杂谈猪的遗传改良——辩证对待氟烷敏感基因

肖 倩，潘玉春,2*

（1.上海交通大学农业与生物学院，上海 200240；2.上海市兽医生物技术重点实验室，上海 200240）

编者按：

现代养猪生产中，遗传改良对养猪增产的贡献率约占40%左右，远高于营养饲料、饲养管理、环境调控和疫病控制等因素。我国生猪遗传改良工作已有近70年的发展历史，尤其改革开放以来，发展迅速、成就显著。然而，随着社会经济的持续发展和生活水平的不断改善，我国对猪肉产量的需求仍在增长，同时伴随消费者观念改变和消费的升级，对猪肉品质的要求也不断提高，因此，在科学研究方面，猪的遗传改良工作还拥有很大的发展空间。有鉴于此，本刊“专家论坛”栏目将刊发一系列文章，作者围绕走“中国特色”的养猪业发展道路、如何确定选择指数中各性状的权重、正确认识国外遗传评估体系对我国进口种猪的评估、辩证对待氟烷敏感基因、冻精与批次分娩对繁殖性能的影响等内容分享了其团队对我国猪遗传改良工作的思考，供读者参考借鉴。

杂谈猪的遗传改良
——辩证对待氟烷敏感基因

肖 倩1，潘玉春1,2*

（1.上海交通大学农业与生物学院，上海 200240；2.上海市兽医生物技术重点实验室，上海 200240）

氟烷敏感基因（Haln）是影响商品猪肉质的主效基因之一，隐性纯合基因型（nn）个体极易应激死亡。Haln自被发现以来，我国便开始了清除该基因的工作。然而，法系皮特兰（P）仍然携带该基因且基因频率较高，暗示对该基因需辩证对待。事实上，大量研究表明，杂合型个体（Nn）较显性纯合基因型（NN）个体在日增重、屠宰率、瘦肉率等性状上存在明显优势，在肉质上除系水力外无明显劣势。在皮×长大（P×LY）三元杂交生产体系当中，如果采用“P♂（nn）×LY♀（NN）”模式，辅以对nn型种公猪的精细化管理及人工授精，则可趋利避害，充分发挥Haln的有利作用。有鉴于此，建议业界对该基因慎重对待并开展深入研究。

猪；皮特兰；氟烷基因

氟烷敏感基因（Halothane Gene，Hal）是影响猪肉品质的主效基因之一。根据其cDNA序列1 843位点处碱基是C还是T[1]，可分为显性纯合基因型（NN）、杂合基因型（Nn）和隐性纯合基因型（nn）[2]。Hal基因与猪应激综合征（Porcine Stress Syndromes，PSS）密切相关，nn个体易产生应激综合征及白肌肉（Pale，Soft and Exudative，PSE）[1]，给养猪业的经济利益带来巨大威胁。自从发现这一现象以来，我国便开始了清除该基因的工作[3-4]，并在过去二三十年里成为各地育种工作的一项主要任务。

然而，根据O'Brien等[5]报道，国外猪种中，长白猪Hal基因携带率为37%，大白猪、杜洛克均为22%，皮特兰则高达97%。让人疑问的是，一个有害基因为什么会在猪群中富集？是否除了有害作用还有有益作用？而若具有有益作用，是否可以趋利避害、巧加利用？这些问题都有必要回过头来，辩证地想、辩证地看。

1 法国Nucleus的皮特兰

2013年，在协助国内一家猪场到法国引种时发现，Nucleus公司饲养的皮特兰种猪群体Haln频率仍很高。尽管心存疑惑，但仍按国内通行做法，根据系谱剔除了可明确判断为nn基因型的个体，引进了7头皮特兰种公猪、57头皮特兰母猪（出生时间为2013年5月30日—7月27日，大致分为4批）。

