數(shù)智風(fēng)向標(biāo)
政策保種 科技賦能
中國“土豬”從瀕臨滅絕到搖身變“金豬”
借助科技的力量，中國“土豬”正闖出一條路來。
2月23日，黨的十八大以來第13個指導(dǎo)“三農(nóng)”工作的中央一號文件發(fā)布，其中提出“推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技力量協(xié)同攻關(guān)”，強(qiáng)調(diào)了“深入實(shí)施種業(yè)振興行動”“繼續(xù)推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化”等方向。更受矚目的是，“發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”被首次提出。
在實(shí)現(xiàn)種源自主可控這條路上，我國的畜禽遺傳資源保護(hù)工作，也被賦予了新的使命。2月7日，國家畜禽遺傳資源委員會發(fā)布了《國家畜禽遺傳資源品種名錄(2024年版)》，其中提到，我國目前有寧鄉(xiāng)豬、成華豬等89個地方豬種，北京黑豬、東北花豬等32個培育品種，川藏黑豬等18個培育配套系。
中國“土豬”品種豐富，不僅承載著深厚的歷史文化底蘊(yùn)，還豐富了遺傳多樣性。那么，包括基因編輯、大數(shù)據(jù)分析和人工智能在內(nèi)的前沿技術(shù)，到底是如何應(yīng)用于本土豬種的遺傳改良的？中青報·中青網(wǎng)記者為此進(jìn)行了采訪，探索相關(guān)領(lǐng)域究竟面臨什么樣的挑戰(zhàn)，又取得了哪些進(jìn)展。
從“瀕危土豬”到“近50億元產(chǎn)業(yè)鏈”
20多年前，湖南寧鄉(xiāng)人李述初走遍了寧鄉(xiāng)、安化等地，才找到了僅存的7頭寧鄉(xiāng)豬種公豬和50頭母豬。
全國畜牧總站第三次全國畜禽遺傳資源普查官網(wǎng)顯示，寧鄉(xiāng)豬原產(chǎn)于湖南省寧鄉(xiāng)市流沙河、草沖一帶，一度達(dá)到近15萬頭的數(shù)量。但隨著以杜洛克豬、長白豬和大白豬為代表的外種三元雜交瘦肉型豬繁育體系迅速發(fā)展，寧鄉(xiāng)豬飼養(yǎng)量下降。至2002年，寧鄉(xiāng)豬已經(jīng)“處于瀕危狀態(tài)”。
據(jù)湖南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，2003年，寧鄉(xiāng)市對寧鄉(xiāng)豬的保種工作逐步開展，當(dāng)?shù)刂匦陆ㄆ鹆藢庎l(xiāng)豬原種場，并制定了保種方案和計劃。到2023年，寧鄉(xiāng)市擁有寧鄉(xiāng)豬國家級保種場1個，國家級保護(hù)區(qū)1個，一級擴(kuò)繁場4個，寧鄉(xiāng)市寧鄉(xiāng)豬存欄25.17萬頭，種母豬存欄近2萬頭、配種公豬近800頭。出欄49.35萬頭(含配套系)，產(chǎn)業(yè)鏈綜合產(chǎn)值達(dá)47.25億元。
20多年過去，寧鄉(xiāng)豬從瀕臨滅絕，發(fā)展到如今產(chǎn)業(yè)鏈綜合產(chǎn)值近50億元，在全國地方豬產(chǎn)業(yè)中名列前茅。
靠著對寧鄉(xiāng)豬的保種、養(yǎng)殖、加工和銷售，李述初在創(chuàng)業(yè)成功的同時，也肩負(fù)起了對寧鄉(xiāng)豬的保護(hù)、開發(fā)重任，如今是寧鄉(xiāng)豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)會會長及國家級寧鄉(xiāng)豬保種場場長。在他看來，寧鄉(xiāng)豬從瀕臨滅絕的“土豬”到如今領(lǐng)航鄉(xiāng)村振興的“金豬”，這場翻身仗的勝利，“離不開科技力量的支持”。
李述初與科研院所、高等院校建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，共同開展了產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)和協(xié)同創(chuàng)新。
據(jù)中國工程院院士、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所畜牧健康養(yǎng)殖中心主任印遇龍介紹，截至目前，團(tuán)隊(duì)通過基因組選擇與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，培育專門化品系，并進(jìn)行組合配套，在現(xiàn)有配套系的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)新品種。
