Chasus Bierman博士,Genesus Inc.遗传学家

生猪生产中的疾病挑战继续降低产量并削弱盈利潜力(VanderWaal 和 Deen,2018 年)。 治疗费用昂贵且疫苗并不完全有效。 此外,现有的病原体可以转化为新的变种,并且新的传染源仍然存在风险(Fournie 等,2015)。 新的或突变的药物可能需要新的或额外形式的治疗和疫苗。 猪对这些挑战具有更高的适应能力似乎是有益的。 更高的复原力将限制疾病的初始影响,或者允许更快地从疾病引起的感染中恢复,减少昂贵的投入,从而维持生产。 正如 Knap 和Doeshl-Wilson (2020) 对加拿大、美国和欧洲等国家的估计,与仅治疗 PRRS 相关的健康挑战相关的成本相当于每年实现的估计经济价值的 4 倍以上。猪基因改良。 疾病的经济影响很大,将恢复力措施引入育种目标将有利于生产者的利润。

疾病恢复力特征是反映疾病影响的“黄金标准”表型(Putz 等,2019;Cheng 等,2020)。 这些特征是在疾病挑战环境下测量的,通常包括治疗率、生长率、健康评分和死亡率(动物是否屈服于挑战)。 指标特征提供有关疾病恢复特征的信息,但在高度健康或无挑战的环境下进行测量。 对于在育种计划中有益的指标性状,它必须能够以高精度测量进行量化,并且在动物之间具有足够的变异性。 指标特征还应与一种或多种疾病恢复特征高度相关。 在个体猪水平上测量指标性状提供了必要的基础信息,以推导出遗传选择策略以提高疾病抵抗力。

衡量弹性的一项挑战是获取必须保持清洁、高度健康状态的动物的弹性表型。 为了实现这一壮举,一个选择是在健康挑战的环境中持续测量选择候选人的近亲的恢复力表型。 从动物福利和疾病转移到其他地点的风险来看,这种方法既昂贵又冒险。 另一种方法是确定恢复力指标,这些指标本身就是已知的,可以准确预测健康挑战下的恢复力特征结果。 这种方法的关键是,最初需要进行基础研究,以发现指标和弹性表型之间的联系。 这项基础工作已经开始,并报告了一些有希望的结果。

免疫测定可以预测疾病挑战下的健康结果。 这些测定测量白细胞(白细胞)的丰度或功能,白细胞是负责保护免受病原体感染的免疫系统细胞。 全血样本是常规收集的并且很容易获得,提供了分离白细胞和客观测量其活性的能力。 一种这样的活动是吞噬作用,这是宿主细胞吞噬和消化外来细胞的方法。 它是人体免疫系统的一个基本过程,是细胞识别和消灭入侵者的主要方法。 吞噬作用测定测量免疫细胞执行该过程的效率(Hampton 和 Winterbourn,1999)。 通过分析该测定的结果,对遗传力和遗传相关性的估计将确定这些关系是否足够强,以便这些指标可用于预测遗传改良的疾病恢复力。

表征另一个免疫系统过程的重点是白细胞对外来刺激的反应强度。 血液刺激试验测量细胞增殖,即白细胞在受到外来物质挑战时组装起来进行战斗的速度。 Jeon 及其同事 (2021) 最近评估并发现这些测量值是可遗传的(在刺激后 0.22 小时测量时为 0.33 – 72),并且与猪的恢复力特征在遗传上具有良好的相关性。 育苗死亡率的遗传相关性介于 -0.40 至 -0.60 之间,育苗 ADG 的遗传相关性介于 0.10 至 0.30 之间,苗圃处理的遗传相关性介于 -0.20 至 -0.50 之间,苗圃死亡率介于 -0.30 至 -0.60 之间。 表 2 概述了遗传力和遗传关系。

了解它们有利的遗传相关性后,通过测量其指标特征来利用弹性特征的机会变得现实。 此外,这些指标可以在正常生产情况下对高健康动物进行测量。 Genesus 已经投入了十多年的时间和研究工作来了解和改善猪健康的遗传学。 将这些来自细胞核选择候选者的测量结果整合到 Genesus 基因组育种计划中,将使我们能够选择具有高遗传价值的猪以提高疾病恢复能力。 更高的弹性等同于更低的投入成本、更好的生产、更低的死亡率并最终提高 Genesus 客户的盈利能力。

参考资料

Cheng J.、Putz AM、Harding JCS、Dyck MK、Fortin F.、Plastow GS、PigGen Canada、Dekkers JCM 2020。自然疾病挑战模型中断奶至育肥猪疾病恢复力的遗传分析。 动物科学杂志。 98(8)1-14。
Fournié G.、Kearsley-Fleet L.、Otte J. 2015 年。发现新的猪传染源的时空趋势。 兽医研究 46, 114。
Hampton MB, & Winterbourn CC 1999。量化人类中性粒细胞吞噬作用和细菌杀伤的方法。 免疫学方法杂志,232(1-2),15-22。
Jeon RL、Gilbert C.、Cheng J.、Putz AM、Dyck MK、Plastow GS、Fortin F.、Dekkers JCM、Harding JCS 2021。有丝分裂原刺激后健康仔猪的外周血单核细胞增殖作为疾病恢复力的指标。 动物科学杂志。 https://doi.org/10.1093/jas/skab084
Knap,PW,Doeschl-Wilson,A. 2020。为什么要培育抗病牲畜,以及如何培育? Genet Sel Evol 52, 60。
Putz AM、Harding JCS、Dyck MK、Fortin F、Plastow GS、Dekkers JCM 和 PigGen Canada(2019。使用来自断奶至育肥猪的自然疾病挑战模型的饲料摄入数据的新型弹性表型。遗传学前沿。9: 660 1-14。
VanderWaal K. 和 Deen J. 2018。猪传染病的全球趋势。 美国国家科学院院刊。 115(45) 11495-500。

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