德州驴种质资源创新利用概述

文│王天琦 刘紫雯 史晓渊 张振威 展延栋 李玉华 王长法*（聊城大学农学与农业工程学院）

农业农村部2021—2035全国畜禽遗传改良计划指出：畜禽种业是畜牧业发展的根基，是畜牧业核心竞争力的重要体现。在“三品一标”行动方案中，品种培优居于首位。山东省是驴产业发展强省，全国90%的阿胶产自山东，具有阿胶、驴肉、驴奶、化妆品和保健品等完整的产业链条。德州驴是我国五大大型驴品种之一，随着政府支持力度的加强，德州驴的养殖逐渐向规模化、标准化和产业化方向发展，并且发挥了支持医养健康，特色文化振兴的良好作用。驴是单胎动物，生长周期和妊娠期长，而我国地方驴的品种数量和产业规模均位居世界首位，但国内外仍没有一个驴的培育品种出现。因此，加大驴的种质资源保护力度，尽快启动遗传改良工作具有重要意义。

一、德州驴历史分类

德州驴原产于山东省德州市、滨州市的沿渤海各县，是惟一以德州命名的地方家畜品种，又称无棣驴。作为我国著名的役肉兼用品种，距今已有300多年的历史。在动物分类学上，德州驴隶属于脊索动物门，脊椎动物亚门，哺乳纲，奇蹄目，马科，马属。德州驴是我国大型驴种和优秀的地方品种，具有体型高大、结构均匀、生长快、抗逆性强等特点，于1983年被列入《山东省畜禽品种志》和《中国马驴品种志》，1998年被列入山东省畜禽种质资源保护名录，2007年被列入国家畜禽种质资源保护名录，是我国乃至世界现有的主要“大型驴”品种之一，也是目前培育肉用驴新品种的首选种质资源，在我国驴遗传资源中具有重要地位。德州驴根据毛色及外貌可分为“三粉驴”和“乌头驴”两个品系。三粉驴全身毛色纯黑，鼻、眼周围和腹下均为白色，头清秀，耳立，步样轻快，四肢细而刚劲，肌腱明显，蹄高而小，皮薄毛细。乌头驴全身毛色乌黑无任何杂毛，体形方正，外形美观，高大壮实，结构匀称，四肢较粗重，蹄低而大，胸宽而深，是驴种中的“重型驴”。

二、山东省驴产业发展概况

山东是驴产业发展强省，阿胶90%产自山东，拥有以东阿阿胶股份有限公司为龙头的阿胶及其衍生产品生产企业203家，以禹城市惠民农业科技有限公司和山东天龙食品有限公司为核心的驴肉生产企业50多家，以驴肉为主的大小餐饮企业近1000家，一直引领我国乃至世界驴产业的发展。山东省是我国驴传统养殖、繁育和加工的重要区域，具有相对完整的优势产业体系。阿胶、驴肉已成为山东省“双闪名片”，据估算，2020年驴产业的产值已超过千亿规模。尽管山东省在驴养殖和加工领域的优势显著，但随着社会发展和科技进步，驴养殖呈现新的趋势，由传统的一家一户分散养殖逐步向规模化、标准化和产业化方向发展，其功能与作用也由役用向肉用、药用、乳用、保健及生物制品开发等多用途的“活体经济”转变，驴养殖正朝着产业化方向快速发展。

山东省驴产业拥有巨大的发展潜力。驴产业是惟一没有国际竞争的畜牧业，符合新旧动能转换的需求；驴产业在精准扶贫中发挥了重要作用，山东省已将驴产业列为优势特色产业、民生产业。山东省在驴养殖和加工领域优势明显。同时，随着政府支持力度加大，科技推动加强，养殖已逐步向规模化、标准化和产业化方向发展，并且发挥了支持医养健康，特色文化振兴的良好作用。依靠科技力量逐步实现驴产业的转型升级，成为山东省畜牧业中最具活力的部分，未来发展潜力巨大。

三、德州驴现有种质资源概述

1.山东地区驴场平均体重体尺统计。山东省滨州、德州、聊城等地区自古有养驴习惯，历史悠久，目前已建成德州驴国家级保种场3个，将前期在东阿、禹城、茌平及无棣采集的数据进行统计，公驴根据不同年龄段、不同品系进行了分别整理，表1为山东省不同地区德州驴的平均体尺体重统计表（三粉驴），表2为山东省不同地区德州驴的平均体尺体重统计表（乌头驴）。

