劉 賢,吳勝軍,李志明,茹寶瑞,薛亞輝,李新建*
(1.河南省畜牧總站,河南鄭州 450008;2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,河南鄭州 450046)
畜禽遺傳資源是生物多樣性的重要組成部分,是提升種業(yè)國際競爭力、實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),同時(shí)還可滿足人們多樣化消費(fèi)需求,提高國民生活質(zhì)量和水平[1]。近些年來,國家和各級(jí)政府對(duì)畜禽遺傳資源保護(hù)工作重視程度不斷提高,以政策和資金大力扶持,畜禽遺傳資源保護(hù)體系初步形成[2]。河南省有淮南豬、南陽黑豬、確山黑豬、豫西黑豬4 個(gè)地方豬遺傳資源,分別建設(shè)有淮南豬國家級(jí)保種場和南陽黑豬、確山黑豬2個(gè)省級(jí)保種場,保種場的建設(shè)使優(yōu)良種質(zhì)得以保存,但是改革開放以來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、畜牧業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,以及國外高瘦肉率豬種的引進(jìn),地方豬遺傳資源的生存環(huán)境發(fā)生了改變,使河南省大部分地方豬群體數(shù)量急劇下降,加之長期的無序雜交、保種方法不科學(xué)等因素,導(dǎo)致一些優(yōu)秀基因在尚未研究其價(jià)值之前丟失,對(duì)地方豬的遺傳多樣性造成影響。本研究旨在通過對(duì)河南省淮南豬、南陽黑豬、確山黑豬及近期發(fā)現(xiàn)的豫西黑豬4 個(gè)地方豬品種生存狀況的調(diào)查和評(píng)價(jià),為河南省地方豬保種工作提供參考。
1.1 實(shí)地調(diào)查 2017 年6 月,在淮南豬、確山黑豬、南陽黑豬、豫西黑豬中心產(chǎn)區(qū)和分布區(qū)域,對(duì)各品種分布、數(shù)量、品種保護(hù)和開發(fā)利用等情況進(jìn)行調(diào)查。
1.2 文獻(xiàn)調(diào)研 查閱《中國畜禽遺傳資源志.豬志》[3]、《河南省地方優(yōu)良畜禽品種志》[4]等相關(guān)文獻(xiàn)。
1.3 受威脅程度評(píng)價(jià) 按照Simon[5]以及馬月輝等[6]提出的畜禽遺傳資源受威脅程度評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1.3.1 受威脅程度 根據(jù)各品種保存100 年的近交系數(shù),可將受威脅程度分為安全、潛在威脅、最低威脅、威脅、嚴(yán)重威脅5 類。根據(jù)馬、牛、羊、豬、禽的世代間隔及保存100 年的近交系數(shù),得出群體有效大小,見表1。
1.3.2 有效群體大小 有效群體大小按照公式Ne=4Nm Nf/(Nm+Nf)進(jìn)行計(jì)算,其中,Nm為參加繁育的公豬數(shù)量,Nf為參加繁育的母豬數(shù)量。
1.3.3 群體動(dòng)態(tài)變化趨勢和外來種雜交因素影響 群體動(dòng)態(tài)變化趨勢和雜交程度是受威脅程度的影響因素,因此,當(dāng)出現(xiàn)繁育母畜數(shù)下降且低于1 000,或群體數(shù)量下降幅度大于50%,或群體雜交比例大于20%的情況之一時(shí),將分類等級(jí)劃到威脅程度高一級(jí)類型。
1.4 群體遺傳多樣性分析 在地方豬保種場內(nèi)采集南陽黑豬、確山黑豬、淮南豬及豫西黑豬的耳組織樣品,提取DNA 并經(jīng)電泳檢測質(zhì)量。進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,上游引物為:5'-AGGAGACTAACTCCGCCAT-3',下游引物為:5'-CGCGGATACTTGCATGTGT-3'。將產(chǎn)物電泳檢測合格后進(jìn)行Sanger 雙向測序。使用DNAstar 將序列核對(duì)和拼接;利用DNAsp 統(tǒng)計(jì)單倍型數(shù)量、單倍型多樣度、核苷酸多樣度、Tajima's D、Fu's FS;使用Mega 以鄰接法(NJ 法)構(gòu)建進(jìn)化樹。
表1 各受威脅等級(jí)群體有效大小
