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这是一个遗传学问题:并不是所有猪都对水肿病易感。如果一个育种计划使所有仔猪能先天性地抵抗水肿病,那么会发生什么情况呢?瑞士正着手启动这样一个有应用前景的创新项目来解决这个问题。
众所周知,猪的水肿病是一类侵袭仔猪和育成猪的疾病,常在断奶后发生。该病的病程发展很快,一些仔猪常会在发病后数小时或数天内死亡(图1)。总体上讲,水肿病是由大肠杆菌(菌毛类型为F18)所引起的。
通常,水肿病的预防很难,且不一定能取得成功。断奶后在饲料中添加更多的粗纤维是一种预防措施,但是发生严重水肿病的农场时常会在仔猪断奶后就使用抗生素,以便在发病之前能够预防大肠杆菌病的发生。然而,在养猪生产中使用抗生素作为一种预防手段常会招致批评。在20世纪90年代,瑞士研究人员发现,有些猪能先天(遗传)抵抗菌毛类型为F18的大肠杆菌感染。大肠杆菌F18能通过其特殊的菌毛粘附于仔猪小肠绒毛上的特殊受体。在FUT1基因因果突变位点为纯合子(A/A)的仔猪中,肠道绒毛上没有这些受体。因此,大肠杆菌F18不能粘附于这些猪的肠道绒毛上,因此可以避免发生水肿病(图2)。换句话说:细菌的“钥匙”(菌毛)不再与此类先天性有抵抗力的仔猪肠道绒毛上的“锁”(受体)相匹配。抗大肠杆菌F18遗传型的仔猪必须从其父母中遗传获得一个抵抗型等位基因。因此,瑞士猪育种机构Suisag正在瑞士大白猪母系和它的终端父本Premo猪中选育出能遗传性抗大肠杆菌F18的猪。
1 基因型分析和选育
从2006年开始,瑞士在其国内的大白猪中进行系统性的基因分型和选育。利用瑞士核心农场中的优秀种猪产生用于人工授精(AI)的新候选猪。随后,最好的母猪与该新的大白AI公猪交配,这些优秀母猪所产窝中的雄性仔猪在出生后不进行阉割。在过去,育种人员在仔猪2~3周龄采集它们的耳尖样本,并将其送到实验室进行DNA基因型分析。当体重达到25 kg左右时,一部分小公猪进入瑞士育种机构的核心父系公猪测试群中。每年大约450头瑞士大白公猪会进行检测,约有45头公猪进入AI站或被出口。
小公猪在被选择作为试验中心的检测种畜前,要清楚其是否有抗大肠杆菌F18的基因。在最初的几年中,通常应避免购入易感纯合子公猪(G/G)。在接下来的阶段,该育种机构就能获得用于试验中心检测的和AI公猪站的抗性纯合子公猪(A/A)。抗性纯合子公猪的数量和比例已持续增长(图3)。自2011年以来,所有在用的瑞士大白公猪已经成为抗大肠杆菌F18的纯合子公猪。
这些年来,用于核心农场和新的优秀配种猪的抗大肠杆菌F18基因型纯合子AI公猪的数量不断增加。如果配种用的优秀父代是纯合子,母猪的基因型不清楚,那么对其进行基因分型才有意义;如果母猪也是抗大肠杆菌F18基因型纯合子,则无需对所产的每一头仔猪进行昂贵的基因分型,就能知道所产窝中的所有仔猪均是抗性纯合子。
生产中,核心育种人员在优秀配种猪授精当天将该母猪的样本送交实验室,以分析其基因型。总之,在后分娩时就清楚该母猪究竟是纯合子还是杂合子。仅在母猪的基因型是杂合子时,仔猪进行基因分型才有必要。
自2006年以来,在被检测为纯合子基因型的优秀配种猪中被利用的母猪在数量和比例上持续增加,已知通过家系育种越来越多的优秀仔猪成为抗大肠杆菌F18基因型纯合子。通常,来自这些优秀窝的后备母猪被用于核心猪群的自我更新,因为首先它们来自优秀的母系,其次它们后代的基因型通常是抗大肠杆菌F18的基因型纯合子
2 目前的情况
仅对用于核心群交配的最佳母猪进行基因分型的策略是可行的。2012年,核心农场中饲养并检测的约11 000头瑞士大白猪后备母猪中,通过遗传育种48 %的后备母猪为抗大肠杆菌F18的基因型。总体来说,可以大胆地推测,在瑞士所有大白猪后备母猪中,超过75 %的后备母猪已经是抗大肠杆菌F18的基因型纯合子。
