金立志，楊江濤，謝正露 編譯

（廣州美瑞泰科生物工程技術(shù)有限公司，廣東廣州 510300）

過(guò)去10 年來(lái)，北美生豬產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新日新月異，從繁殖育種、飼料營(yíng)養(yǎng)到生物安全和防疫都有“里程碑”式的創(chuàng)新，并已整合應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。基因組育種使遺傳進(jìn)展的速度突然加快；豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）主要基因的鑒定，以及減輕該病毒敏感性的基因編輯是25 年來(lái)PRRSV 防控中最重要的進(jìn)展；子宮頸后人工授精（PCAI）已經(jīng)成為加速優(yōu)秀種畜遺傳改良的方法；早期斷奶技術(shù)（12～16 日齡）可以阻斷特定疾病的病原體，但對(duì)仔豬的成活率和生長(zhǎng)性能都有不利影響，因此難以用于實(shí)際生產(chǎn)；豬精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)方面的2 項(xiàng)重要技術(shù)進(jìn)展包括：美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)出版的豬營(yíng)養(yǎng)需要（NRC，2012）和飼料原料的可消化氨基酸和凈能（NE）體系得到了充分研究，已經(jīng)成為配制全價(jià)飼料的基礎(chǔ)。此外，人們還發(fā)現(xiàn)一些飼料原料或其成分可以減輕氧化應(yīng)激，提高動(dòng)物腸道健康。在疾病預(yù)防方面，通過(guò)豬群口腔液采樣和PCR 檢測(cè)技術(shù)的融合，成功實(shí)現(xiàn)了輕松、經(jīng)濟(jì)、高效地檢測(cè)和鑒別病原體，快速識(shí)別動(dòng)物傳染病并盡快采取措施。本文綜述了北美近十年來(lái)的創(chuàng)新技術(shù)及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用效果，旨在為國(guó)內(nèi)生豬產(chǎn)業(yè)提供參考借鑒。

1 基因組學(xué)的應(yīng)用

基因組學(xué)被認(rèn)為是21 世紀(jì)最重要的科學(xué)進(jìn)展之一，動(dòng)物科學(xué)專(zhuān)家在過(guò)去10 多年中開(kāi)發(fā)出2 項(xiàng)對(duì)北美生豬產(chǎn)業(yè)影響深遠(yuǎn)的創(chuàng)新技術(shù)，即增加基因組信息和使用基因編輯。前者可更準(zhǔn)確地定義每頭仔豬親本的遺傳影響力，從而大大提高遺傳改良率。后者在PRRSV 防控方面取得了第1 個(gè)重大突破，即通過(guò)遺傳育種可選育出耐受PRRSV 的豬種。

1.1 通過(guò)基因組檢測(cè)增強(qiáng)育種的價(jià)值 第1 個(gè)廣泛應(yīng)用于豬上的基因組檢測(cè)技術(shù)始于20 世紀(jì)90 年代，用于鑒定蘭尼定受體基因的HAL-1843 突變?；蚪M檢測(cè)確定了可能對(duì)應(yīng)激（突變體等位基因的2 個(gè)副本）產(chǎn)生異常反應(yīng)的動(dòng)物，從而提高家畜改良的精確度。不過(guò)，這種最初的基因組學(xué)工具主要依靠尋找特定遺傳標(biāo)記與目標(biāo)表型特征之間的關(guān)聯(lián)。在20 世紀(jì)90 年代末和2000年初，基因組學(xué)迅猛發(fā)展，用于基因組檢測(cè)的工具開(kāi)始急劇發(fā)展和完善。新開(kāi)發(fā)出的新型基因分型芯片可快速描述單個(gè)候選者內(nèi)成千上萬(wàn)的基因型。新型基因分型芯片分析平臺(tái)是首個(gè)使用的能夠?qū)?dòng)物的遺傳構(gòu)成進(jìn)行充分描述的強(qiáng)大平臺(tái)，當(dāng)該平臺(tái)與高計(jì)算能力相結(jié)合時(shí)，新一代遺傳改良技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。

為了充分利用大量增加的信息，Misztal 等提出了一種利用最佳線(xiàn)性無(wú)偏程序（BLUP）模型的算法，也稱(chēng)為一步法基因組評(píng)估，或在實(shí)踐中稱(chēng)為“關(guān)系型基因組選擇”（RBGS）。該技術(shù)利用擴(kuò)展的基因組信息來(lái)更準(zhǔn)確地描述動(dòng)物共有的基因組片段。這些技術(shù)的捆綁、計(jì)算能力的增強(qiáng)、數(shù)據(jù)捕獲能力的擴(kuò)展以及基因組技術(shù)數(shù)據(jù)的積累疊加效應(yīng)，使遺傳改良率驟然大幅提升。該創(chuàng)新技術(shù)于2012 年初在生豬產(chǎn)業(yè)中使用，同時(shí)改進(jìn)了選育動(dòng)物的每個(gè)性狀。在使用RBGS 后的一代，商品豬遺傳指數(shù)出現(xiàn)了明顯變化。隨著基因組測(cè)序技術(shù)平臺(tái)的不斷優(yōu)化與效率的提高，成本也大大降低。

