肖 倩，潘玉春,2*

（1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240；2.上海市獸醫(yī)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240）

編者按：

現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中，遺傳改良對(duì)養(yǎng)豬增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率約占40%左右，遠(yuǎn)高于營(yíng)養(yǎng)飼料、飼養(yǎng)管理、環(huán)境調(diào)控和疫病控制等因素。我國(guó)生豬遺傳改良工作已有近70年的發(fā)展歷史，尤其改革開(kāi)放以來(lái)，發(fā)展迅速、成就顯著。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和生活水平的不斷改善，我國(guó)對(duì)豬肉產(chǎn)量的需求仍在增長(zhǎng)，同時(shí)伴隨消費(fèi)者觀念改變和消費(fèi)的升級(jí)，對(duì)豬肉品質(zhì)的要求也不斷提高，因此，在科學(xué)研究方面，豬的遺傳改良工作還擁有很大的發(fā)展空間。有鑒于此，本刊“專家論壇”欄目將刊發(fā)一系列文章，作者圍繞走“中國(guó)特色”的養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展道路、如何確定選擇指數(shù)中各性狀的權(quán)重、正確認(rèn)識(shí)國(guó)外遺傳評(píng)估體系對(duì)我國(guó)進(jìn)口種豬的評(píng)估、辯證對(duì)待氟烷敏感基因、凍精與批次分娩對(duì)繁殖性能的影響等內(nèi)容分享了其團(tuán)隊(duì)對(duì)我國(guó)豬遺傳改良工作的思考，供讀者參考借鑒。

雜談豬的遺傳改良
——辯證對(duì)待氟烷敏感基因

肖 倩1，潘玉春1,2*

（1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240；2.上海市獸醫(yī)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240）

氟烷敏感基因（Haln）是影響商品豬肉質(zhì)的主效基因之一，隱性純合基因型（nn）個(gè)體極易應(yīng)激死亡。Haln自被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，我國(guó)便開(kāi)始了清除該基因的工作。然而，法系皮特蘭（P）仍然攜帶該基因且基因頻率較高，暗示對(duì)該基因需辯證對(duì)待。事實(shí)上，大量研究表明，雜合型個(gè)體（Nn）較顯性純合基因型（NN）個(gè)體在日增重、屠宰率、瘦肉率等性狀上存在明顯優(yōu)勢(shì)，在肉質(zhì)上除系水力外無(wú)明顯劣勢(shì)。在皮×長(zhǎng)大（P×LY）三元雜交生產(chǎn)體系當(dāng)中，如果采用“P♂（nn）×LY♀（NN）”模式，輔以對(duì)nn型種公豬的精細(xì)化管理及人工授精，則可趨利避害，充分發(fā)揮Haln的有利作用。有鑒于此，建議業(yè)界對(duì)該基因慎重對(duì)待并開(kāi)展深入研究。

豬；皮特蘭；氟烷基因

氟烷敏感基因（Halothane Gene，Hal）是影響豬肉品質(zhì)的主效基因之一。根據(jù)其cDNA序列1 843位點(diǎn)處堿基是C還是T[1]，可分為顯性純合基因型（NN）、雜合基因型（Nn）和隱性純合基因型（nn）[2]。Hal基因與豬應(yīng)激綜合征（Porcine Stress Syndromes，PSS）密切相關(guān)，nn個(gè)體易產(chǎn)生應(yīng)激綜合征及白肌肉（Pale，Soft and Exudative，PSE）[1]，給養(yǎng)豬業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益帶來(lái)巨大威脅。自從發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象以來(lái)，我國(guó)便開(kāi)始了清除該基因的工作[3-4]，并在過(guò)去二三十年里成為各地育種工作的一項(xiàng)主要任務(wù)。

