全国畜牧科技创新联盟报道生猪养殖业的昨天今天和明天

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生猪养殖业的昨天、今天和明天

王立贤 1、王立刚 2

1.中国畜牧兽医协会生猪育种分会会长中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员2.中国科学院北京畜牧兽医研究所副研究员农业科学学院

一、猪品种的历史发展

野猪最早起源于400万年前的东南亚,后来逐渐遍布欧亚大陆。 公元前7000年左右,中国野猪开始在黄河流域驯化饲养; 公元前6000年左右,欧洲野猪开始从欧洲东南部被驯化,并迅速向北扩张。

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图1. 世界猪驯化和迁徙示意图(改编自SE Ramos-Onsins等人的文章,Heredity,2014)

1493年,哥伦布带着8头猪进入古巴,猪进入了美洲。 1539年,被誉为“美国之父”的哈南多·德索托将13头猪带入美国。 后来,猪于1600年进入新墨西哥州,并于17世纪末向东部和西北部迁移。

(一)洋猪的养殖流程

国外生猪养殖经历了外观选择、肥猪养殖和瘦肉猪养殖三个典型阶段。

18世纪之前,几乎没有专门饲养洋猪,也没有饲养目标和具体饲养记录。 养猪主要是为了拥有公众喜欢的外观、饲养和生产肉来满足家庭需要。

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图 2. 荷兰谚语中的猪(1559 年,图片来源:Google Art Project)

18世纪,以英国为代表,育种开始于以脂肪沉积能力为育种目标。 1770年至1860年,英国人开始选择本地猪、中国猪和暹罗猪作为亲本,考虑到早熟、育肥快的优点,成为中白猪、小白猪和伯克夏猪的原始原型。 1831年,英国的新品种大白猪(又称:大约克猪、约克夏猪)首次在温莎皇家展(Windsor Royal Show)上受到关注。 1896年,丹麦政府将英国约克郡与北欧的晚熟吉尔吉斯猪杂交,生产出F1代杂交猪胴体,供应英国腌肉生产的需要,随后形成了培育新品种长白猪的计划,并成立了第一个A育种群体。

1898年,丹麦注册了12个大白猪群和50个长白猪群,并成立了国家生猪育种和生产委员会,指导饲养。 1907年,丹麦建立了世界上第一个猪仔检测站(用于集中测量猪仔的生产性能和外观,评价猪的育种价值),以及核心群体的日增重和饲料转化率。猪的选择和胴体质量是基于后代的科学数据。 经过几十年的努力,丹麦长白猪已成为体型流线型、体长、后躯发达的理想瘦肉品种。

杜洛克猪的外观和生产性能的演变反映了美国养猪的历史。 18世纪和第一次世界大战期间,杜洛克是一头大肥猪。 20世纪20年代,开始向精简型转变。 不过,由于二战期间杜洛克猪的体型较大,所以能够大量生产生猪。 油已经满足了当时的需要,所以还是回到了肥猪品种。 直到20世纪50年代,美国猪肉市场对脂肪的需求急剧下降,养殖方向才真正转变为瘦肉型猪。

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图3 长白猪120年的进化历程

(二)中国生猪养殖史

中国猪有九千年的驯化历史。 复杂多样的生态环境和社会经济条件逐渐形成了丰富多彩的地方生猪品种资源。 育种主要经历了以下几个阶段。

20世纪之前,我国主要依靠土猪的自繁自养。 生猪养殖主要注重适应当地环境、抗病力强、肉质鲜美、外观适合当地文化审美和消费需求。 具有地方特色的品种资源,如比较耐寒的东北猪、适合腌制火腿的金华猪、产仔数多的太湖猪等。

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图4 清明沿江猪(1085-1145,张择端)

