肉鸡早熟性育种研究进展
2011-04-13冯灵刚刘雅林田艳苓
冯灵刚 刘雅林 王 慧 张 娇 田艳苓
随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的提高,人们对鸡肉的需求正由以满足数量为主向注重品质风味的方向转变。性成熟是决定优质肉鸡上市的最基本条件之一,肉鸡性早熟研究和早熟品种的培育成为优质鸡研究领域的重要方向之一,也将是鸡育种领域的一个重大突破。本文综述了我国肉鸡性早熟育种方面的研究现状、育种新技术和发展趋势。
鸡肉为高蛋白、低脂肪、低胆固醇含量的白肉类食品,且颇具加工食用方便的特点而深受消费者青睐。在美国、日本、英国等消费观念较成熟的发达国家,禽肉已发展成为超过猪肉的第一大肉类消费食品。
中国是家禽饲养大国,也是禽肉消费大国,家禽品种资源丰富。随着国家经济的高速发展,家禽业逐渐兴旺,先后从国外引进了许多专门化品种或配套系,如红宝鸡、狄高鸡、海佩科鸡、安卡鸡、哈伯特、艾维茵、隐性白羽肉鸡等,有力地推进了我国家禽业的发展。中国的肉鸡产业发展成为农牧业领域中产业化程度最高的行业,其总体规模已占世界第二位。肉鸡已经成为仅次于猪肉的第二大肉类消费品。考虑到巨大的内需以及增加出口,我国肉鸡产量还需要进一步的增长。
1 目前我国肉鸡育种研究现状
现代化养禽业的显著特点之一是追求专一化和高产化,通过专门化品系间的杂交配套,以有限的品种资源组成生产性能优越的配套系大而大面积大范围的推广,致使大量原始品种遭到抛弃,少数则畸形突变;与此同时,由于过分强调某一经济性状而丧失另外一些重要生物学性状,致使家禽资源的匮乏和消失现象愈加严重。发达国家目前品种数量已为数不多,遗传基础逐渐变窄,只有依靠良好的生态和饲养管理条件等进行选育,以提高家禽的生产性能。发展中国家由于大量引进高产品种,对本国现有的生长速度较缓慢但肉质优良的土种鸡造成了很大的冲击,使原有地方品种资源日益减少,许多地方鸡品种濒临灭绝的威胁。另一方面,随着人们生活水平的提高和市场的瞬息万变,现代家禽生产对家禽品种的要求又越来越高,新禽种不仅要求高效、抗病,而且要求优质。但新禽种的培育,若没有新的基因型加以补充,是很难实现的。显然,作为家禽育种和生产的物质基础的家禽种质资源是必不可少的。
目前,我国的肉鸡类型主要有:速生型白羽肉鸡、优质肉鸡和土种鸡。速生型白羽肉鸡主要是指快大型肉鸡,是从国外引进的,曾经一度是我国肉鸡生产的主导品种。优质肉鸡是利用引进鸡种的优良生产性能,对本地土种鸡进行杂交改良,使其兼具生长和肉质双重品质特点的杂交鸡种或配套系。土种鸡是产于某一地区,生长较慢,但是具有当地居民所崇尚的外观和肉品质优于外来速生型肉鸡的地方鸡种。
近年来,随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的提高,人们对鸡肉的需求正由以满足数量为主向注重品质风味的方向转变,市场上对快大型白羽肉鸡的生产和消费渐趋饱和,而肉质鲜美适合华人烹饪习惯的优质黄羽肉鸡生产已由南向北呈现出明显上升的趋势。因此,肉品质的改善和提高是当前国内肉鸡育种的主导方向之一。
2 肉鸡育种新技术
育种技术主要有常规育种方法与分子育种方法两大类,两者的有机结合是目前育种研究的新技术。常规育种技术的核心是杂种优势利用,是现阶段遗传育种的主要手段。杂交配套方式以最早的二元杂交,逐渐发展到了三元和四元杂交配套,以便在父母代利用杂种优势,提高繁殖性能。系谱育种的出现,有利于提高限性性状和低遗传力性状的选择效果,同时可以有效地避免近交,防止近交衰退。随着科学技术的进步,常规育种手段和方法也在不断地更新。
当遇到多个性状需要同时选择时,常用指数选择法(index selection)、交互反复选择法(RRS)以及独立淘汰法等进行育种选择。最佳线性无偏预测(best linear unbiased prediction,BLUP)方法的应用,为充分利用所有有益的遗传信息资料和消除固定环境及遗传效应产生的偏差奠定了基础,增加了真值与统计值的相关性,提高了选种的准确性。在肉鸡育种中取得了巨大成功。
虽然在数量遗传学理论指导下,肉鸡育种取得了相当大的成就。然而,上世纪80年代以来,由于经历了相对长期的选择,家禽遗传进展递增率已显著下降,采用现行的育种措施很难再取得突破性的进展;同时也带来了诸如肉质和抗病力下降等许多负面效应,这就迫使家禽育种学家们去寻找一种具有突破性的育种方法。
分子生物学的蓬勃发展为寻找动物育种新方法的工作带来了新的机遇,为创造携带优良基因的肉鸡新品系奠定了技术基础。分子生物学技术允许育种工作者直接探测生命的遗传密码,从而直接了解某只鸡的遗传价值,而不用考虑环境、性别或性状是否难于度量等因素。动物育种的目标是获得最大的长期和短期的选择反应,利用现在热门的分子遗传学技术可以显著改善影响选择反应的4个主要因素。例如,第一对选择强度的影响,通过标记辅助选择(MAS)对大群体作早期选种,后期只测定那些通过MAS选择的群体,因而可在保持较高选择强度的同时,大大降低育种成本。第二对选择准确性的影响,BLUP作为数量遗传的有利工具,在增加进来自DNA水平的遗传信息后,能显著提高选择的准确性。分子遗传标记可以从2条途径辅助BLUP选择,其一是提高系谱信息的准确性;其二是提高性状的遗传力。第三对遗传变异的影响,以DNA为基础的分子标记,能有效地提高基因渗入的效率,从而有效增加群体的遗传多样性。第四是对群体有效含量的影响。
