王圣楠，邵勇鋼，盧元鵬，單保森，韋偉，陳杰，張立凡*

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193；3. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；4. 內(nèi)蒙古烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)

我國是一個生豬養(yǎng)殖大國，也是一個豬肉消費(fèi)大國，豬肉產(chǎn)品在我國日常飲食中占著很大的比重。隨著社會的發(fā)展和人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，消費(fèi)者對豬肉品質(zhì)的關(guān)注日益增加。目前，不斷改善的豬肉品質(zhì)已經(jīng)成為滿足消費(fèi)者口感、營養(yǎng)水平，以及提高豬肉產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平的關(guān)鍵因素。

豬的肉質(zhì)主要指豬肉中包括感官、營養(yǎng)、衛(wèi)生、毒性和技術(shù)工藝特征等因素的總體表現(xiàn)。目前豬的肉質(zhì)評定方法主要以傳統(tǒng)方法評定為主，在此基礎(chǔ)上又衍生出了整合多個肉質(zhì)性狀特征的多元統(tǒng)計分析評定方法。而近年來除了上述的評定方法之外，一些新的技術(shù)也正在逐步探索并應(yīng)用于豬肉質(zhì)性狀的評定中，比如無損光譜技術(shù)[1]、視覺分析技術(shù)[2]和分子生物學(xué)技術(shù)[3]等評定方法。此外，深入了解豬肉質(zhì)性狀形成的遺傳機(jī)制，進(jìn)一步獲取科學(xué)有效的肉質(zhì)評定方法，從而為豬品種遺傳改良及豬肉品質(zhì)的持續(xù)提高奠定基礎(chǔ)也是現(xiàn)今豬育種改良的主要方向之一。鑒于此，本文對近年來豬肉質(zhì)性狀的評定方法及其研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒和思路。

1 傳統(tǒng)評定方法

豬肉品質(zhì)是一個包含一系列評定指標(biāo)的綜合性狀，主要包括pH值、系水力、肌內(nèi)脂肪含量、嫩度、肉色、大理石紋、肌肉和脂肪組織的脂肪酸組成等性狀，一直以來主要以常規(guī)評定方式對這些性狀進(jìn)行評定，即通過肉眼測量或儀器測定每個指標(biāo)的客觀值來分別評定肉質(zhì)的各項特性，可以將常規(guī)評定方法分為主觀評定和客觀評定等兩種方式。

1.1 主觀評定

在眾多肉質(zhì)指標(biāo)中，肉色和大理石紋可以采用主觀評定法[4]。即按照指定的評估條件，對照參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分評定。由于此方法受不同評定人員的經(jīng)驗和室內(nèi)外光線等因素的影響，本身存在著一定的系統(tǒng)誤差，因此隨著色差儀等儀器的普及，主觀評定方法的應(yīng)用越來越少。

1.2 客觀評定

客觀評定主要是針對豬肉質(zhì)不同性狀的特點(diǎn)，利用不同的儀器或?qū)嶒炇侄蝸韺ζ涮卣鬟M(jìn)行數(shù)量化的評定。比如pH值用pH計，嫩度用嫩度測定儀、眼肌面積用求積儀、導(dǎo)電率用電導(dǎo)率測定儀等儀器測定，而肌內(nèi)脂肪含量不僅可以用肉類分析儀測定，還可以用索氏抽提法進(jìn)行測定[5]。此外，肉色除主觀評定外，還可以利用色差儀進(jìn)行檢測和評定。

不難看出，上述的評定方法主要針對單一性狀，但對于一個個體而言，往往是某一個或幾個肉質(zhì)性狀較好，而其他則較次，為了評定多個肉質(zhì)性狀對豬整體肉質(zhì)的影響，后續(xù)也出現(xiàn)了一些基于多元統(tǒng)計分析的評定方法。

