德州驢種質資源創新利用概述

文│王天琦 劉紫雯 史曉淵 張振威 展延棟 李玉華 王長法*（聊城大學農學與農業工程學院）

農業農村部2021—2035全國畜禽遺傳改良計劃指出：畜禽種業是畜牧業發展的根基，是畜牧業核心競爭力的重要體現。在“三品一標”行動方案中，品種培優居于首位。山東省是驢產業發展強省，全國90%的阿膠產自山東，具有阿膠、驢肉、驢奶、化妝品和保健品等完整的產業鏈條。德州驢是我國五大大型驢品種之一，隨著政府支持力度的加強，德州驢的養殖逐漸向規模化、標準化和產業化方向發展，并且發揮了支持醫養健康，特色文化振興的良好作用。驢是單胎動物，生長周期和妊娠期長，而我國地方驢的品種數量和產業規模均位居世界首位，但國內外仍沒有一個驢的培育品種出現。因此，加大驢的種質資源保護力度，盡快啟動遺傳改良工作具有重要意義。

一、德州驢歷史分類

德州驢原產于山東省德州市、濱州市的沿渤海各縣，是惟一以德州命名的地方家畜品種，又稱無棣驢。作為我國著名的役肉兼用品種，距今已有300多年的歷史。在動物分類學上，德州驢隸屬于脊索動物門，脊椎動物亞門，哺乳綱，奇蹄目，馬科，馬屬。德州驢是我國大型驢種和優秀的地方品種，具有體型高大、結構均勻、生長快、抗逆性強等特點，于1983年被列入《山東省畜禽品種志》和《中國馬驢品種志》，1998年被列入山東省畜禽種質資源保護名錄，2007年被列入國家畜禽種質資源保護名錄，是我國乃至世界現有的主要“大型驢”品種之一，也是目前培育肉用驢新品種的首選種質資源，在我國驢遺傳資源中具有重要地位。德州驢根據毛色及外貌可分為“三粉驢”和“烏頭驢”兩個品系。三粉驢全身毛色純黑，鼻、眼周圍和腹下均為白色，頭清秀，耳立，步樣輕快，四肢細而剛勁，肌腱明顯，蹄高而小，皮薄毛細。烏頭驢全身毛色烏黑無任何雜毛，體形方正，外形美觀，高大壯實，結構勻稱，四肢較粗重，蹄低而大，胸寬而深，是驢種中的“重型驢”。

二、山東省驢產業發展概況

山東是驢產業發展強省，阿膠90%產自山東，擁有以東阿阿膠股份有限公司為龍頭的阿膠及其衍生產品生產企業203家，以禹城市惠民農業科技有限公司和山東天龍食品有限公司為核心的驢肉生產企業50多家，以驢肉為主的大小餐飲企業近1000家，一直引領我國乃至世界驢產業的發展。山東省是我國驢傳統養殖、繁育和加工的重要區域，具有相對完整的優勢產業體系。阿膠、驢肉已成為山東省“雙閃名片”，據估算，2020年驢產業的產值已超過千億規模。盡管山東省在驢養殖和加工領域的優勢顯著，但隨著社會發展和科技進步，驢養殖呈現新的趨勢，由傳統的一家一戶分散養殖逐步向規模化、標準化和產業化方向發展，其功能與作用也由役用向肉用、藥用、乳用、保健及生物制品開發等多用途的“活體經濟”轉變，驢養殖正朝著產業化方向快速發展。

山東省驢產業擁有巨大的發展潛力。驢產業是惟一沒有國際競爭的畜牧業，符合新舊動能轉換的需求；驢產業在精準扶貧中發揮了重要作用，山東省已將驢產業列為優勢特色產業、民生產業。山東省在驢養殖和加工領域優勢明顯。同時，隨著政府支持力度加大，科技推動加強，養殖已逐步向規模化、標準化和產業化方向發展，并且發揮了支持醫養健康，特色文化振興的良好作用。依靠科技力量逐步實現驢產業的轉型升級，成為山東省畜牧業中最具活力的部分，未來發展潛力巨大。

三、德州驢現有種質資源概述

1.山東地區驢場平均體重體尺統計。山東省濱州、德州、聊城等地區自古有養驢習慣，歷史悠久，目前已建成德州驢國家級保種場3個，將前期在東阿、禹城、茌平及無棣采集的數據進行統計，公驢根據不同年齡段、不同品系進行了分別整理，表1為山東省不同地區德州驢的平均體尺體重統計表（三粉驢），表2為山東省不同地區德州驢的平均體尺體重統計表（烏頭驢）。

