種畜禽生產履歷及基因條碼

吳明哲博士

行政院農業委員會畜產試驗所遺傳育種組

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2005/09/06

種畜禽產業是畜牧產業的火車頭，畜產先進國家無不重視種畜禽產業，重視種畜禽產業也才能使畜產業永續經營。我國自國外引種，記錄性能後再選種及育種出新品種及新品系多年，近年來更進一步應用分子遺傳學工具來培育台灣種畜禽，這種基因選種技術包括基因檢測、性能評估及配種策略等三大項，有詳細的生產履歷及基因登錄資料，因此，運用基因選種技術是種畜禽性能改良的新趨勢。

種豬產業發展上，新化種豬檢定站及竹南種豬檢定站每期完檢合格豬要有緊迫基因總檢外，目前台灣區種豬產業協會從北到南的福昌、東盈、暉煌、合一、仙佳、信菖、福冠、狀元、高昌、新大同、冠妮、豪耀、泰宏榮、王將、水波、山霖、順安、金來、合興、同笠、祝興、義鴻、金山、鈺成等24家種豬場亦已著手於多產基因與高肉質基因的總檢，藉由基因選種技術建立國內優良種豬的種原基因庫，為國內養豬產業創造更多的利潤。每10年召開一次的豬育種策略研討會，於2005年9月16~17日由台灣區種豬產業協會辦理，每個育種策略面向有一位引言人及數位與談人提出策略。引言人有張秀鑾博士、王旭昌專員、羅玲玲博士、林松筠組長、郭有海先生、吳明哲博士、林敬典理事長等七位。與談人有宋永義博士、林恩仲博士、黃鈺嘉博士、李世昌先生、賴永裕先生、黃木秋博士、翁瑞奇博士、黃玉鴻博士、廖宗文博士、楊博仁理事長、黃存后副廠長、劉世華博士、陳銘正博士、許桂森科長、黃國青組長、宋忠堂課長等16位。各面向有技術層面及決策層面的建議。種豬產業的未來十年豬育種策略共識是讓台灣優質豬品種品質提昇，有利於降低養豬成本及提高豬肉品質，進而種豬再度出口，並透過國際行銷合作方式，發展出適合美洲巴西(2003年是全球第3名養豬國)、墨西哥(第9名養豬國)、歐洲西班牙(第5名養豬國)或亞洲熱帶地區的越南(第6名養豬國)、印度(第8名養豬國)、菲律賓(第14名養豬國)之豬種。種豬性能檢定指數決定一頭種豬的死活，完成制訂2005年版種豬性能檢定指數4種（每十年修正一次），包括杜洛克個檢指數、藍瑞斯與約克夏個檢指數、場內群檢用兩性狀指數、單性狀指數。2005年版種豬性能檢定指數將為養豬業縮短肉豬的上市日齡、提高飼料利用效率及減低背部脂肪厚度。豬性能平均指標系統截至2005年8月，中央畜產會種豬性能檢定站有4期及臺灣動物科技研究所種豬性能檢定站有7期完成檢定指數計算與種豬拍賣。杜洛克豬最高拍賣價70萬元、藍瑞斯豬最高價52萬元、約克夏豬最高價14萬元。進口飼料下，台灣種豬之飼料效率(飼料/增重)為2.19，是熱帶地區的優質品系。

乳業發展上，因有優質牛的培育工作，並鼓勵農民從乳牛場轉型為種牛場，藉以提供國內優質的牛乳及種牛，亦將有機會出售其後裔牛至東南亞國家。行政院農業委員會畜產試驗所於1996年開始監控國外進口的乳牛冷凍精液遺傳基因背景，並研發母牛繁殖基因的快速檢測方法，同步檢測單譜症（DUMPS）、淋巴球黏力缺失症（BLAD）及瓜胺酸症（CITR）等 3 個繁殖基因。單譜症基因會使母牛的受精卵不易著床、配種受孕率下降 30％ 及懷孕 40∼60 天胎兒早期死亡；瓜胺酸症基因會使出生一週的仔牛步伐不穩、失明、抽搐死亡；淋巴球黏力缺失症基因會使 2 週至 8 月齡仔牛白血球過多、生長緩慢、嚴重下痢虛脫而死，並使懷孕母牛於夏季流產率增加。具有優質牛的乳牛場，已配合政府的農畜產品競爭力方向，在 2003 年 8 月起轉型為政府核可之種牛場經營，目前計有屏東和荃、彰化王百練、時禎、大方、裕群、華仁、以及桃園瑞奇、常青等8家種牛場。建立動態資料統計圖形自動產出處理模組之319戶台灣乳牛性能平均指標系統，應用於中華民國乳業協會優質牛競賽上，完成2005春期賽及夏期賽優質牛篩選。截至2005年8月之33915頭牛年產乳量平均7,220公斤，最高的一頭有14,289公斤。泌乳天數平均362天，平均乾乳年齡 5.13 歲。

台灣的乳牛、肉豬和蛋雞品種之血源有歐美日之商用品種種原在內，近年仍有新血源引進，經過數十年的台灣氣候之自然篩選，已含有適應濕熱型氣候的基因，加上多年來台灣重視這些品種的經濟價值及生產效率提昇，讓台灣畜禽品種已成為熱帶地區的優質品系。畜產試驗所及其分所場育種研究人員於2004年完成豬羊雞的基因組基因庫，並於2005年要繼續完成牛鹿鴨鵝的基因組基因庫建立，各物種基因庫依動物的優異性能記錄，再取得基因樣本。

