高振東，何 俊

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128）

自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，在食品從生產(chǎn)到消費(fèi)的過(guò)程鏈中，可追溯體系的作用日趨凸顯，尤其是對(duì)動(dòng)物性食品安全的重要性，引起了全世界的極大關(guān)注。諸多食品質(zhì)量安全問(wèn)題，如從世界第一例“瘋牛?。˙SE）”開(kāi)始，比利時(shí)多氯聯(lián)苯二惡瑛事件、丹麥肉類沙門(mén)氏菌污染、新西蘭奶粉肉毒桿菌等肉類食品安全事件的發(fā)生，嚴(yán)重降低了消費(fèi)者對(duì)動(dòng)物性食品安全的信任度，動(dòng)搖了消費(fèi)者的信心，不利于畜牧業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。在從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的供需消費(fèi)鏈中，越來(lái)越復(fù)雜的加工過(guò)程使得在最終產(chǎn)品中很難識(shí)別最初原材料，且該過(guò)程中可能還涉及到不同的運(yùn)輸和處理方式，牽涉多家工廠以及公司、企業(yè)甚至多個(gè)國(guó)家[2]。其次，我國(guó)作為肉品消費(fèi)大國(guó)，優(yōu)質(zhì)肉類逐漸成為消費(fèi)需求增長(zhǎng)點(diǎn)，不法商家趁機(jī)謀取利益，使用違規(guī)添加劑，導(dǎo)致藥物、重金屬和抗生素等殘留，以至出現(xiàn)以次充好和假冒偽劣產(chǎn)品泛濫等諸多案例[3]。

為保障消費(fèi)者的知情權(quán)，避免多個(gè)連續(xù)步驟中不必要的重復(fù)測(cè)量，使特殊原材料或功能產(chǎn)品（如優(yōu)質(zhì)肉類、蛋類產(chǎn)品）的銷售過(guò)程得到有效監(jiān)督，滿足當(dāng)前和未來(lái)的消費(fèi)需求（如確認(rèn)原產(chǎn)地）以及加強(qiáng)對(duì)地方品種的保護(hù)與研究等，構(gòu)建完善的動(dòng)物性食品追溯體系亟待解決。完善的動(dòng)物性食品追溯體系中需要保持詳細(xì)的個(gè)體信息、生產(chǎn)加工信息、物流運(yùn)輸信息、分裝銷售信息等信息流同步一致，最終將匯集信息存儲(chǔ)到中央管理平臺(tái)，建立完整的動(dòng)物個(gè)體信息數(shù)據(jù)庫(kù)，保障整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)鏈各環(huán)節(jié)可跟蹤與最終產(chǎn)品的可追溯性。標(biāo)記作為能夠貫穿動(dòng)物性食品生產(chǎn)鏈的唯一手段，標(biāo)記技術(shù)的好壞尤為重要，生產(chǎn)加工過(guò)程中如果出現(xiàn)標(biāo)記遺落或出錯(cuò)，造成產(chǎn)品信息丟失或錯(cuò)漏則會(huì)導(dǎo)致追溯鏈斷裂，追溯體系就變得毫無(wú)意義，進(jìn)而造成這些動(dòng)物性食品安全無(wú)法保障[4-5]。因此，標(biāo)記的穩(wěn)定性和唯一性將直接決定追溯體系的準(zhǔn)確性。

本文綜述了不同的追溯標(biāo)記在追溯體系中的應(yīng)用情況，分析了生物學(xué)特異性遺傳標(biāo)記的追溯能力差異，并總結(jié)了追溯能力最強(qiáng)的SNP 標(biāo)記技術(shù)對(duì)物種個(gè)體基因組構(gòu)成的物種起源追溯相關(guān)研究進(jìn)展，以期為開(kāi)發(fā)利用穩(wěn)定的特異性遺傳標(biāo)記并構(gòu)建完善的動(dòng)物源性追溯體系提供參考。

