35斗將于11月23日在北京舉行“未來農(nóng)業(yè)·智慧畜牧沙龍”,基于此,,我們近期將陸續(xù)推出畜牧系列文章,。 本篇《豬的遺傳學在西方的世紀發(fā)展》,由荷蘭Genetics Added Value B.V.公司的Jan Merks博士投稿,35斗編譯完成,。Jan Merks博士畢業(yè)于世界百強名校瓦赫寧根大學,,是農(nóng)業(yè)領域的多面專家,尤其專研于豬的養(yǎng)殖和生產(chǎn),,負責促進其育種和生產(chǎn)創(chuàng)新的發(fā)展與實施,。 圖為Jan Merks博士 背景介紹 在上個世紀,由于育種計劃和遺傳知識的進步,,豬的遺傳變化逐漸增加,。這些變化是巨大的,在很大程度上影響和改變了世界范圍內(nèi)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展,。本文的目的是描述過去一百年來西方基因豬改良技術(shù)的發(fā)展(重點放在歐洲),,以及這對養(yǎng)豬業(yè)的影響。 1950年 自從一萬多年前人類開始馴養(yǎng)農(nóng)場動物以來,,我們一直在努力從那些最契合我們目標的動物身上獲取后代,。亞洲和西方的養(yǎng)豬品種的差異導致對養(yǎng)豬業(yè)的要求也有所不同。豬的品種特點,,如顏色和體型都是重要的考量指標,。豬被認為是一種可以生產(chǎn)高價值食物的廢物轉(zhuǎn)化器,它的的肥肉和糞肥都能給農(nóng)民和鄉(xiāng)村帶來益處,。 1900年初,,大多數(shù)歐洲國家都設立了養(yǎng)豬良種登記冊(herdbooks)。從字面上講,,這是一本用手寫的方式記錄豬的系譜和相關信息的書,。這項工作是由各國政府發(fā)起并在區(qū)域范圍內(nèi)執(zhí)行的。所有的西方登記冊都集中在純種選育和育種上,,通過結(jié)合性狀(日增重,、飼料轉(zhuǎn)化率和背膘厚)和指標選擇來提高豬肉產(chǎn)量。這一運動也推動了蘭德賽和約克郡的民族犬種的建立,,如丹麥蘭德賽和大白犬,,德國蘭德賽和大白犬,荷蘭蘭德賽和約克郡犬,,法國蘭德賽和約克郡犬,,英國蘭德賽和約克郡犬等。所有養(yǎng)豬的農(nóng)民或多或少都在使用良種登記冊,,以便能夠用村里“最好”的公豬來繁衍小豬,。 在20世紀初,中央測試開始,,首先是1907年的丹麥豬育種 (1997,,Gr?n Pedersen),,隨后在其他國家也建立了類似的機制。中央測試的目的是比較不同飼養(yǎng)者的豬在標準化農(nóng)場條件下的日增重,、飼料轉(zhuǎn)化率和背膘厚度的遺傳價值,。為了測試這些豬,他們每周聚集在一個中央試驗站,,單獨飼養(yǎng)和喂養(yǎng)25到110公斤的豬,。表現(xiàn)最好的公豬用于自然交配繁殖。 從1950年到1980年 這一時期的特點是雜交育種的開始和生豬育種公司(私營公司專注于豬品種/系的遺傳改良)的成立,。Dickerson (1952-1973)在家禽和植物雜交方面的研究工作也引起了養(yǎng)豬者的興趣,。Smith(1964)和Moav(1966)在種豬和母豬上的研究,以及對“雜種優(yōu)勢或雜交效應”的最佳利用,,清楚地開啟了目前所有利用雜交育種的豬育種計劃,。最初用兩個品種雜交(如Yorkshire與Landrace),但不久之后就可以用三個和四個品種雜交(與Duroc,,、Hamshire等),。豬的品種,比如在荷蘭的大約克郡,,被分為父系和母系(Knap, 1990),。 私人養(yǎng)豬公司之所以成立,是因為良種登記冊一直關注純種豬,,而對雜交并不感興趣。養(yǎng)豬公司主要是由那些希望提高豬的遺傳質(zhì)量的屠宰場或飼料公司建立,。 直到20世紀90年代,,選育仍然集中在生產(chǎn)性狀上。下圖顯示了荷蘭Landrace和Yorkshire從1930年到1990年的中央測試結(jié)果的表型趨勢,。我們可以看出:背膘厚度減少了近50%的,,日增重增加了50%以上,可以說在很大程度上提高了飼料效率,。 圖為荷蘭Landrace和Yorkshire豬種的中央測試結(jié)果 家系選擇 到80年代末,,家系的選擇已經(jīng)被引入到母系中來選擇產(chǎn)仔數(shù)(Haley et al., 1986),,而在此之前,,選擇繁殖并沒有帶來利潤。