文│張振 郭勇 倪和民 邢凱（北京農學院）

蔣凡（北京田園奧瑞生物科技有限公司）

李愛民（河南創(chuàng)源生物技術有限公司）

非洲豬瘟疫情給我國種豬育種和生豬生產帶來了較大的困擾。目前為止，多家大型育種企業(yè)遭受了不同程度的損失，造成育種進展停滯，良種覆蓋率有所倒退，復產中如何快速提高良種覆蓋率是當前迫切需要考慮的問題。

根據目前種豬缺口較大的形勢分析，2020年我國從國外進口種豬的數量極有可能突破2萬頭，或創(chuàng)造進口種豬數量的新極值。在引進大量種豬的同時，也是我們從全世界收集不同育種素材的良好機會。如何將育種和繁殖新技術與大規(guī)模引種相結合，使這些育種素材強而有力地推動國內種豬育種進程？這是需要我們深入研究和探討的課題。

一、對引進種豬進行采樣

每一批引進的種豬到達國內后，在隔離期間采耳組織樣本并保存所有引進基因，為開展后續(xù)工作奠定基礎。

二、使用全基因組選擇技術鑒定血緣關系并建立參考群

對留存的部分耳組織樣本使用全基因組選擇技術鑒定血緣關系并建立參考群，統(tǒng)計出我國到底從全世界引回多少血緣和家系。正常情況下，每次國外引種可能只引回6～8個血緣和家系，但2020年國內引種數量大，存在同一個場多次引種的情況，可能會收集完成全部的育種素材。全世界優(yōu)秀的種豬血緣可能全部在國內得到匯總，結合全基因組選擇技術建立較大的公共參考群，可為培育新品種乃至華系種豬奠定基石。

1.什么是全基因組選擇技術。全基因組選擇（Genomic Selection,GS）是利用覆蓋全基因組的高密度分子遺傳標記進行的標記輔助選擇。比起利用系譜和表型進行選擇的常規(guī)選育方法，其可以對低遺傳力性狀、不容易度量的性狀（如胴體性狀、肉質性狀）和不能早期度量的性狀進行有效選擇。而比起分子標記輔助育種（Marker assisted selection，MAS），其優(yōu)勢在于無須進行主效基因或者數量性狀基因座的檢測，能夠捕獲基因組中的全部變異和適用范圍更加廣泛。

綜上所述，全基因組選擇的技術主要優(yōu)勢有：一是可以捕獲所有的遺傳變異，提高選擇準確率；二是可早期準確遺傳評估，縮短世代間隔；三是可對低遺傳力（h2）、限性和難以度量的性狀進行選擇，降低測定成本；四是降低群體的近交增量，防止近交衰退。全基因組選擇技術的應用可從以上幾個方面加快場內遺傳進展，因此該技術在現(xiàn)代育種過程中得到越來越廣泛的使用。

2.如何鑒定血緣關系?，F(xiàn)場育種過程中梳理清楚群體的血緣關系，對于進行家系構建和育種方案的制定都有重要的意義。但是在實際操作過程中由于記錄數據缺失和錯誤，抑或是工作人員操作失誤，導致豬場的家系混亂和系譜記錄錯誤的情況時有發(fā)生。利用全基因組選擇技術可以準確地反映個體間親緣關系情況。只需提供需要明確血緣關系的個體組織或者血液樣本，通過測序得到基因分型結果，使用生物信息學分析方法，即可準確鑒定送樣個體之間的血緣關系。

通過對個體間親緣關系計算，將群體中的公畜進行科學的家系劃分，同時將群體豬只進行家系構建，為后續(xù)選種選配提供依據，更加科學地控制近交，降低群體近交增量。

3.如何建立參考群。梳理清群體血緣關系，為構建全基因組選擇參考群奠定了良好基礎。理論研究顯示，當單品種參考群的數量到達2000頭以上時，分析結果的準確性會更好。但受豬場規(guī)模的現(xiàn)實條件限制，大多數企業(yè)無法一次性構建如此大的參考群，專家建議：一是參考群的規(guī)模最低不能小于500頭；二是采集的樣本要覆蓋全部家系，即所有的公豬都要進行采樣，母豬根據血緣分析結果和實際的生長性能進行選擇；三是所有的個體均要有表型數據和完整的三代系譜；四是參考群表型數據盡量完整，表型數據采集的性狀越完整對后期的選育效果越好，同時當選育性狀發(fā)生調整時參考群仍能適用。當滿足以上條件時，即可進行參考群的建立。根據選育方向和育種方案進行育種性狀和分析模型的確定。

4.全基因組選育技術應用。利用建立好的參考群體，通過收集其剛出生后代的耳組織樣本進行基因檢測，即可實現(xiàn)準確的早期育種值評估，可為企業(yè)大大降低育種成本，提高經濟效益。

