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我国畜禽遗传资源保护利用现状分析

2015-02-20李建江牛葕洲林丽果

关键词:解决策略存在问题

李建江,宋 锐,牛葕洲,林丽果

(西北民族大学生命科学与工程学院,甘肃兰州730030)

我国畜禽遗传资源保护利用现状分析

李建江,宋 锐,牛葕洲,林丽果

(西北民族大学生命科学与工程学院,甘肃兰州730030)

[摘要]畜禽遗传资源的保护对于促进畜牧业可持续发展和保持生物多样性具有十分重要的意义,然而我国地方畜禽资源总体呈现下降趋势,很多地方品种濒临灭绝,甚至有些已经灭绝,致使地方畜禽品种资源形势不容乐观. 文章对我国地方畜禽品种资源现状、存在问题、保护方法及策略建议等进行探究,希望为今后的保种工作提供理论上的参考.

[关键词]畜禽遗传资源;资源现状;存在问题;解决策略

我国幅员辽阔,地理环境条件多样,民族众多及其不同的生活习惯,孕育了丰富多彩的畜禽遗传资源,是世界上畜禽资源最为丰富的国家之一.在这种条件下,培养了一大批具有特色的优良畜禽品种,它们繁殖力强、耐粗饲、抗病力强.但是随着社会经济的不断发展,人类盲目地追求高产,再加上大量引进高产性能的外来品种,导致我国许多优良的地方品种遭到了前所未有的破坏.因此,我国的畜禽资源保护已迫在眉睫.畜禽遗传资源保护主要目的之一是为了利用,有些畜禽遗传资源是为了满足当前的需要,有些则是为了满足长远的未来需要.我们应该意识到,在对畜禽遗传资源进行保护的同时,必须积极探索、寻找开发利用途径,采取主动保种战略,以促进和巩固我国优良畜禽遗传资源的保护效果.

1畜禽遗传资源的现状

我国正式命名的畜禽遗传资源共有777个,其中地方品种556个,培育品种109个,引进品种104个,其他品种8个,包括猪资源128个、鸡116个、鸭34个、鹅31个、火鸡3个、鸽3个、鹌鹑2个、普通牛72个、水牛28个、牦牛13个、大额牛1个、绵羊71个、山羊69个、马51个、驴24个、驼6个、蜜蜂36个、特种畜禽96个[1].由于引入种和培育种的广泛推广,已造成我国部分地方品种的濒危或灭绝.据统计,已灭绝的资源有:荡脚牛、阳坝牛、高台牛、枣北大尾羊、项城猪、深县猪、豪杆嘴型内江猪、大普吉猪、草海鹅、文山鹅、思茅鹅、古平鸡、临桃鸡、武威斗鸡、九斤黄鸡、萧山鸡、舟山火鸡;已确证濒临灭绝的资源44个,濒危资源15个[2].畜禽遗传资源的危机导致了遗传变异越来越小,无法满足正常畜牧生产的需求,严重影响了我国畜牧业的可持续健康发展.因此,必须共同完成遗传资源保护与开发的协同发展,既要防止优良地方品种资源的减少,又要加快畜禽品种改良的步伐,尽最大努力处理好资源保护与品种改良的关系.

2畜禽遗传资源的保护

保护畜禽遗传资源的总目标只有一个,即保持遗传多样性,保护人类社会所拥有的全部可遗传变异材料.畜禽遗传资源保护的对象是群体,最大的群体是一个畜种,最小的群体是一个家系.其作用是为了培育新品种、保护生物多样性、实现畜牧业可持续发展,同时畜禽遗传资源也是一种重要的生物资源.每个畜禽的资源都包含着丰富的基因,优良基因的挖掘可以带来巨大财富,加速人类文明的发展,甚至提高一个国家经济的发展[3].现今,生物遗传资源的利用程度已成为衡量国家可持续发展能力的重要指标之一,畜禽丰富的遗传多样性是人类祖先留给后世的宝贵财富,经过千百年的努力,在人类对动物饲养管理与自然环境选择的双重影响下,形成了现今丰富的畜禽遗传资源,成为了世界动物遗传资源开发利用的丰富宝库[4].