“我們在生長性能、胴體性狀和肉質(zhì)性狀方面進(jìn)行了大量研究，包括‘低剩余采食量豬’的平均日增重等。這些工作為寧鄉(xiāng)豬選育提供了基礎(chǔ)。”印遇龍說。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院副院長何俊是印遇龍團(tuán)隊(duì)的成員。他告訴中青報·中青網(wǎng)記者，20世紀(jì)80年代，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)豬遺傳育種專家團(tuán)隊(duì)就開始了對寧鄉(xiāng)豬種質(zhì)特性、雜交優(yōu)勢和遺傳病方面的研究。
作為中國本土豬種，來自四川的內(nèi)江豬、成華豬，也曾經(jīng)面臨和寧鄉(xiāng)豬同樣的處境，種群數(shù)量下降。據(jù)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院動物學(xué)系教授姜延志介紹，對成華豬主要的保護(hù)工作，目前集中在對成華豬優(yōu)良個體的收集和提純復(fù)壯，以及保種場、擴(kuò)繁場的建設(shè)方面；而對成華豬的本品種選育提高、種質(zhì)特性系統(tǒng)評估、重要經(jīng)濟(jì)性狀形成的遺傳機(jī)制以及開發(fā)利用等研究甚少。
金華豬因原產(chǎn)于浙江省金華市而得名。浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳在“關(guān)于省十四屆人大一次會議金30號建議的答復(fù)”中提到，當(dāng)?shù)亟陙砣骈_展地方豬遺傳物質(zhì)保種，已采集制作了11個地方豬種體細(xì)胞和凍精等遺傳材料約13.47萬份，在省級遺傳資源庫中集中保存；通過細(xì)胞凍存和克隆為核心的細(xì)胞保種技術(shù)，“成功恢復(fù)金華兩頭烏(金華豬)1個血統(tǒng)和蘭溪花豬1個血統(tǒng)”。
對我國地方豬種遺傳資源的開發(fā)，仍然大有可為。
科技賦能破解“土豬密碼”
國家畜禽遺傳資源委員會委員及豬資源專業(yè)委員會主任委員、浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院長聘教授潘玉春提到，近30年來，中國本土豬種的育種工作“雖然取得了一定的成績”，但整體上“仍面臨著諸多挑戰(zhàn)”。
作為“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國豬育種協(xié)作組”專家，潘玉春參與了全國生豬遺傳改良計劃的制定及其啟動后的大量技術(shù)培訓(xùn)和核心場遴選工作。據(jù)潘玉春介紹，國內(nèi)長期以來所用的育種方式是群體繼代選育法。這種方法要求進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)性能測定，并在特定的基礎(chǔ)之上進(jìn)行遺傳評估，雖然在一定程度上推動了育種工作的進(jìn)展，但也具有一定局限性，包括種畜利用年限短、成本較高等。
“性能測定技術(shù)的效率存在瓶頸，導(dǎo)致我們的育種工作進(jìn)展緩慢，很多時候，培育的品種達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。”潘玉春說，與引進(jìn)品種相比，本土豬種在方方面面“都存在不小的差距”。這些差距不僅體現(xiàn)在育種效率上，更體現(xiàn)在最終產(chǎn)品的市場競爭力上。
面對這些挑戰(zhàn)，中國的研究者并未停下腳步。近年來，相關(guān)研究者在育種方法上進(jìn)行了大量的創(chuàng)新研究，試圖打破傳統(tǒng)育種的局限性。其中，將基因組選擇的方法運(yùn)用到本土品種的育種中，是一個重要的研究方向。
“我們試圖在育種方法上作出一些創(chuàng)新，比如把基因組選擇的方法，運(yùn)用到本土品種的育種當(dāng)中，以克服傳統(tǒng)育種中存在的‘卡脖子’問題。”潘玉春說。
在寧鄉(xiāng)豬的育種工作中，基因檢測就是重點(diǎn)方向之一。在印遇龍團(tuán)隊(duì)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南省畜牧獸醫(yī)研究所的支持下，“寧鄉(xiāng)豬基因組血緣關(guān)系鑒定”“寧鄉(xiāng)花豬親本及其配套系生長發(fā)育研究”等系列課題研究紛紛開展，解析了寧鄉(xiāng)豬的種質(zhì)特性。
給寧鄉(xiāng)豬基因測序后，研究團(tuán)隊(duì)需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出哪些基因能夠讓豬長得快、產(chǎn)肉多、抗病能力強(qiáng)，通過反復(fù)驗(yàn)證，再通過一代代育種，才能把這些基因固定下來。