三、使用組織凍存技術保存良種

部分耳組織樣本可以通過組織凍存的形式留存下來，以確保優(yōu)秀的種質資源能夠有活體和組織凍存兩種方式保存，防止發(fā)生意外。組織凍存的費用較為低廉，每頭樣本僅需600元即可保存兩年，在未來種豬老化退役后，可以解凍組織并培養(yǎng)出細胞，通過體細胞克隆技術獲得克隆種豬，使優(yōu)秀的種豬可以持續(xù)應用。

四、使用體細胞克隆技術擴大優(yōu)秀種豬利用率

體細胞克隆技術是一種新型的輔助生殖技術，目前在國內外都已經商業(yè)化運營。簡單來講就是復制，克隆技術就如同復印機復制文件一樣，不會對豬的外貌、生產性能等造成改變。應用體細胞克隆技術是豬場快速擴群的有效選擇，能在短時間內集中復制優(yōu)秀的個體，特別是在育種工作比較扎實的種豬企業(yè)，克隆技術將培育出的優(yōu)秀的種豬大量提供給多個豬場或公豬站，將其種用價值發(fā)揮到極致。

從采集耳組織到克隆仔豬斷奶，每頭克隆豬平均收取1.5萬元的技術服務費（在客戶指定的豬場完成胚胎移植和生產），斷奶后的克隆仔豬與普通種豬培育過程沒有任何差別，并且不需要再次測定。不論同一頭供體豬生產出來不同批次的克隆仔豬的生長速度如何，克隆仔豬成年后精液攜帶的基因是相同的，商品后代的性能也基本相同，這些數據在國外優(yōu)秀種公牛（80%以上都是克隆牛）和國內溫氏食品集團股份有限公司培育的種豬上都有驗證。

五、體細胞克隆技術應用場景

1.克隆優(yōu)秀終端父本。在生產三元商品豬過程中，將公司內或者行業(yè)內通過全基因組選擇出來的優(yōu)秀的杜洛克公豬、長白公豬、大約克夏公豬等公豬采樣，通過克隆技術大規(guī)模生產克隆種豬作為終端父本生產商品豬，可以將優(yōu)秀的基因直接應用到終端商品代，大大縮短了通過金字塔育種體系傳遞優(yōu)良基因的速度（傳統(tǒng)方式需要3～4年），可以將遺傳進展在短時間內通過商品豬生產變成經濟效益（僅需1～2年）。

以杜洛克公豬為例，優(yōu)秀的杜洛克公豬比普通杜洛克父系指數平均高出20點以上，每1點指數可以增加商品豬后代效益1.4元（數據來自PIC），優(yōu)秀公豬后代可以增加效益28元/頭，假設年出欄量100萬頭，則可增加效益2800萬元/年，終端公豬利用年限1.5～2年，共可增加效益4200萬～5600萬元。完成100萬頭商品豬生產僅需500頭公豬（80%利用率），每頭公豬1.5萬元，成本僅需750萬元，經濟效益較為顯著。

2.大規(guī)模引種種豬。受非洲豬瘟疫情影響，需要從國外、國內豬場引種時，可以挑選指數排名靠前的種豬，回場后應用克隆技術擴大群體，同時達到提高引種質量、減少引種費用的效果，經濟效益顯著。

（1）傳統(tǒng)方法。以單品種引入8個血統(tǒng)為例，需要引入100頭種豬，一次引入“杜長大”三個品種則需要數百頭，花費較大。而且因為引入種豬的數量較多，平均育種值往往不高。數年后遺傳進展緩慢、老化、淘汰，不得不再次引種，造成重復浪費。

（2）克隆技術。一是同樣引種10個血統(tǒng)，僅需數十頭種豬即可，并且可以花較高的費用引入育種值較高的群體，通過克隆技術可以快速生產出足夠數量的種豬，不但遺傳進展快，還可以大幅節(jié)約引種花費。二是同期通過育種手段提升豬群質量，同步使用“連續(xù)克隆技術”保證種豬群質量穩(wěn)步進展。

3.小規(guī)模種豬血統(tǒng)更新。受非洲豬瘟疫情影響，個別品種需要更新血統(tǒng)，為了避免活豬運輸的生物安全風險，可以應用克隆技術解決問題。

（1）傳統(tǒng)方式。一是活體引種，隔離、免疫后混群，數量大、風險高、血統(tǒng)更新全面。二是精液引進，簡單方便、費用低、風險中等，只能更新公豬血統(tǒng)。

（2）克隆技術。一是僅需要采取目標豬耳組織即可按需求克隆出優(yōu)質血統(tǒng)的目標豬。二是100%復制優(yōu)質種豬，公母豬血統(tǒng)均可更新。

