羅宇茜 穆春雨 劉雪江 顓清芮 高 磊 傅祥偉*
(1中國農業大學動物科學技術學院,北京 100193;2滄州職業技術學院畜牧獸醫系,河北滄州 061001;3河北省邢臺市寧晉縣農業農村局,河北邢臺 055550)
非洲豬瘟(ASF)是豬的一種急性、烈性、出血性傳染病,其發病率和死亡率均很高(最高達100%),而且難以撲滅[1]。該病傳播速度極快,威脅性極高,是世界動物衛生組織(OIE)法定報告的動物疫病,屬于我國規定的一類動物疫病。據報道,全球共有52個國家深受其害,占全球國家或地區數量的26.6%[2]。自2018年以來,比利時、匈牙利、烏克蘭、羅馬尼亞、拉脫維亞、俄羅斯、波蘭、保加利亞、中國等多個國家先后發生非洲豬瘟疫情,其中匈牙利、保加利亞、中國和比利時是2018年新發生疫病的國家,中國是第一個發生非洲豬瘟疫情的亞洲國家[3]。
中國是世界上最大的生豬養殖國和豬肉消費國,具有很多性狀優良的地方豬種。在中國,無論是對于國民經濟發展,還是對于農業結構模式以及物種多樣性,生豬產業都有著舉足輕重、無法撼動的作用。雖然非洲豬瘟不屬于人畜共患病,但是由于病原的特殊性以及傳播途徑的多樣性,在目前缺乏安全有效疫苗防治條件下[3],只能在發現疫情后進行集體撲殺、隔離和封鎖,因此非洲豬瘟的危害比豬藍耳病、豬流行性腹瀉等疾病的疊加效應還要嚴重[4]。豬場一旦發生非洲豬瘟疫情,將很難控制,給生豬種業和種質資源多樣性造成慘重損失。
為了更好地應對非洲豬瘟疫情,本文提出了養豬業面對嚴峻形勢的調整策略,在全面撲殺疑似患病生豬群政策落實的同時,應大力做好健康豬種的保種工作并提出可行性方案,確保疫病穩定時生豬產業的有效恢復。
目前我國非洲豬瘟疫情防控形勢較為復雜且嚴峻,2018年8月3日遼寧確診首例非洲豬瘟疫情,隨后疫情連續發生,從東北、華東地區一路南下逐漸向西南、東南地區轉移,近期西北地區也連續發生疫情。截止到目前我國大陸地區31個省(區、市)全部發生了非洲豬瘟疫情。在多省份相繼出現非洲豬瘟疫情后,政府相關部門啟動應急機制,加強疫病排查,對疫區生豬采取封鎖、撲殺、無害化處理、消毒等處置措施。疫區生豬群的撲殺以及大量生豬被限制調運,造成了短期內豬肉市場的供需不均衡。隨著疫病發生,封鎖令的持續執行導致跨區流動受到限制,大規模的生豬養殖企業及養殖戶的生豬只能在當地售賣。但由于當地消費能力有限,存欄負荷過大使得生豬壓欄,疫區面臨供過于求、價格下跌的局面,這對生豬產業的發展造成了極大的沖擊。
隨著疫情的不斷發展,政府、規模養豬企業、養殖戶都需要從根本上進行防治策略的調整,從加強生物安全級別出發,側重落實強化隔離、監測和消毒3大防疫措施[4]。其中,最直接的切入點就是阻斷傳播途徑。正是因為其傳播途徑的復雜性和難控制性,導致該疫病具有一旦發生影響巨大的危害性。
非洲豬瘟的傳播途徑分為3種:直接接觸、間接接觸和媒介蜱傳播,即:①非洲豬瘟可以通過豬與豬之間的直接接觸傳播。健康豬直接接觸患病豬,患病豬的分泌物和排泄物均可以作為傳染源[5]。②間接傳播途徑是指健康豬與病毒污染的污染物接觸,患病豬的肉及其制品、被污染的物品、空氣都可能作為污染源感染健康豬。③非洲豬瘟病毒可以通過蜱蟲傳播,非洲豬瘟病毒是目前確定的唯一一個蟲媒病毒,由于我國蜱類分布廣泛,所以一旦疫病發生,難以控制[6]。
非洲豬瘟病毒傳染性強,致死率高,且發病豬無明顯的品種、日齡和性別的差異[7],所以這將會對優良種豬和我國地方豬種的多樣性造成一定危害。我國擁有世界上最豐富的地方豬品種資源,面對非洲豬瘟疫情,我國必須堅決執行全面撲殺患病豬群的政策,否則可能會導致我國生豬的品種資源多樣性遭到破壞。此外,在控制穩定疫情的同時,也應當重視開展保種工作,以確保物種多樣性和疫病穩定時生豬產業的有效恢復。目前活體保種在嚴峻的疫情形勢下存在較大的風險,配子與胚胎冷凍保存技術有可能成為活畜保種有效的補充形式。配子和胚胎的冷凍保存技術是指在超低溫下保存配子(精子和卵子)和胚胎,一旦恢復正常的生理溫度,配子或胚胎就可以繼續發育。簡單來說,配子和胚胎的冷凍保存可分為胚胎保存、精液保存、卵母細胞保存。
2.2.1 胚胎冷凍保存