1 追溯標(biāo)記的種類及其應(yīng)用

目前可用于動(dòng)物追溯的標(biāo)記技術(shù)主要分為非生物學(xué)方法和生物學(xué)方法兩大類。非生物學(xué)標(biāo)記主要包括形態(tài)學(xué)標(biāo)記、物理標(biāo)記和理化標(biāo)記；主要的生物學(xué)方法有虹膜識(shí)別和DNA 遺傳標(biāo)記等。

1.1 非生物學(xué)追溯標(biāo)記及其應(yīng)用 形態(tài)標(biāo)記主要是利用動(dòng)物可見(jiàn)或可測(cè)量的外部特征（如皮膚、外形、毛色、體型等）進(jìn)行追溯；物理標(biāo)記主要是應(yīng)用機(jī)械方法（紋身、烙印、刺青等）、商品條形碼技術(shù)、無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）等進(jìn)行溯源；理化標(biāo)記主要有近紅外線光譜技術(shù)、蛋白質(zhì)分析、同位素檢測(cè)等。

在物理標(biāo)記應(yīng)用方面，21 世紀(jì)初，上海市、臺(tái)灣省、北京市和山東省在畜禽和食品的安全追溯中均以使用了RFID 技術(shù)[6]；安徽省在豬肉生產(chǎn)中使用RFID 標(biāo)記對(duì)飼養(yǎng)和屠宰過(guò)程中的信息進(jìn)行自動(dòng)采集，采用條形碼對(duì)分割肉進(jìn)行標(biāo)記，并結(jié)合追溯信息體系網(wǎng)絡(luò)，初步建成了豬肉生產(chǎn)追溯管理體系[7]；石玉芳等[8]利用二維條碼結(jié)合標(biāo)記轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)同步技術(shù)等，對(duì)二維條碼技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品溯源過(guò)程進(jìn)行應(yīng)用分析，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了商品豬出生到零售全過(guò)程的追溯和管理。

在理化標(biāo)記應(yīng)用上，徐文杰等[9]應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)淡水魚(yú)進(jìn)行了品種的判別分類研究；孫淑敏等[10]應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)5 個(gè)地區(qū)羊肉產(chǎn)地進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了不同物種以及肉類產(chǎn)地的準(zhǔn)確溯源（準(zhǔn)確率均高于91%）；Slattery 等[11]利用可溶性肌蛋白對(duì)新鮮肉牛肉和水牛肉、紅袋鼠肉和灰袋鼠肉的種類進(jìn)行了精準(zhǔn)鑒定，同時(shí)利用酯酶同工酶圖譜成功區(qū)分鑒別新鮮綿羊肉和山羊肉、馬肉和驢肉。目前，穩(wěn)定性同位素指紋也是食品產(chǎn)地溯源的有效手段[12]。Camin 等[13]發(fā)現(xiàn)來(lái)自不同地區(qū)的羔羊肉樣的多元素（δ2H、δ13C、δ15N、δ34S）同位素比率之間存在顯著差異。Sacco等[14]和孫淑敏等[15]比較不同地域羊組織中穩(wěn)定性同位素組成的差異，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性δ13C、δ15N同位素比率可以100%判別羊肉肉樣的地域來(lái)源。

然而在復(fù)雜的動(dòng)物養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工和銷售過(guò)程中，由于涉及屠宰、分割等復(fù)雜過(guò)程，非生物學(xué)追溯標(biāo)記在追溯鏈中應(yīng)用受限：①形態(tài)學(xué)標(biāo)記基于個(gè)體性狀描述動(dòng)物個(gè)體，無(wú)法科學(xué)區(qū)分不同個(gè)體，不能作為追溯標(biāo)記在追溯鏈中應(yīng)用；②物理標(biāo)記在追溯鏈中容易出現(xiàn)標(biāo)記污染、遺漏、人工失誤甚至信息作假；③理化標(biāo)記易受肉樣質(zhì)量和外界環(huán)境等因素的影響，且檢出過(guò)程繁瑣復(fù)雜。非生物標(biāo)記由于缺乏穩(wěn)定性和唯一性，在追溯鏈中追溯能力明顯不能滿足目前的食品追溯需求。