1.2 用于控制病原體的基因編輯 密蘇里大學(xué)是研究豬基因編輯技術(shù)最重要的機(jī)構(gòu)，其利用基因編輯技術(shù)研發(fā)出了對(duì)PRRSV 具有抗性的豬。對(duì)具有PRRSV 抗性的豬進(jìn)行攻毒試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，這些豬不被感染、不能血清轉(zhuǎn)化和傳播病毒，也沒(méi)有表現(xiàn)出病毒血癥、抗體反應(yīng)和臨床發(fā)病。全球多所大學(xué)進(jìn)行了重復(fù)試驗(yàn)，驗(yàn)證了該項(xiàng)研究結(jié)果的有效性及可靠性。精確的基因編輯技術(shù)對(duì)提高動(dòng)物健康、動(dòng)物福利和生產(chǎn)效率已經(jīng)取得穩(wěn)定的成果。

1.3 PRRSV 抗性豬的選育 防控PRRSV 的基因組技術(shù)已于2018 年在北美的豬基因編輯和自然選擇中得到應(yīng)用。消除對(duì)PRRSV 易感性的基因編輯是目前抗病的首選方法，但需要獲得美國(guó)FDA 批準(zhǔn)和公眾的接受。由于家畜的每種疾?。ò≒RRSV）都會(huì)有遺傳變異，所以通過(guò)基因組選擇來(lái)鑒別出抗性增強(qiáng)的豬是另一種策略。PRRSV 的基因編輯和自然選擇之間的區(qū)別在于：PRRSV 基因編輯方法可以實(shí)現(xiàn)豬對(duì)PRRSV 的完全抗性，而自然選擇則不行。后者意味著一些豬仍有可能會(huì)發(fā)病，但是對(duì)PRRSV 的部分抵抗力會(huì)增強(qiáng)。

由于疫苗和藥物治療在防控PRRSV 方面不盡人意，美國(guó)因此成立了PRRSV 宿主遺傳基因協(xié)會(huì)，以鑒定PRRSV 抗性的遺傳關(guān)聯(lián)基因。他們發(fā)現(xiàn)一個(gè)位于4 號(hào)染色體上的主要基因與PRRSV 的抗性有關(guān)，這個(gè)主要基因內(nèi)有一個(gè)特定的遺傳標(biāo)記可用于抗性選擇。把瓦赫寧根大學(xué)抗性基因（WUR）的單核苷酸多態(tài)性基因型納入編輯方案被認(rèn)為是選擇PRRSV 抗性豬的一種手段。如果實(shí)驗(yàn)成功，將會(huì)成為養(yǎng)豬業(yè)的一個(gè)創(chuàng)新里程碑。母豬舍空氣過(guò)濾也是防控PRRSV 的有效方法，但成本昂貴，且并非100%有效。

2 人工授精技術(shù)的應(yīng)用

過(guò)去10 年遺傳方面的一個(gè)創(chuàng)新里程碑是顯著增加優(yōu)良父本的使用。為此，北美廣泛使用PCAI 技術(shù)，該技術(shù)可增加優(yōu)良父本的使用，減少母豬懷孕所需的授精次數(shù)以及每次授精所需的精子數(shù)量。

2.1 PCAI 技術(shù) 為了減少每次輸精所需的精子細(xì)胞數(shù)，精子需要盡可能輸送至母豬生殖道的受精部位附近。PCAI 是指將精液越過(guò)子宮頸并輸入子宮體的過(guò)程。常規(guī)的人工授精（AI）是將精液輸送至子宮頸的中段，每次輸精量至少需要30 億～50 億個(gè)精子細(xì)胞才能達(dá)到成功授精的目標(biāo)。與傳統(tǒng)人工授精相比，PCAI 預(yù)計(jì)每年每頭公豬的后代仔豬數(shù)將增加1.6 萬(wàn)頭。如果與母豬本交相比，PCAI 可增加2.3 萬(wàn)頭新生仔豬。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)核心育種場(chǎng)來(lái)說(shuō)是非常重要，但2007 年對(duì)美國(guó)母豬場(chǎng)的一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果顯示，僅有6% 的豬場(chǎng)使用PCAI。而在2017 年，這一比例上升到40% 以上。根據(jù)PCAI 深部輸精管的銷(xiāo)售情況，加拿大PCAI 的增長(zhǎng)率與美國(guó)相似或略低。