表1 山東省不同地區德州驢種公驢的平均體尺體重統計表（三粉驢） 千克，厘米

表2 山東省不同地區德州驢種公驢的平均體尺體重統計表（烏頭驢） 千克，厘米

2.優秀種公驢及優秀種母驢。為促進以德州驢為代表的優質種業發展，推動驢種資源開發與利用步伐，分別于2019年4月11～12日和2021年10月18～20日召開了“首屆（2019）中國德州驢驢產業高峰論壇”“第七屆（2021）中國驢業發展大會暨第二屆德州驢種質資源保護與開發利用高峰論壇”，分別舉行了首屆、第二屆德州驢優秀種驢展示和評選活動。本次展示、參評的德州驢種驢，不論公、母，其體尺數據指標遠遠高于《馬驢駝志》《驢學》《德州驢》中記錄的驢體尺數據。這次參賽的平均體尺數據見表3，公驢平均體高為153.06厘米，平均體長為155.38厘米，平均胸圍為163.75厘米，平均管圍為20.19厘米，平均尻長為49.25厘米，平均尻寬為46.63厘米，平均胸寬為40.88厘米；母驢平均體高為147.86厘米，平均體長為153.14厘米，平均胸圍為159.71厘米，平均管圍為19.14厘米，平均尻長為48.43厘米，平均尻寬為45.44厘米，平均胸寬為44.28厘米。顯示10余年來，經過廣大從業者的不懈努力，對德州驢的提純復壯、本品種選育及肉皮兼用驢新品系的定向選育工作已初見成效。

表3 參賽德州驢優秀種驢的平均體尺數據 厘米

四、德州驢基因組的研究及應用

1.德州驢參考基因組的建立。

本課題組綜合利用鳥槍法、PacBio測序法及Hi-C測序3種技術進行測定，逐步組裝測序數據，逐步提升組裝效果。在最終的基因組組裝版本中，contigN50為7.92Mbp，scaffoldN50為93.3Mbp，ContigN50及scaffoldN50分別提升56倍和6倍。共有99.83%的scaffolds定位于32條染色體上，包括30條常染色體和一對性染色體（X與Y染色體），X染色體為110.16MB，Y染色體為12.68MB。24.3億個堿基對組成。

2.地方驢品種適應性機制解析。基于參考基因組，通過全基因組重測序技術檢測分析了四大洲的126個家驢及7個野驢個體（涵蓋世界上僅存的藏野驢、蒙古野驢及索馬里野驢3個野驢品種）的基因組數據，發現大量的基因組遺傳變異，并對驢的部分生物學特性進行了分子機制解析：

（1）闡明了黑毛色家驢由灰毛色家驢選擇而來，TBX3基因下游調控區域的一個T堿基缺失是驢毛發變黑的原因。

（2）解析了驢奶中溶菌酶含量高的原因，在驢基因組中鑒定出8個C型溶菌酶基因，這與馬基因組中的C型溶菌酶基因相同。還發現LYSC1基因在驢奶腺組織中的表達水平很高（平均FPKM＝102965.34），遠高于其他型的溶菌酶基因和其他基因在乳腺組織中的表達量（大多數基因的FPKM＜100）。

（3）對驢抗病力強的分子基礎進行了研究，驢的主要組織相容性（MHC）位點（也被稱為Equus LymphocyteAntigen，ELA）位于8號染色體，長度為4.62Mbp。通過與馬、綿羊及山羊的MHC進行比對，注釋了驢的78個34 MHCI/Ⅱ/Ⅲ蛋白編碼基因，有利于加速免疫學及疫苗開發的研究。為選育皮厚、肉多、抗病性強的優質德州驢奠定了基礎。

3.驢全基因組選擇技術體系的未來構建。在奶牛、家禽、豬等家畜上已經應用的以基因芯片分型為主的基因組選擇（Genomic Selection，GS）技術，選種準確性提高20%～40%，有效縮短了選擇周期和世代間隔。國內外還沒有驢的芯片，也沒有成熟的基因組選擇技術體系。因而，依托國家種業及省良種工程項目建立了該物種變異數據庫，挖掘重要優良性狀的關鍵候選基因，對研發驢全基因組選擇技術體系具有重要的科研價值和產業價值。

在驢種質創新及遺傳改良過程中，輔助繁育技術至關重要。驢繁殖力低不僅導致現有驢群擴繁速度慢，存欄量與日益增長的皮、肉、奶的消費需求之間的差距越來越大，而且使新品種的培育周期延長。因此，未來亟需持續開展驢繁殖理論研究，借鑒其他畜種成熟繁殖技術進行技術組裝、集成與推廣，利用B超跟蹤檢查、營養管理和藥物配合等技術實現母驢同期發情和定時輸精，提高配種率和情期受胎率，減少母驢流產率；開展良種公驢精細化飼養管理研究，提高繁殖性能；開展驢精液高效保存和低劑量輸精技術研究，提高良種公驢的利用效率。