1.2 生物學(xué)追溯標(biāo)記及其應(yīng)用

1.2.1 虹膜識(shí)別技術(shù) 虹膜特殊的生理結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是目前最可靠、最有前途的生物特征識(shí)別技術(shù)之一[16-18]。虹膜結(jié)構(gòu)由遺傳基因決定，其紋理特征具有唯一性、高度穩(wěn)定性，發(fā)育穩(wěn)定后可以保持?jǐn)?shù)十年幾乎無(wú)變化。這些特點(diǎn)決定了虹膜標(biāo)記不易被復(fù)制、偽造或更改，在追溯體系中能有效鑒別物種及個(gè)體的唯一性。

我國(guó)虹膜識(shí)別技術(shù)起步較晚，2000—2013 年才逐漸形成自主核心體系，將虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到動(dòng)物生產(chǎn)追溯體系中，保障動(dòng)物生產(chǎn)和食品安全。方超等[19]以奶牛為例，概述了采用虹膜識(shí)別技術(shù)進(jìn)行個(gè)體追溯，并詳細(xì)介紹了構(gòu)建基于虹膜識(shí)別技術(shù)的肉類食品追溯體系的系統(tǒng)流程。Suzaki 等[20]基于100 組馬的虹膜數(shù)據(jù)的識(shí)別實(shí)驗(yàn)表明，虹膜識(shí)別技術(shù)可以進(jìn)行高精度的馬個(gè)體身份識(shí)別，即可利用虹膜識(shí)別技術(shù)建立馬個(gè)體鑒別體系。

但虹膜識(shí)別技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中也存在不足：①大型動(dòng)物在圖像采集時(shí)很難保持靜止，導(dǎo)致采集過(guò)程中圖像錯(cuò)位和失焦，使圖像質(zhì)量往往較差；②虹膜信息在瞳孔散大和瞳孔縮小時(shí)顯著不同[20]；③相較于條碼標(biāo)記和RFID 標(biāo)記等非生物學(xué)方式，虹膜識(shí)別技術(shù)雖然準(zhǔn)確率很高，數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確，但成本、技術(shù)要求較高，在大型動(dòng)物中操作難度較大，且只適用于動(dòng)物活體追溯。因此，虹膜識(shí)別技術(shù)在動(dòng)物性食品的終端消費(fèi)追溯中受到嚴(yán)重制約，但在瀕危及稀有動(dòng)物的保護(hù)中具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。鑒于以上因素，虹膜識(shí)別技術(shù)雖還沒(méi)能進(jìn)入大范圍使用階段，但在種畜引入、禽類活體交易追溯中有較大的應(yīng)用前景。

1.2.2 DNA 遺傳標(biāo)記技術(shù) DNA 標(biāo)記作為新一代遺傳標(biāo)記技術(shù)，是對(duì)未知?jiǎng)游镌葱允称愤M(jìn)行科學(xué)鑒別并彌補(bǔ)當(dāng)前動(dòng)物追溯體系不足的最優(yōu)標(biāo)記。從理論上講，只要原產(chǎn)地留有DNA 標(biāo)記，所有個(gè)體都可通過(guò)DNA 識(shí)別體系追溯到原產(chǎn)地[21]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)將DNA 遺傳標(biāo)記作為標(biāo)記手段在動(dòng)物追溯中使用。常用的DNA遺傳標(biāo)記技術(shù)有6 種。

