一是选择准确性不足。传统育种主要依赖于育种者的经验和观察,通过对猪只的表型进行选择。然而,表型是基因型和环境共同作用的结果,因此选择准确性往往不高。
二是育种周期长。由于选择准确性不足,需要经过多代的选育才能逐渐积累优良基因,导致育种周期长,效率低下。
三是性状选择单一。传统育种往往只关注单一的性状,比如生长速度、瘦肉率等,而忽视了繁殖能力、肉质等其他重要性状的选育,难以适应多元化的市场需求。
因此,传统育种显然不再适合选择准确性要求高、周期短、多性状的肉质风味方面的选育,科学家们开始探索新的育种手段,基因组育种应运而生。
基因组育种实现精准遗传改良
传统育种方法主要依赖表型观测和系谱信息,基因组育种则通过全基因组关联分析、基因组最佳线性无偏预测等先进方法,利用高密度遗传标记信息对个体遗传潜力进行准确评估。其不仅可以减少环境因素的干扰,还能实现早期精准选育,大大提高了育种效率和准确性。
目前,基因组育种在肉质改良中已有诸多应用。
提升肉质风味方面,猪肉风味物质主要受单不饱和脂肪酸的种类和数量影响。FABP4基因主要负责调节脂肪酸的运输和代谢,参与脂肪存储和分布,通过FABP4基因的筛选可间接调控猪肉的风味。SCD基因通过调控脂肪酸去饱和化的过程,将饱和脂肪酸转化为单不饱和脂肪酸。单不饱和脂肪酸含量的提高使猪肉具有更丰富的风味和滑腻的口感。通过特定基因的定向选择,育种工作者可选择具有更优脂肪酸比例的个体,提升肉品的整体风味。
提高肉质嫩度方面,肌原纤维的状态对嫩度具有决定性的作用,肌原纤维越碎裂、越舒张,剪切力越低、嫩度越好。钙蛋白酶系统在肌原纤维更新和宰后嫩化中扮演重要角色。CALPAIN基因表达减少会导致肌肉蛋白水解率及宰后肉嫩度的下降,说明其在调控肉质嫩度上扮演关键角色。基因组育种通过筛选出具有良好蛋白质分解特性的基因型个体,能有效提升猪肉嫩度,改善消费者口感体验。
增加瘦肉率方面,IGF2和MSTN基因对瘦肉率的提升效果显著,前者通过减少脂肪沉积、增加瘦肉产量,后者通过减少肌肉生长抑制,进而提升瘦肉比例。这些基因在现代商业育种中均被广泛利用。
未来,随着CRISPR等基因编辑技术的不断成熟,科学家或许能直接在猪的胚胎阶段对特定基因进行修饰,以更加精准的方式改良猪肉品质,使人们餐桌上的猪肉变得更加健康、美味和环保。(作者为中国工程院院士、中国科学院亚热带农业生态研究所首席研究员印遇龙,唐人神集团股份有限公司育种总监刘炎)
印遇龙院士
印遇龙,中国工程院院士、动物营养与饲料专家,中国科学院亚热带农业生态研究所研究员。
长期从事猪氨基酸营养代谢与调控的研究,创建了猪体内饲料营养可消化吸收率评价技术体系,建立了猪氮/氨基酸代谢与调控技术体系,在猪蛋白质高效利用技术集成创新及产品开发方面做出贡献。
来源:中国科学报
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