任妮
利用育種和遺傳學方法讓豬更好地應對可能會出現(xiàn)的疾病挑戰(zhàn),這聽起來有點像科幻小說。然而,在加拿大這遠非神話。初步的研究結果顯示,通過使用恰當?shù)倪z傳學方法,豬可以更好地應對豬傳染性胸膜肺炎或豬鼻支原體。
中圖分類號:S815.5 文獻標志碼:C 文章編號:1001-0769(2018)03-0026-03
控制家畜疾病是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的挑戰(zhàn)之一。除了會增加生產(chǎn)成本外,疾病還有可能會引起消費者對動物性食品的消極看法,例如,與食品安全和抗生素耐藥性有關的人類健康風險。因此,開發(fā)出新的、有效的且積極的疾病控制方法是關鍵。
盡管這聽起來有點像科幻小說,但目前基因組學正以有效的方式得到利用,以控制家畜疾病。感謝加拿大在奶牛方面所做的開拓性研究,鑒定出具有較高免疫應答水平的豬已經(jīng)成為現(xiàn)實——這類豬對疾病的易感性不如其他的豬,或完全不會感染。利用高免疫應答(High Immue Response,HIR)技術,豬育種者將很快可以大規(guī)模培育出具有更強免疫力的豬種,這些豬種對多種疾病的威脅有更強的適應性或抗病性。
同樣令人期待的是,HIR技術可以讓養(yǎng)豬生產(chǎn)者更好地調控豬飼料的營養(yǎng)成分,以便能夠減少養(yǎng)豬生產(chǎn)中的抗生素使用量,豬能夠更健康,更高效地生長,并且具有更高的窩生產(chǎn)性能。
1 起源和當前狀態(tài)
加拿大圭爾夫大學Bruce Wilkie博士、Bonnie Mallard博士和Brian Kennedy博士在多年前就發(fā)明了HIR技術。這一技術一開始在豬上進行測驗(圖1),隨后在奶牛上進行了試驗并加以應用。最近,該技術通過加拿大最大的奶牛遺傳公司(Semex Alliance公司)向全球推出,商品名為Immunity+。
目前,加拿大HIR養(yǎng)豬研究已經(jīng)成為“加拿大基因組(Genome Canada)”大規(guī)模應用研究項目的一部分(詳見附文)。參與該項目的科學家預計,如果HIR結果順利,它們將很快被加拿大大部分養(yǎng)豬生產(chǎn)者接受。
團隊成員之一、圭爾夫大學安大略獸醫(yī)學院病理系博士后Julie Schmied博士解釋道:“我們的目標是提高加拿大豬肉產(chǎn)業(yè)的國際競爭力?!彼€補充說:“如果加拿大養(yǎng)豬生產(chǎn)者都推行這項技術,那么我們預計在項目結束的數(shù)年內,豬遺傳改良率和年生產(chǎn)力都將得到顯著提高。在奶牛上,被鑒定為HIR的母牛每年要比免疫應答水平中等的母牛多收益98美元或更多。”
根據(jù)HIR技術在豬上的行業(yè)使用,一種或許可以實現(xiàn)的方法可以通過PigGen Canada公司和它的合作伙伴來實現(xiàn)。
2 HIR如何工作
HIR技術可以利用高抗體介導免疫應答方法和高細胞介導免疫應答方法來鑒別動物??贵w介導免疫應答是控制病原體(如細菌)從外界攻擊動物細胞的關鍵,而細胞介導免疫應答則控制諸如病毒等從內部破壞動物細胞的病原體。
“就牛和豬來說,HIR技術的使用效果相似?!盨chmied指出:“我們通過測定血液樣品的抗原特異抗體活性來判斷抗體介導免疫應答,通過測定皮內注射抗原后,皮膚皺襞厚度的延遲變化來判斷細胞介導的免疫應答。
根據(jù)我們對HIR和家畜疾病的了解,讓我們先來看看在奶牛上的研究結果。圭爾夫大學的長期研究發(fā)現(xiàn),用HIR法培育出的高免疫應答水平(抗體介導和細胞介導)的奶牛,其傳染病和代謝?。ㄈ缛橄傺住⒆訉m炎、肺炎和胎盤滯留等)的發(fā)病率和嚴重性都降低。之前的研究還表明,免疫應答的性狀可遺傳,估計牛和豬的相近,在25%范圍以內。
“在之前的研究中,當用HIR法對大白豬進行選擇性育種時,與對照組和低應答組相比,高應答組在面對疫苗接種和病原體的‘挑戰(zhàn)時,抗體介導的免疫應答水平提高?!盨chmied補充說?!按送?,在用市售的胸膜肺炎放線桿菌疫苗挑戰(zhàn)時,與其他豬相比,HIR豬的血清抗體活性更高,對疫苗無應答的豬數(shù)量更少?!绷硗?,在用豬鼻支原體處理時,與低應答組相比,HIR豬感染時的臨床癥狀較輕,關節(jié)炎(一種對入侵病原體的炎性應答)除外。
3 更高的平均日增重
之前的另一項研究顯示,與低應答組相比,HIR豬的平均日增重較大,達到100 kg體重的時間提前10 d~12 d?!澳壳拔覀冋芯扛呙庖邞鹗侨绾闻c生產(chǎn)性能(如平均日增重等)相關的,但我們有一項在澳大利亞對荷斯坦奶牛進行的研究能夠支持對豬的研究結果,”Schmied如是說,“研究表明,抗體應答水平最高的小母牛有比低應答者更快的生長速度。不奇怪的是,健康的牛生長更快,因為疾病通常會造成牛胃口不好且還嗜睡。”
此時,用HIR法對大約1 500頭豬的免疫應答進行分類,并采集其DNA樣本。相關數(shù)據(jù)的分析正在進行中,但Schmied表示,她和同事尚未完成對免疫應答與特定基因有怎樣的潛在相關性的評估。
她指出:“這是目前加拿大基因組計劃的目標之一,我們的目標是測定3 600頭F1代去勢公豬的表型(獲得物理免疫應答數(shù)據(jù))和基因型(做基因分析)。對230頭豬的初步表型分析表明,抗體介導免疫應答水平較高的豬在面對疾病時會有更好的生存能力?!痹搱F隊還與Semex Alliance公司密切合作,為全加拿大近5 000頭商品奶牛進行表型分析,以便開展免疫應答的基因組測試。Schmied說:“我們獲得了積極的初步結果,測試工作也正按預期進行?!薄酢?/p>
原題名:Helping pigs to be better prepared for disease pressure(英文)
原作者:Treena Hein