2.1 原地资源保护

通过在资源原产地建立保种场和保护区来进行活体保存的方式被称作原地资源保护.活体保存方法是动物遗传资源保护中最为传统的方法,优点是畜禽品种资源来源丰富,适应性强,需要时能迅速扩充种群数量,而且可以继续保留甚至增强畜禽对外界环境的适应能力,还可对品种进行生产性能的测定和开发利用,使得畜禽的遗传资源得到可持续发展,是最值得提倡的一种保种方式.动物体本身是实现可持续发展必不可少的素材,离开这一根本条件,未来的育种工作就成了无源之水、无本之木,更谈不上创造出优良的品种;其次, 开发那些古老的地方品种的价值,使之更好地为人类服务.可见,活体保种在今后的很长一段时间内仍然是一种主要的方法.

2.2 异地生物技术保种

异地生物技术保种主要包括冷冻精液保存、超低温胚胎保存、以及DNA文库保种等其他手段.主要是借助动物胚胎工程等生物技术的发展,通过保存畜禽精液、卵子、胚胎、DNA文库等形式,加强对品种资源不同形式的保存,以达到保存特定基因及基因组合的目的.

2.2.1冷冻精液保存

目前,多数国家都在建立动物精液基因库,其目的是将濒临灭绝的珍稀动物和优良品种,特别是某些优良地方品种,以精液的形式长期保存,以便将来随时取用.当前人工授精技术的广泛应用推动了家畜精液冷冻保存技术的产生与发展,该方法已成功地应用于肉牛、奶牛、绵羊、山羊及多种家禽的人工繁育和保种工作.由于该方法不需要饲养大量动物,节省了物力财力,成本相对较低,而且不受时间、地点和种畜生命的限制,扩大了母畜配种头数,提高了公畜配种效能.同时随着现代畜牧科学的发展,许多家畜繁育新技术如同期发情、超数排卵及体外受精等的快速发展,为繁殖新技术在畜牧业的广泛应用提供了便利与可能.

2.2.2超低温胚胎保存

随着动物繁殖技术的发展,冷冻胚胎技术使动物遗传资源的保护工作变得相对简单与方便,并且节约了大量的人力物力,节省活体保存中的大量财力,而且超低温胚胎保存具有抽样数量小、保种成本低、保存年限长、解冻后种群恢复快、生殖道疾病发生率低等优点.该技术能迅速地将快要灭绝、数量有限的珍稀物种的遗传资源冷冻保存起来,最大限度地延长世代间隔.它不仅避免了由于外界环境条件的变化而造成畜禽某些特定性能的退化,而且还克服了活体保种过程中的疾病、自然灾害等所造成的危害,这在一定意义上解决了遗传漂变、留种、近交等活体保种所面临的问题.

2.2.3基因组文库构建

20世纪90年代以来,人类基因组计划的实施,大大地推进了对高等生物的基因组作图工作,也为同步开展畜禽遗传图谱和物理图谱的构建提供了条件,并可以将两者综合起来构建综合图谱,构建了基因物理图谱后,可以将一些具有特色的基因克隆出来,为基因转移奠定基础.在同一物种个体间和不同物种间都能够进行基因转移,从而利用基因克隆技术组建动物基因组文库.基因文库是某种生物全部DNA的克隆总体,即用限制性内切酶对畜禽总的DNA进行酶切,然后将细胞的总DNA或染色体DNA的所有片段随机连接到适当载体上进行重组,再转移到合适的宿主细胞中,通过细胞增值而构成各个片段的无性繁殖系.在制备的克隆数目多到可以把该种畜禽的全部基因都包含在内的情况下,这一组克隆的总体就是该畜禽的基因文库[5].基因保存技术是一种安全、可靠、维持费用低的动物遗传资源保护方式之一,而且长期保存畜禽某些特有的优良基因,在需要时随时取用.如果将来需要该物种的某种优良性状时,可以采用基因工程技术,把保存的独特基因整合到同种甚至异种动物的基因组中,从而使所需要的理想性能重新在活体畜群中表现.