所引进的种猪到国内后，为了确保其不携带Haln基因，采集耳组织样并提取DNA，参照Fujii等[1]报道进行引物设计、PCR扩增、PCR-PFLP，结果见图1、2和表1。由图1～2可知，1、4为杂合基因型（Nn），2、3、5、6为显性纯合基因型（NN）。

由表1可见，在本研究中未发现隐性纯合基因型（nn），7头皮特兰种公猪有1头为杂合子，Haln频率为0.071；57头皮特兰种母猪有30头杂合子，Haln频率为0.263 1。其实际群体中Haln频率相当高。

图1 PCR产物电泳结果（部分）

图2 PCR-RFLP产物电泳结果（部分）

表1 引进的64头种猪氟烷基因cDNA序列1843位点多态性分布

2 Haln基因的有益作用

为了解Nucleus公司猪群体中Haln频率较高的原因，本研究首先统计分析了64头猪引进国内后的测定成绩，包括校正达100 kg体重日龄和背膘厚，其测定与校正参照《全国生猪遗传改良计划》实施方案的有关规定执行，分析采用SAS（9.1）软件分析。由表2可见，2个性状都表现出NN基因型与Nn基因型存在一定差异。在校正达100 kg体重日龄上， Nn基因型个体比NN基因型个体少4.8 d；在校正背膘厚上，Nn基因型个体比NN基因型个体薄0.3 mm。可见，杂合子Nn基因型比纯合子NN基因型好。当然，这个结果比较粗略，因为64头种猪历经引种且在引种时的日龄存在差异，同时也缺乏法系皮特兰专门的校正系数。

表2 Hal基因对皮特兰猪生长性状的效应估计

但是，已有大量设计更加规范、结果更加可靠的研究表明，Haln除了有害作用也有有益作用。其中，Mérour等[6]研究分析了法国3个中心测定站1 557头皮特兰母猪的测定成绩（表3），其中NN、Nn、nn 3种基因型的个体数分别为128、334、1 095头，测定期为体重35～105 kg阶段。由表3可见，与NN显性纯合基因型个体相比，Nn杂合基因型个体在日增重、屠宰率、胴体长、后腿重、背膘重、脂肪厚度、眼肌深度均表现出显著优势；Nn个体的pHu（极限pH）介于NN、nn个体之间，三者之间差异显著但幅度不大；Nn个体的肉色（L值，越低则肉越黑）与NN没有显著差异，但是二者均显著高于nn个体；Nn个体系水力评分（越高越好）介于NN、nn个体之间，三者之间差异显著且幅度较大，可能是Haln对肉质最明显的影响。

Apple等[7]研究证明，在17.4～108.8 kg的生长阶段，Nn个体日增重比NN个体高出44 g。Simpson 等[8]、Pommier等[9]、Fàbrega 等[10]的 报道均表明，Nn杂合基因型个体瘦肉率、肩部及腿部肌肉显著高于NN个体。De Smet等[11]研究表明，在肉质性状上，Nn个体要更接近NN个体。而Alves等[12]研究显示，Nn个体的肌内脂肪含量与NN个体并无显著差异。

概而言之，携带Haln隐性等位基因个体在生长速度、饲料转化效率和胴体性状等要优于甚至显著优于不携带Haln隐性等位基因的个体，而在肉质性状上Nn杂合个体与NN显性纯合个体除系水力外并无太大差异。当然更重要的是，Nn个体对氟烷基因并不敏感[13]。在我国，也有研究表明Hal基因在很大程度上影响猪的生产性能、繁殖性能以及肉品质，应充分利用Nn个体的优势，提高猪的生长性能、饲料转化率及繁殖性能[14,16]。

表3 表型的标准差、各种基因型的预测值±标准误以及标准化的等位基因效应和显性效应[6]

3 Haln基因的科学应用

尽管Haln基因具有有益作用，但在实际应用中，有益作用是否足以抵消不利作用，还需深入探讨。

皮特兰在杂交生产体系当中一般是作终端父本。根据Haln基因的作用机制，可做如下分子设计：皮特兰公猪的基因型为nn，长白猪、大白猪的基因型为NN，而商品猪的基因型将由此而为Nn（图3）。