“現(xiàn)在我們一看到基因數(shù)據(jù)，就能大概預(yù)測小豬的生長速度、瘦肉率和飼料效率，就像是用基因信息給豬科學(xué)‘算命’。”何俊向中青報·中青網(wǎng)記者打了一個比方。
有了新技術(shù)，土豬不但解決了保種、育種問題，還進(jìn)一步提高了口感和肉質(zhì)。采用基因編輯技術(shù)，團(tuán)隊(duì)對桃源黑豬特定基因進(jìn)行編輯，瘦肉率凈增11%。團(tuán)隊(duì)還對寧鄉(xiāng)豬、巴克夏豬和巴寧雜交豬的肌肉風(fēng)味特征組成進(jìn)行了分析，共檢測到5655種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，并在其中篩選出了寧鄉(xiāng)豬的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)。
“理想的品種應(yīng)該既好吃又高產(chǎn)，同時，繁殖力和抗病力都強(qiáng)。這就是我們的總目標(biāo)。”印遇龍說。
大數(shù)據(jù)驅(qū)動育種“數(shù)智化”
2024年8月，浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等部門推出了《浙江土特產(chǎn)·地方豬產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》，提出以金華豬、嘉興黑豬、岔路黑豬等為重點(diǎn)，兼顧其他地方豬品種，聚焦做足“土”字、做亮“特”字、做強(qiáng)“產(chǎn)”字。行動方案還提出，到2025年年底，“力爭地方豬年飼養(yǎng)量達(dá)到100萬頭”“全產(chǎn)業(yè)鏈相對配套完善、產(chǎn)值達(dá)到65億元，建成年產(chǎn)值10億元以上的地方豬產(chǎn)業(yè)鏈2條”。
經(jīng)歷了政策保種、科技賦能，“土豬”搖身變“金豬”。
《全國生豬遺傳改良計劃(2021-2035年)》中提出，到2035年，我國要建成完善的商業(yè)化育種體系，大幅提升自主創(chuàng)新能力，核心種源自給率保持在95%以上；以地方豬遺傳資源為素材，培育的特色品種能充分滿足多元化市場消費(fèi)需求。計劃中專門提到，要構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈育種數(shù)據(jù)體系，建立高效智能化種豬性能測定體系，大幅提升育種數(shù)據(jù)采集能力。
潘玉春告訴中青報·中青網(wǎng)記者，目前，對智能化設(shè)施設(shè)備的應(yīng)用也在同步發(fā)展，實(shí)時記錄豬的生長數(shù)據(jù)，如生長速度、飼料轉(zhuǎn)化效率等。大數(shù)據(jù)評估或管理體系等技術(shù)平臺，也在逐步建設(shè)并應(yīng)用起來。
“這些數(shù)據(jù)對于評估豬的育種價值至關(guān)重要，比如豬的生長速度、飼料轉(zhuǎn)化效率等性能，過去我們需要通過殺豬來進(jìn)行測定，但現(xiàn)在，我們可以通過智能化的設(shè)備實(shí)時測定這些數(shù)據(jù)，這對于豬的品種改良和遺傳評估具有重要意義。”潘玉春感慨道。
其中，大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用為育種工作帶來了革命性的變化，可以處理產(chǎn)業(yè)的大量數(shù)據(jù)，對每頭豬的育種價值進(jìn)行評估，“為育種工作提供了有力的支持”。而基因組的高通量檢測則進(jìn)入了分子時代，使得科學(xué)家們能夠更全面、深入地了解豬的遺傳基礎(chǔ)。
“現(xiàn)在到了分子時代，我們不僅要看表面，還要看它內(nèi)在的遺傳基礎(chǔ)。基因組高通量檢測可以幫助我們?nèi)媪私庳i的基因型，為低成本、高效率的基因測試提供可能。”潘玉春解釋。
目前，中國本土豬種雖然整體資源保護(hù)情況不錯，但個別品種仍然處于瀕危狀態(tài)。在潘玉春看來，要通過科學(xué)的育種方式改善這些瀕危豬種的狀況，最大的前提，就是“做好保護(hù)工作”。
他用古建筑的保護(hù)打了個比方：保護(hù)一座寺廟是為了維持其原樣和原貌，可若要開發(fā)利用，比如將其變?yōu)槁糜斡^光地，則或多或少會對其造成影響，比如安裝新的設(shè)施、裝修內(nèi)部或增設(shè)衛(wèi)生間等。
但如果不進(jìn)行保護(hù)，利用也無從談起。
中青報·中青網(wǎng)記者 張渺 來源：中國青年報