随着饲料作物生产成本的日益增加,人们对于猪的饲料利用效率越来越重视,对其研究也越来越多。目前,在国内外应用比较广的评价饲料利用效率的指标主要有饲料增重比(Feed to Gain Ratio, F/G),国外称为饲料转化率(Feed Conversion Ratio,FCR)我国也俗称“饲料报酬”或“料重比”和增重饲料比(Gain to Feed Ratio,G/F),国外称为饲料效率(Feed Efficiency,FE)等。
但是,利用F/G或者G/F研究饲料利用效率的遗传有一定的局限性。例如,两头具有相同G/F 的猪,其采食量和日增重可能各不相同。相反,有些遗传背景及采食量都相同的个体,在G/F 却存在差异。因此,仅凭G/F 指标,无法选择出在遗传背景上饲料效率高的动物。这也是为什么FCR等指标应用于评价饲料的利用效率很多年,其在动物的育种方案中的应用效果却不好的主要原因。而另一个主要原因是,FCR与生长速度及体重,甚至产仔数是相关的。随着对猪生长速度、瘦肉率以及母猪繁殖性能等性状遗传改良取得明显进展,猪的饲料利用效率已成为下一个重点选择的重要经济性状。
1963年,Koch等提出的剩余采食量(Residual Feed Intake,RFI)概念,即畜禽实际采食量与用于维持和增重所需要的预测采食量之差,反映的是动物本身由遗传背景决定的代谢差异。正逐渐被应用于评价由于遗传因素造成的饲料转化效率的研究中。RFI从2007年开始被用做猪育种研究中(Cai等,2008;Gilbert等,2007)。研究显示,RFI在育肥猪上遗传力为0.15-0.40 (Cai等,2008;Gilbert等,2007;Hoque等,2009)。
目前,对于饲料利用效率的遗传学研究主要集中在对于采食量和剩余采食量的的生物遗传学及分子标记辅助选择等方面。
研究表明,品种因素造成的采食量的差异约为10-20%,并有可能会影响一些采集习惯,如采食频率、采食多少、采食间隔等。而在自由采食的情况下,采食量的遗传力大约为0.3左右。采食量的杂种优势率与生长速度及饲料利用效率的差不多,约为5-10%。遗传相关方面,研究表明,日采食量与平均日增重、饲料利用效率及瘦肉量之间的遗传相关分别为0.75、0.40和-0.45。在基因研究方面,虽然FTO基因, obese 基因、Orexin基因、Leptin基因等都在人中报道与采食量相关,但是在猪上的作用或作用位点并不明确,目前比较明确的是MC4R基因(Kim等,2000;Burgos等,2006)和Hal基因(Lee等,1995),研究表明,MC4R在调控动物食欲和增重中起关键作用,而Hal 基因座位的三个基因型之间存在5-15%的差异。
在Cai等(2008)的研究中,通过对RFI的5个世代的选择,其饲料利用效率提高了1.6%,眼肌面积增加了0.9cm2,背膘厚下降2.2mm,平均日增重降低41g/d,平均日采食量降低237g/d,剩余采食量降低134g/d。在进行生产指标测量的同时,研究人员还进行了各个世代IGF-1含量的检测,5个世代后,IGF-1降低了35ng/ml。通过计算,发现IGF-1与背膘厚、眼肌面积、平均日增重、平均日采食量、料肉比、剩余采食量的相关系数分别为0.52、-0.35、-0.19、0.26、0.78、0.63,说明IGF-1可以作为影响RFI的一个主效基因使用。而在对于低RFI选择群体母猪生产性能的研究中发现,低RFI的母猪比对照群体母猪的产活仔数及初生重要高。而两个群体在哺乳期的采食量是相同的,但是低RFI群体母消耗了更多的体重。
此外,爱菏华州立大学的研究人员还对740个体平均日增重,平均日采食量以及剩余采食量进行了全基因组关联分析。结果表明,与RFI全基因组范围内显着相关的位点分别在第1、2、3、7号染色体上,编号为PRDM12、SLC5A12、SUCLG1、SLC24A4等。1号染色体上的MC4R基因同样也在全基因组水平显着。