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专题文章

猪群健康研究进展

2016年 1月 13日 星期三

加拿大 - 群体健康,以及遗传学在这方面发挥的作用,是一个迷人的研究领域,而它对行业的意义也非常重大。新的技术和计算能力使得这个领域已经取得了长足进展,以前不可能和/或不可行的技术现在都已经实现,Nick Boddicker博士写道。

翻译:温鹏
加裕 - 育种业第一动力

最近12月期的《全国养猪生产者》报导了2015年开展的重要研究,一些文章包括在大规模PRRS(蓝耳病,猪繁殖呼吸综合征)病毒攻毒情况下的新奇发现。

过去5年当中我们进行了一系列的大规模疾病攻毒研究,包括PRRS和PCV2(猪圆环II型病毒)。通过基因组学、转录组学(研究基因的表达)和蛋白质组学(研究蛋白质的表达)等领域的知识,这些研究已经找到了许多不易感这些疾病的动物。

通过这些技术,科学家们已经对各种病原和它们的宿主之间的错综复杂的关系了解了很多,尤其是在宿主的基因的层次上(宿主遗传学)。

上面总结的这些课题已经产生了前景可观的结果,可能降低PRRS或PCV2暴发造成的经济损失,甚至完全避免感染这些疾病,从而对养猪业产生显著的影响。尽管很神奇,但就算真的能够实现的话,基因编辑动物要想投入生产之前也还有很长的路需要走。然而,基因编辑课题揭示了感染的机制,这样就有助于通过遗传学或药理学来找到更有效的方法和病毒作斗争,但这还是需要时间。

反之,SNP(单核苷酸多态性)信息马上就可以结合到选择计划当中,但需要评估用SNP进行选择的效果对其它重要经济性状的影响。例如,在断奶猪PRRS模型中确定的SNP看来与加裕群体中非攻毒猪的生长和繁殖性能没有联系(Boddicker等人, 2014)。因此,选择这个SNP将不会影响猪在无PRRS情况下生长或繁殖性能,而在PRRS暴发的情况下去能够让整个猪群受益。在断奶猪PCV模型当中的一个SNP中也发现了类似的结果。

然而,涉及到宿主遗传学与疾病挑战应答之间的关系,在7号染色体上有一个特别的区域,含有一簇免疫应答基因。这个区域被称为主要组织相容性复合体(MHC)。相对于基因组的其它区域,为了有效与那一系列的猪病作斗争,这个区域固有地包含了大量的变异。在所有前面提到的那些课题里,基因编辑除外,都在MHC里面找到了重要的SNP。

鉴于这个区域的特性,这是预料之中的,但这也同时提出了一个问题,“我们怎样来利用它?”如果对MHC内的SNP进行选择的话,那么有可能我们会降低这个区域的天然变异,结果可能让猪对某些疾病较不易感,比如说PRRS,但却无法有效地对抗猪流感。这是基因组内的一个精密的区域,需要更多的研究才能理解这些基因及其与各种病原之间的相关效果。

所有各种疾病攻毒研究中得出的这些充满前景的、激动人心的结果,它们必须回归到经济上来。免疫系统对能量的要求是很高的,当它被激活的时候,整体性能就会受到影响,这是一个二者取一的情形。Lochmiller和Deerenberg (2000)称,免疫系统的能量成本可能会相当于繁殖和生长的成本。

选择与免疫系统相关的SNP可造成免疫相关基因的天然的更高水平的表达,从而造成更高的维持需要,并影响增重、饲料采食量和效率。为了在疾病暴发的情况下遭受较少的损失而饲养更加低效的动物值不值得呢?这个问题现在仍然需要回答。在具体实施这方面的选育计划之前,加裕会继续参与疾病相关的课题,并开展更多的研究来带哦差这些SNP对生产与繁殖方面的重要经济性状的影响。

最后,加裕有一个新的、大规模的疾病抗性研究合作课题正在进行中。这项研究需要把高健康水平的猪只引入到底健康水平的生长肥育设施当中,后者有一系列的疾病,就像通常的商品猪场那样。这项研究将尝试识别那些与低健康环境条件下的性能、饲料效率和免疫响应相联系的SNP,而不仅仅研究对某种单一病原的响应。当有结果出来的时候我们将进行报导。

参考资料:

Boddicker, N. J., E. H. Waide, R. R. R. Rowland, J. K. Lunney, D. J. Garrick, J. M. Reecy, and J. C. M. Dekkers. 2012. Evidence for a major QTL associated with host response to porcine reproductive and respiratory syndrome virus challenge. J. Anim. Sci. 90:1733–1746

Hess, AS, NJ Boddicker, RRR Rowland, JK Lunney, GS Plastow, JCM Dekkers (2014) A comparison of genetic parameters and effects for a major QTL between piglets infected with one of two isolates of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. In: 2014 North American PRRS Symposium Proceedings, 68. North American PRRS Symposium, Chicago, IL, USA.

Koltes, JE, E Fritz-Water, CJ Eisley, I Choi, H Bao, A Kommadath, NVL Serao, NJ Boddicker, SM Abrams, M Schroyen, H Loyd, CK Tuggle, GS Plastow, L Guan, P Stothard, JK Lunney, P Liu, S Carpenter, RRR Rowland, JCM Dekkers, and JM Reecy. 2015. Identification of a putative quantitative trait nucleotide in guanylate binding protein 5 for host response to PRRS virus infction. BMC Genomics. 16:412.

Lochmiller, RL and C Deerenberg. 2000. Trade-offs in evolutionary immunology: just what is the cost of immunity. OIKOS. 88:87-98.

McKnite, AM, JW Bundy, TW Moural, JK Tart, TP Johnson, EE Jobman, SY Barnes, JK Qiu, DA Peterson, SP Harris, MF Rothschild, JA Galeota, RK Johnson, SD Kachman, and DC Ciobanu. 2014. Genomic analysis of differential response to experimental infection with porcine circovirus 2b. Animal Genetics. 45:205-214.

Serão, NVL, O Matika, RA Kemp, JCS Harding, SC Bishop, GS Plastow, JCM Dekkers. Genetic analysis of reproductive traits and antibody response in a PRRS outbreak herd J. Anim. Sci. 2014a. 92:2905–2921. doi:10.2527/jas.2014-7821

Serão, NVL, RA Kemp, B. Mote, JCS Harding, P. Willson, SC Bishop, GS Plastow, JCM Dekkers. 2014b. Whole-genome scan and validation of regions previously associated with PRRS antibody response and growth rate using gilts under health challenge in commercial settings. Proceedings 10th World Congress of Genetics Applied to Livestock production, Vancouver, BC.

Whitworth, K, RRR Rowland, CL Ewen, BR Trible, MA Kerrigan, AG Cino-Ozuna, MS Samuel, JE Lighner, DG McLaren, AJ Mileham, KD Wells, and RS Prather. 2015. Gene-edited pigs are protected from porcine reproductive and respiratory syndrome virus. Nature Biotechnology. Doi:10.1038/nbt.3434.


如果您想了解加裕的更多信息,请访问他们的网站 www.genesus.com

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