自1977年Whittingham等[8]胚胎冷凍保存技術首次成功以來,胚胎冷凍保存技術已成功地被應用到家畜胚胎冷凍保存中。Agrawal等[9]發明了胚胎玻璃化冷凍方法,取得了較好的冷凍效果。1989年,Hayashi[10]將豬胚胎保存至 - 35℃,移植后成功產仔。1991年,Kashiwazaki[11]在 液氮(- 196℃)中冷凍保存豬胚胎也獲得成功。1994年,Dobrinsky等[12]首次報道了玻璃化冷凍第6、7天的豬胚胎,解凍后在體外的發育率分別為27%和39%。Vajta等[13,14]在1997年首次報道了利用OPS法冷凍體內生產的豬胚胎(桑椹胚至擴張囊胚)獲得了91%的存活率和67%的囊胚孵化率。2000年,Berthelot等[15]首次報道了將豬胚胎經OPS法玻璃化冷凍后生下后代。2006年,張德福等[16]采用二步法開放式拉長細管玻璃化冷凍技術保存豬桑椹胚與囊胚,經移植后順利產仔(8頭活仔),成為我國首例豬胚胎超低溫(- 196℃)冷凍后代。2015年Mito等[17]采用冷凍環冷凍豬胚胎,擴張囊胚的解凍存活率(81%)顯著高于囊胚期(65.6%),移植后順利產下健康仔豬。胚胎冷凍保存是恢復種群的最快方法,但是與牛羊等單胎動物不同,豬胚胎移植數量較多(為保證妊娠效果,移植胚胎數在50~200之間),成本高昂。
2.2.2 精液的冷凍保存
1956年,英國科學家Polge開始研究豬精液的冷凍保存。1970年,Polge等首次報道利用外科手術法將解凍后的精子直接注入輸卵管并獲得83%的受精卵。1971年后,相繼有報道用解凍精液以常規子宮頸輸精法輸精并使母豬成功妊娠最終獲得仔豬[18]。隨后,大量成功的豬精液冷凍方法相繼出現。精液的冷凍保存可以充分提高優良種公畜的利用率,減少留種率,加快遺傳進展,促進國際種質交流的發展,使發情母畜的繁殖不受時間和區域的限制,還可以建立動物精液基因庫便于珍貴優良家畜品種的保種工作。目前全球各國已經研制了多種豬精液冷凍稀釋液,但因冷凍方法的不同,其冷凍稀釋液的組成成分也不盡相同。豬精液冷凍稀釋液可分為不含緩沖鹽的冷凍稀釋液與含緩沖鹽的冷凍稀釋液。在許多以葡萄糖作為稀釋液成分的研究中發現,葡萄糖較易被精子吸收,可部分充當精子能源,在稀釋液中適當增加葡萄糖含量并相應減少檸檬酸鈉含量,會對精液有較好的保護作用[19]。也有報道說低濃度的葡萄糖(2%~3%)與乳糖(2%~3%)混合使用效果較好。為了提高冷凍精液效果,可以在稀釋液中添加乙酰基-D-葡糖胺和氨基-鈉十二烷基硫酸酯、透明質酸、膽固醇包合物、丁羥甲苯等物質[19]。運用精液冷凍保存的方法進行保種工作與用胚胎冷凍保存法相比,具有明顯的成本優勢,但是由于這種方法僅是對公畜的遺傳物質進行保存,需要對多個品系種公豬進行保種,需經過若干個世代的回交才能夠有效地恢復某一品種,恢復種群的速度較慢。
2.2.3 卵母細胞的冷凍保存
除了對精液進行冷凍保存,還可以通過冷凍卵細胞來進行保種。由于卵細胞的體積較大、結構復雜,其抗凍能力不如精子,因此復活率大大低于精子[20]。豬卵母細胞內脂質含量非常高,使之對低溫極為敏感,冷凍保存難度相對較大。通過冷凍體系的優化,豬GV期卵母細胞存活率可達80%以上,并且解凍后經體外成熟、受精等過程成功獲得了世界首例健康仔豬。冷凍豬MⅡ期卵母細胞獲得的胚胎移植后也成功產下仔豬[19]。目前,豬卵母細胞的冷凍保存最常用的滲透性抗凍保護劑是EG(乙二醇)和DMSO(二甲基亞砜),EG或EG聯合DMSO獲得了較高的存活率和體外成熟率。豬卵母細胞玻璃化冷凍常用的方法有OPS、SSV和Cryotop等。在降低冷凍對卵母細胞造成損傷方面,紫杉醇可以減少冷凍對微管的損傷,能維持紡錘體的正常結構,穩定線粒體和脂肪顆粒的空間分布,同時提高卵母細胞的發育能力。通過Forskolin脂解作用降低卵母細胞內脂肪含量,能夠提高體外成熟豬卵母細胞的冷凍耐受性。冷凍導致豬卵母細胞內活性氧水平顯著升高,在冷凍操作液、體外成熟液和胚胎發育液中加入β-巰基乙醇或白藜蘆醇等能有效降低冷凍卵母細胞內的活性氧水平,提高卵母細胞冷凍存活率和胚胎發育能力[19]。卵母細胞成功冷凍保存結合體外受精(IVF)等其他胚胎生物技術可以有效地達到種質資源保存的目的。理論上,若能夠獲得足量的冷凍卵母細胞結合精子冷凍保存的技術會使得種群得到較快恢復。運用豬卵母細胞冷凍保存技術進行保種成本與胚胎保種同樣較高。
非洲豬瘟疫情自2018年8月在中國發生以后,疫情一路南下,已經危害到我國南方生豬養殖的主要腹地。非洲豬瘟疫情的防控刻不容緩,由于其復雜多樣的傳播形式,消滅非洲豬瘟將是一場持久戰。從國家政府到生豬生產企業再到中小養殖場(戶)都應高度警惕,嚴格執行相關防控制度。我們應當從多維度出發應對疫情,在控制疫情的同時也應做到未雨綢繆,加快建立我國優良種豬和地方豬種的保種工作,對健康豬種進行篩選,結合胚胎生物技術使得種質資源得到有效保護,將疫情對養豬育種的不利影響降至最低水平。