“非瘟”與“新冠肺炎”雙重防控壓力下我國養豬業所面臨的困境及現代生物技術和育種技術應用的迫切性

侯黎明，牛培培，杜新平，張總平，周五朵1, ，李平華1, ，黃瑞華*

(1. 南京農業大學動物科技學院養豬研究所，江蘇 南京 210095；2. 南京農業大學淮安研究院，江蘇 淮安 223005)

自2018年9月非洲豬瘟疫情暴發以來，我國生豬產業受到了很大的影響，母豬存欄量、商品豬出欄量與產肉量急劇下降。2020年春節前后我國暴發了新冠肺炎疫情，養豬企業面臨著雙重疫情防范的任務，保種育種工作被擱淺，這將不利于國家種業和整個產業的安全和發展。這種局面再不改變，國內種豬性能與國外優秀種豬企業的差距會進一步加大。同時非瘟疫情下我國優良種豬遺傳資源面臨巨大挑戰，地方豬種存欄急劇下降，甚至有瀕臨滅絕的可能，地方豬遺傳資源和優秀的瘦肉型豬能否盡快擴群，顯得尤其重要。因此，盡快推廣先進的生物技術和現代育種技術在生豬產業的應用，保護我國優良地方品種，提高種豬質量和性能，提高生豬生產效率，加快我國生豬產能恢復勢在必行。

1 豬糧安天下，良種筑基石

我國是世界第一養豬和豬肉消費大國，豬肉年消耗量5 000萬t以上，人均年消費豬肉約35 kg，豬肉產量占肉類總產量的60%以上。豬肉作為我國肉食品結構的主要組成部分，是重要民生產品。可見我國生豬產業的健康發展對國民經濟與社會穩定具有重要戰略意義。

優良豬種是確保生豬穩產保供的重要種源，是生豬產業的決定性基礎。種豬的育種是一個復雜的系統工程，具有長期性、長效性，現代養豬呈金字塔式擴繁和生產，原種群的遺傳性能決定了整個養豬產業鏈的生產效率。相對營養、環境、管理和疫病等環節，良種對養豬業發展的貢獻率超過40%，對產業貢獻潛力巨大。我國種豬行業基本以引進瘦肉型豬種為主，通過對引進品種吸收改良，種豬的自給率達可達80%～90%，每年還需進口10%～20%種豬作為補充。可見我國瘦肉型種豬核心群依賴進口的局面沒有得到深層次改變。

遺傳資源是種業發展的“芯片”，是保障畜產品有效供給、維護國家農業安全的重要戰略資源。習近平總書記曾多次指示“下決心把我國種業搞上去，抓緊培育具有自主知識產權的優良品種”。我國種豬行業發展規劃是：到2035年，達到國際先進水平，進入國際種豬強國，同時利用地方資源培育的優質豬肉將占到市場的30%以上。我國種豬業水平本來就與發達國家有明顯的差距，表現在育種效率偏低，新技術的應用滯后，豬群健康狀況差等問題。因此實施種業強國工程，強化育種體系，加強種業科技源頭創新，對提升國家種豬業的安全、品種國產化、國際競爭力具有重大意義。

2 我國地方豬種資源豐富，優良種豬利用滯后

中國是世界上豬種質資源最為豐富的國家之一，2011年出版的《中國畜禽遺傳資源志-豬志》顯示我國有76 個地方豬遺傳資源，約占全球現有豬遺傳資源的1/3[1]，多具繁殖力強、肉質優良、抗逆性強和耐粗飼等特點，為世界商業豬種的培育作出了杰出的貢獻。全球最常用商品豬如大白豬、長白豬和巴克夏品種的培育直接利用了中國地方豬種[2]。

目前國內飼養的生豬約90%為早期國外引進的瘦肉型豬種，但其產仔數普遍不高；近年從丹麥、法國和加拿大等國新引進的瘦肉型種豬，盡管普遍抗逆性差(如肢蹄容易癱瘓、不耐受非常規日糧)，但卻因具高產性能而逐漸被人們接受，已約占國內種豬市場5%且占比在不斷提升。另5%左右則為我國地方豬種及基于地方豬種自主培育的瘦肉型豬種，這些培育豬種多具產仔數較高、耐粗飼等特點，但因育成歷史短、育種體系相對不完善，且多數育成后較少應用新技術進行持續選育，導致市場占比和地方豬一樣不斷下降。相反國外尤其是丹麥、法國和加拿大等國，則不斷研究從我國引進的梅山豬的高產特性，結合現代育種技術(如基因組選擇)進行群體持續選育與性能提高，使其新培育的瘦肉型豬種的繁殖性能表現得異常優越。