1）限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）。RFLP 是最早出現(xiàn)的以DNA 雜交為基礎(chǔ)的第一代遺傳標(biāo)記，其標(biāo)記位點(diǎn)數(shù)量不受限制，結(jié)果穩(wěn)定可靠，可重復(fù)性好，適合構(gòu)建遺傳連鎖圖譜，對(duì)未知肉樣進(jìn)行物種鑒別研究應(yīng)用于追溯體系中[5]。但在使用中，RFLP 存在一些缺陷，如構(gòu)建DNA 探針步驟繁瑣耗時(shí)，DNA 質(zhì)量要求較高，且接觸放射性物質(zhì)，存在安全隱患，成本過(guò)高等，因此將PCR與RFLP 技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于動(dòng)物追溯中，更加簡(jiǎn)易安全。利用PCR-RFLP 技術(shù)對(duì)鯰魚(yú)、鮭魚(yú)和比目魚(yú)進(jìn)行分析，不論是冷凍、煙熏或熱處理，該技術(shù)都能完美鑒別各魚(yú)肉所屬物種，是快速鑒定水產(chǎn)肉樣和檢測(cè)商品造假的有效且經(jīng)濟(jì)的工具[22-24]。該技術(shù)還能準(zhǔn)確鑒定牛、豬、羊、雞源性成分，且不受常用烹飪方法的干擾，檢測(cè)準(zhǔn)確性達(dá)100%[25]。但由于PCR-RFLP 技術(shù)產(chǎn)出帶型簡(jiǎn)單，多態(tài)性不足，僅能鑒別未知肉樣所屬物種，追溯能力不足以精確到個(gè)體信息，因此更適用于物種鑒定。

2）隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)DNA（Randomly Amplified Poly morphic DNA，RAPD）。RAPD 技術(shù)利用RFLP 的可靠性和PCR 的高效性，對(duì)基因組DNA 酶切片段進(jìn)行選擇性擴(kuò)增，對(duì)于不同基因組DNA，用同一引物擴(kuò)增即可得到不同帶型進(jìn)行分子標(biāo)記研究。由于其擴(kuò)增產(chǎn)物的多態(tài)性即可反映基因組的多態(tài)性，引物可隨機(jī)合成和隨機(jī)選定，具有簡(jiǎn)便易行（不需要RFLP 分析的預(yù)備性工作）且所需DNA 量少等優(yōu)勢(shì)，RAPD 技術(shù)也能通過(guò)動(dòng)植物的品種（系）和類群鑒定研究應(yīng)用于追溯體系中。劉德武等[26]用RAPD 標(biāo)記對(duì)6 個(gè)品種豬進(jìn)行了群體遺傳結(jié)構(gòu)分析，在140 個(gè)10 堿基隨機(jī)引物的擴(kuò)增產(chǎn)物中篩選出9 個(gè)特異性強(qiáng)的引物進(jìn)行個(gè)體DNA 的RAPD 分析，聚類分析結(jié)果顯示特異引物擴(kuò)增產(chǎn)物可明顯鑒別外來(lái)豬種和地方豬種。林建新等[27]利用4 個(gè)單種引物對(duì)羚牛、家牛和黑熊進(jìn)行區(qū)分，成功構(gòu)建羚牛、家牛和黑熊DNA 指紋圖譜。由于RAPD 技術(shù)能對(duì)整個(gè)基因組進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)，因此只要篩選到合適的引物，就可找到品種、品系或群體的特征性的RAPD 標(biāo)記，但依然無(wú)法精確到個(gè)體，因此更適于進(jìn)行品種（系）或類群的鑒定。

3）擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP）。AFLP 是RFLP 與RAPD 相結(jié)合的產(chǎn)物，結(jié)合PCR 引物與接頭序列識(shí)別進(jìn)行擴(kuò)增，具有高效、快速、穩(wěn)定、DNA 用量少、多態(tài)性檢出率高、重復(fù)性好的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)動(dòng)植物的種質(zhì)鑒定構(gòu)建遺傳圖譜應(yīng)用于追溯體系中。Zhao 等[28]使用AFLP 鑒定中國(guó)市場(chǎng)中最具代表性的6 個(gè)牛品種的89 個(gè)個(gè)體，8 對(duì)引物組合共產(chǎn)生1 095 個(gè)多態(tài)性片段，UPGMA（Unweighted Pair-Group Method With Arithmetic Means）聚類分析、PLS-DA 分析后，建立每個(gè)樣品的獨(dú)特AFLP 指紋，成功區(qū)分所有檢測(cè)個(gè)體，使之可追溯。大量實(shí)驗(yàn)表明，AFLP 標(biāo)記在物種的種質(zhì)鑒別中更加高效便捷，如果2種或多種組合引物一起使用，可以預(yù)期AFLP 方法能在更大的樣本量下獲得優(yōu)異的結(jié)果，并有助于建立高質(zhì)量可追溯體系，貫穿整個(gè)食品供應(yīng)鏈。

