五指山猪种质特性及开发利用研究

冯书堂 牟玉莲 张莉 等中国农业科学院畜牧研究所

10094 北京

目录 序 言

一、 WZSP 实验化培育研究 二、生长发育规律、矮小型遗传机理研究 三、 WZSP 近交系种质特异性研究 四、 WZSP 近交系特有的遗传标记研究 五、 WZSP 分子遗传基础研究 六、 WZSP 开发利用研究 七、建立中国实验用小型猪资源开发与研究应用中心

序 言

五指山猪（ WZSP ）产地与特征：

处于濒灭境地 60 年代存拦 10 万头， 70 年代 600 余头， 1987 年发现纯种猪 10 余头；

中国农科院畜牧所异地保种（同窝 1 母、 1 公）；

WZSP 究竟有何保种价值？

WZSP 种质特性的多方位、深层次多方面的研究；

研究新发现：

生理解剖、血液生化指标、 器官生长发育、 营养、药物代谢、 SLA 基因分型近似人类； 基因高度纯合、 MHSn 基因频率为零；

生长激素基因和受体基因等具有特异性； SW936 88bp 为其特有等位基因；

近交系的培育初步成功、应用展示出的诱人前景。

一、实验动物化培育 1 、近交繁育 采用全同胞交配、父女交配和祖孙三世代内交配繁育，目前 F14 种猪存栏

40 余头、 F1538 头， F1624 头， F17 种猪 11 头，已产出 F18 后代。并建立了 WZSP 实验用近交系谱等。

结果表明： WZSP 近交繁育已跨越近交衰退及大批死亡的危险阶段，目前已近交繁

育出第 18 代。我国 WZSP 近交系的研究水平已领先国外至少十年，已成为国内外专家共识的、世界的一流产品。

2 、近交繁育规律研究

通过 500 余头次数据分析结果表明 近交对 WZSP 繁殖力影响较大 :

F4 仔猪成活率极低（ 19.05% 2/12 ）， F10 仔猪成活率较低（ 35.39% ,6/27 ），近 交 代 数 增 加 仔 猪 成 活 率 逐 渐 提 高 （ F16 62.50 % 、 10/16 、 F1763.60 % ） ;

死胎、木乃伊比例逐渐降低 (F4 为 8.33 % ， 1/12, F17 为 0% ， 0/11) ；

F13 以上青年母猪第一次妊娠时间由原来的 5 ～ 6 月龄推迟到 7 ～ 8 月龄；初步发现随近交代数增加体重减轻趋势明显；

据资料统计 WZSP 近交后代 300 余头未出现毛色分离现象（ 1996 ）。其毛色特征表明，经过 F10 近交后其毛色基因已达到一定程度的纯合。

3 、近交佐证、微卫星 DNA 标记监测 群体遗传结构研究 以 33.6 为探针，引种的两头种猪 DNA 指纹图相似系数为 0.698 ，远

远高于品种内个体间的常值（一般 0.42 ～ 0.58 ，孟安明， 1994 ）。

表 1 F14 、 F15 、 F16 三个世代 9 个微卫星基因座的杂合度和多态信息含量

( 未分家系之前 )

世代 杂合度 多态信息含量

F14 0. 4163 0. 3446

F15 0. 3789 0. 3230

F16 0. 3092 0. 2676

表 1 结果证实： 9 个微卫星基因座杂合度和多态信息含量在F14 、 F15 、 F16 三个世代分别 呈现递减，即： H14≥H15≥H16 和 PIC14≥PIC15≥PIC16 。随着近交世代的递增，群体的遗传变异性逐步降低。

表 2 3 个家系在 9 个微卫星基因座上的杂合度和多态信息含量

家系名称 世代 杂合度 多态信息含量 备 注

20-22 （Ⅱ） F15 0. 2075 0.1588 5 个基因座纯合；已获 F16 个体。

26 （Ⅰ） F15 0.2934 0. 2227 3 个基因座纯合；已获的 F17 个体。

32 （Ⅲ） F15 0.3005 0.2408 2 个基因座纯合；已获 F16 个体。

由表 2可知， WZSP在 9 个微卫星位点的平均等位基因数 2.11 个， 3个家系杂合度和多态信息含量分别为 0.2934 和 0.2227 、 0.3005 和 0.2408 、 0.2075 和 0.1588 ；随着群体家系的建立，各家系间微卫星位点的平均等位基因数虽有所不同，但其杂合度和多态信息含量降低、基因纯合度有所提高