2.2.4其他可用保种的现代生物技术

随着细胞培养技术和细胞生物学研究进入高速发展民用工业的阶段,尤其是干细胞具有自我更新、增殖和分化能力,不仅能产生表现型和基因型与自身完全相同的子细胞,而且还能分化为祖细胞,甚至具有再生成各种组织和器官的潜能.同时,体细胞克隆工作的发展,也为我国采用非生殖细胞进行保种的工作开拓了广阔的应用前景.一个保种中心即可把多种有灭绝危险的畜禽品种保存下来,解决了畜禽保种工作在技术和经济上的困难,体细胞克隆技术与基因工程、干细胞技术结合后无疑会对自然界及人类社会产生极其深远的影响.自2001年起,针对畜禽遗传资源理论方法的建立、调查和动态信息分析及网络系统的构建、珍稀畜禽品种活体抢救性保护、遗传多样性评估和细胞库的建立等5个主要方面开展了积极、有效的工作,特别是建立了重要、濒危畜禽遗传资源体细胞库技术平台和体外培养细胞生物学特性检测与研究技术平台,开辟了畜禽种质资源收集、整理、保存和利用的新途径[6].

3畜禽遗传资源的利用

畜禽遗传资源保存的主要目的是合理地开发及其利用.保存是利用的前提,是可持续有效利用的基础;利用是保存目的所在,是保存的合理方式,也是畜牧业结构调整和畜产品市场竞争力增强的需要.遗传资源开发就是通过现代科技手段将各层次的遗传资源转化为社会财富,即在保存好遗传资源的基础上,转变其生产力方向,向着人类需要方向高效转化.做好畜禽遗传资源开发利用工作即是充分挖掘并实现其价值的过程.目前全球范围提倡减少使用化学药物,这就要求畜禽品种要具有最好的抵抗力.在许多国家畜禽育种计划的相关研究中,趋向于抗病性、行为特性、繁殖力、易产犊等实用特性,要求育种方案中包含多个优良性状.一些地方品种蕴含着许多潜能.我国许多畜禽品种具有早熟、高产、抗逆性强、肉品质好和风味独特等遗传特性,我们应根据市场需求,大力推进畜禽品种的开发利用,实现产业化发展,真正做到以保为主,保用结合,以用促保[7].通过对名优品种严格、规范、独特的培育和加工方式,生产出系列高品质产品,在市场中打出品牌,增强竞争力,全面带动畜禽遗传资源的开发利用.

总之,畜禽遗传资源的任何一点利用都可能在类型、质量、数量上给肉、蛋、奶和毛皮等生产带来创新,畜禽遗传资源拥有量已成为衡量一个国家可持续发展能力的重要指标之一.

4我国畜禽遗传资源分析及存在问题

动物遗传资源的保护与开发利用工作日益受到国际社会和世界各国的广泛关注和普遍重视,而我国是世界动物遗传资源大国,但还不是强国.与发达国家相比,我国在保护手段、特性研究和开发利用等方面还存在着一定差距.目前,生物遗传资源的拥有和开发利用程度已成为衡量一个国家综合国力和可持续发展能力的重要指标之一.

4.1 我国畜禽遗传资源保护分析

活体保种通常在资源原产地建立保种场或保护区进行保存,但活体保存占用场地大、投资较大、群体和个体生理利用年限短,受资金、技术等的制约,要做到真正意义上的保种难度较大.任何事物都具有两面性,冷冻胚胎的劣势在于成功率较低,而且有可能死亡的胚胎中携带着非常优秀的基因,在胚胎的冷冻保存过程中,某一环节稍有疏忽, 导致的后果将不堪设想.而且超低温冷冻可能会引起胚胎或配子遗传上的改变,它的成功率较低,还需要进一步完善.当然,建立基因文库保存DNA的方法从严格意义上来讲,并不是一种畜禽品种资源保护的措施,而只能是一种遗传信息的片段式保存,它忽视了体现品种或者生态型的基因组合体系.基因型和遗传共适应性,也没有满足物种多样性的要求,同时在基因的表达、调控机制还未完全搞清楚的情况下,人们不大可能任意地用可能含有有利基因的DNA片段去改良动物的某一特定性状.到现在为止,我国还没有建立一个具有国际先进水平的畜禽资源库、信息库,尚未见到国家批复专门资金用于这方面的建设工作,只有一些地方学术机构建设的网站,如“中国畜禽遗传资源动态信息网”和“国家级地方鸡种基因库(江苏)”,但都相对独立、信息不全,缺少与国外信息的交互联系,而GIS系统在环境保护中的应用已非常广泛,在植物保护中的应用也有所研究,但在畜禽保种中的应用却仍处于起步阶段.

