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我国公猪站处在国际什么水平?这是未来繁育体系的关键

09-15 11:19 《猪业》2020年第4期文章
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公猪站在未来繁育体系中的关键作用

黄翔 贾百威

广东谷越科技有限公司

猪肉占肉类消费的60%以上,作为我国城乡居民最重要的动物蛋白食品来源,具备“猪粮安天下”的战略意义。养猪业作为畜牧业的主导产业和农民增收的重要途径,是现代农业的重要组成部分。畜牧业的发达程度是农业产业现代化和科技化的重要标志,加快发展现代养猪业,是建设现代畜牧业,推进社会主义新农村建设的战略实施的客观要求布局。随着人工授精在养猪业中的普及,公猪站已经成为生猪生产环节和生猪良种繁育的关键点,优秀的公猪站可以为一个地区甚至国家的种业提升和联合育种打下坚实的基础。

1、公猪站发展现状

人工授精是指在人工条件下采集公畜的精液,经过适当处理后,再将精液输送到发情母畜的生殖道内,使其受孕的一种配种方法。猪的人工授精技术自从1932年在苏联国营农场试验成功后,便迅速得到了广泛的推广应用,到上世纪50年代,几乎在世界各国都被广泛应用于生产。

猪人工授精技术可以大幅度减少公猪的饲养,可以提高优质种猪基因的利用,提高优秀公猪的配种效率,减少疾病传播,降低饲养成本。随着人工授精技术在养猪业中的应用和发展,独立运营的社会化、商业化公猪站便应运而生,任务就是为种母猪提供安全优质的精液产品,其精液的品质和安全将直接关系下游种母猪场的经济效益和疾病安全。在现代生猪繁育体系中,种公猪站建设与运营是最重要的环节之一,决定整个繁育体系一半以上的养殖效益(陈伟生,2010)。

从上个世纪50年代开始,国内的公猪站建设大致可以划分为三个阶段。

第一阶段:20世纪50-80年代,国内广西、江苏和北京先后建立了专门的猪人工授精站,采用统一供精,但由于大范围的母猪子宫炎而宣告失败。

第二阶段:1997年广东省派出10名技术人员到美国学习猪人工授精技术。技术人员回国后大力推行工厂集约化养猪工艺并应用猪人工授精技术,此阶段为猪人工授精技术进入中国,并全面推广实践应用打下良好基础。

第三阶段:2007年国家生猪良种补贴项目颁布实施,在国家政策的引导下,中国猪人工授精技术推广进入发展成熟期(孙德林等,2020)。2018年国家生猪良种补贴项目取消,但随着项目的推广应用和实施,在全国各地成功培养了大量的社会化公猪站。2018年国家生猪行业遭受非洲猪瘟疫的打击,行业各部门积极应对并出具政策制度支持,2019年国家又恢复了生猪良种补贴项目,旨在帮助行业快速稳定恢复生产,保障民生菜篮子工程,同时也体现出公猪站和人工授精技术对于生猪繁育体系在效率和安全方面的重要性。

目前,我国的公猪站大体有三种模式(张金松等,2009)。

第一,专门以生产经营种猪常温精液的种公猪站。其特点除种猪生产性能和基因优质之外,生产体系多采用自动化采精和分装系统,生产效率高,生产精液产品品质有保障,可信度较高,有物联网和溯源系统,若万一出现问题可以查询过程和追责;但由于发展阶段较晚、市场成熟度较低、信任和产品验证体系有待完善、技术人员和设备等要求较高,所以该模式还未非常成熟和普及,其精液产品在我国市场占有比例相对较少,不过近几年发展非常迅猛,尤其是在非洲猪瘟疫情出现之后,其安全高效的特点正逐步被行业广泛接受。