4.核心群拆分。受非洲豬瘟疫情影響，個別豬場需要把核心群分布到新的備份場，為了避免活豬運輸的生物安全風險，可以應用克隆技術解決問題。

（1）傳統(tǒng)方法。一是從老的核心群分出部分種豬到新場，然后從后代中選育擴群。二是直接把選育的后代送到新場，存在生物安全、世代間隔長、耗時、費力、資金需求大等問題。

（2）克隆技術。一是從老的核心群中挑選優(yōu)秀的種豬通過克隆技術快速復制建群，可根據需求選擇最佳群體組合。二是具有安全、高效、世代間隔短、省力省心省錢等優(yōu)點，可以根據客戶核心群育種方向有機組合（見圖1）。

六、使用冷凍精液技術保存育種素材并開展基因交流

冷凍精液是生物技術保種的主要方式之一，也是育種的遺傳物質主要來源，特別是牛冷凍精液育種繁殖技術已經成熟應用，可完全取代本交和鮮精人工授精。在當前非洲豬瘟和新型冠狀病毒肺炎雙重疫情防控嚴峻形勢下，物流受限，人員和豬場的隔離導致“產品出不去，原料進不來”，開展豬冷凍精液技術進行保種、育種和安全復養(yǎng)擴繁具有重大意義。

1.冷凍精液特點及優(yōu)勢。豬冷凍精液是指將豬精液中的精清分離，把濃縮的精子添加特殊冷凍保護劑后通過液氮降溫至-140℃，并置于-196℃的液氮中進行長期保存。豬冷凍精液經過精清分離，可將存活于精液中的病毒分離，并存放60天以觀察種公豬的健康狀況，免受非洲豬瘟等疫病潛伏期的影響。豬冷凍精液因能永久保存，從而能打破時間和空間上的障礙，成為重要的引種、育種方式和保種手段（見圖2）。

2.豬冷凍精液應用。近年來，國內外豬冷凍精液技術都有較大進步和發(fā)展，冷凍精液解凍后復蘇率達70%～90%，商品冷凍精液解凍后活力達到60%以上，情期受胎率達85%左右，產仔數接近鮮精繁殖水平。加拿大、美國、英國等國已廣泛在歐洲和北美等地應用冷凍精液交流育種，部分出口到非洲、亞洲等地區(qū)；我國河南省黃泛區(qū)鑫欣牧業(yè)有限公司、四川天兆豬業(yè)股份有限公司、中糧集團有限公司等均應用過冷凍精液育種技術；上海市農業(yè)科學院、北京農學院、百鈞達科技發(fā)展（北京）有限公司、北京田園奧瑞生物科技有限公司等科研機構和專業(yè)公司相繼在豬冷凍精液保存技術和配套設備試劑上取得重大突破；上海祥欣畜禽有限公司、河南精旺豬種改良有限公司、湖北襄大農牧集團股份有限公司等國家級公豬站和大型養(yǎng)豬企業(yè)先后建立豬凍精實驗室，開始冷凍精液商業(yè)化生產及應用，冷凍精液已推廣到國內20余個省份及地區(qū)，并遠銷俄羅斯。

◎圖1 克隆種豬制作過程

◎圖2 凍精操作流暢

3.豬冷凍精液前景。目前，豬冷凍精液生產技術和解凍技術已經可以穩(wěn)定達到凍精解凍后活力≥60%，自主研發(fā)的國產凍精設備試劑極大地降低了凍精生產成本，加上配套成熟的母豬發(fā)情檢測鑒定和深部輸精技術，受胎率和產仔數接近鮮精而逐步被養(yǎng)豬企業(yè)接受，特別是在新型冠狀病毒肺炎疫情防控導致常溫精液運輸受限，非洲豬瘟疫情一段時間內仍將威脅豬場安全的情況下，豬冷凍精液的戰(zhàn)略儲備和生物安全價值凸顯，豬冷凍精液將在地方豬品種保護和優(yōu)質種豬保種上發(fā)揮較大作用，同時，大量存儲冷凍精液的凍精銀行不僅可以打通壁壘實現(xiàn)聯(lián)合育種，也是“穩(wěn)產保供”，加快恢復生豬生產，快速擴繁的重要戰(zhàn)略儲備，加快豬冷凍精液的生產儲備和推廣應用勢在必行，未來前景一片看好。

綜上所述，優(yōu)秀種豬短缺將持續(xù)困擾中國養(yǎng)豬業(yè)，如果能夠在引進種豬的同時綜合利用全基因組選擇技術、體細胞克隆技術、豬冷凍精液技術，則可加快育種進程，提高良種覆蓋率，促進養(yǎng)豬企業(yè)轉型升級，為實現(xiàn)《加快生豬生產恢復發(fā)展三年行動方案》目標保駕護航。