4）線粒體DNA（Mitochondrial DNA，mt DNA）。mt DNA 作為細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)，因其分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定母系遺傳、世代間不出現(xiàn)基因重組、進(jìn)化速率高等原因，導(dǎo)致mt DNA 比核DNA 更易受遺傳漂變的影響[29-30]。其中線粒體DNA 控制區(qū)又稱為替代環(huán)區(qū)（Displacement-Loop Region，D-loop），是mt DNA 中堿基序列和長(zhǎng)度變異最大、最主要的一段非編碼區(qū)，因此mt DNA D-loop 序列被廣泛用于遺傳多樣性及起源進(jìn)化關(guān)系的研究[31]。

Larson[32]采集了324 頭來(lái)自40 個(gè)國(guó)家的80 個(gè)代表現(xiàn)代家豬品種和362 頭來(lái)自不同地區(qū)的野豬樣本，利用mt DNA 研究豬的馴化起源，結(jié)果顯示東南亞擁有最古老的野豬群體，然后逐漸分散至歐亞大陸，揭示了家豬的多點(diǎn)起源。杜金花等[33]、李義書(shū)等[34]基于mt DNA D-loop 區(qū)序列分析了彭縣黃雞和儋州雞的遺傳多樣性及其起源進(jìn)化關(guān)系，結(jié)果表明彭縣黃雞、儋州雞均為3 個(gè)母系起源且遺傳多樣性較低，研究為評(píng)估和保護(hù)地方品種的遺傳多樣性提供了理論依據(jù)。由于mt DNA嚴(yán)格的母系遺傳方式和進(jìn)化快、無(wú)重組等特點(diǎn)，僅能夠準(zhǔn)確追溯物種所屬家系，因此更適于用作追溯物種遺傳多樣性起源研究。

5）簡(jiǎn)單重復(fù)序列（Simple Sequence Repeat，SSR）。SSR 也稱微衛(wèi)星DNA，即一段簡(jiǎn)單的核苷酸重復(fù)序列，串聯(lián)重復(fù)的核心序列為1～6 bp，串聯(lián)數(shù)目的不同導(dǎo)致SSR 具有高度多態(tài)性（突變率一般在10-3～10-6），由于核心序列串聯(lián)重復(fù)數(shù)目不同，使擴(kuò)增出的PCR 產(chǎn)物不同，凝膠電泳后根據(jù)不同片段大小區(qū)分不同基因型。由于SSR 含量豐富且具有高度多態(tài)性等特點(diǎn)，因而十分適用于進(jìn)行個(gè)體識(shí)別、親緣關(guān)系鑒定、估測(cè)動(dòng)物種群的育種歷史與遷徙路線等方面[35-36]。吳瀟等[37]、阮泓越等[38]、Zhao 等[39]利用微衛(wèi)星多態(tài)性檢測(cè)，在不同豬種和肉牛中分別篩選11、14、16 個(gè)特異性SSR 標(biāo)記，可以成功區(qū)分不同品種的所有個(gè)體，并對(duì)不同組織進(jìn)行驗(yàn)證，匹配準(zhǔn)確率高達(dá)100%。Dalvit 等[40]驗(yàn)證和測(cè)試了一組12 個(gè)SSR 標(biāo)記，用于評(píng)估6 個(gè)牛品種的遺傳可追溯體系，結(jié)果顯示其中5 個(gè)最具多態(tài)性的基因座的區(qū)分率為95%。由此可見(jiàn)，SSR 標(biāo)記不僅能夠準(zhǔn)確追溯肉樣物種，同時(shí)還能準(zhǔn)確識(shí)別肉樣個(gè)體，追溯能力強(qiáng)，但SSR 標(biāo)記存在多態(tài)性豐富導(dǎo)致產(chǎn)出帶型復(fù)雜，不利于識(shí)別自動(dòng)化與規(guī)模化等缺點(diǎn)。