第二,规模化种猪场的场内公猪站。有些集团化猪场的场内公猪站给本场供精或者集团内部供精,几乎不对外出售商品化精液。在保证精液自给自足的前提下,如饲养公猪较多,多余的精液可向周边养殖户提供或直接对外销售,尽管种猪质量有保障,但公猪站并非完全专业生产和销售精液,一般出了问题溯源和追查难度较大,还存在向社会供精能力不稳定的可能性。

第三,小规模公猪站。基础设施极不完善,公猪生产性能一般较差,精液产品质量无法保障,还存在部分未通过畜牧兽医主管部门备案,生产精液存在一定的的局限性,正逐步被市场淘汰。随着我国规模化猪场的发展、猪人工授精技术的推广以及非洲猪瘟等疫病对于养猪行业的重新定位、洗牌和布局,众多小规模分散经营的种公猪站逐渐退出畜牧行业,而大型规模化、专业化种公猪站正在成为猪精液产品生产的主力,近年来这一发展和变革趋势非常显著。

相比于国内社会商业化公猪站起步较晚的局面,欧美等国外商业化公猪站发展较为成熟,并在生猪繁育体系中扮演重要角色,是精液生产和供应的主力军。在欧洲尤其西欧,30年前就已经超过90%的人工授精普及率,人工授精的精液大部分是由农场或专业人工授精中心、公猪站提供。在美国公猪站规模多数为存栏100-500头公猪,且存栏规模200头以上的公猪站呈逐年增长的趋势,100头或者更少公猪的小规模公猪站正在逐渐减少(Knox etal.,2008)。

国内除了公猪站规模、发展程度、市场成熟度等方面与发达国家存在差距之外,种公猪的生产性能也有一定的差距。

国外通过建设国家测定中心和精液供应中心(公猪站),通过联合育种机制,把全国最优秀的公猪集中起来进行统一测评和选育,最终将生产性能和体型外貌一流的优质种公猪通过公猪站对外扩散,使得优良公猪的优质基因和最新遗传进展得到最大程度的利用;如丹麦、加拿大等猪业发达国家利用中心公猪站,采用人工授精技术将优秀种猪遗传物质快速传递并通过此建立起各猪场之间的遗传联系,形成高效的国家育种体系网络(李冉,2014; 李娅兰等,2013)。

目前国内规模化猪场的场内公猪站,只能把单一场或不多场的最优秀的公猪选拔、集中起来,选择的基数通常比较小,和更大群体相比,生产性能、体型外貌很难做到最优秀(吴同山,2015)。如此看来,场内公猪站与商业化公猪站相比,商业化公猪站对区域性甚至是国内的生猪良种繁育体系的优势更为显著。

2、公猪站在繁育体系中的重要作用

2.1 繁育体系发展现状

目前,世界猪育种先进国家、种猪公司均试图扩大选育基础群、统一测定方法、统一遗传评估并实施规模化联合育种模式。

1983年,丹麦按品种遴选种猪场实施单品种选育计划,包括131个长白猪育种中心,72个大白猪育种中心,28个杜洛克育种中心,5个汉普夏育种中心;1985年,允许育种中心同时选育多个品种的种猪,但每个品种至少应有30头通过认证的母猪,也允许用通过认证的亲本繁殖杂交公猪和母猪。1990年,随着BLUP(最佳线性无偏预测)的应用,国家猪育种计划联合全国43家核心种猪场、8500头纯种母猪开展联合育种工作,在金字塔繁育体系还包括165家扩繁场、43000头基础母猪,14387家商品猪场、110万头母猪的生猪繁育模式。美国的种猪测定与遗传评估系统(Swine Testing And Genetic Evaluation System,STAGES)始于1985年,由美国农业部、普渡大学和美国约克夏俱乐部合作建立,资金来源于这三家发起单位和国家猪肉生产协会(NPPC)。

STAGES的发展经历了8个阶段:

一是场内性状上市日龄和背膘厚的单遗传组评估;

二是场内性状上市日龄和背膘厚的多遗传组评估;

