樊品科

（廣西來(lái)賓市忻城縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西來(lái)賓 546200）

做為生豬養(yǎng)殖和消費(fèi)的大國(guó)，養(yǎng)豬業(yè)自古以來(lái)就在我國(guó)畜牧業(yè)中占據(jù)著重要的位置，迄今為止已育成了一些生產(chǎn)性能較優(yōu)的品種或品系，尤其是在引進(jìn)外種豬后更是大大的促進(jìn)了我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，其中包括生長(zhǎng)性能、繁殖性能、肉質(zhì)性能等等，但是關(guān)于抗病性能的研究卻很少。隨著集約化生產(chǎn)模式的普及和高瘦肉率豬的育種觀念，使得豬的總體體質(zhì)和抗病力急劇下降，尤其是一些傳染疾病更是反復(fù)在豬群中發(fā)生，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也嚴(yán)重制約了我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。盡管良好的飼養(yǎng)管理措施和環(huán)境衛(wèi)生、嚴(yán)格的疫苗接種和疾病用藥制度、個(gè)體疾病的治療能夠在一定程度上維持豬群的健康和防治疾病，但卻也是治標(biāo)不治本。此外，豬養(yǎng)殖過(guò)程中大量用藥不僅增加了養(yǎng)殖成本和藥物殘留量而且對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的威脅，而且病原微生物的變異越來(lái)越快，其致病性也越來(lái)越強(qiáng)，對(duì)疫苗和藥物的研制帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，尤其是抗生素的濫用不僅造成病原微生物的耐藥性而且威脅著豬肉的品質(zhì)安全。眾所周知，飼養(yǎng)抗病力強(qiáng)的豬可以明顯降低藥物和防疫成本，豬群的健康狀況對(duì)養(yǎng)豬成本的控制有相當(dāng)重要的作用，發(fā)達(dá)國(guó)家更是早已開(kāi)始重視豬的抗病力對(duì)養(yǎng)豬業(yè)的影響，例如，瑞典在1986年即禁止在畜牧業(yè)生產(chǎn)中使用抗生素，隨后便開(kāi)始了抗病育種的研究。因此，充分利用分子遺傳育種技術(shù)和生物技術(shù)等學(xué)科已取得的研究成果進(jìn)行抗病性育種必將成為控制疾病的有效方法和最終目標(biāo)，對(duì)我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展和壯大也將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 抗病性狀候選基因的研究進(jìn)展

1.1 干擾素基因

干擾素 （Interference,IFN） 是一種高活性多功能的糖蛋白因子，由單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞分泌產(chǎn)生，包含140～170個(gè)氨基酸，其分子量介于20～34k u之間，于1957年被英國(guó)科學(xué)家A l i e k等發(fā)現(xiàn)并命名。根據(jù)干擾素的基因序列和受體的特異性可將其分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型主要包含IFN-α、β、ε、κ、ω、δ等；Ⅱ型又稱為免疫干擾素，即IFN-γ；Ⅲ型是一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子，即IFN-λ，但是目前發(fā)現(xiàn)的豬體內(nèi)干擾素僅IFN-α、β、ω、δ和IFN-γ。由于干擾素能夠干擾其他病毒的復(fù)制和誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗病毒蛋白而被廣泛研究：干擾素基因與干擾素基因抑制物相結(jié)合而在機(jī)體未受到病毒細(xì)菌入侵時(shí)處于休眠狀態(tài)，只有當(dāng)機(jī)體受到病毒入侵時(shí)干擾素基因抑制物與干擾素基因分離使得干擾素基因得以表達(dá)。但是干擾素發(fā)揮其光譜性抗病毒作用并不是直接殺傷或抑制病毒，而主要是通過(guò)細(xì)胞表面受體作用使細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒蛋白，與此同時(shí)還對(duì)自然殺傷細(xì)胞（N K細(xì)胞）、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的活力起到增強(qiáng)作用。