20世纪初至新中国成立,我国开始逐步引进国外猪品种。 1900年,德国人首先在张家口、青岛等地引进大白猪。 1910年,新疆引进俄罗斯白猪。 民国成立后,历届政府引进欧美改良畜禽品种和现代畜牧兽医技术并向社会推广。 1913年,农商部将张家口原有的垦殖示范场改为第一个牲畜试验场,饲养伯克夏猪,改良生猪养殖。 1933年,国民政府工部在南京小九华山建中央种畜场,饲养伯克夏猪、小约克夏猪150头,金华猪500头。 该品种用于改良育种,为各省市提供优良品种。 1932年至1936年多次引进,引进了波兰猪、塔姆沃斯猪、汉普夏猪、杜洛克猪等近十个国外猪品种。 抗战胜利后,中华民国政府农林部于1946年利用联合国善后救济总署的剩余物资(包括88头约克夏猪)建立改良农场,并分发到23个省(市)和地区进行畜牧改良。 。

新中国成立至改革开放前,由于人民生活水平低,肉类消费量低,生猪养殖粗放,猪必须耐粗饲、抗应激,因此猪的生长速度是慢的。 我国生猪生产多采用进口肥两用品种与本地猪二元杂交,选择一些优良杂交组合生产育肥猪。 1972年“全国生猪育种科研协作组”成立后,提出了“重点加强地方品种选育,同时积极培育生猪新品种”的方针。 根据当时的生产条件,提出了“三化”,即“公猪国外化、母猪国产化、商品猪杂交”,促进了两用猪新品种的发展。 这一时期的育种以杂交群体为主,培育了一批新品种,如哈白猪、上海白猪、北京黑猪、新津猪等。

改革开放后,随着人民生活水平的提高,猪肉消费量大幅增加(1976年我国猪肉产量为702.8万吨,2018年为5404万吨),地方品种已经不能满足人们的需求了。 而且,随着生活水平的提高,人们不再吃肥肉,瘦肉猪越来越受欢迎,肥肥的土猪不再受欢迎。

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图5 肥型与瘦型猪后躯对比(左为肥型,右为瘦型)

20世纪70年代末至90年代初,我国生猪养殖方向逐渐从肥猪两用型猪转向培育瘦肉型猪新品种(系)。 1978年以后,我国逐步开始了瘦肉猪新品种(系)的培育和杂交。 特别是1980年至1982年,直接从原产地引进了长白猪、大白猪、杜洛克猪、汉普夏猪等世界著名的瘦肉猪。 这加速了我国瘦肉型猪养殖和杂交生产的发展。 在商品瘦肉猪生产上,20世纪80、90年代,我国广泛开展了杂交组合试验和配合力测定,筛选出杂交组合,如都虎、都哲、都、常泰、都等多个优良组合。常先生推动了我国精益型商品猪生产的蓬勃发展。

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图6.中国养猪资深人士在北京农林科学院指导工作,从左至右:张忠革、赵曙光、徐振英、张钊、陈润生、李丙潭(来源:《赵曙光纪事》) )

同时,通过地方猪与瘦肉猪杂交,相继选育出三江白猪、湖北白猪、浙江中白猪等一批瘦肉猪新品种(系)。 这些猪品种当时为我国生猪生产做出了重要贡献,但由于瘦肉型猪的旺盛需求以及国外猪品种的冲击,这些猪品种逐渐退出了历史舞台。

20世纪90年代,我国社会生产水平突飞猛进,人们对瘦肉型猪的需求上升到更高水平,促使我国开始杜洛克猪、长白猪、大白猪的本土化养殖,并建立了上述分别提到的猪。 2006年,生猪养殖援助团并入“全国生猪良种合作组”。2009年8月,原农业部办公厅印发《全国生猪遗传改良规划(2009-2020年)》,正式开启拉开了全国生猪综合化、系统化养殖的序幕。 随着规模化生猪养殖快速发展,生猪养殖转向适应不同市场需求的专业品种培育和配套生产。

历史和实践证明,畜禽良种繁育史就是一部世界范围遗传交流史。 该品种适应了当时的经济、社会和自然条件。 通过定向养殖,可以使猪的品种发生较大变化,满足不同地区、不同时代的消费需求。

