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提高猪饲料利用效率的育种方法

来源:猪业科学   
导读
  
  在全球绿色低碳发展时代,养猪生产必须要提高生产效率,从源头降低饲料消耗量。通过育种方法提高种猪饲料利用效率,可有效培育节粮型猪种。文章主要从影响饲料利用效率因素、衡量饲料利用效率指标、提高饲料利用效率方法三个方面进行了探讨。
  
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  自20世纪80年代以来,全球猪育种企业就非常注重瘦肉率、日增重、背膘厚等生长性状的选择,这些性状选育水平的提高,也间接提高了猪只饲料利用效率。但是,由于这些生长性状已接近选择极限,要继续提升饲料利用效率就需要调整育种方案,如DanBred、PIC和Topig等欧洲国家种猪育种公司,近年来都将猪只饲料利用效率作为育种方案的主选性状。目前,我国养猪产业正处在转型升级阶段,提高猪群饲料利用效率,减少饲料消耗,关乎国家生态文明建设和碳达峰、碳中和目标,所以选育节粮型猪种是当前我国生猪产业的重要任务。
  
  1 影响猪只饲料利用效率的因素
  
  饲料利用效率不是一个单纯的可直接测定的性状,需要通过测定与其相关的多个性状之后,采用科学的统计分析才能得到高或低的评判性描述。影响猪只饲料利用效率的因素有很多,从生物学角度下列几个因素与之密切关联。
  
  1.1 日采食量
  
  在影响饲料利用效率的众多因素中,日采食量至关重要。它直接决定总成本中最大开支部分——饲料成本。日采食量与日增重密切相关,通常日采食量升高,日增重就升高,但问题的关键在于,并不是日采食量越高,饲料利用效率就高。采食量与增重两者的比值即为饲料转化率(FCR)。
  
  1.2 日增重
  
  提高饲料利用效率是为了让猪只少消耗一些饲料,得到更大的增重,也就是“吃得少,长得快”。所以日增重与日采食量一样,也是影响饲料利用效率的一个十分重要的指标。
  
  1.3 躯体构成
  
  在饲料利用效率分化猪群中,采用自由采食、限制饲喂两种方法饲养。研究发现,两个群体在胴体组成上出现了差异,低饲料效率猪的内脏更大更重,皮肤表面积更小;高饲料效率猪的消化器官只占身体10% 。如果体重相同,较大较重的消化器官会在一定程度上增加猪只能量消耗。此外,高、低饲料效率猪群在体内水分含量、蛋白含量和脂肪含量上有着明显的差异。
  
  1.4 饲料消化率
  
  猪只采食饲料的能量并不能够全部被吸收利用,未能消化吸收的部分会通过粪尿排除体外,吸收的能量一部分用于维持基础代谢,一部分用于生长。如果维持基础代谢的能量相同,那么消化率较高的个体就有更多的能量用于生长,所以饲料消化率与饲料利用率之间是正相关关系。
  
  1.5 维持需要
  
  从能量分配角度看,猪只吸收的总能量用于两个方面,一是维持基础代谢,另外则是用于生长发育代谢。在维持基础代谢所需能量中,内脏消耗的能量占了较大一部分。不同猪只维持需要存在明显差异,维持需要是影响猪只饲料效率的基础因素。当总采食量一定时,用于维持需要的能量越少,则用于生长发育的能量越多,饲料利用效率就高。
  
  除了上述五个主要因素,还有健康水平和动物性格等因素也影响饲料利用效率。健康水平高而且稳定的动物用于免疫消耗的能量少,饲料利用效率高。动物的性格影响活动量,安静型的动物活动较少,卧坐时间较长;活泼型的动物活动较多,卧坐时间较短。安静型的猪只一般比活泼型的猪平均日增重高,饲料利用效率高。
  
  2 衡量猪饲料利用效率的不同指标
  
  虽然饲料利用效率通常用高或低来描述和评判,但在生产和研究过程中,人们还是找到了一些跟饲料利用效率相关、可以量化的指标用来指征饲料利用效率。
  
  2.1 饲料转化率(Feed Conversion Ratio, FCR)
  