2 基于多元統(tǒng)計分析的評定方法

由于豬肉質(zhì)性狀包含多個指標(biāo)，各肉質(zhì)性狀之間存在一定程度的相關(guān)性，僅憑經(jīng)驗判斷很容易產(chǎn)生偏差，因此利用統(tǒng)計學(xué)手段探索多個性狀之間的關(guān)系并進(jìn)行評定成為了一種可行的方法，主要運(yùn)用的有主成分分析、灰色關(guān)聯(lián)分析、回歸分析和聚類分析等多元統(tǒng)計分析方法。

2.1 主成分分析

主成分分析法是最早用于肉質(zhì)綜合評定的一種統(tǒng)計學(xué)方法，其方法主要是將豬肉質(zhì)性狀包含的多個指標(biāo)歸結(jié)為幾個主成分，從而用較少的變量去評定豬肉品質(zhì)，以此來提高肉質(zhì)綜合評定的準(zhǔn)確性。比如朱礪等[6]應(yīng)用主成分分析法，通過綜合選定的各項肉質(zhì)指標(biāo)，得到了一個能夠較為準(zhǔn)確地反映個體間的肉質(zhì)差異的肉質(zhì)指數(shù)等；Qu等[7]運(yùn)用主成分分析法鑒定了與豬PSE肉(pale soft exudative meat)相關(guān)的血液生化指標(biāo)等。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是將多項指標(biāo)綜合成一個能夠反映整體特性的數(shù)據(jù)，并利用其量化各評價因素的相互關(guān)系。由于其綜合了所有指標(biāo)的全部信息，因此提高了評估的準(zhǔn)確性。唐愛發(fā)等[8]利用灰色關(guān)聯(lián)分析對撒壩豬及其7個雜種豬群的肉質(zhì)進(jìn)行綜合評定，發(fā)現(xiàn)肉質(zhì)最好的是純種撒壩；劉丑生等[9]也使用灰色關(guān)聯(lián)分析法對黑豬合成系的肉品質(zhì)進(jìn)行了評定。

2.3 回歸分析

回歸分析可以通過建立因變量與自變量之間的回歸關(guān)系函數(shù)表達(dá)式，來預(yù)測豬肉質(zhì)性狀與其他因素之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而利用其他因素的數(shù)據(jù)間接評估豬的肉質(zhì)。如陳國順[10]探測了5個血清代表性指標(biāo)與肉質(zhì)性狀之間的關(guān)系，并建立了最優(yōu)回歸方程來通過血清指標(biāo)預(yù)測豬的肉質(zhì)性狀。

2.4 聚類分析

聚類分析通過比較各事物間的性質(zhì)，根據(jù)相互之間性質(zhì)關(guān)系的遠(yuǎn)近進(jìn)行歸類，從中可以直觀地看出各指標(biāo)之間的聯(lián)系。比如在區(qū)分正常肉和PSE肉上聚類分析是一種準(zhǔn)確的方法[11]，以及胡耀華等[12]運(yùn)用聚類分析結(jié)合豬肉感官綜合評價確定了豬肉在不同新鮮度下pH值的分類閾值等。

雖然運(yùn)用多元統(tǒng)計分析可以對豬肉質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評定，然而由于這些方法的核心是應(yīng)用統(tǒng)計分析方法對豬肉質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行評定，需要具有一定統(tǒng)計基礎(chǔ)的人員才能掌握，且統(tǒng)計分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與評定的樣本量和測定數(shù)據(jù)的變異也有著一定的關(guān)系，因此在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用并不多。

3 基于新技術(shù)的評定方法

近年來，由于各類檢測技術(shù)的飛速發(fā)展，對于豬肉質(zhì)性狀也出現(xiàn)了一些新的評定方法，比如可以利用無損光譜技術(shù)和視覺分析技術(shù)對豬肉質(zhì)性狀進(jìn)行檢測和評定。

