等位基因盡量達到純合狀態。

基因組雜交的模擬驗證

主要目的為以真實育種值為參照，比較KI法和BLUP法、基因組選擇法在導入雜交和橫交固定過程中的選育效果，主要基于MoBPS軟件進行，首先構建歷史群體，設定模擬參數。在導入雜交階段，分別使用KI、BLUP、GBLUP等方法導入雜交，對后代真實育種值進行比較；在K1導入雜交的橫交階段：對導入雜交F2代使用KI法、BLUP、GBLUP法以及真實育種值模擬橫交固定，最后比較各世代篩選個體真實育種值，K1法選育出的個體在真實育種值表現較好，G2世代GBLUP方法的效果較好。

基因組雜交育種選育實例

屯昌豬和巴克夏豬培育出龍健黑豬，采取了274頭豬進行測序，獲取了近3千萬個SNP位點。參考其他群體（如大白豬、二臉花豬、梅山豬、屯昌豬和長白豬，利用肉質性狀、繁殖性狀、生長性狀的有利等位基因篩選龍健黑豬各個性狀的有利等位基因位點，最終獲取得到58萬個有利的等位基因位點，構建綜合選擇指數（KI指數），指導選育。

《豬液相芯片開發基因組選擇效果分析》

丁向東中國農業大學副教授

國以農為本，農以種為先，種是農業芯片，育種是種業芯片，基因組選擇已成為動植物育種的革命性技術。基因組選擇是國家種業計劃中的重要技術；是國家生豬遺傳改良計劃重要工作；也是國家豬基因組選擇的重要計劃，且該計劃于2017年啟動，7個高校、科研單位以及30多家育種企業參與其中。

基因組選擇的核心是利用動物個體基因組中的高密度遺傳標記進行個體育種值估計。

基因組選擇的關鍵點：

（1）參考群體構建；

（2）SNP高通量分型技術；

（3）基因組育種值估計方法；

（4）基因組遺傳評估平臺；

（5）基因組選種。

SNP標記高通量分型技術是實現基因組選擇的前提條件。

全國首款豬高密度50K SNP液相芯片相比于固相芯片，具有很多優點：

（1）對樣本量無要求；

（2）位點定制比較靈活；

（3）可實現基因定位、性狀評估、品種鑒定、親子鑒定等功能服務；

（4）價格相對低廉。

液相50K芯片可用于全基因組關聯分析、種質資源評估和基因組選擇，其基因型填充準確性高，并與其他多款芯片具有很好的相容性。

三款豬50K SNP芯片基因型填充可以解決不同芯片的共用問題，無論液相50K芯片做參考群體還是填充群體，其填充準確性均最高，合并填充時能增加標記，但準確性低于直接填充。

液相芯片基于單倍型的基因組選擇準確性得到提升，靶向block基因組選擇準確性最高，相較液相50K芯片，提升較大。

豬基因組選擇需要注意的幾個關鍵點：

（1）參考群體1000頭以上

（2）檢測速度要快

（3）檢測價格低

雖然我國豬基因組選擇實施有困難，但也提出了新思路和新策略。

新策略優勢：

（1）減少了性能測定數量

（2）加快了遺傳進展

（3）增加種豬銷售收入

（4）提高系譜準確性

（5）樹立了企業品牌。

“先低后高，先多后少”的新策略可以加快我國豬基因組選擇的育種應用。

《豬人工授精技術的發展及應用》

王燕春寧波三生生物科技股份有限公司資深技術專家

人工授精技術是以人工的方法采集雄性動物的原漿液、經檢驗、稀釋、分裝等過程、處理成精液產品，隨后在雌性動物發情期將其注射到雌性動物生殖道的特定部位，以代替雌、雄性自然交配繁殖后代的技術。人工授精技術經歷了五個階段，中國的人工授精技術開始于1954年。