目前，對(duì)IFN-γ的研究較為廣泛和深入，研究表明：豬IFN-γ基因序列全長(zhǎng)501個(gè)堿基單位能夠編碼166個(gè)氨基酸，其中前23個(gè)為信號(hào)肽，處于天然活性狀態(tài)的IFN-γ是一個(gè)同源二聚體。IFN-γ主要由N K細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生，而被糖皮質(zhì)激素和環(huán)細(xì)胞毒素A等抑制。IFN-γ的功能主要有：抗病毒作用（但與Ⅰ型干擾素相比，其抗病毒作用較小），抗細(xì)胞增殖作用（通過(guò)阻止細(xì)胞周期），抗腫瘤作用，調(diào)節(jié)免疫作用和抗寄生蟲(chóng)作用。IFN-γ發(fā)揮其功能的機(jī)制主要是通過(guò)兩種途徑：一種是通過(guò)JAK-STA T途徑，即靶細(xì)胞表面的IFN-γ受體與IFN-γ結(jié)合后發(fā)生二聚體化，其J A K-1和J A K-2（Janus Kinase,兩面神激酶） 發(fā)生磷酸化后使得IFN-γ受體也磷酸化，從而將細(xì)胞漿內(nèi)的STAT1磷酸化后送進(jìn)細(xì)胞核后與γ免疫調(diào)節(jié)序列相結(jié)合，使其得到表達(dá)；另一種即PTK途徑，IFN-γ與其受體結(jié)合后可激活非受體型酪氨酸蛋白激酶（PTK），例如P 59就可以結(jié)合J A K-2并將其活化。因此，將干擾素基因及其受體基因作為豬抗病育種的候選基因不僅可以增強(qiáng)豬總體的抗病能力還能對(duì)某些疾病產(chǎn)生特異性的抗病力。

1.2 F4（K88）和F18受體基因

細(xì)菌感染引起的腹瀉是包括豬在內(nèi)的年幼動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程致死率最高的因素，有報(bào)道表明：在不使用抗生素的情況下，盡管在規(guī)范的管理和高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境衛(wèi)生能夠阻止疾病的爆發(fā)，但是在瑞典的仔豬生產(chǎn)中斷奶前仔豬和斷奶后仔豬的死亡率分別為15%和2%。產(chǎn)腸毒素大腸桿菌（Escherichia coli ）是導(dǎo)致新生仔豬和斷奶仔豬腹瀉或水腫的主要原因，其中小腸粘膜上的菌毛受體是產(chǎn)腸毒素大腸桿菌菌毛能夠附著于小腸粘膜并產(chǎn)生腸毒素（這是由于大多數(shù)菌毛都與腸毒素或其基因聯(lián)系在一起形成一個(gè)“毒力島”）的必要條件，同時(shí)也是其他細(xì)菌導(dǎo)致疾病的必要因素。眾多研究已經(jīng)表明：產(chǎn)腸毒素大腸桿菌F4（K88） 菌毛附著于小腸粘膜并產(chǎn)生腸毒素是導(dǎo)致新生仔豬和斷奶仔豬腹瀉的主要原因，產(chǎn)腸毒素大腸桿菌F 18菌毛是導(dǎo)致斷奶仔豬腹瀉和水腫的主要原因，并且F4存在3種血清型變異（F4ab、F4ac和F4ad）。在豬腸道內(nèi)F4受體的分布是不同的，分布在空腸的F4受體數(shù)量最多，活性最強(qiáng)，在蛋白水解酶的作用下，受體活性隨腸道的深入而降低，并且豬小腸內(nèi)的F4受體數(shù)量會(huì)隨著年齡的變化而改變，2～5周齡未斷奶仔豬小腸內(nèi)受體最多，值得注意的是，盡管相比之下新生仔豬小腸內(nèi)受體較少，但其免疫功能尚不完全，因此腸毒素大腸桿菌感染新生仔豬造成的死亡率更高。F4受體基因和F 18受體基因分別位于13號(hào)和6號(hào)染色體上，其中F 18受體基因的A A型為抗病性基因型，并且F 18受體基因與血型抑制因子S、紅細(xì)胞酶系統(tǒng)及氟烷基因緊密連鎖，若仔豬缺乏F4受體基因和F 18受體基因或者這兩種受體基因被阻抑，則對(duì)產(chǎn)腸毒素大腸桿菌導(dǎo)致的腹瀉或水腫產(chǎn)生抗性。因此，充分利用分子遺傳技術(shù)對(duì)F4受體基因和F 18受體基因進(jìn)行更加深入的研究和篩選，選育出無(wú)F4和F 18受體的豬群，必將在給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)大大的推進(jìn)我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。

