田見暉:批次化同步擴繁技術,力破我國母豬繁殖、疫病防控頑疾
我國是生豬養殖和消費大國,養殖規模持續上升,母豬繁殖效率低、疫病防控難是我國傳統生豬養殖工藝模式面臨的兩大難題,如何破題?
新京報記者瞭解到,中國農業大學副校長、教授田見暉聯合國內科研院所、企業集團歷時十多年技術攻關,國內首創了母豬批次化同步擴繁技術,爲我國養豬業建立現代“全進全出批次化生產工藝模式”提供了關鍵技術支撐。目前,這項技術已在牧原、溫氏、新希望等國內65%以上的養豬企業推廣應用,有效解決了生豬養殖中繁殖生產效率低、疫病防控兩大痛點。
技術攻關的難點在哪裡?這項技術會對我國生豬生產帶來哪些影響?近日,新京報記者專訪了田見暉。
田見暉(右二)和工作人員在一線調研。受訪者供圖
讓母豬步調一致繁殖生產,爲豬場穿上生物安全防護服
新京報:母豬批次化同步擴繁技術的核心是什麼?
田見暉:該技術是現代養豬企業建立“全進全出批次化生產工藝模式”的核心關鍵技術,不僅能縮短母豬非生產天數,增加年產胎數,提高繁殖效率;還可實現各階段豬羣圈舍全進全出,確保豬舍清空幾天時間,便於集中進行清洗消毒,從而避免病原菌交叉感染,爲豬場穿上生物安全防護服。技術的核心是依據豬場母豬數量和產牀數,將母豬分羣並利用繁殖藥物和技術進行發情和排卵調控,實現集中定時輸精;並在妊娠結束及時進行同期分娩調控,使母豬羣能夠同步發情、卵泡同步發育、同步排卵、同步配種,最後同步集中產仔。這樣不僅提高了繁殖效率,還提升了豬場生物安全防控水平。
創新合成工藝,填補我國繁殖調控藥物空白
新京報:我國在建立母豬批次化同步擴繁技術過程中遇到了哪些困難?
田見暉:主要有兩大障礙,一是我國沒有同步繁殖調控關鍵藥物,二是在國際上同步擴繁核心的定時輸精技術普遍存在配種分娩率低。
我們首先面對的障礙,是沒有同步繁殖調控藥物。烯丙孕素是批次化生產中母豬發情期同步化不可或缺的關鍵藥物,但國內一直處於空白,核心工藝知識產權長期被國外壟斷,並且反應步驟多、成本高。自2014年起,我們與寧波的一家生物科技公司合作,獨創三步法低成本高純度新藥物合成工藝,率先獲批烯丙孕素新獸藥,發情期同步化效果與國外產品相當,目前價格僅爲國外產品的10%左右。可以說,烯丙孕素新獸藥的創制,突破了我國母豬定時輸精關鍵核心調控藥物瓶頸,填補國內空白。隨後的2020年和2022年,我們又陸續在國內率先獲得母豬同期分娩藥物卡貝縮宮素和同期排卵藥物布舍瑞林,進一步完善了我國母豬批次化同步擴繁技術的藥物體系。
新京報:從實際應用效果來看,這些藥物的表現如何?
田見暉:烯丙孕素商品“孕力寶”2018年6月上市,這個藥物可使母豬同期發情率達90%以上,上市以來市場應用佔比始終穩居國內榜首。在2020年生豬復產和增養的關鍵時刻,烯丙孕素市場覆蓋率約佔54%,大幅提高了後備母豬利用率和產仔數,爲非洲豬瘟後生豬產業復產保供作出了重大貢獻。2020年,烯丙孕素榮獲“中國農業農村重大新技術新產品新裝備——十大新產品”。
同時,基於卡貝縮宮素藥物,我們成功創建了批次母豬日間同步分娩調控技術,母豬白天分娩率達90%以上,解決了因夜間接產、護理不周導致出生仔豬死亡率高的問題。而排卵藥物布舍瑞林則可有效提高母豬排卵集中度,爲後續開展母豬精準排卵調控和單次定時輸精技術研發奠定藥物基礎。
創建國際引領高效定時輸精技術
新京報:定時輸精技術存在的問題是什麼?
田見暉:前面說的這些藥物都爲實現母豬精準同步繁殖調控,提高繁殖效率提供了支撐。然而,作爲同步繁殖調控關鍵核心的定時輸精技術在實際應用中面臨兩大難題。一是後備母豬發情率低,可用於定時輸精的母豬數量減少,歐美養豬發達國家也僅有70%左右,不僅造成後備母豬培育成本的巨大浪費,還進一步加劇了後備母豬的供給壓力;二是母豬定時輸精的配種妊娠率相較於母豬自然發情配種妊娠率,往往也要低10%至20%,由此導致每100頭母豬減少50至200頭產仔,經濟損失比較大。
新京報:技術上如何規避胚胎丟失、提升妊娠率?