PCAI 應(yīng)用的初衷是此技術(shù)有助于增加優(yōu)良父系所產(chǎn)的后代數(shù)。傳統(tǒng)的人工授精屬于勞動(dòng)密集型的工作，不僅需要多名技術(shù)人員，而且每次輸精時(shí)間需要3～10 min，而PCAI 將每頭母豬的輸精時(shí)間減少到約1 min或更短，大大減少了勞動(dòng)量。盡管PCAI 的受精率一直在增加，但輸精中所需的精子數(shù)量并沒(méi)降低。在2017年確定使用PCAI 的養(yǎng)豬場(chǎng)中，只有16% 的養(yǎng)豬場(chǎng)使用低劑量精液技術(shù)。從目前來(lái)看，所推薦的輸精精子數(shù)量的研究結(jié)果并不一致，PCAI 的輸精濃度通常大約為10 億，而再減少可能會(huì)降低生育率。

2.2 子宮深部輸精（DUI）技術(shù) 為了將人工授精的精子數(shù)量進(jìn)一步減少至10 億以下，可能需要利用DUI 技術(shù)，即將精液輸送至子宮角的前端，靠近受精部位。位于美國(guó)威斯康辛州的驊式育種公司估計(jì)，與PCAI 相比，DUI 技術(shù)每次只需要5 億個(gè)精子細(xì)胞，可使每頭公豬每年增加2.1 萬(wàn)頭仔豬。最近的一項(xiàng)商業(yè)研究表明，當(dāng)SFTAI 與DUI 結(jié)合使用，并輸入不同濃度（從7 500 萬(wàn)到6 億）的精子細(xì)胞時(shí)，其妊娠率基本相似，但窩產(chǎn)仔數(shù)在精子細(xì)胞下降到6 億以下時(shí)會(huì)減少。

3 早期斷奶技術(shù)的應(yīng)用

3.1 斷奶日齡和腸道發(fā)育 斷奶過(guò)程給仔豬帶來(lái)很大的應(yīng)激。與自然離乳（在3～4 月齡之間逐漸適應(yīng)的過(guò)程）不同，早期斷奶是突然的，集中在2～4 周齡，而此時(shí)仔豬的許多生理系統(tǒng)如胃腸道和免疫系統(tǒng)都相對(duì)不成熟。因此，早期仔豬斷奶后會(huì)發(fā)生采食量和生長(zhǎng)性能下降，并更容易發(fā)生疾病。

3.2 早期隔離斷奶：利與弊 Alexander 等最初的研究表明，5～10 日齡的仔豬實(shí)行超早期斷奶，并與母體完全分離，可減少某些病原體從母體到后代的垂直傳播，從而可作為一種清除病原體如胸膜肺炎放線(xiàn)桿菌、副豬嗜血桿菌和傳染性胃腸炎病毒（TGEv）的方法。因此，80 年代和90 年代興起了早期隔離斷奶（SEW）和藥物早期斷奶（MEW），仔豬的斷奶日齡介于10～21 d 之間，被稱(chēng)為斷奶隔離飼養(yǎng)技術(shù)。2 點(diǎn)式生產(chǎn)模式是將斷奶仔豬與母豬群完全隔離；而3 點(diǎn)式需要進(jìn)一步將保育階段和育肥階段相隔離。但是，這種“消滅”或把疾病減到最少的方法，可能存在對(duì)仔豬生長(zhǎng)和存活能力的長(zhǎng)期負(fù)面影響。

3.3 早期斷奶（12～16 d）的負(fù)面影響 雖然早期斷奶對(duì)消除特定病原體具有直接好處，尤其是對(duì)于遺傳核心群，但在商業(yè)化生產(chǎn)方面卻受到生長(zhǎng)和成活率的困擾。商品豬容易出現(xiàn)腹瀉，用藥量增加，且死亡率和發(fā)病率較高。Rosero 等對(duì)早期斷奶進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，來(lái)觀(guān)察隨時(shí)間推移其健康狀況的動(dòng)態(tài)變化，研究結(jié)果表明，斷奶日齡的增加（18～24 d）可改善斷奶至育肥階段的生長(zhǎng)性能，降低死亡率。在保育階段感染大腸桿菌F18時(shí)，早期斷奶（16～17 d）與22 日齡斷奶的仔豬相比，表現(xiàn)出更嚴(yán)重的生長(zhǎng)緩慢、腹瀉和腸道損傷。結(jié)合商業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，美國(guó)養(yǎng)豬業(yè)取消了早期斷奶的方案，已重新選擇較大的斷奶日齡。