2、国内外现代养猪业的发展

(一)海外发展

在生猪育种体系方面,起步阶段,国外大多由政府组织或以项目名义,结合科研、大学、企业共同开展育种工作。 市场化运作。 目前,世界上的生猪养殖体系主要有三类:一是以美国国家养猪登记处(NSR)和加拿大养猪改良中心(CCSI)为代表的小公司联合育种体系。 二是以德国BundesHybrid Zucht Programm(BHZP)、荷兰、挪威Topigs-Norsvin、法国Nucleus、丹麦DanBred等为代表的国家育种体系。 三是以加拿大海波尔、Genetiporc、美国Newsham Choice Genetics(NCG)、英国Pig International Corporation(PIC)为代表的专业育种公司。 这些大型生猪养殖机构或跨国公司建立了完整的养殖技术体系,不断开展性能测试,注重新技术的研发和投入,建立了自己的研究所,形成了科研的一站式服务体系。及开发、生产、销售。 模式,具有较强的国际竞争力。

在养殖技术方面,20世纪之前,国外种猪的选择主要是通过体形和外观来判断。 从20世纪开始,一些育种者开始利用生产数据进行选择。 1950年左右,通过表型数据(即生产性能和外观数据)建立了简单的选择指数进行育种。 1985年,加拿大率先采用BLUP(Best Linear Unbiased Prediction,一种利用线性代数模型估算生猪育种值的方法)来育种猪,提高了选择的准确性,并加厚了猪的背膘(测量瘦肉)百分比)、100公斤体重日龄(衡量生长速度),特别是繁殖性能的提高速度有了很大的提高,繁殖进度速度明显提高。 2012年以后,国外在多年常规BLUP遗传评价数据的基础上,迅速采用高通量分子方法,应用全基因组选择技术,大大提高了选择的准确性。

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图7 种猪遗传评价技术“从马车到高铁”的发展

目前,国外海波尔、Piercy、Topek、NUCLUS、DanBred等育种公司都已开始应用全基因组选择技术。 据美国、丹麦等养猪发达国家以及联合国粮食及农业组织(FAO)预测,未来全球商业化生产的猪品种将通过分子育种技术进行选育。 随着人类社会进入互联网、大数据、人工智能时代,生猪养殖也进入了新阶段。 其核心是建立跨学科、多交叉的动物基因组智能设计与育种技术体系。 该系统涵盖了生命科学领域的组学技术。 、基因编辑技术、生物信息学、系统生物学、合成生物学,以及信息领域的人工智能技术、机器学习技术、物联网技术、图形成像技术,共同支撑动物育种科学向更高水平发展。

(二)国内发展情况

新中国成立以来,特别是改革开放以来,我国生猪养殖业取得了长足发展,取得了相当大的成就。 良种繁育体系建设不断推进,繁育、推广、应用的配套框架初步形成。 同时,相关法律法规不断完善,计量能力不断提升,种猪质量显着提高,为生猪产业健康发展奠定了基础。 自2009年实施《国家生猪遗传改良计划》以来,我国已选定105个(现89个)国家生猪核心繁育场,成立国家生猪育种核心小组,并开始实施国家生猪遗传评估。 生猪养殖进度明显加快。 种猪质量不断提高。 2020年,我国核心生猪养殖场大白猪平均日龄达到100公斤,背膘厚度达到100公斤,总产仔数分别为162.80天、10.88毫米、13.0头。 与2009年开始实施生猪遗传改良计划相比,缩短了5天,减少了0.7毫米,增加了1.7头。

目前,我国种猪基本可以自给。 在我国的生猪“金字塔”养殖体系中,90%的曾祖父(GGP)和祖父母(GP)种猪都是通过自选再生的。 近五年来,我国平均每年进口种猪仅1万头左右,仅占我国每年15万头曾祖父(核心群)种猪更新需求的10%。 目前,我国部分企业引进材料并适应改进后,母猪每年提供的断奶仔猪数量(Piglet per sow per Year,PSY)可达30头,与国外先进水平基本持平。