(1)乳牛：指導新竹分所及中華民國乳業協會的DHI資料庫中，從今年的30,424頭及往年的80,852頭泌乳牛中，依其乳量乳質五種性狀建立的全國最優的優質牛80頭榜單，選取王百練種牛場8K437優質母牛，於6月21日採集血樣進行基因組基因庫構築，完成基因體核酸萃取與品質測定，並進行後續的基因庫建構工作，可藉以基因定位及培育耐濕熱的台灣乳牛品系。

(2)鹿：中華民國鹿產品運銷合作社辦理水鹿產茸比賽，冠軍鹿飼養戶鄭肇信先生經營的野山養鹿場27號種公鹿(1997年出生)，於2004年4月第6剪產茸165兩，2005年 4月24日第7剪產茸137.2兩，已與配23頭母鹿。其子代公鹿27-1號今年第四剪產茸228.4兩，子代公鹿27-2號第一剪產茸135兩，第二剪產茸137.2兩。採集鹿頸靜脈血樣50ml進行基因體核酸萃取，DNA品質OD260 = 0.152、OD260/OD280 = 2.08、DNA 濃度 = 0.15μg /μl 。已建構 105 cfu/ml，平均插入長度約 39 kb。高雄種畜繁殖場梅花鹿產茸量最高的公鹿產茸期延後3個月，在七月初採集血樣進行基因組基因庫構築，可藉以基因定位及培育產茸量高的高產品系。

(3)鴨：宜蘭分所鴨保種族群中選出20040135母黑色番鴨與20040505母褐色菜鴨，由翅靜脈採集 5ml 血樣進行基因體核酸萃取，番鴨DNA品質OD260 = 0.240、OD260/OD280 = 2.08、DNA 濃度 = 0.24μg /μl; 菜鴨DNA品質OD260 = 0.163、OD260/OD280= 1.96、DNA 濃度 = 0.16μg /μl，並進行基因庫建構工作，可藉以基因定位及培育台灣肉鴨品系與高產蛋品系。

(4)鵝：彰化種畜繁殖場鵝保種族群中選出20050231褐色母鵝，由蹼靜脈採集 5ml 血樣進行基因體核酸萃取，DNA品質OD260 = 0.212、OD260/OD280 = 1.98、 DNA 濃度 = 0.21μg /μl ，並進行基因庫建構工作，可藉以基因定位及培育台灣肉鵝品系。

未來遺傳育種工作上，種豬、種牛及種羊有血統登錄、性能檢定和基因檢測，而種雞及種鹿已有產能評比，種鴨、種鵝及種兔也有品系選育，因此台灣種畜禽有完整的生產履歷。畜產試驗所針對臺灣核心種群的優質個體而建立的畜禽BAC基因庫將於2005年底完成豬牛羊鹿兔雞鴨鵝DNA庫，會有SNP基因條碼及UTR基因條碼。隨後於2006年底完成的母體遺傳的粒線體基因條碼庫，會讓基因條碼成為辨識種畜禽個體用天生標識物。例如台灣種豬有一個粒線體基因條碼，仔豬也有母豬的粒線體基因條碼，以及公豬產能的緊迫基因、多產基因、肉質基因、造骨蛋白基因、肋骨數基因、精肉量基因等染色體基因條碼。

台灣種畜禽出口是畜產科技的明星產業，藉由DNA條形編碼、IT技術、遠端監測系統及KM系統，整合應用在種畜禽繁殖性能檢定及品質精選履歷上，供種畜禽和種蛋出口的產地辨識碼用。SNP基因條碼是以ATGC為代碼，UTR基因條碼以2至9的重複序列數，如此，藉由商品行銷13碼制，可採用10個SNP和3個UTR來代表個別種畜禽個體，條形編碼有4¹⁰ x 3⁸ = 536,870,912個組合，能代表台灣的種畜禽總數。SNP基因條碼屬開創性構想，主要利用核酸4進位原理，轉換為10進位、16進位或128進位條碼，結合頻率計算、稀疏矩陣技術，以較少位碼提昇編碼效率。一個商品通常擁有數個編碼或碼條，有些碼條僅作為品質管制或物流管理用，如一支由美國進口乳牛冷凍精液同時擁有登錄號、NAAB編碼、場內碼、場名、國內轉登錄號等等，因此基因條碼不會與『生鮮農產品追蹤管理系統』採用的EAN/UCC碼衝突。由於基因條碼編碼後並非每一商品均需分生檢測，僅作為疑異商品抽驗品管，以保障消費者。基因條碼最終可與RFID的內編碼技術結合，尤其是具有識別功能的內編碼。食用動物飼養期以生產履歷及基因條碼整合應用系統管理，產品行銷再結合RFID，可避免RFID被動物咬壞掉及消費者吃到的風險；同時有基因條碼的內在特性，高品質畜產品無法被仿冒。

展望未來，如何利用遺傳特性研發出一套國家用種畜禽生產履歷及基因條碼整合應用系統？其應用要項之一是母體粒線體基因條碼會傳給子代，父體粒線體基因條碼不會傳給子代，故在台灣育成的種母畜禽會有一個基因條碼，後代也會有母親的基因條碼。應用要項之二是協助台灣種畜禽生產業者及出口業者行銷臺灣優質畜禽，提昇畜產種原國際競爭力，提昇畜產業的生產效能，達到品種、品質、品牌的一貫化永續發展的目標。