昂贵的基因分型数量大幅减少,从过去的每年1 500头下降到2012年不足300头,因为在大多数新的核心配种群中,通过遗传选育母猪和公猪的基因型已是抗大肠杆菌F18的基因型纯合子。
总之,通过仅将纯合抗性基因型的公猪作为父本,抗大肠杆菌F18的易感等位基因可以从瑞士大白猪中彻底去除。今天,余下的基因分型费用会很低,据估计在今后几年中需要进行基因分型的母猪数量会进一步减少。
3 育肥用仔猪的父本
Premo(Suisag)是用于生产育肥猪的瑞士终端父本名称,它们的系统性抗大肠杆菌F18基因分型和选择策略始于2010年。父本育种人员在仔猪断奶时将所有未阉割的小公猪耳尖样本送到实验室。大约在90日龄,该育种机构将决定哪个样本需要进行基因分型。大约75 %的样本将要进行基因分型,但是育种价值很低的公猪样本不会提交给该实验室,因为这种公猪进入AI站的概率很低(表1)。
通过这种流程,当有价值的公猪在145日龄左右进行性能测试时,它们的抗大肠杆菌F18基因型就已经清楚。当然,在购买新的AI公猪时,公猪的该基因型要加以考虑。目前,该育种机构不再购买易感纯合子(G/G)公猪,优先选择抗型纯合子(A/A)公猪。这时,在育种机构的AI公猪站中,49头该品系的公猪是抗型纯合子(A/A),且其数量和比例在不断增长。假设所有136头公猪生产相同数量的育肥猪,在这种情况下,62 %的仔猪可从其父本遗传获得抗大肠杆菌F18的等位基因。在其他品种中的价值是相似的。抗性等位基因的频率每年以10 %的速度增加。因此,可以预期,在未来的4~5年时间内,AI公猪站内的公猪将只是抗性纯合型。目前,仅抗性纯合子公猪的精液会供应那些有严重水肿病问题的猪场。因此,在4个月以后,遗传抗性仔猪的数量和比例会有大幅增长。该策略在这些猪场中显示出很高的成功率,条件是这些猪场使用抗性纯合子的瑞士大白猪。□□
原题名:Breeding against oedema disease in Switzerland(英文)
原作者: Henning Luther、Suisag、Sempach(瑞士)
众所周知,猪的水肿病是一类侵袭仔猪和育成猪的疾病,常在断奶后发生。该病的病程发展很快,一些仔猪常会在发病后数小时或数天内死亡(图1)。总体上讲,水肿病是由大肠杆菌(菌毛类型为F18)所引起的。
通常,水肿病的预防很难,且不一定能取得成功。断奶后在饲料中添加更多的粗纤维是一种预防措施,但是发生严重水肿病的农场时常会在仔猪断奶后就使用抗生素,以便在发病之前能够预防大肠杆菌病的发生。然而,在养猪生产中使用抗生素作为一种预防手段常会招致批评。在20世纪90年代,瑞士研究人员发现,有些猪能先天(遗传)抵抗菌毛类型为F18的大肠杆菌感染。大肠杆菌F18能通过其特殊的菌毛粘附于仔猪小肠绒毛上的特殊受体。在FUT1基因因果突变位点为纯合子(A/A)的仔猪中,肠道绒毛上没有这些受体。因此,大肠杆菌F18不能粘附于这些猪的肠道绒毛上,因此可以避免发生水肿病(图2)。换句话说:细菌的“钥匙”(菌毛)不再与此类先天性有抵抗力的仔猪肠道绒毛上的“锁”(受体)相匹配。抗大肠杆菌F18遗传型的仔猪必须从其父母中遗传获得一个抵抗型等位基因。因此,瑞士猪育种机构Suisag正在瑞士大白猪母系和它的终端父本Premo猪中选育出能遗传性抗大肠杆菌F18的猪。
1 基因型分析和选育
从2006年开始,瑞士在其国内的大白猪中进行系统性的基因分型和选育。利用瑞士核心农场中的优秀种猪产生用于人工授精(AI)的新候选猪。随后,最好的母猪与该新的大白AI公猪交配,这些优秀母猪所产窝中的雄性仔猪在出生后不进行阉割。在过去,育种人员在仔猪2~3周龄采集它们的耳尖样本,并将其送到实验室进行DNA基因型分析。当体重达到25 kg左右时,一部分小公猪进入瑞士育种机构的核心父系公猪测试群中。每年大约450头瑞士大白公猪会进行检测,约有45头公猪进入AI站或被出口。
