母猪母性行为遗传决定机制研究

《Journal of Animal Breeding and Genetics》：Genetic Determination of Maternal Behaviour in Pigs

　　

在瑞士兰德瑞斯（Swiss Landrace, SLR）母猪中，母性行为是一项具有重要商业价值的性状，其影响母猪与仔猪的福利，以及人畜互动的质量与安全性，尤其在无定位栏自由分娩（free farrowing）体系下更为关键。本研究旨在评估母性行为并估算其数量遗传参数。泌乳期平均29–30天、胎次1至11的泌乳母猪，在瑞士育种公司Suisag旗下四个核心场分两个12周时段接受行为测试与观察。研究人员对人类定向攻击性采用标准化仔猪处理测试（Piglet Handling Test, PHT，5分制）与养殖者攻击性评分（Farmers' Aggressiveness Score, FAS，3分制）评估；对未知仔猪尖叫播放的反应采用5分制评分，并记录躺卧前发声及躺卧耗时。各性状观测涵盖451–705头母猪，多数个体具多性状表型，每指标采样1–6次。鉴于性状非高斯分布，方差组分基于贝叶斯广义线性混合模型（Bayesian generalised linear mixed models）估算，随机效应含母猪加性遗传效应与永久环境效应。加性遗传关系分别由系谱（1418个个体、六代）、基因组（376头60K SNP芯片分型母猪）或二者结合的H矩阵构建。估计可信区间表明，无论关系矩阵如何建模，所有性状均具重复力，估计值介于0.18±0.09（均值±标准差；95% CI＝[0.01, 0.35]）与0.66±0.04（[0.58, 0.74]）。对人攻击性水平（系谱基：PHT h2＝0.44±0.12，[0.22, 0.69]；FAS h2＝0.24±0.10，[0.04, 0.45]）与躺卧前发声（H矩阵基：h2＝0.36±0.15，[0.07, 0.63]）均具遗传力。研究人员发现FAS与仔猪存活性状间存在不利遗传相关。结果表明，人向攻击性可遗传，通过遗传选择改善饲养员安全与母猪福利具备可行性，但仔猪存活应纳入平衡育种指数以确保两性状协同进展。

研究背景与立项依据：哺乳动物泌乳期行为具跨物种保守性，家猪（Sus scrofa）中母性行为不佳（如压死仔猪、撕咬）是断奶前死亡主因。室内商业场中，母猪将饲养员视为潜在威胁，哺乳期对人攻击性可达19%，在转向自由分娩（free farrowing）趋势下威胁人员安危且反映母猪负性福利。管理干预耗时且难规模化，而若母性行为具遗传基础，育种改良可低成本、累积性获益。既往研究遗传力估计矛盾，多因测量法不同、缺乏重复观测及多性状关联不清。因此研究人员在瑞士兰德瑞斯（SLR）自由分娩核心群中，系统量化防御性攻击、对仔猪鸣叫反应、躺卧谨慎度，并估算遗传参数与育种关联。

主要技术方法概览：研究于2023年10–12月及2024年5–8月在Suisag四核心场开展，母猪单栏自由活动（非定位栏），每场访视6次×2天。表型来自仔猪处理测试（PHT，5分制，提仔+假臂刺激）、仔猪尖叫测试（PST，播放1日龄/15日龄未知仔鸣叫，5分制）、躺卧行为观察（记录躺前发声二值及耗时秒数）、养殖者攻击性评分（FAS，3分制，产后7天内由场员评）。遗传数据含系谱（截六代1418–1915个体）与60K SNP芯片（Illumina定制）分型365–406头母猪，质控后70 445–70 446 SNPs。统计采用R语言brms接口Stan跑单变量/双变量贝叶斯动物模型，分类性状用probit阈值模型，连续性状（躺卧耗时）用lognormal；加性关系矩阵交替用系谱A矩阵、基因组G_SNP矩阵（VanRaden法）及A-G融合H矩阵；永久环境效应必含，PHT/PST加窝组随机效应；遗传力h²=σ²_a/σ²_p，重复力Rep=(σ²_pe+σ²_a)/σ²_p；表型相关与遗传相关由双变量模型得，与仔猪压死数（Poisson）及断奶存活比（0-1-inflated Beta）做多性状扩展。

研究结果

3.1 性状分布与固定效应：PHT最常见为2分（无攻击警觉，50%），仅8.5%达4–5分，15.7%个体至少一次攻击；哺乳期天数增加降低无反应概率。PST 53.8%无反应，15.1%达4–5分；胎次无影响，后期哺乳与同室后测均降反应性。躺前发声占64.6%，随哺乳日降、随30 cm内仔数升。躺卧耗时1–104 s（中位8 s），仅高胎次（5–6）有差异。FAS 82.2%为1分，3.5%为3分；一胎更易2分，场D攻击率偏高。

3.2 遗传参数

3.2.1 重复力：所有性状0.18–0.66，PHT、躺前发声、FAS＞0.40，表明个体间差异跨胎次稳定。

3.2.2 遗传力：PHT系谱A矩阵h²=0.44（G_SNP降至0.20，H矩阵0.35）；PST低遗传力（A矩阵0.17，H矩阵0.11）；躺前发声H矩阵h²=0.36（A矩阵0.37）；躺卧耗时不遗传（≤0.12）；FAS三矩阵均≈0.24–0.27且CI不含0。说明对人攻击性及躺前发声具中选遗传力，尖叫反应不适合作育种指征。

3.3 性状间相关：永久环境相关中PHT-PST=0.57（正），躺前发声与PHT/PST约0.5但CI宽。遗传相关PHT-FAS=0.70、PST-FAS=0.68（均强正），证FAS可作PHT实用替代。与生产性状：FAS与压死仔数遗传相关r_g=-0.51（95% CI上限-0.002），即选低攻击性伴压死数微增（不利）；FAS与断奶存活比r_g=0.28（CI含0）。

讨论与结论翻译：本研究以场内实用量度探究散养SLR母猪防御性攻击的遗传基础。所有母性行为跨胎次稳定可重复；对人攻击性（PHT、FAS）与躺前发声具中等遗传力，PST低遗传力且不适大规模表型化。PHT与FAS强遗传相关支持养殖者评分作育种记录。FAS与仔猪压死数呈不利遗传相关，提示单选低攻击性会损及仔猪存活，须将仔猪存活纳入平衡育种指数（balanced breeding index）。综上，母性防御攻击具遗传性，经遗传选择提升饲养员安全与母猪福利可行，但须在多性状指数中权衡仔猪生存，方能于自由分娩体系中同步获益。该研究发表于《Journal of Animal Breeding and Genetics》。