3 非瘟和新冠肺炎雙重疫情形勢下，我國保種育種工作陷困境

非洲豬瘟自1921年在肯尼亞首次發現以來，已在全球多個國家暴發流行[3]。我國自2018年8月非瘟疫情以來，養豬業遭到沉重打擊，母豬存欄量、商品豬出欄量與產肉量急劇下降，同時優良種豬存欄急劇下降，導致種群減少、品系不全、質量參差不齊等問題，因而繁育壓力陡增。規模養殖場為確保生存，減少疫病風險，保障商品豬出欄量，采取自留三元母豬作種用現象非常普遍，育種工作被擱淺。所以種群質量退化已經在所難免。預計近幾年我國將會進入新的從國外引種熱潮。我國生豬育種的國際地位面臨嚴峻挑戰。更嚴重的是，我國地方豬遺傳資源更處于被動局面，絕大多數資源只保留在單個保種場內，軟硬件條件更是難以抵擋非瘟病毒的侵襲，面臨丟失的風險，一旦被非瘟侵襲，資源就可能永久丟失。因此不得不承認的現實是我國豬保(育)種工作陷入困境。

禍不單行，2020年初我國暴發了新型冠狀病毒肺炎疫情，全國人民正在黨中央的正確領導下群防群控、同心協力、嚴防死守、合力戰“疫”。但為了控制疫情的傳播，各地出臺的封城，封路，交通管制，限制出行，延期復工等防控措施，給養豬業造成了雪上加霜的影響。

2020年國務院發布的中央1號文件《中共中央國務院關于抓好“三農”領域重點工作確保如期實現全面小康的意見》明確提出要求加快恢復生豬生產。確保2020年年底前生豬產能基本恢復到接近正常年份水平。雙重疫情形勢下大家關注的關鍵問題是如何能夠盡快恢復產能。事實上如果不能盡快恢復重視保種育種工作，我國過去幾十年來豬育種成就很可能一下子清零。現階段如能在提高生豬產出的同時利用現代生物技術和育種新技術，保護我國地方豬種資源，提高種豬質量和性能顯的尤為重要。

4 集成現代生物和育種技術，助力保種育種工作復蘇

非瘟疫情暴發后，黨中央非常重視，李克強總理在《2019年政府工作報告》中強調：“穩定生豬等畜禽生產，加快農業科技改革創新，大力發展現代種業，加強先進實用技術推廣”。2019年9月，國務院辦公廳“關于穩定生豬生產促進轉型升級的意見”指出：要加強現代生豬良種繁育體系建設，實施生豬遺傳改良計劃，提升核心種源自給率，提高良種供應能力。加大現代種業提升工程投入，推動核心育種場建設與生豬產能相適應。2020年2月，國務院辦公廳《關于加強農業種質資源保護與利用的意見》指出要“深度發掘優異種質、優異基因，強化育種創新基礎，要強化基礎保障”。

種豬種質資源是生物多樣性的重要組成部分，也是生豬產業可持續發展的重要戰略資源。我國現有國家級地方豬保種場55個、保護區7個。非洲豬瘟對保種場和保種區在內的種豬資源造成嚴重影響，目前只靠活體原位保存是不夠的。疫情暴發后，農業農村部已經組織全國實施了包括豬精液冷凍保存、耳組織冷凍保存、體細胞冷凍保存、毛囊DNA保存等措施，搶救性保護了我國豬種的優良種質資源的生物樣本。這些生物樣本能否被充分利用為國家種業工程提升和生豬復產穩產保供發揮作用，需要我們趕緊布局，啟動并落實至少以下幾方面工作：(1)通過人工授精技術推廣優良種豬冷凍精液的利用；(2)持續利用現代分子生物學、組學和生物信息學等方法充分挖掘調控豬重要經濟性狀形成的遺傳基礎和分子機制；(3)推進現代生物技術手段進行體細胞克隆，實現優良種豬從組織、細胞到活體的復原和再利用；(4)堅持扎實做好表型和性能數據的收集，制定長期的育種規劃；(5)通過中芯一號為基礎的全基因組選擇育種聯盟，快速推進科研院所現代育種技術的利用和核心技術研究，提升我國種豬生產性能，確保我國種豬資源在2035年能達到國際先進水平。