2.1 分布區(qū)域及變化情況 由表2 可見,與2006 年相比,2017 年淮南豬、南陽黑豬、確山黑豬3 個(gè)地方豬遺傳資源的分布范圍基本無變化。豫西黑豬為新發(fā)現(xiàn)資源,分布范圍變化情況未知。
表2 2006 年和2017 年河南省地方豬品種分布范圍
2.2 存欄數(shù)量及變化趨勢 河南省地方豬品種存欄數(shù)量見表3,2017 年淮南豬與南陽黑豬存欄數(shù)量比2006 年分別下降了56.7%、75.7%,確山黑豬存欄數(shù)量比2006年增加了207.7%,豫西黑豬由于發(fā)現(xiàn)時(shí)間較短,部分資料暫時(shí)缺失。
表3 1986—2017 年河南省地方豬品種存欄量 萬頭
2.3 受威脅程度評(píng)價(jià)結(jié)果 由表4 可知,淮南豬處于受嚴(yán)重威脅狀態(tài),南陽黑豬處于受威脅狀態(tài),確山黑豬存在潛在威脅。豫西黑豬為新發(fā)現(xiàn)畜禽遺傳資源,無2006 年群體數(shù)量,無法開展評(píng)價(jià)。
2.4 河南地方豬遺傳多樣性分析 對(duì)4 個(gè)地方豬群體進(jìn)行基于線粒體DNA D-loop 序列的遺傳多樣性分析,結(jié)果見表5,河南省地方豬的單倍型多樣度(Hd)在0.788 2~0.854 5,核苷酸多樣度(Pi)在0.003 6~0.004 6;中性檢驗(yàn)的Tajima's D 值在-1.254 2~0.987 6,F(xiàn)u'Fs 值在-11.043 4~3.403 6,且差異均不顯著(P>0.05),說明這4 個(gè)群體符合中性進(jìn)化。
表4 河南省3 個(gè)地方豬遺傳資源受威脅程度評(píng)價(jià)結(jié)果
表5 河南地方豬線粒體DNA D-loop 區(qū)遺傳多樣性指數(shù)
對(duì)4 個(gè)地方群體間的群體分化系數(shù)(Fst)和遺傳距離進(jìn)行分析,結(jié)果見表6。結(jié)果顯示,F(xiàn)st 范圍在0.077 0~0.171 6,其中,遺傳分化最小的是南陽黑豬和確山黑豬,遺傳分化最大的是淮南豬和確山黑豬;基于Nei's 遺傳距離數(shù)值范圍在0.004 9~0.010 0,其中,遺傳距離最小的是豫西黑豬和確山黑豬,遺傳距離最大的是南陽黑豬和淮南豬。分析結(jié)果顯示了4 個(gè)群體各自的品種特異性與地域性。
表6 河南地方豬群體的遺傳距離和遺傳分化指數(shù)
對(duì)河南省4 個(gè)地方豬種進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見圖1,與其他豬種相比,南陽黑豬與確山黑豬親緣關(guān)系較近,聚為同一分支;淮南豬與其他地方豬種親緣關(guān)系則較遠(yuǎn),這與其地域分布關(guān)系也較為相符。
圖1 基于Nei's 遺傳距離構(gòu)建的河南4 個(gè)地方豬群體的NJ 系統(tǒng)發(fā)育樹
3.1 分布范圍變化分析 淮豬分布于淮河流域,包括淮北豬、山豬、灶豬、定遠(yuǎn)豬、皖北豬和淮南豬6 個(gè)類群,淮南豬主產(chǎn)于河南省信陽市的固始、商城、光山、羅山、新縣五縣,據(jù)當(dāng)?shù)厥妨嫌涊d該品種在當(dāng)?shù)匾延幸磺Ф嗄甑臍v史[3,7];南陽黑豬主產(chǎn)區(qū)淅川縣地處伏牛山南麓,地形主要為淺山、丘陵和緩坡;確山黑豬主產(chǎn)區(qū)確山縣東臨黃淮平原,西為桐柏山、伏牛山的連接地帶;豫西黑豬主產(chǎn)區(qū)為豫西山區(qū)的欒川、盧氏兩縣,該區(qū)域山勢陡峭,道路崎嶇,長期處于一種自然半封閉狀態(tài)。經(jīng)考證,在豫南、豫西南和豫西的山區(qū)群眾都有食用黑豬肉和制作臘肉的傳統(tǒng)習(xí)俗。地方豬分布范圍未發(fā)生變化,說明淮南豬、南陽黑豬、確山黑豬和豫西黑豬的原產(chǎn)地具有一定的封閉性,傳統(tǒng)的養(yǎng)殖習(xí)俗和飲食文化保留較好。