3.1 無損光譜技術(shù)評定

與傳統(tǒng)的評定方法相比，無損光譜技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，如對樣品本身沒有損傷，較好的重復(fù)性，可以進(jìn)行批量測量等，使得近年來在豬肉質(zhì)評定中逐步得到推廣和應(yīng)用。如利用紅外光譜、核磁共振光譜和拉曼光譜可以對豬不同部位的脂肪酸組成進(jìn)行評定[1]；運(yùn)用高光譜成像技術(shù)則可以對豬肌內(nèi)脂肪含量進(jìn)行評定[13]。此外，多光譜成像系統(tǒng)對肉色的評定也要優(yōu)于傳統(tǒng)的比色計評定方法[14]。

3.2 視覺分析技術(shù)評定

視覺分析技術(shù)主要是利用計算機(jī)或檢測設(shè)備中的照相機(jī)獲取豬肉質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)的圖片，或者是通過超聲波系統(tǒng)得到的超聲波圖像，然后尋找與肉質(zhì)性狀相關(guān)的圖片特征，最后對評估的肉質(zhì)性狀建立預(yù)測模型以實現(xiàn)通過圖片預(yù)測肉質(zhì)性狀的表型。典型的應(yīng)用如Liu等[15]使用計算機(jī)視覺系統(tǒng)預(yù)測了豬的肌內(nèi)脂肪含量，Lohumi等[16]利用機(jī)器視覺技術(shù)預(yù)測了韓國豬的廋肉率，而Ludwiczak等[17]則運(yùn)用超聲波系統(tǒng)預(yù)測了豬的大理石紋和肌內(nèi)脂肪含量。

這些新的技術(shù)無疑給豬的肉質(zhì)性狀評定帶來了新的思路和方法。然而要從根本上發(fā)展有效的豬肉質(zhì)性狀評價體系，我們還必須了解其形成機(jī)制。伴隨著分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對豬肉質(zhì)性狀形成的分子基礎(chǔ)研究的技術(shù)條件也逐步成熟，因此出現(xiàn)了一系列基于分子生物學(xué)技術(shù)的豬肉質(zhì)檢測和評定方法。

4 基于分子生物學(xué)技術(shù)的評定方法

豬的肉質(zhì)性狀大多為數(shù)量性狀，一般由微效多基因所控制，但其中也有可能存在一個或幾個對肉質(zhì)性狀起主要作用的主效基因或數(shù)量性狀位點(diǎn)(quantitative trait loci，QTL)，這些基因或QTL的分子標(biāo)記上不同的基因型或單倍型可以與動物的表型差異相關(guān)聯(lián)，因此通過分子標(biāo)記的基因型或單倍型能夠推斷豬肉質(zhì)性狀的表型，進(jìn)而實現(xiàn)活體水平上的豬肉質(zhì)性狀評估。目前借助分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行肉質(zhì)性狀評估的方法主要包括候選基因法和基因組評定等方法。

4.1 候選基因評定

候選基因法通常是利用一些已知生物學(xué)功能的基因，檢測其與特定肉質(zhì)性狀是否關(guān)聯(lián)以及不同基因型中肉質(zhì)性狀表型的變化，其方法具有費(fèi)用低、操作簡便、結(jié)果便于應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。目前已經(jīng)通過此法確認(rèn)了多個基因?qū)ωi肉質(zhì)性狀的影響。例如氟烷基因(Hal)影響豬PSE肉[18]，一磷酸腺苷激活蛋白激酶γ3亞基基因(PRKAG3)基因影響豬的滴水損失[19]，以及己糖激酶2(HK2)基因影響豬的眼肌面積、瘦肉率和肌內(nèi)脂肪含量等[20]。