6）單核苷酸多態(tài)性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）SNP 標(biāo)記是誕生于1996 年的第3 代遺傳標(biāo)記[41]，是指基因組在同一位點(diǎn)上包括轉(zhuǎn)換、顛換、缺失和插入的單個(gè)核苷酸的變異，多態(tài)性豐富且數(shù)量大。Stephens 等[42]在人類近720 kb 的基因組序列中發(fā)現(xiàn)了3 899 個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，大約平均185 個(gè)堿基中便有1 個(gè)SNP。SNP具有多態(tài)性豐富且數(shù)量大、遺傳穩(wěn)定、檢出速度快，質(zhì)量高、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和規(guī)模化檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，其二態(tài)性也利于基因分型，是當(dāng)前追溯體系中最重要、最有效的遺傳標(biāo)記技術(shù)。張小波等[43]、龍毅等[44]、Heaton 等[45]、Goffaux 等[1]利用SNP 標(biāo)記在不同豬種和綿羊中進(jìn)行遺傳可追溯性研究，分別篩選出6 SNPs、16 SNPs、163 SNPs、21 SNPs 可用作DNA 追溯遺傳標(biāo)記，驗(yàn)證分析結(jié)果顯示區(qū)分效力和準(zhǔn)確度均大于99%。Negrini 等[46]將SNP 與貝葉斯統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合用于牛的地理可追溯性，對(duì)來(lái)自不同國(guó)家的24 個(gè)品種牛肉產(chǎn)品進(jìn)行鑒別，個(gè)體識(shí)別到原產(chǎn)地的準(zhǔn)確率為93%，其中對(duì)4 種歐洲地標(biāo)性純種高原牛肉鑒別準(zhǔn)確率為100%。

SNP 標(biāo)記非此即彼的二態(tài)性，使SNP 的基因分型結(jié)果能夠方便采用數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化表示；雖然SNP 標(biāo)記多態(tài)性低于SSR 標(biāo)記，但SNP 標(biāo)記可以通過(guò)增加標(biāo)記位點(diǎn)數(shù)量來(lái)彌補(bǔ)多態(tài)性不足的問(wèn)題。綜合考慮，與其他標(biāo)記相比，SNP 標(biāo)記終將成為追溯體系中最熱門(mén)，也是最有效的遺傳標(biāo)記。

不同DNA 分子標(biāo)記在追溯體系中的比較如表1 所示。

1.2.3 SNP 芯片技術(shù)的發(fā)展及在追溯體系中的應(yīng)用 高通量測(cè)序技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使大規(guī)模獲得畜禽基因組SNP 信息的成本越來(lái)越低，測(cè)定密度也越來(lái)越高，SNP 芯片技術(shù)廣泛應(yīng)用于動(dòng)物遺傳追溯體系[51]。由于SNPs 在種群間基因頻率差異顯著，數(shù)量多、遺傳穩(wěn)定性高，且隨著SNP 芯片技術(shù)的應(yīng)用，成為近年來(lái)篩選個(gè)體識(shí)別SNPs（Individual Identification SNPs，IISNPs）位點(diǎn)和祖先信息SNPs（Ancestry Informative SNPs，AISNPs）位點(diǎn)、分析種群遺傳結(jié)構(gòu)的重要遺傳標(biāo)記[52]。因此SNP 標(biāo)記在追溯體系中不僅能做到物種識(shí)別和個(gè)體鑒別，還能揭示動(dòng)物個(gè)體基因組品種構(gòu)成（Genomic Breed Composition，GBC）、解析動(dòng)物馴化、品種培育和群體遷徙事件之間的歷史關(guān)系。