人工授精技術種類及優缺點：

（1）原始的自然交配，該方法獲得的公豬精液品質良好，但是時間較長、效率低且無法保證精液品質。

（2）常規輸精：效率提高，且操作簡單成本較低，但是母豬的倒流較多，依賴人員經驗、會導致常規輸精管的脫落。

（3）深部輸精：精液使用量減少，時間短、成本低，但是存在環境與技術依賴性，對母豬子宮損害較大，僅適用于經產母豬。

（4）自動輸精技術：開始于本世紀20年代后。

自動仿生輸精的優勢：安全衛生、配種效率高、操作簡單、倒流少、便于精液吸收，且具有更高的生物安全效率。

人工授精技術的影響因素：

（1）精液因素：即精液的質量和運輸，需要保證精液儲存的條件不低于17℃，溫度過高或過低都會影響精液品質。

（2）母豬因素：包括母豬的發情和母豬健康，母豬過肥或者過瘦都會影響授精效果。

（3）環境因素：配種的氣溫和溫度。

快配舒自動輸精管概況及適用場景：

快配舒自動輸精管運用了仿生技術和易溶技術，體管嵌合、管袋一體，且為自動輸精，避免了對人員的依賴。其效率是懸掛式輸精的2.2倍，且不會影響受胎效果。

主要適用于批次配種、大欄配種、新場（復產）后備配種、配種成績波動大、以及人員波動大、配種新手多的情況。

《丹麥高效養豬業形成背景及對中國養豬業的啟示》

李平華南京農業大學副教授

我國生豬產業現狀及困境：非洲豬瘟防控壓力大、成本高、且環保壓力大，其核心是豬場選址建設不夠合理或單體規模太大；持續的低迷行情和高成本，其核心元素是種母豬PSY低，料肉比高；飼料豆粕、玉米原料依賴進口，價格高漲，其核心元素是種豬循環不夠完善、自產原料未充分替代。

丹麥生豬產業具有以下特點：

（1）丹麥豬肉胴體價格便宜且較穩定；

（2）毛豬、仔豬價格極低，蛋白原料價格高迫使生產效率提升；

（3）公豬生產效率高；

（4）母豬和小豬生產效率高。

丹麥生豬高效生產得益于遺傳育種的貢獻，其貢獻率達到50%。

丹麥育種的優勢主要表現在：

（1）丹麥育種組織（丹育）結構簡單，全國聯合育種；

（2）丹麥育種體系是簡單完整的三元雜交體系、杜長大模式；

（3）場內全群測定和公豬優中選優的模式，選擇強度大，能充分利用最佳公豬實現全群性能提升。

其高效生產原因：營養是基礎，防疫是保證，品種是關鍵。

（1）建立并不斷完善丹麥豬獨特的營養標準；

（2）注重種養結合；

（3）分娩和哺乳母豬使用大麥秸稈纖維。

丹麥豬業高效生產對中國具有以下啟示：

（1）產業鏈上下游協作互利、抗風險機制；

（2）專業老板、高效員工與數字化管理；

（3）注重外部和內部生物安全；

（4）注重優質種豬的培育與推廣及配套的營養措施；

（5）注重種養結合與纖維日糧使用；

（6）注重產學研合作（科學高效的育種與營養）。

《四川地方豬品種保護和開發利用及重要經濟性狀遺傳機制挖掘》

朱礪四川農業大學教授

中國地方豬種是應對未來市場需求和遺傳改良的遺傳基礎，而目前大量的地方豬種面臨滅絕，其中的原因復雜（飼養周期長、飼料轉化率低、市場需求轉變等），但保護和利用開發的不足是大量豬品種滅絕的最直接原因，需要保護和開發利用并行以開發促保種。

地方豬保種群體的構建包括：

①遺傳資源原產區狀況及調查；

②收購純種豬；

③組建保種基地群體；

④保種群風土馴化與擴群；

⑤保種群體繼代選育。



目前已構建了地方豬種基礎數據庫，包括：

①已建立了涼山豬生長發育數據庫，確定涼山豬的生長拐點、拐點體重以及最大日增重等；

②建立了地方豬肉質性狀數據庫；

③以主成分分析法構建肉質評分模型。

建立了地方豬種異位保護體系，包括：將冷凍精液技術運用于地方豬種保存；采集四川地方豬種自然胚胎進行凍存；基于體細胞克隆進行異位保護。

肉質性狀相關研究成果：

針對青峪豬的肌肉組織進行研究，發現lnc-01430通過影響miR-133a SRF，調控MAML1基因的表達，促進成肌細胞分化；基于青峪豬氧化型和酵解型肌肉轉錄組分析，篩選出調控肌纖維類型轉化的關鍵通路；此外，還發現miRNA可通過靶向相關基因調控肌纖維類型的轉化和比例。

脂肪性狀相關研究成果：

鑒定到一些調控脂肪沉積過程的關鍵調控因子，如瘦肉型豬miR-4335和miR-378啟動子區域的高甲基化促進miRNA靶基的表達；miR-145啟動子的甲基化參與了細胞的成脂分化過程；此外，還發現tRNAs作為一種新型非編碼RNA參與脂肪細胞的增殖、分化以及脂肪酸的代謝調控。

《丹育培育高產種豬》

郭翔羽SEGES丹麥豬研究中心資深研究員

丹育種豬育種體系：丹麥種豬育種實行一個開放的育種方案，致力于培育高生產性能和頂級品質的種豬。

（1）種豬品種為長白、大白和杜洛克，丹育雜交育種計劃分為兩個階段。在第一階段，丹育長白豬和丹育大白白豬雜交，培育丹育二元母豬。

（2）丹麥種豬建立完善的“金字塔式“繁育體系。母豬場不飼養公豬，全部采用人工授精，所有公豬在公豬站飼養。

丹育種豬育種體系可以追溯到19世紀末，其育種目標包括：飼料轉化率、生長速率、瘦肉率、出生第5天活仔數、仔豬存活率、屠宰損失、母豬長壽性、體型等，這些性狀在不同品系中所占比重不同，每個品種選擇特征也不同。