家系選擇是指在選擇指標中不僅要考慮豬的自身指標,,還要考慮豬的產(chǎn)仔,、配偶、后代等親屬的信息,。計算機擁有的復雜計算能力增加了存儲和包含家庭信息的可能性,,并推動了對諸如產(chǎn)仔數(shù)(遺傳可能性低)等性狀的選擇,。 與雜交育種為鄰的純育種和繁殖專業(yè)養(yǎng)殖場,以及生豬生產(chǎn)和育肥的商業(yè)化養(yǎng)殖場誕生了,。商業(yè)農(nóng)場并不親自飼養(yǎng)公豬和母豬,,而是從育種農(nóng)場購買。此外,,20世紀80年代人工授精技術(shù)的引入進一步增強了專業(yè)性,。 BLUP(最佳線性無偏預測)篩選法 從1990年開始,更強大的計算機能力和遺傳學知識使生產(chǎn)和繁殖性狀的父系和母系遺傳進展增加,。首先,,BLUP方法(一種估計育種值的統(tǒng)計方法)的應用是重要的一步。家系選擇在10年內(nèi)可以實現(xiàn)0.5只仔豬的改良,;但BLUP的應用在不到5年的時間里就能實現(xiàn)同樣的進步,。 20世紀最后十年的特征是育種目標的擴大和分子遺傳學的引入。育種目標不僅基于經(jīng)濟上有利可圖的性狀,,如日增重,、飼料效率和產(chǎn)仔數(shù),還越來越多地基于肉質(zhì),、仔豬活力,、克服基因型與環(huán)境相互作用的策略以及近親繁殖。這些新的育種目標不僅是改進數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計方法的結(jié)果,,而且還是在給定的時間范圍內(nèi),,在商業(yè)層面上目標層方法的結(jié)果。 使用DNA信息 科學家開發(fā)了一種DNA測試來識別攜帶導致蒼白,、柔軟和滲出性肉類缺陷基因的豬,,這種基因也導致了豬的應激綜合征。這一研究使得在大多數(shù)豬種群中控制或消除這種突變成為可能,。 此外,,其他研究已經(jīng)確定了候選基因和數(shù)量性狀位點,并提供了一長串與(再)生產(chǎn)性狀相關的DNA標記,??偟膩碚f,這些標記解釋了一小部分重要經(jīng)濟性狀的遺傳變異,,它們的影響力取決于品種或種群,。由于諸多原因,大多數(shù)這些標記還沒有被養(yǎng)豬業(yè)充分利用,,主要是由于:通過為每個可能有用的多態(tài)性開發(fā)特定的標記輔助選擇程序來整合這些信息十分困難,。 通過引入基因選擇的概念,上述問題已經(jīng)被克服,,該概念可以說是是標記或基因輔助選擇的進階版,?;蚪M選擇最早由Meuwissen等人提出,用于基于覆蓋整個基因組的數(shù)千個單核苷酸多態(tài)性的基因型預測動物的遺傳價值,。當基因組選擇這個概念剛被提出時,,發(fā)展這一理念所需的技術(shù)和信息還沒能達到要求。 后來,,有三大主要研究進展使在生豬育種中實施基因選擇成為可能,。1. 2010年完成了對豬基因組的測序和數(shù)千甚至數(shù)百萬多態(tài)性(主要是SNPs)的鑒定。2. 高通量基因分型技術(shù)的發(fā)展,,可以像Illumina PorcineSNP60珠晶片一樣,,以經(jīng)濟有效的方式對數(shù)千個snp進行基因分型。3.統(tǒng)計方法的發(fā)展,,以估計在有限數(shù)量的動物的數(shù)據(jù)集中數(shù)千個標記的等位效應,。近5年來,西方大型專業(yè)生豬育種公司或多或少都在進行基因組選擇,。 總結(jié) 20世紀初,,通過建立良種登記冊,豬的基因改良拉開序幕,。在最初的60年里,,這些牧人書的目標僅僅集中在精瘦和飼料效率上。然而,,腿部質(zhì)量,、品種和品種特征才是最重要的。在這幾十年里,,基因變化對繁殖性狀的影響微乎其微,。 繁殖性狀的改良,始于20世紀90年代引進的家系選擇和BLUP方法,。如今,專業(yè)的育種公司利用表型測量和基因選擇的DNA信息,,每年為客戶提供更好,、更有利可圖(成本更低、產(chǎn)量更大)的豬,。歷史表明,,過去幾十年里,豬的遺傳學取得了巨大的進步,,未來幾年遺傳學也有很大的潛力,。 編譯:李薇羽 近 期 推 薦 聲明:本文來自35斗,,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。 |
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