1.3 氟烷基因

氟烷（RYR1） 基因也被稱為蘭尼定受體基因，具有顯性純合子（HalNN）、雜合子（Hal Nn） 和隱性純合子（Hal nn） 3 種基因型，位于豬6 號(hào)染色體上，呈簡(jiǎn)單的遺傳方式，具有完全的和不完全的外顯率， 其等位基因（Haln） 能夠?qū)е仑i體質(zhì)和抗逆能力下 降，在生產(chǎn)過(guò)程中輕微的刺激（如交配、環(huán)境溫度驟變、驅(qū)趕、運(yùn)輸、疾病和營(yíng)養(yǎng)等） 就能產(chǎn)生應(yīng)激綜合征，猝死率極高，解剖后其肉呈灰白色（Pale）、肉質(zhì)松軟（Soft） 和失水嚴(yán)重（Exudative），即PSE 肉。蘭尼定受體基因發(fā)生突變， 即C1 843- G 突變成T1843- A，從而使得原本編碼的精氨酸變成半胱氨酸，改變了其功能和結(jié)構(gòu)，即在受到刺激后肌肉中鈣離子通道在迅速開(kāi)啟后不能迅速關(guān)閉，肌纖維不能舒張，最終由于需氧代謝和糖酵解在消耗大量的ATP、葡萄糖和氧后產(chǎn)生的大量二氧化碳和熱量等不能及時(shí)排出體內(nèi)，導(dǎo)致惡心高熱和高代謝等嚴(yán)重的癥狀。值得注意的是，盡管一些地區(qū)或養(yǎng)豬企業(yè)已決定全部剔除攜帶Haln 的豬，但是研究表明：Hal nn 型豬的生長(zhǎng)速度極顯著的高于Hal NN 和Hal Nn 型，并且在蘇淮豬群眾發(fā)現(xiàn)Hal Nn 型母豬的頭胎產(chǎn)仔總數(shù)、活仔數(shù)、初生重、20日齡和40 日齡體重均高于Hal NN 型母豬，由此說(shuō)明氟烷基因?qū)ωi群的生長(zhǎng)性能和繁殖性能等均有一定程度的影響。因此，在利用標(biāo)記輔助選擇對(duì)氟烷基因進(jìn)行選擇育種時(shí)，必須綜合考慮其優(yōu)缺點(diǎn)從而使得其優(yōu)點(diǎn)能促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。

1.4 主要組織相容性復(fù)合體 （MHC）超基因群

主要組織相容性復(fù)合體（MajorHis tocompatibility Complex, MHC） 在豬體內(nèi)又被稱為白細(xì)胞抗原（SwineLeucocyte Antigen, SLA），對(duì)免疫應(yīng)答的啟動(dòng)和調(diào)節(jié)具有重要的作用，還參與移植時(shí)的排斥反應(yīng)和淋巴T 細(xì)胞分化的過(guò)程，這主要是因?yàn)楸姸嗯c動(dòng)物機(jī)體免疫有關(guān)的重要基因都位于MH C位點(diǎn)上，能夠編碼細(xì)胞表面的特異蛋白。MH C是免疫球蛋白超基因家族中的一大類，在染色體上占據(jù)著一個(gè)遺傳區(qū)域，其中包含著高度多態(tài)且緊密連鎖的基因位點(diǎn)，根據(jù)其基因和產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)功能上的不同可分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類遺傳區(qū)域。MH CⅠ類基因由8個(gè)外顯子組成，每個(gè)外顯子的編碼功能卻不同，即外顯子-1、2-4、5和6-8分別編碼前導(dǎo)序列，α1、α2和α3功能區(qū)，跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)；MH CⅡ類由α和β鏈組成，其中α鏈基因由4個(gè)外顯子組成，外顯子1、2-3、4分別編碼前導(dǎo)序列，α1和α2功能區(qū)，跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)，β鏈基因結(jié)構(gòu)與α鏈基因大體相同，僅外顯子個(gè)數(shù)不同；目前為止，已有36個(gè)在MH CⅢ類遺傳區(qū)域被定位，但各自功能卻不相同，其中一些可以編碼與免疫相關(guān)的蛋白另一些卻與機(jī)體免疫無(wú)關(guān)聯(lián)。MH C的3類分子的功能各不相同：Ⅰ類分子可在免疫系統(tǒng)和消化系統(tǒng)表達(dá)，在免疫系統(tǒng)中可將細(xì)胞內(nèi)的抗原降解肽呈遞到細(xì)胞表面，經(jīng)過(guò)T細(xì)胞識(shí)別后引起免疫應(yīng)答，并且還能夠抑制N K、C T L細(xì)胞效應(yīng)的功能，在消化系統(tǒng)中主要是在腸中斷的表達(dá)水平較高；Ⅱ類分子主要存在于B細(xì)胞、活化T細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞中，起到給抗原受體遞呈加工后的細(xì)菌等外源性抗原，使得輔助性T細(xì)胞得以激活與分化，在免疫應(yīng)答中起到誘導(dǎo)作用，主要用于監(jiān)測(cè)胞外環(huán)境；Ⅲ類分子的功能及其機(jī)制尚處于研究中，但Ⅲ類抗原的主要是血清中的一些蛋白。不難發(fā)現(xiàn)，MH C既能對(duì)內(nèi)源性抗原起到免疫作用又能對(duì)外源性抗原起到免疫作用，還在消化系統(tǒng)中得以一定程度的表達(dá)，因此將其作為一個(gè)候選基因進(jìn)行抗病性育種的潛力巨大。