在种猪测量方面,我国种猪场已基本普及B超测量背膘厚度和笼秤测量生长率。 测定人员基本培训上岗,BLUP育种值选择也应用于种猪育种中。 在基础研究方面,近十年来,我国利用中外杂交群体获得了一系列重要经济性状的主要基因。 例如:控制猪外耳大小的PPAPD基因及其因果突变、控制肋骨数量的VRTN和SYNDIG1L基因等。在表观遗传学方面,我国也构建了猪的基因组甲基化图谱脂肪和肌肉组织第一次。 在测量技术方面,我国一些企业引进了CT扫描技术、热成像估算技术等。在AI技术浪潮下,我国开发了猪脸识别等智能技术。 在基因组选育方面,2017年,国家畜牧总站牵头联合7家单位建立了猪基因组选育平台,正式启动我国国家级猪基因组选育计划。 国内相关团队也开发了基于机器学习等基因组遗传评估等方面的育种价值估算方法。 总体来说,在种业科技方面,我国能够跟踪国际最新研究成果并进行一些创新,基本能够满足我国种猪的技术需求。

同时,我国拥有相当丰富的本地生猪资源。 在保护当地猪品种方面,20世纪80年代和90年代,由于消费市场对瘦肉的追求,当地的一些资源一度受到威胁。 2000年以后,随着资源保护重要性的认识不断增强,市场对特种猪肉的需求不断增加,对当地资源的保护和利用得到加强。 目前,我国地方猪品种有83个,其中国家保护品种42个,省级保护品种39个。 同时,建立了62个国家级地方生猪养殖场、保护区和1个基因库(牲畜)。 1999年以来,以我国地方猪种和引进品种为育种材料培育出16个品种、14个配套系,有效满足了我国特色猪肉产业发展的需要。

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图8. 2017年国家基因组筛选平台揭牌仪式

我国瘦肉型猪的系统育种与国外存在近50年的差距,差距十分明显。 种猪的引进是对核心育种材料的补充。 通过引进“杜长场”进行本地化繁育,实现“种猪本土化”,是国际上的通行做法。 如今的“杜大昌”已经是世界品种,而不是“外来品种”。 选用世界各地优良种猪为我所用,将有利于我国种猪的发展。

三、问题与差距

尽管我国生猪养殖取得了相当大的成就,但不可否认的是,国内种业水平与发达国家的差距仍然客观存在。 例如:国外先进养殖水平的大白猪,148天体重即可达到100公斤,比我国核心生猪养殖场饲养的生猪快15天; 国外先进养殖水平的大白猪产仔数可达15头,比我国核心生猪养殖场生猪快15天。 农场还有2头种猪。 种猪生产水平的差距也反映出我国种猪养殖还存在一些问题,具体如下:

1、养殖体系不够完善。 就我国种猪养殖体系而言,专业化种猪企业仍处于发展阶段,联合养殖因疫情、数据不可靠、利润分配机制不善等因素进展缓慢。 由于联合遗传评估的条件还不够成熟,只能进行单一的现场评估。 数据积累还比较少,遗传评估的准确性有待提高; 遗传评估服务和技术推广服务效率仍然较低。

2、新技术应用滞后。 国际上,BLUP于20世纪80年代末开始应用于遗传评估,准确率提高了30%以上。 它还加速了遗传进展,特别是在生殖性能的选择中发挥着重要作用。 我国在实际大规模应用方面还比较落后。 十多年来。 2012年,国际上开始基因组选育的实际应用,2014年我国个别企业开始尝试。2017年,国家畜牧总站开始组织专家和企业成立我国猪基因组选育参考组,已经落后国外五年了。 在表型自动化和智能化判定方面,我国虽然在技术上已达到世界前列,但应用水平较低,尚未为育种做出实际贡献。

3、判定依据薄弱。 我国生猪育种历来以表型选择为基础。 生猪遗传改良计划实施后,种猪检测逐渐变得更加重要和规范。 总体而言,我国种猪检测基础十分薄弱,检测数量少,性状少,中心检测站能力有限,企业无法长期坚持检测。 目前,我国种猪测定的主要性状为产羔数、百公斤体重日龄和背膘厚度。 对于15万头的核心群体来说,平均每年现场测量的人头只有30万多头,是核心群体的两倍。 建有省部级种猪检测站5个,年检测量约2000头。 世界上种猪的性状有10多个,甚至更多,每年测定的数量是核心群的7-10倍。 单个中心检测站年测量量为3000-6000次。