三是场内繁殖性状的评估,包括产活仔数、断奶仔猪数和窝重,母猪生产力指数(SPI);

四是在阶段1和2的基础上,增加了中心测定站的饲料效率和胴体信息;

五是场内评估,综合繁殖与生长性状形成2个多性状经济加权指数:母系指数(MLI)和终端父本指数(TSI);

六是用动物模型进行场间生长和繁殖性状的评估;

七是肉质性状的评估,包括肉色(反射值)、pH24和大理石纹;

八是新增繁殖性状,包括断奶到再配的间隔、初生窝重,结合其他性状,提高母猪年生产力。

STAGES的动态发展体现在:

(1)有计划地更新选择指数经济加权值;

(2)根据产业变化调整,如上市生猪体重增加、早期断奶等;

(3)新EPDs(期望后代差异,Expected Progeny Difference;EPD=1/2EBV)增加了选择强度。目前经费由国家种猪登记协会(National swine registry,NSR)负担。

NSR负责来自全国各种猪场的数据进行分析,通过多年的选择,成功降低了背膘厚度,大大提高了瘦肉率与母猪繁殖力,肉质性状获得明显改善,目前甚至还考虑到猪只健康性能进行平衡育种。加拿大猪育种组织由加拿大猪改良中心(Canadian center for swine improvement,CCSI)及四大区域性遗传评估中心组成,核心群母猪为9400头,年测定近10万头,通过实施全国猪联合育种计划20年,完成由种猪进口国到出口国的转变。

2.2 公猪站在繁育体系中的地位

公猪站在生猪繁育体系扮演着非常重要的角色,其承载着最新遗传进展和优质基因的传递,通常也被称为基因传递中心(GTC, Gene Transfer Center)。在整个繁育体系地位举足轻重。国内养猪业自2018年以来,遭受到非洲猪瘟等疫病的打击,情况一度非常危急,多数地区和企业的育种体系被严重破坏,能繁母猪群体迅速减少,同时也加速了散户逐步退出,集团化寡头市场形成的格局。根据2018年养猪上市企业的直接融资进行生猪产能扩大的分析数据来预测,预计到2030年国内排名前30的养猪企业将占总体市场份额的50%或以上(图3)。

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图3 养猪行业变化趋势预测

从另一个方面来看,新形势下的生猪业态将为全新的生猪种业体系建设创造新的机遇。回顾在以往传统生猪繁育体系里面,从基因核心场(GN)到生产核心场(PN)再到扩繁群到父母代母猪群最终到商品猪群各层级种猪更新和基因传递的主要方式是活猪的调运。

在非洲猪瘟时代种猪繁育体系必须重新构建,并发生以下明显变化

1、未来不仅肥大猪活体禁止长途贩运,种猪更新也将大幅度减少长途贩运;

2、未来猪繁育体系的群体遗传改良将基本依赖于父本的高强度选择,并实现快速大范围传递;

3、无论是终端父系、第一母系或第一父系等均实现猪场封闭运行,五千头以上大规模母猪场更加必须实施全封闭运行;

4、区域性高度集中的核心育种场和繁育体系全覆盖的公猪站将成为遗传改良的基础和措施。

在非洲猪瘟时代,育种不再仅仅局限于核心群,需要源自核心群,立足于终端消费,整合全繁育体系的大数据支撑;育种不再仅仅局限育种场,需要全产业链的全局利益最大化;育种也不再仅仅局限于单点技术应用,需要跨领域、跨学科技术方法的整合。

种业系统工程需要体制机制创新驱动,产学研深度融合。在这种封闭全产业链模式下进行育种,理想状态下的基因流是精液传递,在此过程要进行全繁育体系基因流和数据流的整合,要求一个区域性高端核心育种群,高效种猪基因价值传递。未来必须要做繁育体系全覆盖的共享数据流,及在大数据基础上的育种。优质的精液必须由区域内最优秀的种公猪提供,建设繁育体系全覆盖的公猪站(顶级基因库)更是大势所趋,这种社会化公猪站在育种体系中的地位非常重要,体现在以下方面:

