豬育種策略研討會參加人員 敬啟：

中央畜產會贊助經費，由本協會主辦的十年一次全國豬育種策略研討會(http://agrkb.angrin.tlri.gov.tw/modules/news/article.php?storyid=6)已於九月順利圓滿完成。本協會進一步邀請美國Lawrence Schook (施克羅) 教授於本(11)月14~19日來台指導基因選種技術，以仔豬健康育成基因及肉豬飼料效率基因為討論案例，並研議肉色、大理石紋、不飽和脂肪酸、DHA肉質與脂肪風味之基因的國際發展近況，以供下一階段台灣種豬的基因選種用。

請各位養豬先進們，能踴躍報名參加本(11)月16日(星期二)上午9:30~12:30「豬隻育成及其肉質的基因選種技術說明會」，地點選在行政院農業委員會畜產試驗所種原中心二樓會議室(畜產試驗所在國道八號新化交流道出口旁)。施克教授演講題目「豬隻育成及其肉質的基因選種技術」的英文內容可上網選讀，中文翻譯稿亦由廖仁寶先生譯好並上網。現場翻譯由吳明哲博士擔任。歡迎養豬朋友對台灣種豬性能提供建言，並邀請工作伙伴一同參加，共襄盛舉。

英文資料 http://www.angrin.tlri.gov.tw/sift/picbs_6-2.pdf
中文資料 http://agrkb.angrin.tlri.gov.tw/modules/smartsection/item.php?itemid=22


台灣區種豬發展協會 敬邀

報名聯絡： ,

電話：02-29963673 傳真：02-29946428 E-mail: siaot@ms43.hinet.net
郵寄：台灣區種豬發展協會（台北縣新莊郵政4-178號信箱）


豬隻育成及其肉質的基因選種技術

The Swine Genome Sequencing Project:

Implications for Health and Meat Production
豬基因組定序計畫：對健康與肉品生產的意涵



Lawrence B. Schook, Ph.D.
Institute for Genomic Biology
University of Illinois
1201 W. Gregory Drive, Urbana, IL 61801 USA
(schook@uiuc.edu)

中文翻譯：廖仁寶先生

總覽。過去十年來，在豬基因組定位與特性分析方面有著無數的進步。目前，中到高等解析力的遺傳連鎖圖譜包括高等多態性基因座(Type II) ，已透過獨立定位族群而建立[Rohrer et al. 1996]。此外，原位圖譜定位方法如體細胞雜合分析、原位雜交及 ZOO-螢光原位雜交，皆已用來加強第一型標記圖譜和進行與圖譜詳細的物種如人類與小鼠之比較分析。目前，超過5,000個已定位的基因座在豬基因組上分門別類(http://www.thearkdb.org)。近來，豬全基因組輻射雜交板(WG-RH)已經建立[Hawken et al. 1999]，結果導致另ㄧ經由使用與其他物種比較定位而被定位之表現序列快速增加[Rink et al. 2002]。豬基因組學研究團體已經獲得以細菌人工染色體(BAC)建構的基因庫，其為超過豬基因組35倍覆蓋率的資源。這些BAC資源已經利於產生在某些染色體區域高解析度之原位圖譜與支持建構可以對豬基因組直接序列定位的資源。這包括創建豬與人的比較圖譜和初始建構全基因組BAC片段。最後，大量定序之表現序列與基因組定序已可確認，而能夠被用來詳細定位性狀(抗病性)之單核苷酸多態性(SNP)。因此，工具和資訊已經被用來開發基因組學的應用，以促進豬的健康與性能。清楚地，基於資訊的低成本診斷將是開發的下一浪潮。結合新診斷與基因治療和管理工具亦將很快地上市。

建立基因地圖

比較基因定位：操縱人類與小鼠基因組序列。豬基因組大小約30億鹼基配對(3 x 109 bp)，複雜度與染色體組織(2n = 38，包括中期染色體與中節)與人類基因組雷同。比較基因圖譜已指出，豬與人基因組結構類似程度比兩者之一與小鼠比較的相似程度還高。人與豬保守同排序的片段平均長度大約是人與小鼠保守同排序片段平均長度的兩倍[Ellergren et al., 1994; Rettenberger et al., 1995]。再者，人與豬基因組的組織相似性反映在核苷酸相似性的層級。在人第七號染色體上異種同源表現子序列之超過600個非編碼DNA的比較，豬(和牛、貓及狗)序列一致性地被歸類與人和非人的靈長類序列比嚙齒類(小鼠與大鼠)更接近為一群[Green, 2002]。