3.4 早期斷奶對(duì)生長(zhǎng)性能和疾病風(fēng)險(xiǎn)影響的生物學(xué)機(jī)制在出生后的頭3～4 個(gè)月中，豬的胃腸道（GI）系統(tǒng)經(jīng)歷了巨大的改變，包括上皮屏障和消化功能建立、微生物菌群定殖以及腸神經(jīng)和免疫系統(tǒng)發(fā)育。重要的是，胃腸道系統(tǒng)在此期間表現(xiàn)出高度的可塑性。因此，環(huán)境因素（如應(yīng)激、腸道損傷和病原體感染等）會(huì)破壞胃腸道功能的正常發(fā)育，從而導(dǎo)致腸道健康和疾病適應(yīng)力的長(zhǎng)期變化。已有大量研究表明斷奶對(duì)腸道損傷具有短期影響，其特征是腸道通透性增加，并且在斷奶后的第1天出現(xiàn)炎癥反應(yīng)高峰。早期斷奶改變了胃腸道上皮屏障、腸神經(jīng)系統(tǒng)和粘膜固有免疫反應(yīng)的正常發(fā)育和功能，這與生長(zhǎng)性能下降以及后續(xù)的抗應(yīng)激能力和抗病力的降低相吻合。腸屏障功能紊亂是因?yàn)槲改c道通透性增加，導(dǎo)致過(guò)多的抗原透過(guò)腸上皮細(xì)胞，從而引起慢性粘膜炎癥和腸功能受損。腸屏障功能喪失被認(rèn)為是許多人類(lèi)應(yīng)激相關(guān)疾病的主要誘因，其中包括腸易激綜合征（IBS）和炎癥性腸病。Medland 等研究表明，與晚期斷奶的仔豬相比，早期斷奶仔豬的腸道神經(jīng)數(shù)量更多，且神經(jīng)介導(dǎo)的分泌活性更高；腸道通透性和胃腸道分泌功能的提高與早期斷奶仔豬的慢性腹瀉呈相關(guān)關(guān)系。早期斷奶仔豬在其保育階段感染F18 大腸桿菌時(shí)，表現(xiàn)出粘膜固有反應(yīng)受抑制，出現(xiàn)更嚴(yán)重的臨床疾病和腸道屏障損傷。

研究表明，早期斷奶仔豬胃腸道的一個(gè)明顯的組織學(xué)特征是，腸道肥大細(xì)胞數(shù)量增加和肥大細(xì)胞介質(zhì)（如胰蛋白酶）水平提高。此外，一些研究證實(shí)，對(duì)斷奶前仔豬或生長(zhǎng)豬使用肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑色甘酸鈉，可降低早期斷奶仔豬的腸道通透性。總之，肥大細(xì)胞活性增強(qiáng)在早期斷奶仔豬的早期和長(zhǎng)期的腸道通透性紊亂中起著至關(guān)重要的作用。在早期斷奶仔豬中所觀(guān)察到的特定胃腸道變化與人的胃腸道功能性疾?。ㄈ鏘BS）異常相似，應(yīng)激、腸道通透性增加和肥大細(xì)胞活性增強(qiáng)是這些癥狀發(fā)作的關(guān)鍵機(jī)制。

4 精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新

過(guò)去10 年中，飼料營(yíng)養(yǎng)技術(shù)有2 個(gè)重要的創(chuàng)新里程碑：其一，建立了飼料原料的可消化氨基酸（標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率，SID）和NE 數(shù)據(jù)庫(kù)；其二，《豬營(yíng)養(yǎng)需要（NRC 2012）》的出版。這大大提高了氨基酸和能量營(yíng)養(yǎng)的精確度，對(duì)豬的生長(zhǎng)需要與飼喂量的匹配更加精確，從而更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)豬群的生長(zhǎng)和生產(chǎn)成本。

4.1 飼料原料營(yíng)養(yǎng)成分的精確性 近紅外光譜技術(shù)（NIR）在測(cè)定飼料營(yíng)養(yǎng)成分的含量方面非常有價(jià)值，因此飼料配制可以更精確。在理想情況下，可根據(jù)實(shí)時(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值來(lái)存儲(chǔ)一種原料；或者采購(gòu)時(shí)，優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)具有最大營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的原料。氨基酸營(yíng)養(yǎng)方面也取得了重要的進(jìn)展，如今可以通過(guò)直接讀取光譜信息來(lái)確定原料的氨基酸水平，擺脫了從蛋白質(zhì)含量來(lái)間接估算氨基酸回歸方程式的方法。

過(guò)去10 年間，精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)的應(yīng)用得到了進(jìn)一步發(fā)展，主要包括SID 氨基酸和NE，其中NE 的計(jì)算要比NRC（2012）所能提供的方法更為詳細(xì)（碳水化合物部分包括單糖）。SID 氨基酸含量的計(jì)算比NIR 測(cè)定更復(fù)雜，同時(shí)涉及到NIRS 光譜讀數(shù)與相關(guān)的體外試驗(yàn)數(shù)據(jù)（豬回腸消化試驗(yàn)相關(guān)矯正）。最后，通過(guò)公式計(jì)算相關(guān)原料的能值。