1、建立和增强场间遗传联系,实现EBV跨场排名,这是实现联合育种的前提,建立场间关联性的方法有:场间遗传交流、中心测定站、种公猪站(图4);

2、提高优秀公猪的使用效率:公母猪使用配比可以达到1:500以上,极大的提高了公猪的配种能力;优秀公猪的基因使用范围更广;优秀公猪的使用成本更低,成本分摊到了更多母猪的身上;

3、加快遗传进展:猪群群体更大,选择强度更易提高,更容易发现极少数优秀公猪甚至少有的顶尖公猪;猪群群体和信息更丰富,选择准确性增加;公猪来源渠道更广,遗传变异更丰富;公猪使用年限更短,缩短世代间隔时间;

4、减少疾病传播,公猪站可采用更科学有效的生物安全体系,采用空气过滤系统和饮水过滤系统可有效减少疾病传播,采用自动采精、CASA系统自动分析精液品质,减少人员接触,避免精液污染;

5、降低育种成本,减少公猪饲养成本、减少公猪测定成本、减少引进公猪的隔离和调教成本以及减少劳动力成本;

6、避免近交,在以公猪站为核心的人工授精体系中,在保证很高的公猪选择强度下,也能够避免近交,一方面是公猪选择范围增大;另一方面是引入外血更容易。

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图4 公猪站在繁育体系中的地位

未来十年的种猪育种方向大致如下:

1、全基因组与常规育种融合,繁育体系全功能群数据整合;

2、区域性种猪联合育种体系建设对生猪产业整体水平提升;

3、推动千万级集团化生猪繁育体系建设;

4、大规模终端父系猪核心育种群建设,实现社会化认证优质种公猪的全覆盖;

5、地方猪种资源开发利用,满足未来差异化的市场需求;

6、推动育种第三方技术服务体系建设,实现行业公认的种猪(公猪、母猪)质量认证。

综上所述,中国的公猪站走向社会化、专业化和服务化是大势所趋,未来超300头规模公猪的大型或超大型社会化公猪站将会越来越多;公猪站发展标准会选址更科学,场内布局更合理,空气过滤系统和饮水过滤系统可以有效减少疾病传播,有条件的可以达到场内公猪SPF化,配备空调系统在恒温恒湿的条件下让猪群生产性能达到最佳;采用自动采精设备,CASA系统保障精液品质,减少人员操作误差,精液自动分装,减少精液批次间差异,有合理统一的操作规范,每一份精液都可以追踪溯源;最后通过科学化的冷链物流系统,全程监控和保障温度稳定,安全快速抵达母猪场,并通过深部输精等技术降低并减少每份精液中的有效精子数,提高公猪的利用效率和辐射范围,降低生产成本,为生猪遗传改良和繁育体系建设做出贡献。

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作者黄翔

博士,美国夏威夷大学访问学者,广东省养猪行业协会专家委员会委员,广东谷越科技有限公司副总经理。

曾获纪念中国改革开放养猪40年提升产业发展百位博士奖、赣州市第二届“十大科技创新人物提名奖”、国家农牧渔业丰收一等奖,广东省农业技术推广一等奖,中国畜牧兽医学会奖1项,获国家发明专利授权1项,发表SCI论文15篇。曾担任广东省农业科学院动物科学研究所(畜禽育种国家重点实验室),猪育种研究室副主任;清远市龙发种猪有限公司(国家核心育种场)副总经理;PIC(中国)遗传服务专家;中山大学生命科学学院一级副研究员等职务。现任职广东谷越科技有限公司副总经理,筹建单体规模超1000头种公猪站,负责国际合作、科研项目和生产运营等工作。

来源:《猪业》2020年第4期文章
原标题:公猪站在未来繁育体系中的关键作用

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