然而，根據(jù)O'Brien等[5]報(bào)道，國(guó)外豬種中，長(zhǎng)白豬Hal基因攜帶率為37%，大白豬、杜洛克均為22%，皮特蘭則高達(dá)97%。讓人疑問(wèn)的是，一個(gè)有害基因?yàn)槭裁磿?huì)在豬群中富集？是否除了有害作用還有有益作用？而若具有有益作用，是否可以趨利避害、巧加利用？這些問(wèn)題都有必要回過(guò)頭來(lái)，辯證地想、辯證地看。

1 法國(guó)Nucleus的皮特蘭

2013年，在協(xié)助國(guó)內(nèi)一家豬場(chǎng)到法國(guó)引種時(shí)發(fā)現(xiàn)，Nucleus公司飼養(yǎng)的皮特蘭種豬群體Haln頻率仍很高。盡管心存疑惑，但仍按國(guó)內(nèi)通行做法，根據(jù)系譜剔除了可明確判斷為nn基因型的個(gè)體，引進(jìn)了7頭皮特蘭種公豬、57頭皮特蘭母豬（出生時(shí)間為2013年5月30日—7月27日，大致分為4批）。

所引進(jìn)的種豬到國(guó)內(nèi)后，為了確保其不攜帶Haln基因，采集耳組織樣并提取DNA，參照Fujii等[1]報(bào)道進(jìn)行引物設(shè)計(jì)、PCR擴(kuò)增、PCR-PFLP，結(jié)果見(jiàn)圖1、2和表1。由圖1～2可知，1、4為雜合基因型（Nn），2、3、5、6為顯性純合基因型（NN）。

由表1可見(jiàn)，在本研究中未發(fā)現(xiàn)隱性純合基因型（nn），7頭皮特蘭種公豬有1頭為雜合子，Haln頻率為0.071；57頭皮特蘭種母豬有30頭雜合子，Haln頻率為0.263 1。其實(shí)際群體中Haln頻率相當(dāng)高。

圖1 PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果（部分）

圖2 PCR-RFLP產(chǎn)物電泳結(jié)果（部分）

表1 引進(jìn)的64頭種豬氟烷基因cDNA序列1843位點(diǎn)多態(tài)性分布

2 Haln基因的有益作用

為了解Nucleus公司豬群體中Haln頻率較高的原因，本研究首先統(tǒng)計(jì)分析了64頭豬引進(jìn)國(guó)內(nèi)后的測(cè)定成績(jī)，包括校正達(dá)100 kg體重日齡和背膘厚，其測(cè)定與校正參照《全國(guó)生豬遺傳改良計(jì)劃》實(shí)施方案的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，分析采用SAS（9.1）軟件分析。由表2可見(jiàn)，2個(gè)性狀都表現(xiàn)出NN基因型與Nn基因型存在一定差異。在校正達(dá)100 kg體重日齡上， Nn基因型個(gè)體比NN基因型個(gè)體少4.8 d；在校正背膘厚上，Nn基因型個(gè)體比NN基因型個(gè)體薄0.3 mm?？梢?jiàn)，雜合子Nn基因型比純合子NN基因型好。當(dāng)然，這個(gè)結(jié)果比較粗略，因?yàn)?4頭種豬歷經(jīng)引種且在引種時(shí)的日齡存在差異，同時(shí)也缺乏法系皮特蘭專門的校正系數(shù)。

表2 Hal基因?qū)ζぬ靥m豬生長(zhǎng)性狀的效應(yīng)估計(jì)