小公猪在被选择作为试验中心的检测种畜前,要清楚其是否有抗大肠杆菌F18的基因。在最初的几年中,通常应避免购入易感纯合子公猪(G/G)。在接下来的阶段,该育种机构就能获得用于试验中心检测的和AI公猪站的抗性纯合子公猪(A/A)。抗性纯合子公猪的数量和比例已持续增长(图3)。自2011年以来,所有在用的瑞士大白公猪已经成为抗大肠杆菌F18的纯合子公猪。
这些年来,用于核心农场和新的优秀配种猪的抗大肠杆菌F18基因型纯合子AI公猪的数量不断增加。如果配种用的优秀父代是纯合子,母猪的基因型不清楚,那么对其进行基因分型才有意义;如果母猪也是抗大肠杆菌F18基因型纯合子,则无需对所产的每一头仔猪进行昂贵的基因分型,就能知道所产窝中的所有仔猪均是抗性纯合子。
生产中,核心育种人员在优秀配种猪授精当天将该母猪的样本送交实验室,以分析其基因型。总之,在后分娩时就清楚该母猪究竟是纯合子还是杂合子。仅在母猪的基因型是杂合子时,仔猪进行基因分型才有必要。
自2006年以来,在被检测为纯合子基因型的优秀配种猪中被利用的母猪在数量和比例上持续增加,已知通过家系育种越来越多的优秀仔猪成为抗大肠杆菌F18基因型纯合子。通常,来自这些优秀窝的后备母猪被用于核心猪群的自我更新,因为首先它们来自优秀的母系,其次它们后代的基因型通常是抗大肠杆菌F18的基因型纯合子
2 目前的情况
仅对用于核心群交配的最佳母猪进行基因分型的策略是可行的。2012年,核心农场中饲养并检测的约11 000头瑞士大白猪后备母猪中,通过遗传育种48 %的后备母猪为抗大肠杆菌F18的基因型。总体来说,可以大胆地推测,在瑞士所有大白猪后备母猪中,超过75 %的后备母猪已经是抗大肠杆菌F18的基因型纯合子。
昂贵的基因分型数量大幅减少,从过去的每年1 500头下降到2012年不足300头,因为在大多数新的核心配种群中,通过遗传选育母猪和公猪的基因型已是抗大肠杆菌F18的基因型纯合子。
总之,通过仅将纯合抗性基因型的公猪作为父本,抗大肠杆菌F18的易感等位基因可以从瑞士大白猪中彻底去除。今天,余下的基因分型费用会很低,据估计在今后几年中需要进行基因分型的母猪数量会进一步减少。
3 育肥用仔猪的父本
Premo(Suisag)是用于生产育肥猪的瑞士终端父本名称,它们的系统性抗大肠杆菌F18基因分型和选择策略始于2010年。父本育种人员在仔猪断奶时将所有未阉割的小公猪耳尖样本送到实验室。大约在90日龄,该育种机构将决定哪个样本需要进行基因分型。大约75 %的样本将要进行基因分型,但是育种价值很低的公猪样本不会提交给该实验室,因为这种公猪进入AI站的概率很低(表1)。
通过这种流程,当有价值的公猪在145日龄左右进行性能测试时,它们的抗大肠杆菌F18基因型就已经清楚。当然,在购买新的AI公猪时,公猪的该基因型要加以考虑。目前,该育种机构不再购买易感纯合子(G/G)公猪,优先选择抗型纯合子(A/A)公猪。这时,在育种机构的AI公猪站中,49头该品系的公猪是抗型纯合子(A/A),且其数量和比例在不断增长。假设所有136头公猪生产相同数量的育肥猪,在这种情况下,62 %的仔猪可从其父本遗传获得抗大肠杆菌F18的等位基因。在其他品种中的价值是相似的。抗性等位基因的频率每年以10 %的速度增加。因此,可以预期,在未来的4~5年时间内,AI公猪站内的公猪将只是抗性纯合型。目前,仅抗性纯合子公猪的精液会供应那些有严重水肿病问题的猪场。因此,在4个月以后,遗传抗性仔猪的数量和比例会有大幅增长。该策略在这些猪场中显示出很高的成功率,条件是这些猪场使用抗性纯合子的瑞士大白猪。□□
原题名:Breeding against oedema disease in Switzerland(英文)
原作者: Henning Luther、Suisag、Sempach(瑞士)