  在生产中,人们通常用动物每增加1 kg体重所消耗饲料,也就是动物采食量与动物增重之间的比值,来代表饲料转化率(FCR),有时也称之为饲料报酬。FCR看起来简单易懂,可用于饲料质量对比、猪群生产对比、企业年终核算等方面。但从学术研究角度看,FCR存在着许多模糊和偏差之处。例如,同样是FCR=2,在相同时间内,猪只A采食220 kg饲料获得增重110 kg,猪只B采食200 kg饲料获得增重100 kg,A的出栏时间明显要早于B,而且A和B之间的饲料利用效率是不同的,但FCR相同却无法区分出它们。另外,FCR主要用在测算生长阶段猪的饲料转化率,但不能用于测算已经停止生长的繁殖母猪群的饲料转化率。猪场核算时通常以所消耗的饲料总量为准,并没有准确测量猪只实际采食量,这两者之间会有10%~30%的波动。FCR还受测定猪只的体重与日粮能量水平的影响,企业通常是根据猪的日龄分成不同阶段,而不是根据体重,而日粮能量水平变化也影响FCR。
  
  2.2 剩余采食量(residual feed intake, RFI)
  
  剩余采食量(residual feed intake,RFI)早在1963年由Koch提出,但受限于动物采食量测定工作复杂,育种企业前期使用较少,直到近年来电子饲喂站等智能采食记录设备在猪场使用的越来越多,才受到企业家和育种人员的重视和应用。RFI指的是动物实际采食量与预测采食量之差。预测采食量是通过平均日增重、代谢中间体重、背膘厚等进行多元线性回归预估得到的。RFI是一个负向选择指标,RFI值越低,饲料利用效率越高。
  
  研究发现RFI的遗传力在0.25左右,通过选择RFI,可以明显地提高猪只饲料利用效率。但由于RFI与平均日采食量(ADFI)在表型上和遗传上都具有较高的相关性,如果在育种中只选择RFI,会引起ADFI和平均日增重(ADG)的降低,相应的也会延长猪的出栏时间。为解决这个缺点,Bai 等在军牧1号白猪核心育种群中采用约束选择法,以RFI为主选性状,ADG和背膘厚(BF)为辅助约束性状,通过综合选择指数“I=0.2EBVADG-0.7EBVRFI-0.1EBVBF”评估综合育种值,经过四代选择,建立了高饲料利用效率(低RFI)、低饲料利用效率(高RFI)两个资源品系(见图1),证明RFI作为主选性状可有效改变猪的饲料利用效率,而且不影响猪肉品质。
  
  图片
  
  图1 以RFI为主选性状分化选择猪饲料利用效率
  
  2.3 剩余增长体重(residual body weight gain, RG)
  
  剩余增长体重(residual body weight gain, RG)是指实际增长体重和预测增长体重之间的差值,而预测增长体重则是通过平均日增重、平均日采食量、代谢中间体重、背膘厚进行多元线性回归所得。剩余增长体重是正向选择性状,RG高则增重多。研究发现,RG和ADG存在高度的遗传相关(r=0.75),而与采食量相关性不显著。所以,选择RG也可提高生长速度。
  
  2.4 超群体增重(Beyond the population mean body Weight,BPG)
  
  超群体增重是指动物的实际增长体重超过与其实际采食量相同的群体平均增长体重(实际采食量/群体FCR)的差值。这个指标是通过动物个体的实际采食量和群体FCR两个具体数据,计算出该个体按群体FCR水平应有的增长体重,减少了人为误差。
  
  3 提高猪饲料利用效率的育种方法
  
  为了提高饲料利用效率,既需要从营养和饲料方面考虑,提供营养平衡、适口性好、消化率高的饲料,也需要从遗传育种方面考虑,通过选育节粮型猪种,逐代提高猪群饲料利用效率。根据企业规模大小,有几种不同的育种方案可以选择。
  
  3.1 参加联合育种的大规模育种企业
  
  对于参加联合育种的大规模育种企业,可分别制定父系和母系种猪的育种方案,父系的饲料利用效率性状(RFI或RG)的选择权重应在50%以上,母系的饲料利用效率性状的选择权重应在40%以上。如果以RFI为主选性状,应对日增重和背膘厚等性状进行约束,运用多性状综合选择育种值法进行选种,育种进展较快。满足生产性能测定的基本条件,如个体电子识别、日采食量、日增重和背膘厚等指标测定要求准确。如果已建有参考群体数据库或者引种企业能够共享数据库,全基因组选择也能提高饲料利用效率。
  
  3.2 规模较小的育种企业或者单一群体育种
  
  对于规模较小的育种企业或者单一群体育种,如地方品种(品系)保种,不参加联合育种,不进行场间交流,可以使用超群体增重(BPG)这个性状来持续选育节粮型猪群,操作相对简便。在育种过程中也可以逐步搭建自有品种的参考群体数据库,为后期的全基因组选择做准备。
  
  3.3 其他情况
  
  除非有科学研究的需要,不建议用单性状选择法提高猪群饲料利用效率。另外,企业只选育饲料利用效率高的种群就可以,不必选育饲料利用效率高、低分化的资源品系。

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