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運用豬經濟性狀遺傳標記,增益豬隻經濟性狀

陳莉馨

        遺傳標記的研究,可用以增益對豬隻遺傳特性之認知

        遺傳標記(genetic marker)是當前已經被科學界所探知,在染色體上的一種基因或DNA序列,可能是一段短的DNA序列或是一段形如小衛星的長序列,可被用以鑒定生物個體或物種。而包含生長性狀以及包括多產、高肉質諸項目在內的豬隻經濟性狀,可藉由遺傳標記以分析因為源自親代所產生的表現型差異,或是據以比對其定位和效應的「對偶基因」(Allele,註一),並可用以增益對豬隻遺傳特性上的了解。

 

        就豬隻的生長性狀言之,主要是生長速度、活體背膘厚度、飼料轉化率,以及邇來對於豬隻的採食量等項目。生長速度通常是以測定期間之內的「平均日增重」或達到「特定目標體重」的日齡來表示;活體「背膘」(back-fat thickness)厚度是在測定達到100公斤體重日齡時,同時測定之項目,背膘厚表示受飼猪隻脂肪含量多寡,背膘厚度越厚則廋肉率越低(註二),相反的話表示廋肉率高;「飼料轉化率」是從30-100公斤之期間,豬體每單位增重所餵養的飼料量,其計算公式為「飼料轉化率=飼料總消耗量/總增重」;至於「採食量」是審度受飼對象食慾高低的項目,乃在不予限食情況下,豬隻的每日採食平均量,故亦被稱作為「採食能力」(food intake-capacity),此係近年來豬隻育種方案中逐漸受到重視的性狀。

 

        目前已被開發應用之「經濟性狀遺傳標記」,以及猶待開發者

        現今,遺傳標記廣泛受到全球畜禽育種研究組織之應用,其可用於牲禽重要經濟性狀的基因定位,以促進畜禽之選育效率。將傳統的遺傳育種技術與現代化遺傳科學相結合,可更加確實有效的改善受飼動物之經濟性狀,協助種畜、種禽早期選優汰劣工作之推動。除了先進畜牧諸國積極從事研發外,我國農委會畜產試驗所亦建立有完善的種豬育種技術,得妥慎推展豬隻經濟性狀遺傳標記之開發應用,亦可使得我國豬種改良研究工作,更加的充實完備。

 

        在畜產業界,攸關豬隻且業已被開發應用之「經濟性狀遺傳標記」,計可逐一分述如下--

 

一、多產基因標記

        種豬「多產基因」係肇源於「雌激素受體基因座」 (Estrogen receptor locus , ESR , 另譯作「動情素受體座」,基因座是指染色體上的固定位置,例如某個基因的所在),位於第一對染色體短臂上之B型對偶基因(該ESR基因座具有A和B兩個對偶基因)。已有研究結果證實,具BB型之母豬較AA型母豬,每胎得以多產1.5-2.3頭仔豬,遂又將B 對偶基因稱為多產基因。

 

        妥善應用多產基因的篩檢技術,當可作為改善母豬繁殖性能和協助改育豬隻品種,快速而有效的媒介。迄今,畜產試驗部門已開發出的ESR基因檢測法,主要是應用酶分「限制切片段長度多態性」(Restriction fragment length polymorphism , RFLP) 與單點核苷酸「誘變分離式聚合酵素連鎖反應」(Mutagenically separated polymerase chain reaction , MS-PCR)交叉檢測比對法,以進行ESR基因座之檢測。

 

二、高肉質基因標記

        高肉質基因的判定,得應用HaeⅢ、MspI 及HinfI等三種限制酶以從事豬隻基因組DNA片段之切割,而形成27 種基因型,其中的HH6、HL5、HL4、HL3、LL2、LL1 及LL0 等7 個基因型得歸類為「外表型」,並經判定HH6為肉質基因的最高級別,次之者為HL5、HL4、HL3三個級別,再居次係LL2、LL1 為兩級別,而LL0則為奠後之級別。以高肉質著稱的「杜洛克」豬種為例,豬群中擁有HH6基因級別的比例可逾70%,乃屬當之無愧的高肉質豬種。