五、德州驢種質創新

我國驢品種雖然對當地風土環境具有良好的適應性和較強的抗逆性，但缺乏專門化的系統培育，沒有形成性能優越的專門化品種，在皮、肉、乳用方面性能不夠突出，養驢效益得不到充分體現，影響了養驢戶的積極性。顯然，缺乏專門化品種已成為我國、我省驢產業發展的制約因素。期望通過長期選育篩選出毛黑、肉多、皮厚的德州黑驢，通過種質提升帶動產業發展，獲得了山東省現代農業產業技術體系驢產業創新團隊首席專家、山東省“泰山產業領軍人才”項目《驢新品系定向培育及種質推廣》、山東省農業良種工程項目，《地方良種皮、肉驢專門化新品系培育》等項目的資助。說明山東省十分重視驢種質創新工作。

利用TKY343、TKY312、HNS2等13個微衛星位點，建立了驢親子鑒定技術，檢測種母驢和種公驢系譜正確性，淘汰了系譜記錄錯誤的個體，確保了自主培育核心種質血統的可靠性。在評鑒國內外大量黑驢種質資源、生產性能測定和遺傳評估基礎上，歷經14年4個世代的連續選擇、高強度淘汰、橫交固定等選育出皮厚肉多的東阿黑毛驢種群，后代黑毛色純度達98.5%以上，初生重增加了16.4%，生長速度提高了8.4%，成年體高增加了4.5%，屠宰率增加了13%，皮重率增加了16.8%。

近幾年，在驢種質資源鑒定、驢肉品質評價及驢奶特性上取得了大量進展。在驢種質資源鑒定及評價方面，面對驢體重測定難這一問題，通過多元回歸分析建立了體尺數據預測驢體重的回歸方程，提供了一種簡便、快速、準確、低廉的獲得大群驢體重的評定系統。在驢肉品質評價和保鮮方面，建立了基于液相色譜-質譜法的脂質組學技術，并成功應用于驢肉脂質特性分析，該研究首次揭示了驢肉“脂質譜”和代謝特征，為驢肉制品的開發和肌內脂肪的精確調控提供了新的視角。在驢奶品質評定和調控方面，從驢奶中的功能性生物活性成分入手，在化學分析、細胞模型及動物模型3個層面上系統闡述了驢奶具有的抗炎、抗氧化功能，深入解析了氧化應激同炎性反應之間的復雜關系，并詳細探討了驢奶在炎性相關的慢性疾病（如心血管疾病、糖尿病）中發揮的作用，為驢奶作為一種營養調節劑在炎性相關的慢性疾病中的應用奠定了基礎。

六、多胸腰椎數驢新品種的定向培育

哺乳動物脊椎一般分為頸椎、胸椎、腰椎、薦椎和尾椎。哺乳動物頸椎數為7根，固定不變，薦椎與尾椎的改變不會帶來生產性狀的改變，因此，應定向選育多胸腰椎數的德州驢，提高肉皮產量。脊椎數目主要受遺傳影響，且具有很高的遺傳力，如豬的為0.62。前期采集了512頭德州驢的血液，測量了其體尺性狀及胸腰椎數數目。屠宰實驗發現，德州驢的胸椎數一般為17～19根，腰椎數一般為5～6根。德州驢胸腰椎的組合有5種類型。體高與體長、胸圍、皮重、胴體重間存在極顯著相關性，系數為0.72～0.47，體長與胸椎長度、腰椎長度存在極顯著相關性，系數為0.58～0.38。胸腰椎數與體長、胸腰椎長性狀具有相關性，統計發現，德州驢多一根胸椎體長增加4.3厘米，多一根腰椎體長增加2.4厘米。多一根椎骨凈肉重增加7.2千克，皮重增加0.65千克。按現有市場驢肉價格100元/千克，鮮驢皮110元/千克，每頭可增收790元，全國按年出欄100萬頭計算，每年可新增經濟效益7.9億元；山東按年出欄4萬頭優質驢計算，年可獲直接經濟效益3160萬元。

本課題組開發了一種適用于活體檢測驢多胸腰椎數性狀的設備及方法，以達到“活體檢測多胸腰椎數驢作父本、母本”的目的，在驢幼年時期精確檢測出其胸腰椎數目，將具有24根胸腰椎數的驢選作種用，突出解決了屠宰后才能確定驢胸腰椎數目，造成優秀種質無法傳承的重要問題，擴大具有優良生產性能個體的選育基數，提高了定向選育效率，避免了盲目配種帶來的資源浪費。

七、結語

綜上所述，驢產業在近幾年取得了較多進展，對德州驢的提純復壯、品種選育及肉皮兼用驢新品系的定向選育工作已初見成效，但未來仍需廣大科研人員及從業者砥礪前行，繼續將驢產業做大做強！