3.2 數(shù)量變化分析 20 世紀(jì)60 年代以來,為滿足人民對(duì)瘦肉型豬肉的需求,我國大量從國外引進(jìn)豬種,開展豬雜交改良工作,對(duì)我國地方豬種造成了極大地沖擊,存欄數(shù)量下降,選育工作幾乎停滯,保種幾乎名存實(shí)亡[8-9]。近年來,由于畜牧業(yè)處于轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展時(shí)期,地方品種雖然具有耐粗飼、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但由于長期以來粗放飼養(yǎng),尤其是在保種群不允許選擇的情況下,地方品種的一致性較差[10],不適合當(dāng)前畜牧業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化集約化生產(chǎn)方式。另外,保種場人員結(jié)構(gòu)老化、機(jī)制不靈活、地方豬保種目標(biāo)不明確、技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用嚴(yán)重滯后等因素,也使得地方豬優(yōu)質(zhì)特色不能發(fā)揮,因而地方豬保種工作舉步維艱[11]。最后,地方豬種質(zhì)資源優(yōu)異特性未被深入挖掘,其價(jià)值得不到體現(xiàn)[12],導(dǎo)致在地方豬開發(fā)利用過程中,產(chǎn)品種類單一、附加值低,優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的市場機(jī)制尚未形成,市場綜合競爭力較弱。綜上所述,受以上因素影響,河南省地方豬存欄數(shù)量逐年下降。
3.3 受威脅程度分析 淮南豬、南陽黑豬純種數(shù)量的下降,勢必導(dǎo)致參與繁育的種豬數(shù)量下降,群體有效含量低,存在近交系數(shù)上升的風(fēng)險(xiǎn)。確山黑豬雖然群體數(shù)量上升,但是主要集中在保種場養(yǎng)殖,保種場內(nèi)血統(tǒng)數(shù)量有限,近交風(fēng)險(xiǎn)仍較大,因此仍存在潛在威脅。豫西黑豬由于發(fā)現(xiàn)時(shí)間較短,“提純復(fù)壯”仍然是近期的工作重點(diǎn)。
3.4 遺傳多樣性分析 本研究中的4 個(gè)河南地方豬群體中,單倍型多樣度在0.788 2~0.854 5、核苷酸多樣度在0.003 6~0.004 6。本研究中的群體單倍型多樣度值低于二花臉豬(0.947)、桂中花豬(0.942)、合作豬(0.883),與保山豬(0.828)、五指山豬(0.838)處于同等水平;核酸多樣度低于陸川豬(0.007 4)、滇南小耳豬(0.005 21)、合作豬(0.005 49),與二花臉豬(0.003 73)、保山豬(0.003 71)、五指山豬(0.003 34)處于同等水平[13-16]。這說明河南省地方豬群體的遺傳多樣性遭受威脅,急需種質(zhì)資源保護(hù)。
在表示群體間的遺傳分化程度時(shí),若Fst 介于0~0.05,表示遺傳分化極?。蝗鬎st 介于0.05~0.15,表示遺傳分化中等;若Fst 介于0.15~0.25,表示遺傳分化較大[17]。本研究中的4 個(gè)群體之間屬于遺傳分化程度中等或較大,可能是由于地形與地勢影響了群體之間的基因交流,進(jìn)而形成了各自的群體特征。
本研究結(jié)果顯示,河南地方豬遺傳資源的分布范圍雖然基本未發(fā)生變化,但淮南豬、南陽黑豬的群體數(shù)量出現(xiàn)大幅下降。淮南豬已處于受嚴(yán)重威脅狀態(tài),南陽黑豬處于受威脅狀態(tài),確山黑豬存在潛在威脅。豫西黑豬為新發(fā)現(xiàn)畜禽遺傳資源,有一定群體數(shù)量,重點(diǎn)是開展保種和提純復(fù)壯工作。對(duì)此提出以下建議:第一,完善河南省地方豬保種體系,采取分點(diǎn)保種、多場保種措施,防止依賴“一點(diǎn)一場”帶來的資源流失風(fēng)險(xiǎn);第二,建設(shè)省級(jí)地方畜禽品種基因庫,開展精液、體細(xì)胞等遺傳材料保存;第三,建立地方豬品種種質(zhì)評(píng)價(jià)體系,加強(qiáng)對(duì)優(yōu)良種質(zhì)的認(rèn)定、登記,確保地方品種優(yōu)良特性不丟失;第四,加大地方豬遺傳特性挖掘和利用,提高自主育種能力;第五,加快推進(jìn)地方豬品種優(yōu)異性狀的開發(fā)利用,以優(yōu)質(zhì)豬肉開發(fā)、延伸產(chǎn)業(yè)鏈條等手段提高產(chǎn)品附加值,形成“以用促?!钡牧夹詸C(jī)制。