4、养殖投入小,可持续性不强。 动物养殖投资大、风险高、见效慢。 长期以来,企业投资动力不足。 我国一直没有针对动物养殖的专项资金支持。 虽然每年都有现代种业升级项目,但这是基础性建设项目,不能用于育种、试验、新技术应用等。近五年没有育种科技项目。 纳入国家计划。

5.严重的疾病威胁。 我国生猪疫病复杂,生物安全形势不佳,一些重大疫病尚未净化。 疾病的反复感染和健康状况不佳也影响了养殖效果,甚至使几年的养殖工作付之东流。

6、当地生猪资源开发利用不足。 我国当地资源丰富,肉质好,抗逆性好,耐粗饲。 是生产特种猪肉的种源基础,但普遍存在生长慢、屠宰率低、背膘厚、瘦肉率低等缺陷。 无论是选育还是杂交利用,目前都比较重视杂交,而选育还不够。 遗传稳定性和产品一致性有待提高。

四、“十四五”发展方向

“十四五”期间,要坚持立足国内市场、自主创新、提质增供给的发展战略,围绕提高质量、效率、竞争力的总体目标生猪养殖业,大力支持专业养殖和联合养殖发展。

1.继续实施全国生猪遗传改良计划。 我国2009年实施的全国生猪遗传改良计划,成立了育种核心组,建立了标准化种猪登记、性能测定体系和遗传评价体系,建立了种公猪遗传交流站,实施了基因组选育工程。 生猪遗传改良计划不仅提高了企业的育种积极性,也使我国的育种技术水平和企业的育种工作逐步科学化,取得了显着的育种效果,为生猪的长远发展奠定了基础。我国的养猪业。 “十四五”期间,继续实施国家生猪遗传改良计划,加强国家生猪核心种猪场管理,鼓励净化疫病,加大对育种优秀核心场的支持力度结果和健康的猪群。

2.构建以市场需求为导向、企业为主体、产学研深度融合的创新体系。 我国养猪业虽然总体规模较大,但缺乏PIC等大型高水平生猪养殖企业,缺乏领军人物、人才配置、设施设备、新技术应用等相对落后、不足种猪选育和遗传改良受到重视。 因此,“十四五”期间,要培育和发展育种主体,包括育种企业和专业育种协会,推动我国基础育种工作的发展。 一方面,国家层面要系统规划,指导建立符合我国发展实际的联合育种体系,并抓好落实; 另一方面,引导培育一批有实力、充分发挥资金、技术、管理优势的规模化种猪企业。 、营销等优势。 最终形成“联合养殖+大企业养殖”并行发展格局。

3、持续开展技术研发,提高育种创新能力和效率。 养殖创新能力和效率是种猪的基础之一。 针对当前表型测定耗时费力和疫情防控的要求,“十四五”期间应发展非接触式、精准化、自动化的性能测量技术,提高表型测定的准确性。表现。 大规模数据获取,将增殖群体和商品猪信息纳入遗传评价体系; 升级现有基因组选择技术,开发整合基因功能注释、转录组、调控元件、表观遗传学等生物信息的基因组选择技术; 基于基因组信息分类和杂种活力利用技术。

4、加强本地资源开发,促进本地资源利用。 我国地方猪种普遍品质优良,抗病、抗逆能力强,这也是生猪养殖的一个重要方向。 “十四五”期间,应基于基因组、转录组、代谢组等多组学方法,结合基因组学方法,系统分析肌肉生长发育、脂肪沉积、疾病形成和抗应激能力的遗传机制。基因编辑技术,挖掘出经济性状的重要功能基因或分子元件,为我国培育优质、抗病、抗逆的猪新品种提供支撑。 利用进口和本土资源,坚持自主选育,培育肉质优良、抗逆性好的新品种,满足我国优质肉类产业发展对高端品种的需求。

致谢:以上内容参考《中国畜禽遗传资源纪事——猪纪事》、《中国养猪业图鉴》、《中国猪品种培育》、《中国现代猪业可持续发展战略研究》 Agricultural Industry – Pig Volume” and some foreign literature, etc. , thanks for this.

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