王小鵬[53]對(duì)29 個(gè)中國(guó)地方豬種、2 個(gè)培育品種和4 個(gè)西方豬種共2 856 個(gè)個(gè)體進(jìn)行60K SNP 芯片測(cè)序分型后進(jìn)行遺傳距離、遺傳分化和種群結(jié)構(gòu)分析，最后通過(guò)主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）和構(gòu)建鄰接法進(jìn)化樹(shù)（Neighbor-Joining tree，NJ-tree），篩選出80、100、100、120 個(gè)SNPs 分別鑒別西方豬種與中國(guó)地方豬種、二花臉豬與其他豬種、萊蕪豬與其他豬種、蘇太豬與其他豬種，并利用驗(yàn)證群體對(duì)標(biāo)記應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證，PCA 與NJ-tree 的區(qū)分效力均達(dá)到99.0%以上，上述不同特異性SNPs 標(biāo)記分別構(gòu)建了中國(guó)地方豬種、二花臉豬、萊蕪豬、蘇太豬的高質(zhì)量品種特異性遺傳標(biāo)記，為準(zhǔn)確鑒別和追溯中國(guó)地方豬種、二花臉豬、萊蕪豬、蘇太豬提供了一個(gè)切實(shí)可行的方法。Dimauro 等[54]使用Illumina 50K SNP 芯片對(duì)意大利的3 種種公牛（荷斯坦、布朗和西門(mén)塔爾牛）進(jìn)行基因分型，最后選擇了一組48 個(gè)高判別性SNP，能準(zhǔn)確識(shí)別3 個(gè)品種并正確追蹤個(gè)體。Ramos 等[55]使用Illumina 60K SNP 芯片對(duì)構(gòu)建5 個(gè)豬種的品種特異性SNP 芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，鑒定出29 146 個(gè)可能品種特異性SNP，其中4 441 個(gè)包含在Porcine SNP60 微珠芯片中，與beadchip 檢測(cè)結(jié)果對(duì)比后，最終確認(rèn)了193個(gè)SNP 具有品種特異性，在同一群體的另外490 個(gè)個(gè)體進(jìn)行驗(yàn)證，平均檢出率為99.2%；同時(shí)研究也表明，品種特異性遺傳標(biāo)記的可追溯性具有很高的實(shí)用性，并證明了SNP 標(biāo)記可用于物種鑒別和追溯動(dòng)物物種起源。

表1 DNA 分子標(biāo)記在追溯體系中的比較[1,47-50]

Colli 等[56]利用90K SNP 密度芯片對(duì)10 種河流型水牛與5 種沼澤型水牛進(jìn)行了分子多樣性水平和種群結(jié)構(gòu)分析，在純河流和純沼澤水牛群體中鑒定出3 個(gè)不同的基因庫(kù)，追溯了種群和遷徙事件之間的歷史關(guān)系，結(jié)果顯示河流型和沼澤型水牛均起源于中國(guó)、印度、巴基斯坦境內(nèi)。在山羊的研究中[57]，驗(yàn)證并揭示了山羊起源于土耳其和伊朗一帶，并通過(guò)不同的遷徙路線傳播到歐洲、非洲和亞洲，由于地理和生殖隔離導(dǎo)致了多樣性的區(qū)域子結(jié)構(gòu)。該研究不僅成功追溯山羊種群及其歷史遷徙變化，并為保持山羊基因多樣性提供了科學(xué)理論依據(jù)。

同時(shí)，利用SNP芯片可估計(jì)動(dòng)物個(gè)體的GBC（Genomic Breed Composition），可反映出每個(gè)品種（祖先）對(duì)于動(dòng)物個(gè)體基因組的遺傳貢獻(xiàn)比例，即可追溯該動(dòng)物所在群體的培育歷史。已經(jīng)在合成品種布蘭格斯肉牛（Brangus）和牛肉王牛（Beefmaster）中驗(yàn)證了它們不同祖先品種的血統(tǒng)構(gòu)成，并計(jì)算了祖先品種對(duì)合成品種每個(gè)動(dòng)物個(gè)體的遺傳貢獻(xiàn)比例[58]；同時(shí)采用SNP 子集混合模型估計(jì)牛的GBC，結(jié)果顯示，在198 頭日本紅毛和牛（Akaushi）中，5 個(gè)SNP 子集在估計(jì)GBC 方面表現(xiàn)相似，但1K SNP 子集估算GBC 的性價(jià)比最高，且還能通過(guò)減少SNP 數(shù)量達(dá)到節(jié)約成本的目的[59]。

