💡这项突破是什么?
一头猪还没有长大,如何提前判断它适不适合留作种猪?生长快不快、肉质好不好,哪些优点又能传给下一代?这是动物科学学院特聘副研究员张哲在基因组研究中一直努力回答的问题,在他看来,育种本质上是一门“预测”的学问。
预测猪未来的“水晶球”
要预测一头猪的未来,先要弄清“什么能传给下一代”。早在春秋时期,伯乐相马靠的是体型外貌、嘶鸣这些外在表型,但表型是遗传与环境共同作用的结果,其中只有遗传因素能够传递给下一代。上世纪70年代,动物育种学家C. R. Henderson把群体的系谱加入数据,构建起体现个体之间遗传联系的矩阵,从而把遗传因素(育种值)剖分了出来。只是受时代所限,他还无法直接窥探遗传的本质。
如今,包括基因组学在内的多组学飞速发展,科技的进步给研究装上了“放大镜”,让育种人员可以透过现象(表型)看到本质(基因组)。这就仿佛电影《千钧一发》中所设想的未来人类婴儿甫一出生即可根据DNA信息获知其未来罹患疾病的风险,甚至是人生的走向。育种人员也可以仅仅基于一头猪的基因组信息,预测出它的未来。这枚能够预测猪未来的“水晶球”,就是基因组选择——不仅关心当代优秀,更希望下一代同样优秀甚至更优秀,让整个群体蒸蒸日上,这也是张哲研究的核心。

让数据开口说话
与育种企业合作开展研究时,张哲和团队曾遇到过一个让人惋惜的问题:自动饲喂设备每天留下大量记录,一头猪几点采食、吃了多少、长了多少,可等要用时,一部分数据却难以利用。采食数据有异常、有缺失;体重记录有时断成几条曲线,对不上号,只好另配体重秤,重新进行人工测量。
机器记下来的信息,到底能不能真正派上用场?团队没有放弃这些“沉默”的记录,他们从原始数据入手,建立过滤规则,剔除异常值,用机器学习估计缺失的采食记录,再从混杂的数据中把真实的生长曲线一点一点“捋”出来。当一条完整的生长曲线重新出现在屏幕上,那些原本“不好用”的数字,逐渐成为判断生长速度和饲料利用效率的依据。

记录从“用不上”到“会说话”,靠的是张哲和团队的“较真”,这一步看似枯燥,却是育种大厦的地基。如果连“这头猪吃了什么、长了多少”都说不清,后面的选择与评估就无从谈起。
CT影像照出“里子”
采食和体重回答了“长得好不好”,另一个问题则更难:一头猪身上,肌肉、脂肪、骨骼各有多少?哪些部位更值钱?过去,这些只能在屠宰后称量;如今,活体CT让猪在扫描仪里躺上几分钟,身体内部的“里子”便清清楚楚显现在影像上。

可一张张灰度影像不会自动告诉育种人员:不同部位有多少肌肉、脂肪和骨骼,哪些个体更值得选留,需要有人来“读懂”它们。于是,团队把计算机视觉方法引入育种,开发出UPPECT工具,使CT影像技术能够在活体状态下精准测定瘦肉率、脂肪率、肌内脂肪含量、骨率等关键胴体性状,让优秀基因的筛选从“凭经验”走向“靠数据”,将育种效率推向新高度。

这项技术正在产业里快速落地,团队的合作企业史记生物在国内率先应用CT影像育种技术,目前已累计完成20000+头猪的CT测定,生成500万张扫描图片,是国内唯一研发及核心场应用CT扫描技术活体测定胴体性状的育种企业。
从一条生长曲线到一张CT影像,张哲和团队的工作,是让记录变成可用的信息,再与基因组检测、遗传评估相连接。科研与生产的距离,就在解决这些具体问题的过程中一点点缩短。
育种人的漫长回答
数据最终要回答的,还是养殖与餐桌的需求:能不能既养得高效,又留住好味道?潘玉春教授领衔的生猪育种团队培育的“香雪白猪”与“椰岛黑猪”,给出了各自的答案,张哲正是深度参与攻关的科研人员之一。
2022年底,“香雪白猪”配套系通过国家畜禽遗传资源委员会审定。这是国内首个以浦东白猪为育种素材的优质肉猪配套系,团队历经十八年攻关,把浦东白猪与祥欣长白猪、祥欣大白猪的资源优势结合起来,让地方猪肉质细嫩的特点与较高的生产效率相融合,回应江浙沪市场对优质风味猪肉的需求。

向南到海南,答案要重新写一遍。海南地方猪耐热、耐粗饲,肉质优良,却生长慢、饲料转化效率较低,难以撑起规模化养殖。高校和企业的联合攻关团队,历经十五年培育出“椰岛黑猪”,既继承了地方猪耐热抗逆的特性,又展现出突出的经济效益,于2026年获得新品种证书。

十八年、十五年,新品种背后,是一轮又一轮的数据分析,是一代又一代的测定与选留,张哲参与其中,也接续着前辈与同行的探索。一白一黑两个品种,让地方资源有了新的产业价值,也让育种人的耐心有了看得见的回响。

育种的本质是预测,预测的终点是改变。为了“制造”出更加完美的“水晶球”——数据更可靠,影像更精细,基因组更全面,方法更高效,张哲正和许多的同行者一起,不懈努力!