4.2 《豬的營(yíng)養(yǎng)需要NRC 2012》的出版 自1998 年第10 版《豬的營(yíng)養(yǎng)需要》出版以來(lái)，北美生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)生了巨大變化，飼料原料營(yíng)養(yǎng)成分的更新日新月異?！敦i的營(yíng)養(yǎng)需要NRC 2012》的出版，則使在豬可利用氨基酸和能量與組織需要量相匹配方面更加精確。該出版物是在已故Kees de Lange 博士領(lǐng)導(dǎo)下，北美科學(xué)家之間合作的成果。版本內(nèi)de Lange 博士的生長(zhǎng)模型用于估算瘦肉型生豬的SID 氨基酸和NE 的需要。隨后的經(jīng)典試驗(yàn)結(jié)果與該模型的預(yù)測(cè)也基本一致。其中3 項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步奠定了成功的基石，包括：建立可靠的SID 賴(lài)氨酸曲線(xiàn)、建立了大量飼料原料的SID 氨基酸數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)Baker理想氨基酸模式（IAAP）中的5 種主要限制性氨基酸進(jìn)行廣泛校準(zhǔn)。

4.3 飼料原料NE 的精確度 用于預(yù)測(cè)飼料NE 的公式是通過(guò)對(duì)法國(guó)INRA 方程式的改進(jìn)而成。對(duì)核心原料的估測(cè)結(jié)果很可信，使用更細(xì)化的預(yù)測(cè)方程式（例如包括單糖類(lèi)），結(jié)果更為準(zhǔn)確。雖然NE 是對(duì)機(jī)體吸收能量利用率的最佳描述，但許多北美營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)家在2008年之前都排斥使用NE，主要原因是日糧相對(duì)簡(jiǎn)單，以及擔(dān)心估值的可信度。商業(yè)機(jī)構(gòu)的飼料原料的凈能估值通常不對(duì)外公開(kāi)，但在某種情況下，可以提供給國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）。其中一個(gè)例子就是NRC 對(duì)動(dòng)物脂肪的潛在能量估值準(zhǔn)確性的僵局。Boyd 等進(jìn)行了生長(zhǎng)測(cè)定，并與NRC 分享和公開(kāi)報(bào)告?？紤]到原料NE的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此并不能像驗(yàn)證理想氨基酸模型的方法，去驗(yàn)證日糧NE 的估值。

盡管NRC 的NE 方程式不盡完善，但對(duì)北美營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)家完全轉(zhuǎn)向使用NE 進(jìn)行飼料配方尤為重要。當(dāng)采用更完善的公式計(jì)算原料的NE 估值時(shí)，需要更詳細(xì)的分析值。對(duì)公眾來(lái)說(shuō)，局限性是不同原料的能源用于維持或增加瘦肉和脂肪，區(qū)分起來(lái)相當(dāng)復(fù)雜。因?yàn)檫@種方法需要綜合考慮日糧中能量的不同代謝結(jié)果和能量來(lái)源（脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉和纖維）的不同代謝效率。

4.4 生長(zhǎng)階段理想氨基酸模型的經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo) Baker實(shí)驗(yàn)室通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分析得出IAAP 可廣泛應(yīng)用于北美的營(yíng)養(yǎng)實(shí)踐中。該實(shí)驗(yàn)室也證實(shí)了對(duì)賴(lài)氨酸、蛋氨酸和色氨酸采用全身模式是錯(cuò)誤的。此外，考慮了組織生長(zhǎng)和維持的變化對(duì)最終結(jié)果的影響，理想氨基酸模式分成了3 個(gè)生長(zhǎng)階段。最重要的是，IAAP 是美國(guó)瘦肉豬轉(zhuǎn)型時(shí)期（1990—2012 年左右）的氨基酸研究設(shè)計(jì)以及整個(gè)氨基酸研究的主要指導(dǎo)。大量的經(jīng)典試驗(yàn)研究不僅完善了最主要限制性氨基酸的模式，也為NRC 提供了可模擬的估值。表1 比較了2 個(gè)不同體重豬的Baker 和NRC 的理想氨基酸模型。NRC 與Baker 模型相比，對(duì)蘇氨酸、總硫氨基酸和纈氨酸的估值一致；而對(duì)色氨酸的比例仍有疑問(wèn)，大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)家認(rèn)為NRC 的估值偏低?；诔掷m(xù)降低斷奶仔豬的飼料成本和蛋白質(zhì)含量的壓力，除了最主要的限制性氨基酸（賴(lài)氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸和纈氨酸）以外，對(duì)下一個(gè)限制性氨基酸如異亮氨酸和組氨酸的理想比例也進(jìn)行了研究。再者，NRC（2012）引入了一個(gè)與蘇氨酸比值應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的重要概念，證實(shí)了蘇氨酸的理想比例不僅隨體重的增加而增加，而且也隨日糧可發(fā)酵纖維水平的增加而增加。