4.2 我国畜禽遗传资源保护存在的问题

4.2.1保种体系不健全、保种投入不足、科学评价工作滞后

虽然我们确定了国家级畜禽保种场97个、保护区16个和基因库6个,但在138个国家级保护品种中,因为没有保种场或者保种场建设不达标等问题,还有50个品种没有国家级保种场、保护区.马、牛等大家畜的保护区建设数量偏少,就一个品种的保护工作而言,保种场、保护区、基因库三位一体的保护体系和遗传物质交换机制尚未完全建立.虽然目前确定的119个单位达到了国家级场区库建设的基本条件,但多数单位的设施设备陈旧、手段落后、人员老化、人才流失严重.同时对保存品种的种质特性发掘和评估不全面,品种登记、性能测定等保种工作尚未有效开展.品种标准制定工作也滞后,在138个国家级保护品种中,只有23个品种有国家标准或者行业标准.

4.2.2发达国家对我国畜禽遗传资源的掠夺

我国是世界上畜禽遗传资源最丰富的国家之一,其中许多是世界上独一无二的珍贵资源,至20世纪80年代以来,发达国家试图通过各种手段如精液、胚胎、血样、DNA 样获取我国的畜禽资源.北京鸭、太湖猪、番禹猪、梅山猪、枫泾猪、金华猪、狼山鸡、丝毛乌骨鸡、狮头鹅、南阳牛、鲁西牛、同羊、内蒙古白绒山羊、关中驴等一批品种特性优良的地方品种通过贸易、国际合作、非法走私和窃夺等途径被外国攫取,带回国内进行品种培育和资源开发,新品种再输入我国,如烧制北京烤鸭的原料樱桃谷鸭就是英国以北京鸭为亲本育成的.因此,忽视畜禽遗传资源管理,将在一定程度上危及我国畜禽遗传资源的安全与主权.

4.2.3部分地区的资源状况尚未阐明

迄今为止,我国进行了两次全国范围的畜禽资源系统调查,发现了一些独特的畜禽遗传资源,为进行系统保种和资源利用奠定了基础.由于自然条件的限制和资料收集的缺乏,一些偏远地区的资源状况尚不清楚.例如,青藏高原自然条件恶劣,畜禽遗传资源独特,在第二次全国畜禽遗传资源普查过程中,地方虽上报了一些资源,但由于缺乏相关资料,部分物种的同名异种问题仍待解决.

4.2.4经济利益的驱使降低了遗传资源保护意识

由于长期以来在经济利益下单纯追求产品专一化和高产化,而忽视了其独特的生态意义和资源特性,以及对地方家畜品种遗传资源保护的重要性的认识不够深刻, 如某些地方品种的生产性能不能适应当前市场的需求,导致我国许多传统的优良地方品种遗传资源的数量减少,甚至导致个别畜禽品种资源的灭绝,特别是对于那些目前数量稀少且缺乏商品价值的品种受到更大的威胁,如八眉猪、三江牛、帕里牦牛、伊吾马、金阳丝毛鸡等.