 

另有一種位於豬隻第六對染色體上的「心臟脂肪酸結合蛋白」(Heart fatty acid-binding protein , H-FABP),則和肉質的口感、多汁性、柔嫩程度具有頗深之關連,因此若能善用「聚合酵素連鎖反應」(polymerase chain reaction, PCR)法,於種豬群中篩選此一基因,對於提高豬隻肉質必有十分良好的作用。


三、緊迫基因標記

        昔所常見且至今仍不時聞知的「豬隻緊迫症候群」(Porcine stress syndrome, PSS),係豬隻感受到環境趨於緊迫時發生猝死的症狀。帶有緊迫基因之豬隻,尤易肇致此一情形,對豬隻生長及繁殖性能亦咸有損害,即便並未猝死,但其其屠體屢易有色澤蒼白、肉質癱軟與出現滲水的狀況,此即肉產業界泛稱的「水漾肉」(Pale, soft and exudative , PSE),嚴重影響豬肉品質。而且,緊迫敏感基因對於豬隻的生長和繁殖,同樣亦有惡性衝擊,易導致養豬業之重大損失。

 

        緊迫症候群的肇因,是由於控制骨骼肌鈣離子釋放管道受體基因的cDNA第1843鹼基(註三)出現「點性突變」(Point mutation),使得鹼基由C轉變為T,且若該突變適巧又為純合子T/T 時,即會造成豬緊迫症成為陽性反應。畜產試驗界內除了將CRC基因DNA 標記取喚為緊迫基因遺傳標記以外,尚將緊迫基因型別制定為統一代號,像是AA之代號是表示不具緊迫基因的正常豬。

 

        反之,若為BB者乃表示帶有容易因為緊迫而致猝死之基因,還有每窩產仔數較少、生長慢以及容易產生水漾肉…等數項缺點;至於AB型者是帶有緊迫基因但非屬嚴重者,煞如居乎於代號AA和BB之間者。在生命科技已頗發達之今,倘利用CRC基因DNA 標記篩檢技術,當可篩除豬隻的緊迫基因,從而提高所豢養豬隻的豬肉品質,並且減少豬隻於上市前,因為運輸載送或遷移欄舍時出現的緊迫暴卒情形。

 

四、衛星型態標記

        微衛星DNA(micro-satellite DNA)的重複序列,其單元為二至六個核苷酸,可重複十至百次。此之序列在種系內及種系之間具有不勝枚數的多型性,這一重複數量的多型性兼以所具有的「共顯性」(co-dominant)特性,使得微衛星序列於探討親緣關係及族群遺傳的領域上可成為極佳的分子標記(molecular marker)。

 

至若微衛星序列是指在DNA 序列中,含有短狀串聯重複的核苷酸,而重複的單元計有單、雙、三或四個核苷酸,例如分別為TTTTTT(單)、TGTGTGTG(雙)、GTCGTCGTC(三)或GATCGATCGATC(四)。在這些組合中,尤以雙重複者最為多見;而串聯重複的核苷酸序列,一般是位於含有大量的遺傳變異度之未編碼區域。

 

五、造骨蛋白基因標記

        豬隻造骨蛋白(Osteopontin, OPN)基因,是位於第八號染色體的長臂末端。學術界曾以造骨蛋白基因的微衛星型遺傳標記以從事試驗,檢測180頭經由產種母豬啟動子區域之TG序列重複數交替基因,其交替基因類型依所具TG雙核酸(Double nucleus acid)重複數區分,計可發現九種交替基因和28種基因型。豬隻造骨蛋白基因的啟動區,經由試驗結果可以判知,應和參與調控造骨蛋白基因之轉錄,具有相當程度的關連。

 

        倘若進一步分析具不同OPN 對偶基因的種母豬,在產仔性能方面的差異,可獲知具有TG14對偶基因之約克夏種母豬,所分娩仔豬的存活數,顯較未具該對偶基因者為佳;另外,具TG21或TG24對偶基因之杜洛克種母豬,所分娩仔豬之存活率,也是明顯的優於未具該對偶基因者。

 

    (詳細內容請參閱2017年8月號現代養豬第150頁)