表1 NRC（2012）和Baker（1997）生長(zhǎng)肥育豬理想氨基酸模型的比較（與賴(lài)氨酸的比值）

4.5 合成氨基酸的使用 過(guò)去20 年中，北美養(yǎng)豬業(yè)合成氨基酸的使用量幾乎呈指數(shù)增長(zhǎng)，利潤(rùn)最大化是這一發(fā)展（替代蛋白源）的主要驅(qū)動(dòng)力。在此期間，蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，且價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)力；另外，異亮氨酸也有應(yīng)用潛力。在斷奶仔豬日糧中，只要同時(shí)添加蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸和纈氨酸，即便使用高達(dá)0.65%的賴(lài)氨酸鹽酸鹽也不會(huì)對(duì)生產(chǎn)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。北美的盈利模式逐步擴(kuò)大了合成氨基酸的使用，而NE 系統(tǒng)的采用更進(jìn)一步拓寬了合成氨基酸的應(yīng)用。大豆與玉米NE 值的比值不超過(guò)0.82（NRC，2012），因此，玉米和合成氨基酸的結(jié)合使用是增加日糧能量的一種手段。

北美和歐盟（EU）均廣泛使用合成氨基酸，但原因不同。北美的主要驅(qū)動(dòng)力是基于盈利，因此北美在校準(zhǔn)IAAP 方面處于世界領(lǐng)先水平。歐盟在畜禽飼料中的氨基酸使用量居世界領(lǐng)先地位，主要驅(qū)動(dòng)力是立法，飼料成本只是次要的考量。歐盟減少氮排放的政治壓力，在很早以前就導(dǎo)致對(duì)4～5 種必需氨基酸的需求，即使使用合成氨基酸增加了飼料成本。北美為IAAP 驗(yàn)證投入了大量資源，而歐盟科學(xué)家則利用對(duì)2 個(gè)地區(qū)都很重要且互為補(bǔ)充的研究結(jié)果，為SID 氨基酸估算做出了巨大努力。

合成氨基酸的使用在全球范圍內(nèi)增量驚人。歐盟在除賴(lài)氨酸外所有氨基酸的使用量均居領(lǐng)先地位，而中國(guó)賴(lài)氨酸使用量世界第一。北美畜禽對(duì)賴(lài)氨酸的使用量從2010 年的30 萬(wàn)t/年增加到2020 年的50 萬(wàn)t/年。盡管北美的氨基酸使用量略少，但同期增長(zhǎng)率與歐盟相似（從50 萬(wàn)t/年增至77.5 萬(wàn)t/年）。

5 飼料原料與健康

過(guò)去10 年中，促進(jìn)健康的飼料原料庫(kù)得到了擴(kuò)充，同時(shí)還首次驗(yàn)證降低斷奶仔豬存活率的過(guò)氧化脂質(zhì)產(chǎn)物的水平。一些原料或組分可能會(huì)促進(jìn)健康，也可能對(duì)健康有害，觀(guān)察的指標(biāo)包括增重、飼料轉(zhuǎn)化率、成活率和藥物用量。

5.1 豆粕減輕呼吸免疫應(yīng)激 當(dāng)發(fā)生呼吸道感染時(shí)，需警惕合成氨基酸的大量使用。研究發(fā)現(xiàn)，在呼吸道炎癥發(fā)作（如流感、支原體肺炎）期間會(huì)嚴(yán)重?fù)p害動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率，2 項(xiàng)研究（感染禽流感病毒豬和人工感染PRRSV 斷奶仔豬）證實(shí)了豆粕可減輕對(duì)豬生長(zhǎng)的損害。

豆粕中含有可促進(jìn)健康的植物化學(xué)成分，包括異黃酮、酚類(lèi)化合物和皂苷?；诋慄S酮和苯酚的含量，當(dāng)呼吸系統(tǒng)健康受到損害時(shí)，豆粕的替代是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。而在低免疫應(yīng)激條件下，大豆的促生長(zhǎng)作用（使用量和組成成分）尚不明了。

5.2 日糧氧化應(yīng)激損害母仔豬健康和成活率 氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)，如自由基過(guò)量產(chǎn)生。在正常代謝的條件下，自由基的產(chǎn)生可通過(guò)抗氧化防御機(jī)制來(lái)平衡，常常與抗壞血酸、谷胱甘肽、蛋白質(zhì)硫醇和各種清除酶有關(guān)。給斷奶仔豬飼喂過(guò)氧化脂肪會(huì)損害腸道的功能形態(tài)、影響生長(zhǎng)性能和營(yíng)養(yǎng)成分消化率，并且與劑量相關(guān)。一項(xiàng)使用2 200 頭斷奶仔豬進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧過(guò)氧化脂肪對(duì)存活率、藥物治療以及體重過(guò)低仔豬的數(shù)量有負(fù)面影響，并與過(guò)氧化脂肪劑量相關(guān)?？偪寡趸芰脱寰S生素E 隨著過(guò)氧化作用的增加呈線(xiàn)性下降，這突顯了脂質(zhì)質(zhì)量控制對(duì)減輕斷奶仔豬氧化應(yīng)激的重要性。