但是，已有大量設(shè)計(jì)更加規(guī)范、結(jié)果更加可靠的研究表明，Haln除了有害作用也有有益作用。其中，Mérour等[6]研究分析了法國(guó)3個(gè)中心測(cè)定站1 557頭皮特蘭母豬的測(cè)定成績(jī)（表3），其中NN、Nn、nn 3種基因型的個(gè)體數(shù)分別為128、334、1 095頭，測(cè)定期為體重35～105 kg階段。由表3可見(jiàn)，與NN顯性純合基因型個(gè)體相比，Nn雜合基因型個(gè)體在日增重、屠宰率、胴體長(zhǎng)、后腿重、背膘重、脂肪厚度、眼肌深度均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)；Nn個(gè)體的pHu（極限pH）介于NN、nn個(gè)體之間，三者之間差異顯著但幅度不大；Nn個(gè)體的肉色（L值，越低則肉越黑）與NN沒(méi)有顯著差異，但是二者均顯著高于nn個(gè)體；Nn個(gè)體系水力評(píng)分（越高越好）介于NN、nn個(gè)體之間，三者之間差異顯著且幅度較大，可能是Haln對(duì)肉質(zhì)最明顯的影響。

Apple等[7]研究證明，在17.4～108.8 kg的生長(zhǎng)階段，Nn個(gè)體日增重比NN個(gè)體高出44 g。Simpson 等[8]、Pommier等[9]、Fàbrega 等[10]的 報(bào)道均表明，Nn雜合基因型個(gè)體瘦肉率、肩部及腿部肌肉顯著高于NN個(gè)體。De Smet等[11]研究表明，在肉質(zhì)性狀上，Nn個(gè)體要更接近NN個(gè)體。而Alves等[12]研究顯示，Nn個(gè)體的肌內(nèi)脂肪含量與NN個(gè)體并無(wú)顯著差異。

概而言之，攜帶Haln隱性等位基因個(gè)體在生長(zhǎng)速度、飼料轉(zhuǎn)化效率和胴體性狀等要優(yōu)于甚至顯著優(yōu)于不攜帶Haln隱性等位基因的個(gè)體，而在肉質(zhì)性狀上Nn雜合個(gè)體與NN顯性純合個(gè)體除系水力外并無(wú)太大差異。當(dāng)然更重要的是，Nn個(gè)體對(duì)氟烷基因并不敏感[13]。在我國(guó)，也有研究表明Hal基因在很大程度上影響豬的生產(chǎn)性能、繁殖性能以及肉品質(zhì)，應(yīng)充分利用Nn個(gè)體的優(yōu)勢(shì)，提高豬的生長(zhǎng)性能、飼料轉(zhuǎn)化率及繁殖性能[14,16]。

表3 表型的標(biāo)準(zhǔn)差、各種基因型的預(yù)測(cè)值±標(biāo)準(zhǔn)誤以及標(biāo)準(zhǔn)化的等位基因效應(yīng)和顯性效應(yīng)[6]

3 Haln基因的科學(xué)應(yīng)用

盡管Haln基因具有有益作用，但在實(shí)際應(yīng)用中，有益作用是否足以抵消不利作用，還需深入探討。

皮特蘭在雜交生產(chǎn)體系當(dāng)中一般是作終端父本。根據(jù)Haln基因的作用機(jī)制，可做如下分子設(shè)計(jì)：皮特蘭公豬的基因型為nn，長(zhǎng)白豬、大白豬的基因型為NN，而商品豬的基因型將由此而為Nn（圖3）。

這種模式可能需要2方面的額外投入：一是nn公豬維護(hù)費(fèi)用。nn型皮特蘭公豬屬應(yīng)激敏感型，需要更舒適的環(huán)境、更精細(xì)的管理。二是nn公豬制種費(fèi)用。要想獲得nn型皮特蘭公豬，在其父親為nn的前提下，母親最好是nn或者Nn。但是若為nn，則同樣需要更舒適的環(huán)境、更精細(xì)的管理；而若為Nn，則有一半NN后代公豬無(wú)用而增加nn制種費(fèi)用。

圖3 皮長(zhǎng)大雜交生產(chǎn)體系

但是另一方面，這種模式也將因?yàn)樯唐坟i為Nn雜合基因型而提高生產(chǎn)效率。國(guó)外1頭公豬可配300頭母豬，1頭母豬年上市商品豬可達(dá)25頭，即1頭公豬年可提供7 500頭商品豬。如此，參照Mérour等[6]的報(bào)告（表3），采用這種模式生產(chǎn)7 500頭105 kg體重的Nn商品豬較之生產(chǎn)同等數(shù)量及重量的NN商品豬，在35～105 kg階段將會(huì)提早出欄15 832 d，節(jié)省飼料5 250 kg，胴體增重2 362 kg（相當(dāng)于增加27.64頭105 kg NN活豬）。