利用 36 对微卫星 DNA 标记监测群体遗传结构研究

利用 36 个探针对 WZSP 近交系 F14 、 F15进行遗传基因纯和度及同质

化进行研究。结果每一个探针多数可得到 1,2,3条图带、少数可得到 6条图带，证实： WZSP 近交繁育的可靠性、遗传的稳定性。

WZSP 与其它近交品系猪 DNA 指纹图相似系数与近交系数的关系（李幼平编著 - 移植免疫生物学 -1999 年科学出版社）

证实： WZSP F8 群体 DNA 指纹图相似系数（ 0.86 ）等同于西双版纳小型猪 F12 （ 0.86 ）； WZSP 世代 DNA 指纹图相似系数的轨迹符合近交小鼠的曲线图。这一结果将WZSP 实验用近交系种猪实际的近交繁育向前推进了 4 个世代，并为 WZSP 实验用近交系的建立，提供了坚实的理论基础和科学依据。

二、生长发育规律、矮小型分子遗传机理研究 1 、经过数百次测定和分析证实： WZSP 具有体型小、性成熟早、 6

月龄体重 15 ～ 20kg ， 24 月龄体重 35 ～ 40kg ，较之国内、外其它小型猪具有体重轻、个体小的优势。依据 F12 、 F13 、 F16 的初生重至 6 月 龄 、 500 头 次 体 增 重 记 录 ， 进 行 指 数 曲 线 、 logistic 曲线、 compertz 曲线分析，求出其三个曲线生长公式模式。

拟合公式： W=4594.15e0.0063t ； 拟合度： 0.7782 依据 WZSP 生长曲线拟合公式和拟合度可较准确的估测 WZSP 实

验用近交系体重，使之向实验动物化推进了一大步，为进一步各类动物模型培育、人源化猪器官移植开发应用，提供了一定的科学依据。

2 、矮小性和遗传稳定性是实验动物必须具备的两大要素 但 WZSP 近交系能否真正最终被确立为理想的实验用猪，关键在于是否具有矮小型基因特征？

结果发现： WZSP 的 GH 基因非编码区多处发生碱基替换或缺失 编码区发生了三个碱基替换并都导致编码的氨基酸 残基改变，两个发生在高度保守区内，这可能影响 到成熟GH 的空间结构，进而影响其活性（ 14 ）， 成为五指山猪矮小的可能原因之一。 证实 GH受体基因与正常猪也有较大的差异（ 7 ）。 WZSP 近交系属于侏儒动物一类。

三、 WZSP 近交系种质特异性研究

WZSP 近交系 50 多项血液生理、生化指标近似人类；无 MHSn 基因；

近交繁育对其肝脏、肾脏等药物代谢、生化合成反应等与人类代谢未发现不匹配现象；

依据人的血液分型方法，对 WZSP 实验用近交系 F10 、 F16进行分型研究，显示WZSP血型均为 o型 (20/2 次 ) ；

WZSP肉质细嫩、香味浓。异地饲养仍能保持香味，而其它小型猪，如香猪异地饲养失去原产地香味浓的特色。研究还发现 WZSP肉质中的喹啉酸 , 丙二酸乙基戊基酯含量，分别显著高于市场肉 8 和 20倍；WZSP肉质中含有丰富的各种氨基酸 ,含量高达 72.615%, 并含有三种人体必需氨基酸等。

四、特有的遗传标记研究

特有的遗传标记是作为实验动物必不可缺少的条件之一 1 、通过两批、 428 头 9 个品种猪、 18 个微卫星探针的研究，发现微卫星座位

Sw936 在 WZSP 近交系中具有特异性等位基因。

2 、 WZSP 近交系群体微卫星座位 Sw936 特有等位基因检测研究发现： Sw936含特有的等位基因比例为 70.9%( 77/110) ； 克隆、测序结果为 88bp, （姜盛花 , 85bp ）； GenBank公布的微卫星座位 Sw936 的序列长度范围为 92-112bp ； WZSP 近交系相应少 11 个重复单位； 微卫星座位 Sw936 的一个新等位基因。

五、 WZSP 分子遗传基础研究

完 成 了 经 典 的 SLAⅠ 类 及 Ⅱ 类 基 因 （ 包 括P1,P14,P7,DRA,DRB,DQA,DQB ）在 WZSP 群体 SLAⅠ类及Ⅱ类分别为 22 头和 60 头）中的 SNPs 分析，并采用 AS-PCR 技术对存在多态的 DQA,DRB 和 DQA 、 DQB 基因进行分型等。

1 、 SLAⅡ 基因型研究发现： DRA 在 WZSP群体中没有发现多态， DRB 具有多态性，并对 DRB 测序进行了分析； DQB 在WZSP 实验用近交系群体中没有多态性， DQA 具有多态性，并对 DQA 测序进行了分析。

2 、 SLA1 与 HLAⅠ类基因多态结合区的比较分析结果显示：SLA1 与 HLAⅠ 类基因多态结合区氨基酸序列存在 50-55%的同源性，而 SLAⅠ 类基因之间在多态结合区存在 75%左右的同源性。

SSCP and sequencing results showed that no

poly

-morphism in DQB locus of the inbred strain WZSP.