鑒于植物酚類(lèi)具有抗氧化應(yīng)激的作用，美國(guó)明尼蘇達(dá)州立大學(xué)進(jìn)行了2 項(xiàng)試驗(yàn)，分別利用144 頭和72 頭懷孕母豬評(píng)估了止痢草提取物（）對(duì)母豬繁育性能與仔豬生產(chǎn)性能的影響。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，飼喂止痢草提取物母豬的活產(chǎn)仔數(shù)分別提高了1.2/ 窩和0.5 頭/窩，母豬的初乳質(zhì)量與對(duì)照組相比更佳（含有更多的免疫球蛋白G 和淋巴細(xì)胞），其后代仔豬的平均生產(chǎn)性能顯著高于對(duì)照組。在整個(gè)斷奶-育成期階段，飼喂止痢草提取物仔豬的生長(zhǎng)速度（分別為止痢草組817 g/d 和對(duì)照組789 g/d）和采食量（止痢草組1.92 kg/d 和對(duì)照組1.86 kg/d）均高于對(duì)照組。研究者指出，止痢草提取物對(duì)母豬及其仔豬的有效功能與其高含量酚類(lèi)的抗氧化應(yīng)激功能有關(guān)，并發(fā)現(xiàn)對(duì)母仔豬的免疫性能指標(biāo)有進(jìn)一步改善。

總體來(lái)說(shuō)，所有日齡豬的生長(zhǎng)和增重效率都會(huì)受到氧化應(yīng)激的損害，但日齡小的仔豬往往比大日齡的豬更容易受到氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的腸道屏障功能損害。大日齡的豬似乎對(duì)氧化應(yīng)激更具有耐受性，這可能是由于氧化應(yīng)激對(duì)其腸道完整性影響較弱。這也說(shuō)明飼料質(zhì)量控制（初始過(guò)氧化值，乙醛和2，4-癸二醛）及其日糧配方中抗氧化類(lèi)物質(zhì)的重要性。

5.3 必需脂肪酸與季節(jié)性不育 哺乳母豬日糧中的必需脂肪酸（亞油酸，-亞麻酸，EFA）對(duì)后續(xù)的繁殖性能具有重要作用，其濃度與實(shí)現(xiàn)和維持母豬妊娠及其窩產(chǎn)仔數(shù)相關(guān)。隨著繁殖周期的增長(zhǎng)，日糧需求顯得越來(lái)越重要，這可能是由于每個(gè)繁殖周期中必需脂肪酸（EFA）的持續(xù)消耗所致。而在熱應(yīng)激期間，當(dāng)采食量下降和日糧中不添加含EFA 時(shí)，母豬體內(nèi)的EFA 也更容易出現(xiàn)明顯的缺乏。在北美地區(qū)發(fā)現(xiàn)，日糧中EFA 與豬季節(jié)性不育的問(wèn)題有關(guān)。

6 技術(shù)整合對(duì)病原體的檢測(cè)和控制

據(jù)估計(jì)，農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物（包括豬）從出生到上市，由于疾病病原體所造成的死亡率超過(guò)20%（美國(guó)國(guó)家科學(xué)工程醫(yī)藥研究院，NASEM），經(jīng)濟(jì)損失巨大。如果無(wú)法通過(guò)疫苗或生物安全來(lái)預(yù)防疾病，那么下一個(gè)策略就是在病原體傳播到整個(gè)群體之前的首次感染時(shí)（即潛伏期內(nèi)）進(jìn)行檢測(cè)。監(jiān)測(cè)對(duì)于控制和消除傳染源來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，但直到最近才有成熟的方法針對(duì)群體進(jìn)行早期檢測(cè)。血清采樣是一種很好的檢測(cè)手段，但應(yīng)用起來(lái)并不容易，也只占群體的一小部分。再者，通過(guò)對(duì)幾頭豬進(jìn)行檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)僅占群體1%～2%的疾病是很困難的。更迅速確診疾病并在區(qū)域內(nèi)協(xié)調(diào)對(duì)疾病的控制，是北美對(duì)疾病反應(yīng)和根除計(jì)劃的重大進(jìn)展。

6.1 PCR 用于病原體檢測(cè) 北美養(yǎng)豬業(yè)獸醫(yī)界的一個(gè)里程碑是使用PCR 檢測(cè)口腔唾液樣品，以對(duì)疾病進(jìn)行早期和快速監(jiān)測(cè)。病原體的早期檢測(cè)可防止病原體擴(kuò)散。研究發(fā)現(xiàn)，口腔液采樣是PRRSV 檢測(cè)的可靠方法，且已證明比血清樣品更為準(zhǔn)確，因?yàn)闄z測(cè)的豬數(shù)量更多?？谇灰翰蓸优cPCR 分析的結(jié)合在3 個(gè)方面改變了獸醫(yī)的“游戲規(guī)則”：群體監(jiān)測(cè)（哨兵）、病原體檢測(cè)價(jià)格低廉和疾病控制。PCR 技術(shù)在過(guò)去的20 年中不斷改進(jìn)，已成為一種快速、經(jīng)濟(jì)的病原體檢測(cè)方法。

