畜禽抗病育種的研究進展

黃鄧萍，張翔宇，雷岷，梅秀麗

（四川省畜牧科學研究院，四川成都610066）

畜禽抗病育種的研究進展

黃鄧萍，張翔宇，雷岷，梅秀麗

（四川省畜牧科學研究院，四川成都610066）

抗病育種作為傳統(tǒng)畜禽疾病防治手段的有效補充，具有高效、安全的特點。本文綜述了畜禽抗病選育的理論基礎(chǔ)及其主要方法，進一步探討了以數(shù)量遺傳學理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)育種方法和建立在分子遺傳學上的分子標記輔助選擇方法，指出了目前畜禽抗病選育存在的主要問題和應用前景。

抗病育種；分子標記；疾病

抗病力主要指畜禽對疾病的抗性或易感性，抗性主要體現(xiàn)在畜禽抵御病原體感染，減慢病原體在體內(nèi)的生活周期，減少疾病對機體的影響三個方面[1]。過去40年里，世界各國對畜禽的遺傳改良主要集中在提高生長速度和產(chǎn)仔數(shù)方面，迄今已獲得較大遺傳進展。但是，過分強調(diào)生長速度、屠宰率等個體經(jīng)濟效益的高強度選擇，使得畜禽的抗病力急劇下降，尤其是生產(chǎn)環(huán)境條件處于中下水平的畜禽產(chǎn)業(yè)不發(fā)達國家和經(jīng)濟基礎(chǔ)較差的發(fā)展中國家，畜禽抗病力差的問題更突出，已成為畜禽業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸[2]。如何提高畜禽的抗病力，降低疾病造成的死亡，實現(xiàn)畜禽產(chǎn)業(yè)整體水平的提高，已經(jīng)成為全球畜牧業(yè)共同關(guān)注的焦點問題。

1 畜禽疾病防治的研究動態(tài)

動物疾病是現(xiàn)代畜禽業(yè)生產(chǎn)的主要威脅之一，疾病使動物處于病態(tài)或死亡，給畜禽業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，約占畜牧業(yè)總產(chǎn)值的12%～15%[3]。疾病發(fā)生的三個要素包括：原體、易感動物和適宜的環(huán)境，而環(huán)境控制是控制畜禽疾病的重要措施。在畜禽產(chǎn)業(yè)發(fā)達的歐洲國家，主要是通過對養(yǎng)殖場的環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測來控制疾病[4]，但這種策略需要大量的資金和嚴格的管理制度，而且對環(huán)境、籠舍的要求高。對于畜禽產(chǎn)業(yè)不發(fā)達的國家和經(jīng)濟基礎(chǔ)差的發(fā)展中國家來說，完全采用這種策略具有很大的技術(shù)難度。

干擾素自20世紀70年代進行臨床試驗以來，已經(jīng)廣泛應用于病毒性、腫瘤性、自身免疫性、過敏性疾病以及抗纖維化、抗寄生蟲感染等的治療[5]。動物干擾素現(xiàn)已廣泛應用于畜禽生產(chǎn)。豬的白細胞干擾素對許多病毒性傳染病如流行性腹瀉、豬瘟、傳染性胃腸炎，以及對牛病毒性腹瀉、小鵝瘟、羔羊腹瀉等都能起到防治作用[6]。目前，提高畜禽本身的遺傳抗病力是對傳統(tǒng)畜禽疾病防治手段的有效補充。對畜禽抗病品系的篩選和培育也成為一個重要的研究方向。國內(nèi)外大量的動物抗病育種研究表明：動物的抗病力分為特殊性抗病力和一般性抗病力，對特定疾病進行抗性選育，可以培育出對某一疾病有抗性的品系，但會增加對另一種疾病的易感風險，同時某些疾病的遺傳抗性與生產(chǎn)性能存在負相關(guān)[7]。因此，培育一般性抗病力強的品系更具有實際意義。

2 畜禽抗病選育的理論基礎(chǔ)

研究人員很早就發(fā)現(xiàn)畜禽存在一種對疾病與生俱來的抵抗能力，這種抗病能力被稱為自然抗病力[8]，尤其是將畜禽首次暴露在病原菌環(huán)境下，這種抗病能力就表現(xiàn)得很明顯。之后，在綿羊?qū)辜纳x的感染研究中發(fā)現(xiàn)這種抗病力可以遺傳，并且存在遺傳變異[9]。隨后發(fā)現(xiàn)這種抗病力受到環(huán)境的影響，同時不同畜禽和不同疾病受到的影響存在差異。隨著分子生物學的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)不同疾病受到基因調(diào)控的方式不一致，可分為單基因作用和多基因作用。相應的抗病力也分為由單基因作用的抗病力和多基因作用的抗病力。

歸納畜禽近20年的抗病育種研究結(jié)果可以得到以下重要提示：（1）自然抗病力（Natural Disease Resistance）是一種內(nèi)在的抵抗能力，由遺傳因素決定，雖然受環(huán)境影響，但可以穩(wěn)定地遺傳給后代；（2）自然抗病力在不同品種、不同個體的畜禽之間存在遺傳變異；（3）畜主抗病力由單基因或多基因控制。因此，通過在自然環(huán)境或人工環(huán)境下對遺傳抗性指示性狀的直接選擇或間接選擇，估計各種性狀的遺傳效應，可以實現(xiàn)機體抗病力的選擇提高。