2 結(jié)語(yǔ)與展望

如今，動(dòng)物生產(chǎn)中面臨著較大的疫病風(fēng)險(xiǎn)，肉類安全問(wèn)題已經(jīng)威脅到生產(chǎn)者和消費(fèi)者的切身利益，因此構(gòu)建和完善動(dòng)物追溯體系至關(guān)重要。良好的追溯標(biāo)記作為能夠貫穿跟蹤整個(gè)動(dòng)物生產(chǎn)鏈的主要手段，其穩(wěn)定性和唯一性直接決定追溯體系的追蹤能力。DNA 標(biāo)記作為最具優(yōu)勢(shì)的新一代遺傳標(biāo)記技術(shù)，就像嵌入動(dòng)物體的隱形身份證，具有高度的穩(wěn)定性與唯一性，不會(huì)出現(xiàn)遺失、假冒、損壞現(xiàn)象，是解決當(dāng)前動(dòng)物追溯體系中標(biāo)記穩(wěn)定性缺乏的最好方法。

然而DNA 標(biāo)記由于多態(tài)性不同導(dǎo)致追溯能力存在差異。在遺傳追溯方面，PCR-RFLP、RAPD 標(biāo)記由于多態(tài)性不足，僅能對(duì)不同物種或品系進(jìn)行鑒別；AFLP標(biāo)記雖能追溯至不同的物種與個(gè)體，但大規(guī)模使用需要多組合引物量較大，因此只能在小范圍實(shí)現(xiàn)；mt DNA由于獨(dú)特的遺傳方式，僅能用于鑒別物種家系與遺傳多樣性起源研究；SSR 和SNP 2 種標(biāo)記不僅能準(zhǔn)確鑒別不同肉樣所屬物種，且能追溯不同肉樣個(gè)體，追溯效果十分接近，但SSR 標(biāo)記在追溯時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確鑒別動(dòng)物全同胞個(gè)體，追溯能力相對(duì)低于SNP 標(biāo)記。SNP 標(biāo)記在遺傳追溯技術(shù)體系中的優(yōu)勢(shì)明顯，不僅能用于品種層次的遺傳標(biāo)記構(gòu)建，同時(shí)也能用于個(gè)體層次遺傳身份證的構(gòu)建，加上SNP 芯片技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，利用高密度芯片篩選并構(gòu)建個(gè)體或品種特異性遺傳標(biāo)記，便可設(shè)計(jì)低密度芯片應(yīng)用于整個(gè)追溯體系，即使同卵孿生，也可有效區(qū)分，且能在不影響準(zhǔn)確率的同時(shí)有效降低成本。

綜上所述，隨著動(dòng)物食品安全的社會(huì)需要和生物技術(shù)的發(fā)展，DNA 遺傳追溯定會(huì)成為動(dòng)物食品安全追溯技術(shù)研究和發(fā)展的必然選擇。而基于基因組信息構(gòu)建的遺傳身份證是動(dòng)物及其產(chǎn)品個(gè)體鑒別和物種識(shí)別最精確且可靠的追溯技術(shù)。其中SNP 標(biāo)記作為追溯標(biāo)記中最具穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性的DNA 標(biāo)記技術(shù)，早已成為國(guó)內(nèi)外遺傳追溯研究的熱門(mén)標(biāo)記方法，隨著SNP 芯片技術(shù)的成熟和成本的不斷降低，其實(shí)用性和應(yīng)用價(jià)值也愈發(fā)高漲。因此，由SNP 芯片構(gòu)建品種特異性遺傳標(biāo)簽和個(gè)體遺傳身份證的遺傳追溯技術(shù)將擁有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。