6.2 采集口腔液進(jìn)行群體抽樣 口腔液含有唾液腺分泌的液體，還含有病毒（核酸）、口腔和扁桃體組織以及毛細(xì)血管所產(chǎn)生的抗體。這種采樣方法在北美豬獸醫(yī)部門(mén)的推廣得益于先前在人類(lèi)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，因?yàn)閺氖芨腥镜娜嘶騽?dòng)物的口腔液中可以檢測(cè)到抗體和病原體。在20 世紀(jì)90 年代中期，口腔液檢測(cè)作為一種快速、可靠的方法，在評(píng)估患者中人類(lèi)免疫缺陷病毒感染方面取得了很大進(jìn)展。

這種群體監(jiān)測(cè)方法首次應(yīng)用于北美養(yǎng)豬業(yè)，成功監(jiān)測(cè)了3 個(gè)商品群體中PRRSV 和豬圓環(huán)病毒2 型（PCV2）感染。由于即使在感染率低于1%～2%比例的情況下也能檢測(cè)到該病毒，所有對(duì)母豬群進(jìn)行口腔液采樣有助于從特定養(yǎng)豬場(chǎng)中根除PRRSV，目前基于口腔液的檢測(cè)方法應(yīng)用于越來(lái)越多的呼吸道和腸道疾病的診斷中。

目前PCR 常規(guī)用于北美的大多數(shù)重要疾病病原檢測(cè)，包括PRRSv、PEDv、PCV2、豬-冠狀病毒（PDCoV）和A 型流感病毒。也用于其他病毒（如肺炎支原體、胸膜肺炎放線(xiàn)桿菌、傳染性胃腸炎病毒、胞內(nèi)勞森菌和塞內(nèi)卡病毒）的檢測(cè)。美國(guó)三大診斷實(shí)驗(yàn)室2010—2018 年對(duì)病原體進(jìn)行的口腔液檢測(cè)總數(shù)，從大約2.1 萬(wàn)次增加到近40 萬(wàn)次，說(shuō)明北美養(yǎng)豬業(yè)使用口腔液樣本快速檢測(cè)的事實(shí)。非洲豬瘟（ASF）侵入北美的問(wèn)題迫在眉睫。Grau 等已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了用于檢測(cè)該病原體的口腔樣本測(cè)定方法，但尚不清楚美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）是否接受將其作為官方檢測(cè)手段。

6.3 中央報(bào)告和通信系統(tǒng) 2013 年的PDCoV 和PEDV病毒入侵北美，喚醒獸醫(yī)界聯(lián)合起來(lái)開(kāi)發(fā)出了中央報(bào)告和通信系統(tǒng)。如果將來(lái)再有其他外來(lái)疾病入侵，該系統(tǒng)將是無(wú)價(jià)之寶。2013 年后，該系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，稱(chēng)為“莫瑞森的豬健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（MSHMP）”，需要大家每周報(bào)告PCR 診斷結(jié)果，并收到“全國(guó)結(jié)果周報(bào)”。該系統(tǒng)允許獸醫(yī)協(xié)調(diào)行動(dòng)，應(yīng)對(duì)PEDV 威脅，限制病原體擴(kuò)散?？谇灰悍治龊蛧?guó)家級(jí)通訊系統(tǒng)相結(jié)合，的確向前邁進(jìn)了一大步。萬(wàn)一ASF 來(lái)襲，該系統(tǒng)會(huì)很快識(shí)別和控制ASF 對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)的威脅，并將病原體控制在一個(gè)地點(diǎn)或有限的區(qū)域。

7 結(jié) 語(yǔ)

過(guò)去10 年中，北美生豬產(chǎn)業(yè)持續(xù)改進(jìn)，基礎(chǔ)科學(xué)研究與實(shí)用創(chuàng)新技術(shù)層出不窮。遺傳育種與繁殖方面的分子基因組學(xué)與基因編輯技術(shù)和PCAI 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)（需要FDA 批準(zhǔn)的除外）；超早期與早期斷奶技術(shù)由于會(huì)對(duì)生長(zhǎng)肥育豬的健康產(chǎn)生長(zhǎng)期不利影響而不再使用；北美飼料配方已經(jīng)普遍使用可消化氨基酸和NE 體系，得益于政府與企業(yè)之間在精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)創(chuàng)新技術(shù)方面的合作；飼料原料優(yōu)選技術(shù)與控制氧化應(yīng)激以及調(diào)節(jié)腸道健康的研究成果也大量應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中；在疾病防治方面，由于PCR 技術(shù)的快速發(fā)展及成本降低，且與信息技術(shù)結(jié)合在一起，做到了對(duì)傳染性疾病的快速檢測(cè)與預(yù)警，有效控制了傳染病的擴(kuò)散與傳播?？傊?，我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的生產(chǎn)性能與造肉成本與歐美尚有較大差距，技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用整合將是提高未來(lái)生豬養(yǎng)殖效率的關(guān)鍵。

致謝：本文主要編譯了Boyed 等的綜述文章和部分美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究成果，特此致謝！