田見暉:在過去幾十年間,全球衆多團隊深入探究了這一產業難題,結果發現,定時輸精程序中的外源促性腺激素如孕馬血清促性腺激素(PMSG),引發子宮容受性損傷是該問題的關鍵。這一難題不僅長期困擾全球母豬批次化生產應用,也困擾着人類輔助生殖臨牀。我們團隊通過十年攻關,國際上首次探明,PMSG等外源促性腺激素處理,在促進卵泡生長的同時,引發了雌激素水平異常升高,進而過度激活子宮內膜上皮增殖調控通路,延遲了附植期子宮內膜分化,使得子宮難以滿足胚胎附植,導致了胚胎丟失和妊娠率下降。在探明這個關鍵機制的基礎上,我們獨創了母豬早期妊娠同步調控技術,獲得我國和美國的授權專利,妊娠率提高13%,技術投入產出比高達1∶100。在國際上首次攻克定時輸精技術引發母豬胚胎丟失妊娠率下降的難題。
新京報:後備母豬是更新種豬羣與養豬生產發展的種豬來源,後備母豬發情率低對技術使用有什麼影響?
田見暉:是的,後備豬是從仔豬斷奶到首次配種前被選留作種用的母豬。生產中我們發現,30%以上後備母豬無法正常啓動初情期,這意味着這些母豬無法順利經過定時輸精處理進入批次化生產而淘汰,經濟損失嚴重,成爲制約母豬批次化生產正常使用的瓶頸。爲解決這一關鍵問題,我們用了8年時間,揭示VA代謝產物維甲酸(RA)促進雌激素合成,提高母豬發情率的機制。進一步開發了後備母豬初情期啓動技術,大幅提高後備母豬利用率,有效減少了因發情問題導致的母豬淘汰數量,爲確保定時輸精技術應用創造了條件。
創新成立“協作組”,7年新技術已覆蓋國內超65%養豬企業
新京報:目前,這項技術已經在市場上投用?
田見暉:是的。我們基於自主創制的繁殖調控關鍵藥物和系列定時輸精、同期分娩技術,率先構建了精準高效的母豬批次化同步擴繁技術體系。在400萬頭母豬規模化應用中,該體系顯著提升了繁殖效率,每頭母豬每年提供斷奶仔豬數(PSY)達27.2頭,與美國相當,攻克了國內母豬繁殖效率低的“頑疾”;同時,豬羣免疫抗體均一度提高25.4%,有效提升了豬羣的抗病能力。2018年至今,該技術體系在我國生豬產業中實現了從零到規模化應用的跨越式發展,目前已在國內65%以上的養豬企業推廣應用,年繁殖出欄生豬超4.5億頭,助力牧原、溫氏等年出欄千萬頭級良種母豬批次化生產企業的發展,推動了我國生豬養殖工藝的現代化轉型。
2021年,“母豬定時輸精批次生產技術”入選科技部“十三五”科技創新成就展、農業農村部主推技術;我們編制的我國首個《母豬批次化生產技術規程》,於2025年頒佈實施,爲生豬產業規範化生產提供了農業行業標準。
新京報:如此“戰績”的背後,是因爲有一個很特別的“協作組”?
田見暉:爲滿足規模化養豬企業的生產管理需求,突破國外技術壁壘,團隊提出自主研發母豬批次化同步擴繁技術。針對國內“產學研用”脫節困境,2016年我們依託科技部畜禽良種產業技術創新戰略聯盟,由中國農大牽頭組織北京市農林科學院、中國農科院等國家地方高校、科研院所,及獸藥企業寧波三生生物和大型養豬企業牧原、溫氏、新希望等20多家單位,成立“全國母豬定時輸精技術研發及產業化應用協作組”,探索產學研用一體化新模式。這種新模式,打破了傳統科研與產業之間的隔閡,實現了跨單位、多學科的深度合作,不僅匯聚了各方優勢資源,還形成了強大的協同創新合力,有效破解了我國農業產業技術產學研用脫節的難題。
新京報:協作組在工作機制上有何創新之處?
田見暉:面對我國批次化生產無調控藥物可用、國外技術妊娠率低、成本高以及集中配種精液供求矛盾尖銳等產業難題,協作組統籌創新資源,對十餘項技術難題的研發策略、試驗方案進行一體化設計和集中攻關,並就相關難題組織成員出國考察、邀請領域知名外籍專家來華技術交流,促進知識共享與創新思維的碰撞。在實踐探索中,走出一條“企業出資、科研出智、產學研合作答題、市場閱卷”的創新之路。通過創新鏈和產業鏈的無縫對接,大大縮短研發與推廣週期,使新藥與配套技術當年投產、當年示範推廣,顯著提升了科研成果的轉化效率。
2017年,我們牽頭協作組成員單位,承擔“十三五”國家重點研發計劃項目“畜禽繁殖調控新技術研發”,使協作組由自主籌資、內部收益的成果研發與轉化方式,逐步向政府立項引導,政產學研用一體過渡。通過這一轉變,我們構建了具有更多同行企業參與的良好合作競爭創新生態和產業集羣生態。使得該技術在短時間通過技術創新和組織創新,實現技術使用成本的大幅降低,目前僅爲國外的10%左右,這也是該技術在7年內實現全國大範圍推廣應用的關鍵所在。
短短7年內,協作組成功推動該技術在我國落地生根,我國養豬企業擺脫傳統生豬養殖工藝模式,建立了“全進全出批次化生產工藝模式”。這一變革徹底扭轉了規模養殖的高耗低效產業困境,大幅提高母豬繁殖效率和豬場疫病生物安全防控水平。
新京報記者 曹晶瑞
編輯 張樹婧 校對 張彥君