这种模式可能需要2方面的额外投入：一是nn公猪维护费用。nn型皮特兰公猪属应激敏感型，需要更舒适的环境、更精细的管理。二是nn公猪制种费用。要想获得nn型皮特兰公猪，在其父亲为nn的前提下，母亲最好是nn或者Nn。但是若为nn，则同样需要更舒适的环境、更精细的管理；而若为Nn，则有一半NN后代公猪无用而增加nn制种费用。

图3 皮长大杂交生产体系

但是另一方面，这种模式也将因为商品猪为Nn杂合基因型而提高生产效率。国外1头公猪可配300头母猪，1头母猪年上市商品猪可达25头，即1头公猪年可提供7 500头商品猪。如此，参照Mérour等[6]的报告（表3），采用这种模式生产7 500头105 kg体重的Nn商品猪较之生产同等数量及重量的NN商品猪，在35～105 kg阶段将会提早出栏15 832 d，节省饲料5 250 kg，胴体增重2 362 kg（相当于增加27.64头105 kg NN活猪）。

显然，如果Nn商品猪生产效率的提高超过使用nn公猪增加的成本，那么使用nn公猪就是可以推广的。

4 讨 论

皮特兰在法国一直都是主打品种，而且一直都是终端父本。Mérour等[6]的报告所使用的数据源自法国3个测定站2002—2008年的测定数据，而Hal基因早在1991年即由Fujii等[1]报道，这说明法国育种工作者并未将氟烷基因彻底清除。造成这一现象最主要的原因可能是杂合型（Nn）个体在日增重、屠宰率、瘦肉率等性状上的明显优势及肉质上除系水力外无明显劣势。另外，皮特兰作为终端父本，群体规模不大，加上人工授精技术体系完善，可对种公猪进行精细化的饲养管理，避免产生应激，可能是第2个原因。此外，值得指出的是，法系皮特兰的纯种性能已经很高。在2013年到法国引种时，Nucleus报道其皮特兰的性能：达100 kg体重日龄为135 d，背膘厚7.2 mm，瘦肉率66.3%。统计本次引种后2014—2015年的产活仔数，61窝初产平均8头，86窝经产平均9头。这些经济性能在生猪产业中具有较强的竞争力。当然，法系皮特兰引入国内后其性能将如何演变，其Nn商品猪在生长性能、胴体性能、肉质性能等方面的表现如何，还有待于进一步观察和深入研究。

因此，对于我国而言，育种工作者需要改变彻底否定Hal基因的态度，而是改持一种辩证态度。在实际应用中，如条件允许，可以采用人工授精且为nn种公猪提供精细化管理，采用图3所示模式充分发挥Hal基因的有利作用。

[1]Fujii J, Otsu K, Zorzato F,et al. Identi fi cation of a mutation in porcine ryanodine receptor associated with malignant hyperthermia[J]. Science, 1991, 253: 448-451.

[2]Smith C, Bampton P R. Inheritance of reaction to halothane anaesthesia in pigs[J]. Genet Res, 1977, 29: 287-292.

[3]孙敬礼, 武磊, 李大全, 等. 新疆某规模化猪场氟烷基因的检测[J]. 猪业科学, 2011, 28(1): 96-98.

[4]李铭兴, 郑丽杰, 姜畔. 辽宁省种猪氟烷敏感基因清除工作实施进展及对策研究[J]. 现代畜牧兽医, 2013, (2) :15-17.

[5]O'Brien P J. The causative mutation for porcine stress syndrome[J]. The Comp Cont Educ Pract, 1993, 17: 257-270.