3 肉鸡育种新技术的应用
我国在优质肉鸡的育种实践中,加强了常规育种技术与遗传标记、转基因技术和分子克隆技术的有机结合,开始采用全基因组分析、分子筛查和DNA体外扩增技术,检测与家禽性早熟基因相关显著的分子标记或基因,以提高目的基因渗入的准确性、缩短世代间隔和提高育种效率,并且,有利于解决优质、高产和稳定遗传等一系列相关问题,并有利于培育理想的配套系。
我国在利用地方鸡种,进行三元、四元杂交,建立良种繁育体系及生产基地,开展优质鸡配套系的产业化供种和制种方面取得了很大进步。例如,京海公司在南通农村原有已经过杂交或混杂的鸡群体内存在的遗传变异基础上,从零世代后实行闭锁繁育,通过选择和交配制度的控制,创造新的基因型。采用常规育种和分子标记辅助选择技术,使其在朝着“三黄”方向发展的同时,继续保持肉质鲜美、风味独特的优良特点,共经过八个世代的选育,成功地培育出京海黄鸡优质肉鸡品系。
4 肉鸡育种的发展趋势与前景
早熟性选择在优质肉鸡育种中具有重要意义。具有性成熟外观是优质肉鸡上市的基本条件,还可以提高饲料转化率,降低生产成本。有研究证实,鸡在接近性成熟时,身体组成发生改变,胴体品质提高,肌间脂肪等风味物质含量提高,这些风味物质是肌肉味道香醇、多汁性和风味的物质基础,越是性成熟早的鸡,鸡肉风味越是好。因此早熟性是优质肉鸡育种中的一个重要指标。
据估计,自1970年以来,全世界约有40%的家禽品种已经灭绝。我国的禽类遗传资源多样性复杂,有许多不同的生产类型,对世界家禽品种的培育做出过巨大贡献,英国著名的奥品顿和澳洲的澳洲黑鸡等,都是引入了我国地方品种狼山鸡的血缘后培育成功的,横斑洛克、洛岛红鸡等国外著名品种同样是以我国的九斤鸡作为育种素材培育的,可见,我国家禽种质资源对世界家禽品种的发展做出了巨大贡献。但是,目前,我国家禽品种资源多样性同样也面临着危机,据调查,约有11%的家禽品种处于濒危状态。按照联合国粮农组织(FAO)的观点“利用是对地方遗传资源最好的保护”,显然,对家禽种资源的保存、种质特性的研究和开发利用,是解决当前养禽业中出现世界性遗传基因贫乏的最重要的研究手段之一。
据西方发达国家政府和联合国粮农组织(FAO)预测,全球畜牧业越来越多的畜禽品种都将通过分子育种提供。但是,目前肉鸡选择压已很高,繁殖性能的遗传进展将极其有限。克隆技术虽然有助于加快遗传进展传递的速度,但对于繁殖力已相当高的肉鸡而言,很难期望再有任何的帮助。理论上说,能提早繁殖后代,将会缩短世代间隔,加快遗传进展,但与此有关的技术很难获得新的发展。到目前为止,被研究的与家禽重要经济性状相关的分子标记的数量尚少,而且从试验设计上还不够系统和全面,QTL检测的准确性也有待于进一步的研究证实。另一方面,家禽转基因的进展较为缓慢,鉴于目前这种状况,通过现有的技术获得转基因鸡的比例尚较低,能够处理和导入的有较大效应和经济重要性状的基因数目十分有限;另外还需考虑公共安全等问题。但是,我们相信,随着研究的不断深入,遗传操作技术的迅猛发展,加之计算机技术的日新月异,使收集、加工更多的遗传数据和使用更为复杂的模型成为可能,分子遗传与数量遗传紧密结合的MAS技术和生物信息学等必将广泛应用于家禽育种。
动物可获得的最大育种潜能主要由遗传决定,在动物育种过程中对性早熟基因的遗传选择,将有利于性状的改良。虽然动物性早熟育种已在遗传机制和应用方面取得了进展,例如对遗传结构、基因表达规律等方面积累了丰富资料,但仍有大量问题有待深入探索。提高可遗传的早熟性虽然费力,但从长远来看,采用遗传学方法从遗传素质上提高动物的性早熟性状具有治本的效能,能够快速达到育种目标。因此随着分子生物学和基因工程技术的进一步发展,性早熟育种将成为动物育种的一个热门领域。
中国的畜禽品种遗传多样性,特别是地方品种的优异种质特性,是几千年来多样化的自然生态环境所赋予的,是祖先选留下来的,这些地方品种资源在当前及今后畜牧业可持续发展中仍然发挥作用,也是培育新品种不可缺少的原始素材。中国畜禽品种的形成、种类的数量及其分布与自然环境有密切关系。复杂的地理环境和气候条件,对畜禽遗传多样性的形成产生深刻的影响。丰富的遗传资源是我国畜牧发展拥有的得天独厚的优势,例如济宁百日鸡就是一个非常突出的性早熟品种。
我国需要针对自己的畜牧业的现状,对全国畜禽地方品种开展系统全面的早熟基因遗传多样性研究,并结合外来品种进行比较分析,全面挖掘出有利的早熟基因,并综合运用最新的育种技术培育出优良性早熟鸡品种,才能更好地满足我国畜牧业生产多元化的需求。