5畜禽遗传资源保护对策及建议

国家应该适当增加保种工作的资金投入,加强畜禽种质资源保存、鉴定、评价、筛选和利用等工作,改善保种设施、丰富保种手段、增大科技含量、提高保种效益;切实搞好科企合作畜禽种质资源保护和开发问题,从本质上讲是市场和科技的问题,离不开科研单位和龙头企业的联姻[8].完善畜禽品种资源保护体系,开展多种形式的保种工作,建立我国主要畜禽的优质遗传资源基因库,保存一批优良地方畜禽原始品种和种质的素材,加强对畜禽资源保护体系的建设,为我国畜牧业的健康、可持续发展奠定基础.同时加强基础性科学技术研究,建立全国和地方家畜多样性信息网络监测中心,设立基础性科学技术研究机构,继续深入开展畜禽品种资源多样性保护方面的研究[9].不断推进畜禽品种资源选育和开发利用要充分发挥现有品种资源的潜力,建立高效的畜禽资源开发与生产体系,开展畜禽品种资源多样性保护的国际合作,畜禽品种资源多样性是全球的财富,受益于全人类.通过开展畜禽资源保护工作的国际合作,不仅可以提高我国畜禽品种多样性保护的研究和技术水平,同时也能够促使畜禽品种资源多样性保护的理论和方法达到国际先进水平.

5.1 开展畜禽遗传资源调查,完善监测和评估体系

畜禽资源调查是保种和利用工作的基础.有针对性地开展偏远山区、边疆地区畜禽资源的补充调查,制定详实的调查方案、品种评估方案及应急预案,完善品种审定标准.对在品种调查中发现的有独特生产性能、独特适应性和珍稀濒危的地方品种资源,应立即启动畜禽遗传资源种质特性的科学评价;制定品种标准和不同类型畜禽品种保种场、保护区与基因库建设标准.

5.2 加强畜禽遗传资源生物技术研究

一方面,加强畜禽遗传资源保种生物技术的研究.主要包括生殖细胞、胚胎冷冻技术的研究,基因图谱、cDNA文库的构建,染色体多态性分析,生殖细胞、体细胞克隆技术的研究.克隆技术是不需要两性生殖细胞结合就能获得新个体的繁殖新技术,对提高畜禽遗传资源的保种效果具有重要的作用.另一方面,加强畜禽遗传资源开发利用生物技术的研究,主要涉及蛋白质多态性和DNA多态性等与经济性状遗传相关的遗传多样性的研究;通过经济性状相关基因的发掘,促进畜禽遗传资源的开发利用,间接达到保种的目的.

5.3 坚持畜禽遗传资源的可持续利用与保护

单纯的保护是无意义的.合理地开发利用可以促进畜禽资源的保护.单纯保护与合理开发两者相辅相成,不可分割.我国地方畜禽遗传资源丰富,普遍具有适应性强、耐粗饲、抗病性强、抗应激能力强的特性,部分品种如太湖猪、小尾寒羊还具有繁殖力高的特性,五指山猪具有矮小和耐近交的特性等.这些特性是在我国特殊自然条件下,经过几千年选育的结果.高繁殖力是产肉性能的主要性状,矮小性状可以应用于医学实验和模拟动物方面的研究,加强畜禽遗传资源本品种选育和新品种培育,在获得良好经济效益的同时,促进品种的保护工作.

5.4 加强畜禽遗传资源的输出与引入控制

以《中华人民共和国畜牧法》和《中华人民共和国畜禽遗传资源进出境和对外合作研究利用审批办法》等为依据,严格畜禽遗传资源出入境申报与检查,建立对偷运、走私等非法活动的举报制度,以及畜禽遗传资源输出的惠益共享制度.强化输出控制,防止畜禽遗传资源的流失,加强引入品种的疾病检查与合理利用,制定引入品种利用规范.引入品种引入后,严禁为短期经济利益与我国地方品种进行乱交、乱配,严禁与我国地方良种混杂饲养.在改良我国地方品种时,应制定详细的规划方案,防止过度引血.