豬圖譜：連鎖、原位及外表型。豬研究團體在數量遺傳與最近的基因組學研究有段悠久歷史。在豬裡很多多基因性狀的遺傳貢獻有很好的文件證明著，而且這方面的知識提供了鑑別與定位正在成長的數量性狀基因做的基石。最早的連鎖圖譜是在1994年建立並已經用來鑑別一些影響數量性狀如生長、體組成繁殖與免疫反應的染色體區域[Bidanel and Rothschild, 2002]。從許多不同生理時期的不同組織已被發展無數的cDNA基因庫，並有超過100000個ESTs已經被放置於基因研究中心(TIGR,一個公共資料庫)。TIGR在所有EST序列的叢集分析已經產生了超過50,000個非累贅的基因索引，這些索引日常性地被國際研究團體所使用。1000個ESTs組成的小組已經被選為定序預測介入子(以人基因組序列為基礎)，以用作SNP在連鎖圖譜之定位。相同的一組ESTs已經被放置於輻射雜交圖譜(RH map) [Hawken et al., 1999; Meyers et al., 2004]。EST定位的成就是被設計來改進人-豬比較圖譜。豬基因組之輻射雜交圖譜加入微衛星型標記與選自於與人序列比對的EST。這個圖譜包含5500個STS標記和目前正加入的2000個比較標記(http://imprh.toulouse.inra.fr)。一項國際共同合作的成果為已經開始發展BAC圖譜。一個國際合夥被發展建構豬BAC圖譜。桑格研究所、美國農部ARS、洛斯林研究所、INRA及伊利諾大學是目前的參與者(www.swinegenomics.com)。

以連鎖不平衡分析進行高解析度定位數量性狀基因座。在歷史上有兩種方法已經被用來定位數量性狀基因座(QTL)。這兩種方法包括連鎖分析與連鎖不平衡分析。大部分QTL研究為利用不同品種的雜交族群與低解析力的圖譜，此種圖譜為利用連鎖分析以定位某種特定性狀在染色體上小於10 cM的範圍內。在比較上，LD具高資訊性但依賴高解析力圖譜，且可整合兩者已存在族群和家族的資料。開發高密度SNP圖譜將可因此而提供一種強而有力的方式以從事多點細部定位和特別是傳統上難以定位的性狀如動物健康。近來方和熊已經展示一種藉由使用族群資料LD分析的QTL定位之迴歸方式，能夠完成樣本數目250個的個體和中等LD之複雜性狀定位。因此，利用LD進行QTL定位是非常顯著的，此乃由於大部分QTL研究受限於評估的表型數目。在人類複雜疾病的分析中，取得大量家族或有資訊的族群大體而言亦是時效限制的步驟。如此，應用SNPs之全基因組範圍的相關分析是更有效的[Nowotny et al. 2001]。LD亦是所謂的對偶基因相關性，此乃當在基因組裡兩個不同位置的對偶基因會比預期中更為高度相關。為這目的，開發以SNP為基礎的LD圖譜能夠有利於全基因組的相關性研究，從而邁入更有效測定候選疾病抗性或敏感性基因方式。

單一核苷酸多態性(SNP)之發現。日漸獲得之人類和其他模式生物基因組序列，可提供不同個體間單一鹼基配對變異位置之鑑別機會。這些獨特的SNP現在成為選擇的標記，可用以研究複雜遺傳性狀和疾病[Kwok and Gu 1999]。有兩種SNP定位的方式，包括基因組範圍與候選基因定位。在兩者中，SNP被用作相關性研究以建立特定性狀或疾病連鎖。

表現數據曲線以鑑別正處於危險中之動物。除動物的遺傳組成外(與生俱有的抗性或敏感性)，環境(遮蔽物、地理影響、混雜或運送的緊迫及營養)顯著地影響基因的表現(量、時間、組織)。微陣列技術是一項有力的的工具，可用來分析宿主與病源的交互作用，它提供了同時審視同一動物(遺傳組成)成千基因在不同環境的轉錄狀態。微陣列在固態的基質上包含特定與排序的個別基因片段。從不同組職樣品(白血球、切片材料、bucal?臉頰海綿檢體)分離之mRNA所製備的標示探針被雜合在微陣列上，而雜交到個別DNA片段的探針則可被測量。微陣列的重要特徵為單一分析能夠測量到他們細胞內因對環境(即疾病、營養、緊迫)改變的反應所造成千基因轉錄的反應狀態。藉由利用微陣列的力量以同時定量成千基因的表現量，將有可能廣泛地調查在小腸表皮細胞上百個生化過程之調控。