即使丹麥的農業生產成本很高，但相比于其他歐洲國家，其養豬成本已經降到相對較低，充分說明丹育的豬業生產效率很高。

（1）丹育是全球首家應用基因組選育的專業育種組織，其運用最先進的技術，對核心群種豬采用基因組選擇。經過100%的基因組選擇，種豬擁有基因組指數信息，能預測更高的遺傳進展。

（2）丹育對于所有的種豬進行DNA檢測，并通過測試結果進行基因篩選。從粗略的統計數據來看，這比不進行基因測序多獲取至少30%的增益。



《地方豬種資源保護利用的思考與實踐》

顧以韌四川省畜牧科學研究院研究員

地方豬種資源豐富，且肉質優良，是新品種（配套系）培育不可或缺的育種素材，目前地方豬種的保護包括原位保種和異位保種。而基礎群在組建過程中存在：血緣混亂、品種不純、整齊度不高。

地方豬種的包括需要從以下幾個方面進行：

①建立和完善資源保護場：沒有資源保護場的品種，地方政府應該給予支持，建立相關的資源保重場；

②系譜重構：對于建立保種群，采用全基因組基因芯片技術進行種豬個體間血緣鑒定，構建分子系譜；

③遺傳純度鑒定：現有部分保種群整齊度查，遺傳純度不高，可通過分子手段和傳統手段進行遺傳純度鑒定，例如全基因組基因芯片技術、深度的基因組重測序等；

④品種類型的科學分類：對于豬種的保護至關重要，目前個別品種分類籠統，不同豬種的體型外貌、地域分布存在差異，在進行品種分類時需要考慮其遺傳距離和群體分化指數；

⑤高效雜交配套組合：純種或簡單二元雜交生產商品豬不適宜目前的市場消費需求，三元雜交需要再本品種選育的基礎上進行。

新品種培育的過程：確定育種目標—確定育種素材—設計育種方案—創造育種新材料—世代選育—育成新品種，

地方豬種保護實例：以川藏黑豬配套系為例，選擇產仔數高的梅山豬以及肌內脂肪搞抗病力高的藏豬，采取合成雜交成熟新品系，進而合成配套系，產生了繁殖力高、肉質良好抗逆性高的F01系，最終篩選到最佳的配套組合SH451，解決了肉質、繁殖力和瘦肉率三個性狀的平衡。

新品種培育過程的注意事項：需要明確育種方向、特色鮮明，堅持市場導向，具有前瞻性；需要加強本品種選育，培育配套系；能通過配套利用方式而達到育種目標的不宜盲目合成雜交。

《生殖激素在種豬批次化生產的應用》

張守全華南農業大學動物科學學院教授

生殖激素的作用主要體現在誘導發情、促進發情、促進排卵、抑制發情、溶解黃體。使用生殖激素的兩大原則：寧少勿多，順勢而為。

批次化生產是指母豬按照一定的時間節律配種、分娩組織豬場生產的技術，通常根據批次配種時間間隔進行區分。

GnRH誘導排卵可能是定時輸精成績不穩定的主要因素，可選擇：

1）自發排卵：發情后不注射激素，不誘導排卵，排卵自發完成；

2）誘發排卵：以hCG取代GnRH誘導排卵。

批次化生產的思考：

針對母豬的更新率，建議：1）批次生產節律長（4周批、36天批），配種后28天B超孕檢后，空懷母豬要求立刻淘汰。2）母豬配種分娩率越低，要求母豬更新率越高。3）后備母豬來源可采用輪回雜交閉群選留，保證批次化生產要求的高更新率。

針對后備母豬，生殖激素調控批次配種進群；

針對一胎母豬生殖激素輔助配種；

針對二胎母豬及以上依靠同期斷奶、同期發情。

4周批生產模式是最高效但是要求配種分娩率、分娩同期率高、產房高效周轉。

18天批、36天批是目前多數豬場開展批次化生產可行的選擇。

5.生殖激素的使用只能是錦上添花，而不是雪中送炭。生產中，要根據生產條件、水平等因素來選定適合的批次化生產節律。

《英國Rattlrow公司種豬育種情況及豬凍精生產在英國的應用》

Stuart Jones，英國Rattlrow公司

英國的生豬行業現狀：英國的生豬建立在長期系譜選育基礎之上；因為特殊地理位置，英國不歐盟可能出現的健康狀況的影響，這使得英國能夠為世界各地提供健康的種豬；目前英國有38萬頭基礎母豬，主要養殖與戶外農場，生產高品質的豬肉，目前主要以集成供應鏈進行生產。

大白豬/長白豬的綜合選擇指數構成包括：產活仔數（60.17%）+日增重（12.03%）+背膘厚（21.06%）+飼料轉化率（6.73%）。

GP母系公豬特點：繁殖性能高；性能溫和、適應性強；母性強；飼料轉化率高；母豬使用壽命長；生產性能高且體型勻稱、健壯、抗病性高。