5.5 加大资金投入力度

提高科研经费的投入力度,包括大专院校、科研院所、保种场、保护区和基因库的科研经费.针对畜禽遗传资源的濒危程度,加强保种场、保护区和基因库的建设力度.对保种场、保护区和基因库的资金使用政策可以引入全国农村环保工作中的资金扶持理念,提出“以奖促保”和“以奖代补”理论:“以奖促保”采取前补助方式,对有保种积极性的保种场、保护区和基因库给予资金支持.“以奖代补”采用后奖励方式,对保种工作取得明显成效的保种场、保护区和基因库给予奖励.

5.6 加强合作

一是加强国内各管理部门之间的协调工作,制定统一管理规章制度,便于保种管理工作的顺利实施;二是加强科研单位与企业之间的合作,提高科研成果的转化力度,促进品种保护;三是增进与国外单位或组织之间的合作与交流,加强保种信息的实时交互,借鉴先进的保种经验,提高保种能力.

6结语

保护好我们现有的动物遗传资源,不仅关系到当今和后代的大事,而且是关系到能否实现可持续发展的大事.畜禽品种资源保护要将活体保种与生物技术保种相结合,按照分级管理、重点保护的原则,明确保种目标,加大国家保种经费的投入,调动全社会力量积极参与.加强畜禽品种资源保种体系和法制制度建设,加大宣传力度,增强公众对保护畜禽品种重要意义的认识.开展畜禽品种资源动态监测,建立健全全国畜禽品种资源数据库;加强科技创新能力和基础研究,大力推进畜禽品种资源的保护、开发和利用,实现产业化开发,促进我国畜牧业健康快速发展.畜禽遗传资源的开发利用要满足社会对畜产品的需求是不可能一蹴而就的.遗传性能的提升是一个漫长的过程,畜禽遗传资源保护与开发双向机制的建立,需要科研单位创新先期开发与企业市场推广相结合.在先进的科技支撑和合理的市场需求下,畜禽遗传资源才能得以最大程度地保护和利用.不同地区资源条件的差异,决定了因地制宜,充分挖掘地方畜禽遗传资源的价值和潜力.发展区域畜牧业和特色畜牧业在全面建成小康社会的过程中,国家和地方政府应及时出台相关扶持政策,持续增加投入,健全地方畜禽遗传资源开发利用激励机制,创建我国地方畜禽遗传资源开发利用技术的自主创新体系,打造地方畜禽遗传资源可持续开发利用产业,满足社会对畜产品种类及质量的更高要求,不断增强我国畜牧业发展的内生动力和国际竞争力.

参考文献:

[1] 国家畜禽遗传资源委员会.中国畜禽遗传资源志[Z].北京:中国农业出版社,2012.

[2] 路国彬, 王夏晖, 吕文魁, 张惠远. 中国畜禽遗传资源保护问题分析[J]. 家畜生态学报,2014, 35(4):1-6.

[3] 丁旭, 肖海霞. 我国畜禽遗传资源的保护与利用[J]. 草食家畜, 2011, (4):6-9.

[4] 李建江, 李明霞, 王英杰. 我国畜禽遗传资源面临问题及保护策略[J]. 西北民族大学学报(自然科学版), 2013, 34(92):52-54.

[5] 王均辉, 王舒宁. 畜禽品种资源保存理论与方法的思考[J]. 中国畜牧兽医文摘, 2014, 30(5):53-54.

[6] 刘喜生, 白志明, 李步高. 我国畜禽品种资源的保护与合理利用[J]. 畜牧与饲料科学, 2014, 35(10):39-41.

[7] 欧江涛, 王希龙, 黄礼光. 中国畜禽遗传资源的研究进展[J]. 黄牛杂志, 2005, 31(2):38-45.

[8] 王芬露, 孙泽祥. 国内外畜禽遗传资源保护与利用的研究进展[J]. 浙江畜牧兽医, 2013, (3):12-14.

[9] 王昕, 陈宏. 动物遗传资源保护中存在的问题与思考[J]. 黄牛杂志,2005, 31(4):1-3.

[作者简介]李建江(1963—),男,甘肃会宁人,副教授,主要从事畜禽遗传资源与动物生产的研究.

[收稿日期]2015-08-20

[中图分类号]S813

[文献标识码]A

[文章编号]1009-2102(2015)03-0016-06

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