4.2 基因組評定

4.2.1 基因組掃描

基因組掃描是研究整個基因組范圍內(nèi)的分子標(biāo)記與性狀之間的聯(lián)系，可以通過建立參考家系獲取其雜交后代，利用后代群體中性狀分離的特點(diǎn)，掃描后代群體中的分子標(biāo)記去尋找與肉質(zhì)性狀相關(guān)的QTL或基因。目前世界上研究肉質(zhì)性狀的資源家系主要有西班牙巴塞羅那自治大學(xué)的伊比利亞×梅山資源家系[21]，韓國濟(jì)州大學(xué)的長白豬×韓國本地豬種[22]，我國江西農(nóng)業(yè)大學(xué)的白色杜洛克×二花臉資源家系[23]，以及中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所的大白豬×民豬資源家系[24]等群體。

自從Andersson首次發(fā)現(xiàn)豬的4號染色體上存在著與脂肪沉積有關(guān)的QTL以來，目前已經(jīng)有數(shù)千個與豬肉質(zhì)和胴體性狀關(guān)聯(lián)的QTL被挖掘出來，其中包含有諸如15號染色體上影響肌肉重量和脂肪沉積的基因胰島素生長因子2(IGF2)[25]和影響肉質(zhì)糖原含量的PRKAG3等重要基因[26]。

4.2.2 全基因組關(guān)聯(lián)分析

豬的全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study，GWAS)是一種主要以單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)為分子遺傳標(biāo)記，來進(jìn)行全基因組水平上的關(guān)聯(lián)分析獲得影響肉質(zhì)性狀表型的分子標(biāo)記及其效應(yīng)的方法，一般可以通過基因組SNP芯片和基因組重測序2種方法對全基因組進(jìn)行掃描。自Illumina、GeneSeek和Affymetrix等公司推出豬的SNP芯片以來，由于其價格便宜、數(shù)據(jù)量較小，容易分析，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于豬各類肉質(zhì)性狀的GWAS研究。比如運(yùn)用豬SNP芯片技術(shù)，Ros-Freixedes等[27]檢測出硬脂酰輔酶A去飽和酶和瘦素受體基因是2個主要影響杜洛克豬肌內(nèi)脂肪含量和脂肪酸組成的基因；Casiró 等[28]在杜洛克×皮特蘭雜交系上進(jìn)行GWAS分析發(fā)現(xiàn)了多個與肉質(zhì)性狀相關(guān)的候選基因；van Son等[29]對杜洛克和長白公豬進(jìn)行GWAS分析發(fā)現(xiàn)了影響豬皮下脂肪中脂肪酸組成的主效SNP位點(diǎn)；以及Pena等[30]在伊比利亞豬上發(fā)現(xiàn)了5個影響豬脂肪組成的區(qū)域，其中包含了多個可以影響豬脂肪酸組成和肌內(nèi)脂肪含量的標(biāo)記和基因。

由于基因組SNP芯片僅能掃描到基因組的一小部分區(qū)域，而基因組重測序理論上可以檢測整個基因組范圍內(nèi)的變異，無疑基因組重測序是一種更好的GWAS分析技術(shù)，然而其目前的測序和分析費(fèi)用依舊昂貴，由于GWAS分析需要的樣品規(guī)模較大，因而涉及到的測序費(fèi)用十分高昂，所以基因組重測序技術(shù)目前主要用于不同豬品種之間的選擇性信號比較，而用于GWAS的研究還尚需時日。

5 展望

近年以來，隨著各類檢測技術(shù)的飛速發(fā)展，使得我們在豬肉樣品無損水平和分子水平評定豬的肉質(zhì)性狀成為可能。然而由于我國豬種品種資源豐富，不同品種的肉質(zhì)性狀之間也有很大的差異，而且這些新的方法現(xiàn)階段評定成本相對較高，因此豬肉質(zhì)評定的研究與技術(shù)發(fā)展還有很長的路需要我們探索。然而我們有理由相信，隨著各類新技術(shù)使用成本的降低以及大數(shù)據(jù)分析水平的提高，豬肉質(zhì)性狀的評定及遺傳資源的開發(fā)與利用將會大大加快，從而為家畜肉質(zhì)性狀育種工作的開展提供進(jìn)一步的應(yīng)用支撐。