聖盤：抗病之基因選拔

兩個主要爭論面臨使用基因資訊以促進豬隻健康。首先為開發內容資訊以提供遺傳資訊(序列或表現為根基)而可鑑別動物在某一疾病的風險。這個『內容』已經被開發在兩個層面包括實驗層面與定點豬作業。其次爭論為開發高輸出、低成本技術平台以允許基因資訊的廣泛利用。

標名肉品：消費者導向之基因選拔

SNP發現的第一果實。面對動物育種的挑戰為捕捉自畜產QTL定位研究的成長資訊。大部分研究定位推測的QTL在染色體的20cM間距內，很清楚地這將對透過傳統回交而言太大而無法細部定位。因此，能夠結合低成本、堅固耐用的及大輸出量的遺傳分析的新方法用來轉譯實驗研究到商業族群是必須的[Vignal et al. 2002]。許多的成果在作物遺傳學上SNP的使用已經開始。拉發斯基已經展示haplotype為基礎的分析是比以個別SNP為基礎的分析更具資訊性，並具有更多的力量分析表型相關性。古達與維士曼已經描繪SNP基因組掃描的成本效益性，並已做出結論如此是有成本效益的，SNPs應該具有一般對偶基因的頻率介於0.5- 0.75之間。他們也認為在一個不超過五個基因座的叢集是需要的，最好的解決方案是一個叢集具2-3 SNPs的圖譜。並且，有關的發現為青等他們研究原始玉米族群的LD。他們斷定有小數目(2-8)明確與高度多樣的haplotypes能夠被區別，而且在基因裡SNP基因座組成的haplotype彼此是在LD狀態。第一個將SNPs應用在豬產業的例子為將此技術平台應用於動物從農場到肉品的追蹤。SNPs提供一種健全且快速地去基因定型大量數目動物的方法，此法可用於實驗室與現場檢驗。一些研究已剛開始鑑別與QTL相關的SNPs。近來，凡拉里等使用SNP基因定型去定位與瘦肉生長豬相關的基因。最近，我們(www.swinegenomics.com)已經開始進行SNP haplotyping計畫以選育具高排卵率的女豬。

機會之窗。目前美國研究團體已經建構包含超過13,000豬EST的表現分析系統。這個微陣列表現平台將可用來鑑別基因表現的差異，其為以下狀況的一種方程式：(1)組織對經濟重要豬疾病的反應；(2)疾病與動物環境間的相互作用；(3)決定是否白血球的表現數據可用作預測疾病爆發或次臨床疾病的存在；(4)當做診斷工具以監測豬對治療或營養干預的反應。最顯著的機會來自於美國衛生部(NIH)最近將豬列為完全基因組定序動物的決定(http://www.genome.gov/10002154)。這項科學的確認提供創造一支國際團隊招致資金以完成這項倡議的基礎。當完成時，序列將允許快速鑑別基因和設定染色體區域做為快速SNP分析，進而創造新的篩選工具和開發新藥物，以促進動物健康與性能。

未來前景

很清楚地在可見的未來即時評斷個體動物的健康狀態是將可達成的，因此，生產所引起的緊迫(動物斷奶、生產設施內之移動、營養、天氣和裝運)亦將可透過表現數據而被監測。與生俱有的資訊將是營養與環境的交互作用，並將影響動物與生俱有的抗病性。如此見解將無疑地會減少抗生素當做飼料添加物的需求。基因組學亦將提供追蹤系統，將被用來提出健康議題和鑑別已經改變的動物性能、藥物或抗生素殘留於生產系統的單元。健康保證的動物性蛋白將是在全球市場中符合消費者需求的高度優先選擇。

致謝

本工作的補助金來源有美國農部-國際研究創始會(2002-35205-12712)、美國農部合作州立研究服務部門(AG2002-34480-11828)及美國農部農業研究服務部門(Agreement No. 58-5438-2-313)。

引用文獻

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