[6]Mérour I, Hermesch S, Schwob S,et al. Effect of the halothane genotype on growth performances, carcase and meat quality traits in the Pietrain breed of the French National Pig Breeding Program[A]. Proceedings of the 18th conference of the association for the advancement of animal breeding and genetics[C]. South Australia: Barossa Valley, 2009: 191-194.

[7]Apple J K, Maxwell C V, Stivarius M R,et al. Effects of dietary magnesium and halothane genotype on performance and carcass traits of growing-finishing swine[J]. Livest Product Sci, 2002, 76: 103-113.

[8]Simpson S, Webb A, Wilmut I. Performance of British Landrace pigs selected for high and low incidence of halothane sensitivity [J]. Anim Product, 1986, 43: 485-492.

[9]Pommier S A, Pomar C, Godbout D. Effect of the halothane genotype and stress on animal performance, carcass composition and meat quality of crossbred pigs[J]. Can J Anim Sci, 1998, 78: 257-264.

[10]Fàbrega E, Manteca X, Font J,et al. Effects of halothane gene and pre-slaughter treatment on meat quality and welfare from two pig crosses[J]. Meat Sci, 2002, 62: 463-472.

[11]De Smet S, Pauwels H, De Bie S,et al. Effect of halothane genotype, breed, feed withdrawal, and lairage on pork quality of Belgian slaughter pigs[J]. J Anim Sci, 1996, 74:1854-1863.

[12]Alves L, Antunes R, Andrade R,et al. Effect of the halothane genotype on intramuscular fat deposition in swine [J]. Genet Mol Res, 2014, 13(1): 363.

[13]Davies W. The porcine stress syndrome[J]. Anim Biotechnol, 1994, 5(2): 169-172.

[14]张建军. 氟烷基因对猪生产经济性状的影响[J]. 福建畜牧兽医, 2016, (1): 17-19.

[15]林筱璐. Hal、ESRRα、CS-1基因多态性与猪肉质性状关联性的研究[D]. 福州: 福建农林大学, 2015.

[16]刘显军, 陈静, 边连全, 等. 氟烷基因对猪胴体性能的影响[J]. 江苏农业学报, 2010, 26(1): 217-218.

By-talks about Pig Genetic Improvement: Treat Halothane Gene Dialectically

XIAO Qian1, PAN Yu-Chun1,2*
(1. Department of Animal Science, School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China; 2. Shanghai Key Laboratory of Veterinary Bio-technology, Shanghai 200240, China)

Halothane gene (Haln) is one of major genes affecting pork quality, and the recessive homozygous genotype (nn)can result in stress reaction, such as PSE and PSS. Thus, the process to remove this gene from each breed began in China since it was con fi rmed. However, theHalngene still exists and the gene frequency is very high in the Pietrain population which suggested us to treat the gene dialectically. In fact, a lot of research shows heterozygous individuals (HalNn) perform better than dominant homozygous individuals (HalNN) in average daily gain, dressing percentage, lean percentage, etc., and have no signi fi cant differences in meat quality except Water Holding Capacity. From this viewpoint, we will bene fi t from the following measures: (1) usingHalnnmales (eg. Pietrain) as terminal boars, andHalNNfemales (eg. Landrance×Yorkshire) as parental sows to produceHalNncommercial pigs. (2) administrating theHalnnboars more carefully and applying arti fi cial insemination. For the reason above, it is recommended to studyHalnfurther.

Pig; Pietrain;Halothane gene

S828.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-12-139

2017-06-09；

2017-07-07

“上海市生猪产业技术体系”项目[沪农科产字（2014-2018）第6号]；基于浦东白猪的配套系选育[沪农科推字（2016）第1-1-4号]

肖倩（1988-），女，湖北当阳人，博士研究生，研究方向为动物基因组学与分子育种学，E-mail：xiaoqian2013@sjtu.edu.cn

*通讯作者：潘玉春（1963-），男，山东栖霞人，博士，教授，研究方向为统计基因组学与生物信息学，E-mail：panyc@sjtu.edu.cn