顯然，如果Nn商品豬生產(chǎn)效率的提高超過(guò)使用nn公豬增加的成本，那么使用nn公豬就是可以推廣的。

4 討 論

皮特蘭在法國(guó)一直都是主打品種，而且一直都是終端父本。Mérour等[6]的報(bào)告所使用的數(shù)據(jù)源自法國(guó)3個(gè)測(cè)定站2002—2008年的測(cè)定數(shù)據(jù)，而Hal基因早在1991年即由Fujii等[1]報(bào)道，這說(shuō)明法國(guó)育種工作者并未將氟烷基因徹底清除。造成這一現(xiàn)象最主要的原因可能是雜合型（Nn）個(gè)體在日增重、屠宰率、瘦肉率等性狀上的明顯優(yōu)勢(shì)及肉質(zhì)上除系水力外無(wú)明顯劣勢(shì)。另外，皮特蘭作為終端父本，群體規(guī)模不大，加上人工授精技術(shù)體系完善，可對(duì)種公豬進(jìn)行精細(xì)化的飼養(yǎng)管理，避免產(chǎn)生應(yīng)激，可能是第2個(gè)原因。此外，值得指出的是，法系皮特蘭的純種性能已經(jīng)很高。在2013年到法國(guó)引種時(shí)，Nucleus報(bào)道其皮特蘭的性能：達(dá)100 kg體重日齡為135 d，背膘厚7.2 mm，瘦肉率66.3%。統(tǒng)計(jì)本次引種后2014—2015年的產(chǎn)活仔數(shù)，61窩初產(chǎn)平均8頭，86窩經(jīng)產(chǎn)平均9頭。這些經(jīng)濟(jì)性能在生豬產(chǎn)業(yè)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)然，法系皮特蘭引入國(guó)內(nèi)后其性能將如何演變，其Nn商品豬在生長(zhǎng)性能、胴體性能、肉質(zhì)性能等方面的表現(xiàn)如何，還有待于進(jìn)一步觀察和深入研究。

因此，對(duì)于我國(guó)而言，育種工作者需要改變徹底否定Hal基因的態(tài)度，而是改持一種辯證態(tài)度。在實(shí)際應(yīng)用中，如條件允許，可以采用人工授精且為nn種公豬提供精細(xì)化管理，采用圖3所示模式充分發(fā)揮Hal基因的有利作用。

[1]Fujii J, Otsu K, Zorzato F,et al. Identi fi cation of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia[J]. Science, 1991, 253: 448-451.

[2]Smith C, Bampton P R. Inheritance of reaction to halothane anaesthesia in pigs[J]. Genet Res, 1977, 29: 287-292.

[3]孫敬禮, 武磊, 李大全, 等. 新疆某規(guī)?；i場(chǎng)氟烷基因的檢測(cè)[J]. 豬業(yè)科學(xué), 2011, 28(1): 96-98.

[4]李銘興, 鄭麗杰, 姜畔. 遼寧省種豬氟烷敏感基因清除工作實(shí)施進(jìn)展及對(duì)策研究[J]. 現(xiàn)代畜牧獸醫(yī), 2013, (2) :15-17.

[5]O'Brien P J. The causative mutation for porcine stress syndrome[J]. The Comp Cont Educ Pract, 1993, 17: 257-270.

[6]Mérour I, Hermesch S, Schwob S,et al. Effect of the halothane genotype on growth performances, carcase and meat quality traits in the Pietrain breed of the French National Pig Breeding Program[A]. Proceedings of the 18th conference of the association for the advancement of animal breeding and genetics[C]. South Australia: Barossa Valley, 2009: 191-194.