表1 山东省不同地区德州驴种公驴的平均体尺体重统计表（三粉驴） 千克，厘米

表2 山东省不同地区德州驴种公驴的平均体尺体重统计表（乌头驴） 千克，厘米

2.优秀种公驴及优秀种母驴。为促进以德州驴为代表的优质种业发展，推动驴种资源开发与利用步伐，分别于2019年4月11～12日和2021年10月18～20日召开了“首届（2019）中国德州驴驴产业高峰论坛”“第七届（2021）中国驴业发展大会暨第二届德州驴种质资源保护与开发利用高峰论坛”，分别举行了首届、第二届德州驴优秀种驴展示和评选活动。本次展示、参评的德州驴种驴，不论公、母，其体尺数据指标远远高于《马驴驼志》《驴学》《德州驴》中记录的驴体尺数据。这次参赛的平均体尺数据见表3，公驴平均体高为153.06厘米，平均体长为155.38厘米，平均胸围为163.75厘米，平均管围为20.19厘米，平均尻长为49.25厘米，平均尻宽为46.63厘米，平均胸宽为40.88厘米；母驴平均体高为147.86厘米，平均体长为153.14厘米，平均胸围为159.71厘米，平均管围为19.14厘米，平均尻长为48.43厘米，平均尻宽为45.44厘米，平均胸宽为44.28厘米。显示10余年来，经过广大从业者的不懈努力，对德州驴的提纯复壮、本品种选育及肉皮兼用驴新品系的定向选育工作已初见成效。

表3 参赛德州驴优秀种驴的平均体尺数据 厘米

四、德州驴基因组的研究及应用

1.德州驴参考基因组的建立。

本课题组综合利用鸟枪法、PacBio测序法及Hi-C测序3种技术进行测定，逐步组装测序数据，逐步提升组装效果。在最终的基因组组装版本中，contigN50为7.92Mbp，scaffoldN50为93.3Mbp，ContigN50及scaffoldN50分别提升56倍和6倍。共有99.83%的scaffolds定位于32条染色体上，包括30条常染色体和一对性染色体（X与Y染色体），X染色体为110.16MB，Y染色体为12.68MB。24.3亿个碱基对组成。

2.地方驴品种适应性机制解析。基于参考基因组，通过全基因组重测序技术检测分析了四大洲的126个家驴及7个野驴个体（涵盖世界上仅存的藏野驴、蒙古野驴及索马里野驴3个野驴品种）的基因组数据，发现大量的基因组遗传变异，并对驴的部分生物学特性进行了分子机制解析：

（1）阐明了黑毛色家驴由灰毛色家驴选择而来，TBX3基因下游调控区域的一个T碱基缺失是驴毛发变黑的原因。

（2）解析了驴奶中溶菌酶含量高的原因，在驴基因组中鉴定出8个C型溶菌酶基因，这与马基因组中的C型溶菌酶基因相同。还发现LYSC1基因在驴奶腺组织中的表达水平很高（平均FPKM＝102965.34），远高于其他型的溶菌酶基因和其他基因在乳腺组织中的表达量（大多数基因的FPKM＜100）。

（3）对驴抗病力强的分子基础进行了研究，驴的主要组织相容性（MHC）位点（也被称为Equus LymphocyteAntigen，ELA）位于8号染色体，长度为4.62Mbp。通过与马、绵羊及山羊的MHC进行比对，注释了驴的78个34 MHCI/Ⅱ/Ⅲ蛋白编码基因，有利于加速免疫学及疫苗开发的研究。为选育皮厚、肉多、抗病性强的优质德州驴奠定了基础。

3.驴全基因组选择技术体系的未来构建。在奶牛、家禽、猪等家畜上已经应用的以基因芯片分型为主的基因组选择（Genomic Selection，GS）技术，选种准确性提高20%～40%，有效缩短了选择周期和世代间隔。国内外还没有驴的芯片，也没有成熟的基因组选择技术体系。因而，依托国家种业及省良种工程项目建立了该物种变异数据库，挖掘重要优良性状的关键候选基因，对研发驴全基因组选择技术体系具有重要的科研价值和产业价值。

在驴种质创新及遗传改良过程中，辅助繁育技术至关重要。驴繁殖力低不仅导致现有驴群扩繁速度慢，存栏量与日益增长的皮、肉、奶的消费需求之间的差距越来越大，而且使新品种的培育周期延长。因此，未来亟需持续开展驴繁殖理论研究，借鉴其他畜种成熟繁殖技术进行技术组装、集成与推广，利用B超跟踪检查、营养管理和药物配合等技术实现母驴同期发情和定时输精，提高配种率和情期受胎率，减少母驴流产率；开展良种公驴精细化饲养管理研究，提高繁殖性能；开展驴精液高效保存和低剂量输精技术研究，提高良种公驴的利用效率。