3 常規(guī)抗病選育方法

以數(shù)量遺傳學理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)育種方法，為畜禽生產(chǎn)效率的提高做出了巨大貢獻，同時具有成本低、快捷、高效的特點，易于操作，使其成為動物遺傳改良的有力工具。在抗病力的選育中同樣可以通過對指示性狀的直接或間接選擇提高個體的遺傳抗病力。但疾病性狀多為閾性狀，適合其他經(jīng)濟性狀的參數(shù)估計模型并不能估計其遺傳效應，同時受環(huán)境和免疫狀態(tài)等因素的影響程度大。采用不恰當?shù)闹甘拘誀钸M行直接選擇的準確性較差，而高效的指示性狀的選擇同樣可以使抗病力達到其他經(jīng)濟性狀的改良效果[10]。確定適合的指示性狀和正確的選育方法是運用育種方法進行畜禽抗病育種的關(guān)鍵。雞卡氏住白細胞原蟲病的抗病選育就是采用的直接選育的方法。

4 抗病相關(guān)的分子標記

分子標記技術(shù)可以解決抗病育種研究中將育種對象暴露于病原帶來的操作和倫理問題。分子標記的尋找是該技術(shù)應用的關(guān)鍵，這種尋找與疾病抗性相關(guān)的方法通常稱為QTL定位。

4.1 抗病QTL分子標記的選擇目前，很多研究都是采用對經(jīng)濟性狀QTL定位的方法進行抗病力的QTL定位。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個與畜禽疾病或健康相關(guān)的QTL位點。Marialli等利用226個微衛(wèi)星標記對雞沙門氏菌抗性品系和易感品系的回交后代進行了QTL定位，結(jié)果表明在雞的SSC15微衛(wèi)星標記233和CRB之間2 cM處，存在一個主效QTL。隨著越來越多的與家禽抗病力相關(guān)的QTL被定位，大量的分子標記將被用于抗病選育。

4.2 抗病候選基因分子標記的選擇與其他生長性狀相關(guān)基因相比，抗性基因的研究還不多。已有研究報道的抗病基因主要包括：豬大腸桿菌K88和F18受體基因，蘭尼定受體基因（RYR）和MHC基因家族。Phua等利用過氧化氫酶基因?qū)d羊皮疹的抗病性、易感性進行了研究，結(jié)果表明抗病羊群和易感羊群多個與過氧化氫酶基因相關(guān)的分子標記存在差異。抗病基因的機理研究比較復雜，基因結(jié)構(gòu)也比較復雜，在定位、克隆上都存在一定困難，可以考慮與候選基因相關(guān)聯(lián)的標記進行標記輔助選擇。

5 抗病選育存在的問題和展望

目前，畜禽抗病育種已經(jīng)取得一定的進展，但也存在一些不足。抗病性由于與環(huán)境的互作關(guān)系復雜，因此其遺傳機理還需進一步研究。目前發(fā)現(xiàn)了很多與畜禽疾病有關(guān)聯(lián)的分子標記，但要應用于育種實踐，其關(guān)聯(lián)性還略顯不足，缺乏可直接應用于標記輔助選擇的可靠遺傳標記。目前發(fā)現(xiàn)畜禽抗病力和部分生產(chǎn)性狀存在遺傳拮抗，呈負遺傳相關(guān)，很難實現(xiàn)兼顧所有性狀的共同遺傳改良。病原的快速變異也加大了抗病選育的難度，病原微生物的快速變異會降低抗病品系的抗病性。在抗病育種過程中，遺傳抗病指示性狀的確定和遺傳變異程度，以及選擇模型的建立是其技術(shù)難點，遺傳抗病指示性狀的方差中必須包含較高的遺傳方差，具有可以穩(wěn)定遺傳的特征。遺傳力較高的抗病指示性狀，大多數(shù)生產(chǎn)中無法便捷、快速的測量或測量成本太高，導致不能應用于抗病育種實踐，因此，指示性狀在育種實踐中必須具有可操作性，同時還要與許多抗病性狀存在遺傳相關(guān)性，才能將其應用于遺傳抗病育種計劃。

[1]劉定發(fā)，舒鼎銘，楊冬輝.家禽抗病育種[J].中國家禽，2005，27（19）：48-50.

[2]李秋芳，白秀娟.MHC在畜禽抗病育種中的研究進展[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2010（11）：45-46.

[3]施啟順，柳小春，馬海明.豬的疾病抗性與抗病育種研究進展[J].國外畜牧學（豬與禽），2002（3）：35-38.

[4]呂崢.環(huán)境與畜禽疾病控制[J].國外畜牧科技，1988（2）：58-60.

[5]趙廣榮.重組人干擾素的研究進展[J].中國生物制品學雜志，2010（12）：1384-1388.

[6]劉劍鋒，王立賢，張沅，等.豬干擾素基因研究進展及其在抗病育種中的應用展望[J].中國畜牧獸醫(yī)，2003（5）：30-33.

[7]王超，趙書紅，朱猛進.豬抗病育種的相關(guān)問題及研究進展[J].中國畜牧雜志，2014（22）：67-72.

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[10]魏國生，韓光微.豬某些免疫指標及其與部分生產(chǎn)性狀關(guān)系的研究[J].畜牧獸醫(yī)學報，1995，26（2）.

Research Progress on Livestock and Poultry Breeding for Disease Resistance

Huang Dengping，Zhang Xiangyu，Lei Min，et al.
（Sichuan Animal Science Academy，Sichuan Chengdu 610066，China）

Breeding for disease resistance as an effective supplement of traditional livestock and poultry disease prevention and cure method has characteristics of efficient and secure.This article had summarized the theoretical basis and primary method of breeding for disease resistance.Then further discussed traditional breeding method based on quantitative genetics theory and marker-assisted selection method which was established based on molecular genetics.At last，this paper indicated major problems and application prospect of livestock and poultry breeding for disease resistance at present.

Breeding for disease resistance；Molecular marker；Disease

S813

A

1001-8964（2017）05-0037-03

2017-03-20

黃鄧萍（1963-），女，四川成都人，研究員，研究方向：動物遺傳育種。