3 、 SLA 与 NIH 及人的比较

（ 1 ） WZSP 近交系猪种经典 SLA-I 和 II 基因及其氨基酸序列，与 NIH 小型猪比较发现 DRA 为高度保守序列，无多态性、核苷酸水平和氨基酸水平同源性均为 100% ；而对于其它具有多态性的基因，核苷酸水平同源性 90% 以上，氨基酸水平同源性达 87% 以上；

（ 2 ） DQA 、 DRA 相应基因的氨基酸序列与中国南方人群同源性达 73% 至 83.7%左右；

（ 3 ）从基因多态性 WZSP 近交系 SLA 基因和 HLA 基因进行分析比较，该品系与我国南方人群基因位点氨基酸序列同源性为77% -80%左右；

初步证明： WZSP 近交系为人类理想的实验用动物模型，必要的修饰和改造后、做为异种器移植供体是可能的。

六、开发利用研究 目前已同国内 30 多个科研院所、先后将上千头猪用于药学、胚胎学、畜牧兽医学、

比较医学和人类异种器官移植等诸多试验和应用研究，如： 1 、异种器官移植比较医学研究（北京友谊医院、解放军 309医院、北京佑安医院）； 2 、人异种器官移植比较医学研究（四川大学医学院等）； 3 、 WZSP 应用于异种动物器官眼睫膜、胰腺细胞移植（同仁医院）； 4 、国家一类新药毒性安检（中国医药开发中心、军事医学科学院、解放军 301医院）； 5 、心血管血流图及冠状动脉硬化模拟试验（北京中医科大学东直门附属医院）； 6 、心血管疾病模型 ( 北京友谊医院、北京阜外医院、中医医科大学东直门医院 ) 7 、 WZSP 在人类烧伤、植皮上的研究应用 ( 解放军 304医院 ) ； 8 、 WZSP 在人类去脂减肥技术上的动物模型试验 (中国医科院外科整形医院 ) ；

9 、人类口腔疾病上的模型研究 ( 北京口腔医科大学、天坛医院口腔研究所、武警总医院 ) ；10 、猪胚胎干细胞和原生殖细胞研究（北京大学、中科院上海细胞所－姚鑫院士课题组）；11 、器官移植中免疫学 -白细胞抗原学研究（武汉同济医科大、器官移植研究所、南京农大等）；12 、猪瘟病毒、细菌等敏感性研究 (中国兽药监察所、军事医学科学院等 ) ；13 、肉质风味特性研究 ( 北京市微量研究所、中国农大食品学院 ) 。

研究成果（专利 2 项）

七、建立中国实验用小型猪资源开发与研究应用中心 随着WZSP 等品系小型猪的深入研究和广泛应用，已成为我国畜牧科学研究的新亮点之一。引起国际同行专家的关注，更引起我国政府科技部、农业部等领导的重视，将WZSP列为建立国家 WZSP保种场、社会公益型项目、国家“十五”科技攻关项目。

目前，对 300 余头 WZSP 、贵州香猪和广西巴马等品系小型猪，分别采血、分离血清，检测了猪蓝耳病毒、猪伪狂犬病病毒、猪细小病毒、猪瘟病毒、口蹄疫病毒、猪流感病毒、戊型肝炎病毒、日本乙型脑炎病毒、衣原体、弓形体、布氏杆菌、萎缩性鼻炎、猪喘气病等 13 中病原的抗体，为随后开展剖腹净化工作、培育出符合国际标准的、具有我国特色的 SPF 化实验用小型猪奠定基础。

产业化前景 为我国比较医学研究、异种器官移植等替代产品研究和应用提供合格的实验动物；

培育 SPF 猪生物反应器，以适应人类输血等组织工程的需要； 研制 SPF人源化基因猪，解决我国人类器官移植供体（如心脏、肾脏等）不足的问题；用于肉猪杂交改良等。

总之，我国 WZSP 近交系等小型猪可创世界一流产品，可立竿见影地对国家的生物医学平台和农业生物技术平台提供支撑，抢占这一新的动物基因资源和相关产业的制高点，把握这个战略机遇将会实现巨大的经济价值。

欢迎各位批评指正*该项研究由农业部：八五（ 85- 牧 -07-03 ）、九五（ 95- 牧 -02-08-0

3 ）、农计函 (2003)No.30 等国家自然科学基金委：（ No.39830190 、 No.339993420 ）

科技部： No.2001DIA400036 、 No.2003DEB6j078 、No.2004BA717B 等项目共同资助。