1.5 其他候選基因

殺菌通透性增強(qiáng)蛋白（BPI），它存在于多形核白細(xì)胞的噬苯胺藍(lán)顆粒中，對(duì)革蘭氏陰性菌活性有較強(qiáng)的殺傷作用，并且能夠中和內(nèi)毒素活性，因此BPI基因亦可作為豬抗病性育種的候選基因。天然抗性相關(guān)的巨噬蛋白（NRAMP1）基因編碼的磷酸糖蛋白可在吞噬細(xì)胞中起到轉(zhuǎn)運(yùn)作用，并且NRAMP1對(duì)對(duì)細(xì)胞內(nèi)病原微生物有一定的抵抗作用。除此之外，例如抗流感病毒基因和禽白血病毒基因等作為豬抗病性育種研究的候選基因均有較強(qiáng)的潛力。

2 豬抗病育種中的問(wèn)題及解決措施

目前，豬抗病育種面臨的問(wèn)題較多，主要有以下一些問(wèn)題：①抗病育種觀念薄弱，許多企業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)者沒(méi)有充分意識(shí)到抗病育種的重要意義，認(rèn)為可以充分利用獸醫(yī)解決豬場(chǎng)內(nèi)的疾病和防疫，此外豬抗病育種是一項(xiàng)復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)的工作，企業(yè)或養(yǎng)殖業(yè)者在看重當(dāng)前利益的情況下不愿意投入太多的人力物力；②抗病性遺傳機(jī)制復(fù)雜，很多基因的抗病作用機(jī)制復(fù)雜且一些基因的機(jī)制尚處于研究狀態(tài)，并且這些基因大多受環(huán)境的影響很大，其遺傳與環(huán)境互作對(duì)抗病育種工作帶來(lái)很大的難度；③病原微生物變異快且大，一些病原微生物和細(xì)菌的變異速度較快，其感染機(jī)制或?qū)?dòng)物機(jī)體的感染能力不斷變化，特定疾病的育種很難或不能跟上疾病的變異速度；④與生產(chǎn)性狀之間的矛盾，一些基因雖然能導(dǎo)致豬患病，但與此同時(shí)也對(duì)豬的繁殖、生長(zhǎng)和肉質(zhì)等性狀起到良性作用，例如氟烷基因能提高豬的瘦肉率；⑤抗病基因的研究，一些抗病候選基因尚處于試驗(yàn)研究狀態(tài)，很難在短時(shí)期內(nèi)用于豬的抗病育種，從而使得抗病育種的素材較少。

以上問(wèn)題可通過(guò)以下這些措施解決：①加強(qiáng)豬抗病育種的宣傳，使更多企業(yè)或養(yǎng)殖業(yè)者能夠充分認(rèn)識(shí)到豬抗病育種的重大意義，以吸引更多的企業(yè)或養(yǎng)殖業(yè)者投入到豬抗病育種這項(xiàng)工作中來(lái)；②充分利用我國(guó)地方豬種抗病性和抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)其抗病性和抗逆性的遺傳基礎(chǔ)和機(jī)制進(jìn)行研究，以積累更多的抗病育種素材；③充分利用豬場(chǎng)的各項(xiàng)記錄進(jìn)行直接選擇和遺傳標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇育種，還可以利用胚胎學(xué)、分子生物學(xué)和基因工程等學(xué)科的理論和技術(shù)進(jìn)行基因工程抗病育種，例如轉(zhuǎn)基因和基因敲除等。

3 小結(jié)

綜上所述，豬抗病育種已取得了一定的成績(jī)，尤其是一些抗病候選基因的研究已經(jīng)取得較大的進(jìn)展，對(duì)于豬抗病育種具有重大的意義，但是候選基因數(shù)量較少，可選擇范圍較小，并且特定疾病的抗病育種不能滿足于實(shí)際需要，因此必須加強(qiáng)抗病候選基因和提高豬整體抗病能力與抗逆能力的研究，從而為我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。