[7]Apple J K, Maxwell C V, Stivarius M R,et al. Effects of dietary magnesium and halothane genotype on performance and carcass traits of growing-finishing swine[J]. Livest Product Sci, 2002, 76: 103-113.

[8]Simpson S, Webb A, Wilmut I. Performance of British Landrace pigs selected for high and low incidence of halothane sensitivity [J]. Anim Product, 1986, 43: 485-492.

[9]Pommier S A, Pomar C, Godbout D. Effect of the halothane genotype and stress on animal performance, carcass composition and meat quality of crossbred pigs[J]. Can J Anim Sci, 1998, 78: 257-264.

[10]Fàbrega E, Manteca X, Font J,et al. Effects of halothane gene and pre-slaughter treatment on meat quality and welfare from two pig crosses[J]. Meat Sci, 2002, 62: 463-472.

[11]De Smet S, Pauwels H, De Bie S,et al. Effect of halothane genotype, breed, feed withdrawal, and lairage on pork quality of Belgian slaughter pigs[J]. J Anim Sci, 1996, 74:1854-1863.

[12]Alves L, Antunes R, Andrade R,et al. Effect of the halothane genotype on intramuscular fat deposition in swine [J]. Genet Mol Res, 2014, 13(1): 363.

[13]Davies W. The porcine stress syndrome[J]. Anim Biotechnol, 1994, 5(2): 169-172.

[14]張建軍. 氟烷基因?qū)ωi生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性狀的影響[J]. 福建畜牧獸醫(yī), 2016, (1): 17-19.

[15]林筱璐. Hal、ESRRα、CS-1基因多態(tài)性與豬肉質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)性的研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2015.

[16]劉顯軍, 陳靜, 邊連全, 等. 氟烷基因?qū)ωi胴體性能的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 26(1): 217-218.

By-talks about Pig Genetic Improvement: Treat Halothane Gene Dialectically

XIAO Qian1, PAN Yu-Chun1,2*
(1. Department of Animal Science, School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China; 2. Shanghai Key Laboratory of Veterinary Bio-technology, Shanghai 200240, China)

Halothane gene (Haln) is one of major genes affecting pork quality, and the recessive homozygous genotype (nn)can result in stress reaction, such as PSE and PSS. Thus, the process to remove this gene from each breed began in China since it was con fi rmed. However, theHalngene still exists and the gene frequency is very high in the Pietrain population which suggested us to treat the gene dialectically. In fact, a lot of research shows heterozygous individuals (HalNn) perform better than dominant homozygous individuals (HalNN) in average daily gain, dressing percentage, lean percentage, etc., and have no signi fi cant differences in meat quality except Water Holding Capacity. From this viewpoint, we will bene fi t from the following measures: (1) usingHalnnmales (eg. Pietrain) as terminal boars, andHalNNfemales (eg. Landrance×Yorkshire) as parental sows to produceHalNncommercial pigs. (2) administrating theHalnnboars more carefully and applying arti fi cial insemination. For the reason above, it is recommended to studyHalnfurther.

Pig; Pietrain;Halothane gene

S828.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-12-139

2017-06-09；

2017-07-07

“上海市生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系”項(xiàng)目[滬農(nóng)科產(chǎn)字（2014-2018）第6號(hào)]；基于浦東白豬的配套系選育[滬農(nóng)科推字（2016）第1-1-4號(hào)]

肖倩（1988-），女，湖北當(dāng)陽(yáng)人，博士研究生，研究方向?yàn)閯?dòng)物基因組學(xué)與分子育種學(xué)，E-mail：xiaoqian2013@sjtu.edu.cn

*通訊作者：潘玉春（1963-），男，山東棲霞人，博士，教授，研究方向?yàn)榻y(tǒng)計(jì)基因組學(xué)與生物信息學(xué)，E-mail：panyc@sjtu.edu.cn