傳統培育豬新品種的主要方式是雜交育種和選擇育種，但雜交育種時間周期長，經濟成本高，而且無法對難以觀察和測定的復雜性狀進行選育(如飼料轉化率性狀、肉質性狀以及低遺傳力的繁殖力等性狀)，這對高抗病能力、優良肉質等方向的選育目標十分不利。目前豬的育種技術，已從表型選擇發展到基于分子標記輔助選擇育種，根據分子標記進行選擇可以實現早期選擇，提高了時效性和準確性。伴隨著基因組學高通量測序技術的發展和數學模型算法的開發。目前分子標記選擇也從最初單個或少數基因標記選擇發展為基因組選擇(genomic selection, GS)[4]。利用覆蓋全基因組的高密度SNP標記，結合表型記錄和(或)系譜信息對個體育種值進行準確的估計，可開展早期選擇留種，降低性能測定成本，縮短世代間隔，加快遺傳進展[5]。隨著高通量測序技術的不斷完善，測序成本大幅降低、基因組選擇已在奶牛、豬、雞育種得到廣泛應用。

目前國外種豬強國的生豬育種工作主要由政府或其相關組織機構牽頭，將大學或科研機構、企業緊密聯合起來，通過大量研發和推廣育種新技術進行生豬育種，大大加快了育種進展。以丹麥為例，從2010年起由丹麥奧胡斯大學指導企業開展全基因組選擇，并不斷對全基因組選擇的基因組數據量、數據分析模型和方法進行優化，最大化提高繁殖等復雜性狀選種準確性，其核心群繁殖性能已遙遙領先全球。2013年PIC在商品豬上開始利用GS技術，據估計，PIC通過應用GS 技術使豬的遺傳進展平均增速增加了35% 以上[6]。

我國豬的GS技術開展的也比較早，溫氏集團于2010年就開始使用豬的GS技術[7]。江西農業大學黃路生院士團隊聯合國內9所高等學校及科研院所的10個團隊，基于前期在豬基因組研究領域的研究成果，首創性的開發出“中芯一號”基因分型芯片，為我國商品化豬種的全基因組選擇育種提供了技術保障。我國種豬企業數量多，但由于規模小，至今應用全基因組選擇育種等新技術的企業還很少，建立的基因組參考群體很小，數據分析模型和方法也不夠先進，與國外基因組選育的差距還比較大。鑒于GS技術在奶牛育種和國際種豬企業取得的成功[8]，我國種豬企業要加速GS技術的應用，加大前期資金的投入，落實性能測定的規范標準，加強表現數據收集的準確性，爭取盡快趕超國際種豬企業。

伴隨著基因編輯技術的不斷發展，基于CRISPR/Cas9基因編輯工具對個體基因組進行精確編寫并培養新品種的“分子編寫育種技術”應運而生[9]。該技術最大的特點是可以對基因組進行直接編寫，實現遺傳序列的精確插入、替換、復制、刪除等操作。通過基因組編輯技術、顯微注射技術以及體細胞克隆技術，可高效創制新的遺傳標記，進而快速獲得目標性狀突出的生物個體或種群，高效培育具有目的性狀的新品種，可解決傳統育種中耗時長、成本高、效率低的問題，實現真正意義上的 “分子育種”。

近年來，利用基因編輯技術對基因組進行精確修飾獲得基因編輯動物個體或群體已經越來越普遍。這一方法不僅在基因功能研究、疾病模型動物制備等方面有著重要的應用意義，更在畜禽動物新品種培育方面具有重要的經濟價值，市場前景十分廣闊。

5 展望

在非瘟形勢下，我們一方面要借助現代生物技術(如體細胞克隆)保護瀕臨滅絕的地方豬遺傳資源和優秀的種豬。另一方面，面臨我國長期依賴進口國外種豬的現狀，我們要利用現代育種技術(全基因組選擇和分子編寫育種)培育自己的優良瘦肉型品種，推動整個產業的發展。我們需要盡快整合先進的育種技術，提高現有種豬繁殖性能、肉質和抗逆性等重要經濟性狀的遺傳進展。

未來幾年，我們面臨恢復產能的壓力，種豬需求將更大，如能利用現代生物技術和現代育種技術，加快我國種豬重要經濟性狀的遺傳進展，提高種豬的質量和生豬生產效率，加快我國生豬產能恢復。未來我國將從種豬進口大國變成種豬出口國，對促進我國養豬產業良性發展、提升我國在國際種業舞臺的話語權具有戰略意義。