五、德州驴种质创新

我国驴品种虽然对当地风土环境具有良好的适应性和较强的抗逆性，但缺乏专门化的系统培育，没有形成性能优越的专门化品种，在皮、肉、乳用方面性能不够突出，养驴效益得不到充分体现，影响了养驴户的积极性。显然，缺乏专门化品种已成为我国、我省驴产业发展的制约因素。期望通过长期选育筛选出毛黑、肉多、皮厚的德州黑驴，通过种质提升带动产业发展，获得了山东省现代农业产业技术体系驴产业创新团队首席专家、山东省“泰山产业领军人才”项目《驴新品系定向培育及种质推广》、山东省农业良种工程项目，《地方良种皮、肉驴专门化新品系培育》等项目的资助。说明山东省十分重视驴种质创新工作。

利用TKY343、TKY312、HNS2等13个微卫星位点，建立了驴亲子鉴定技术，检测种母驴和种公驴系谱正确性，淘汰了系谱记录错误的个体，确保了自主培育核心种质血统的可靠性。在评鉴国内外大量黑驴种质资源、生产性能测定和遗传评估基础上，历经14年4个世代的连续选择、高强度淘汰、横交固定等选育出皮厚肉多的东阿黑毛驴种群，后代黑毛色纯度达98.5%以上，初生重增加了16.4%，生长速度提高了8.4%，成年体高增加了4.5%，屠宰率增加了13%，皮重率增加了16.8%。

近几年，在驴种质资源鉴定、驴肉品质评价及驴奶特性上取得了大量进展。在驴种质资源鉴定及评价方面，面对驴体重测定难这一问题，通过多元回归分析建立了体尺数据预测驴体重的回归方程，提供了一种简便、快速、准确、低廉的获得大群驴体重的评定系统。在驴肉品质评价和保鲜方面，建立了基于液相色谱-质谱法的脂质组学技术，并成功应用于驴肉脂质特性分析，该研究首次揭示了驴肉“脂质谱”和代谢特征，为驴肉制品的开发和肌内脂肪的精确调控提供了新的视角。在驴奶品质评定和调控方面，从驴奶中的功能性生物活性成分入手，在化学分析、细胞模型及动物模型3个层面上系统阐述了驴奶具有的抗炎、抗氧化功能，深入解析了氧化应激同炎性反应之间的复杂关系，并详细探讨了驴奶在炎性相关的慢性疾病（如心血管疾病、糖尿病）中发挥的作用，为驴奶作为一种营养调节剂在炎性相关的慢性疾病中的应用奠定了基础。

六、多胸腰椎数驴新品种的定向培育

哺乳动物脊椎一般分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎。哺乳动物颈椎数为7根，固定不变，荐椎与尾椎的改变不会带来生产性状的改变，因此，应定向选育多胸腰椎数的德州驴，提高肉皮产量。脊椎数目主要受遗传影响，且具有很高的遗传力，如猪的为0.62。前期采集了512头德州驴的血液，测量了其体尺性状及胸腰椎数数目。屠宰实验发现，德州驴的胸椎数一般为17～19根，腰椎数一般为5～6根。德州驴胸腰椎的组合有5种类型。体高与体长、胸围、皮重、胴体重间存在极显著相关性，系数为0.72～0.47，体长与胸椎长度、腰椎长度存在极显著相关性，系数为0.58～0.38。胸腰椎数与体长、胸腰椎长性状具有相关性，统计发现，德州驴多一根胸椎体长增加4.3厘米，多一根腰椎体长增加2.4厘米。多一根椎骨净肉重增加7.2千克，皮重增加0.65千克。按现有市场驴肉价格100元/千克，鲜驴皮110元/千克，每头可增收790元，全国按年出栏100万头计算，每年可新增经济效益7.9亿元；山东按年出栏4万头优质驴计算，年可获直接经济效益3160万元。

本课题组开发了一种适用于活体检测驴多胸腰椎数性状的设备及方法，以达到“活体检测多胸腰椎数驴作父本、母本”的目的，在驴幼年时期精确检测出其胸腰椎数目，将具有24根胸腰椎数的驴选作种用，突出解决了屠宰后才能确定驴胸腰椎数目，造成优秀种质无法传承的重要问题，扩大具有优良生产性能个体的选育基数，提高了定向选育效率，避免了盲目配种带来的资源浪费。

七、结语

综上所述，驴产业在近几年取得了较多进展，对德州驴的提纯复壮、品种选育及肉皮兼用驴新品系的定向选育工作已初见成效，但未来仍需广大科研人员及从业者砥砺前行，继续将驴产业做大做强！