餐桌上的大科技：如何破解鸭“密码”
转自：学习时报
侯水生，中国工程院院士，农业农村部动物遗传育种与繁殖（家禽）重点实验室主任，国家水禽产业技术体系首席科学家，畜禽生物育种国家重点实验室首席科学家。他长期从事水禽育种与养殖技术研究，创建了肉鸭高效育种技术体系，引领我国肉鸭育种技术达到国际领先水平，带领团队先后培育出适合加工北京烤鸭的“Z型北京鸭”、适合整鸭食品加工的“中畜草原白羽肉鸭”、适合分割类食品加工的“中新白羽肉鸭”三个新品种，打破了国外品种的垄断。
在物质匮乏的年代，大多数家庭只有逢年过节才能吃到肉，改善生活。如今，吃肉早已不再是什么奢望，人们更关注的是吃什么肉才更健康。禽肉因为高蛋白、低脂肪、低胆固醇、低热量、营养价值高，越来越受到消费者的喜爱，鸭肉就是其中之一。在鸭肉的脂肪酸组成中，不饱和脂肪酸含量高达65%，大约比牛羊肉高2倍，比猪肉高1.5倍，比同门的鸡肉还高25%，已成为餐桌上的肉类新宠，而牛羊肉的饱和脂肪酸含量很高，是鸭肉的2倍。中国的餐饮文化更是将鸭子的潜能充分释放。北京烤鸭、南京盐水鸭、广东烧鸭、四川樟茶鸭，还有各种卤味鸭脖、鸭头、鸭胗、鸭肠等，花式吃鸭让我们成了世界上最大的鸭肉生产国和消费国，消费量仅次于猪肉和鸡肉，养殖量也雄踞世界第一。但是，很多人并不清楚，我国市场上主要的肉鸭品种，曾长期被外国企业垄断，严重制约了我国本土肉鸭产业的发展。小小鸭子的背后，蕴藏着多少育种故事？浑身是宝的鸭子身上，还有哪些秘密有待揭开？生物科技帮我们取得了怎样的突破？
肉鸭产业目前是我国的第三大肉类产业
我国具有悠久的养鸭历史，目前有37个不同的鸭品种。家鸭主要来源于绿头野鸭的血缘。绿头野鸭经过长期驯化变成了家鸭。目前我国饲养的鸭子可以概括为三种类型：北京鸭、麻鸭、番鸭。这三种类型的鸭子在2023年的出栏量超过43亿只，鸭肉总产量1023万吨，约占禽肉三分之一。
在全球范围内，肉类消费量已经转向以禽肉为主体，几乎所有国家的禽肉消费量都在不断增长。根据《经合组织—粮农组织2021—2030年农业展望》中提供的数据，在2018—2020年，禽肉、猪肉和牛羊肉消费量占比分别为43.2%、33.1%和23.7%。禽肉正成为一种主流消费肉类。肉鸭产业是我国的第三大肉类产业，我们生产那么多鸭肉都干什么用了？首先是烤鸭，每年的消费量巨大，生产区域也非常广泛。其次是传统的咸水鸭、卤鸭、酱鸭、板鸭等等。另外旅游业的发展，为肉鸭产业带来了巨大的变化。目前分割产品非常畅销，大家可以在各个区域的许多地方看到有这样那样的鸭脖在销售，这属于高附加值的产品，给肉鸭产业发展提出了新要求，也带来了发展机遇。
樱桃谷鸭的前身是北京鸭
1873年，旅居中国的美国人詹姆士发现，北京民众喜欢吃一种烤制的鸭子，于是他将15只从北京收集的鸭子悄悄地带上邮轮，经过124天航行抵达了美国，最终有9只鸭子活了下来。这些远渡重洋的鸭子就是著名的北京鸭。百年之后，它们的后代竟然摇身一变，成了英国樱桃谷鸭或美国枫叶鸭，作为优良品种回到家乡，而此时，已是身价百倍。
因为这个鸭子是从樱桃谷农场买的，所以我们中国人给它起个名字叫樱桃谷鸭。最早的时候，樱桃谷鸭进入到我国市场以后，对我们肉鸭产业起到了一个很好的促进作用，但是随着社会的发展，它又形成了垄断。这种垄断对我们肉鸭产业的发展是没有好处的，因为鸭种垄断以后，会产生垄断利润，这种垄断利润给我国的肉鸭生产企业造成了巨大的引种负担。
根据中国畜牧业协会出具的《关于樱桃谷鸭在国内白羽肉鸭市场占有率的情况说明》，2022年和2023年1—6月，樱桃谷鸭商品代鸭出栏量在我国白羽肉鸭中的占有率分别为60.50%和61.71%，白羽肉鸭商品代鸭出栏量占到我国肉鸭总产量的80%以上，按照上述测算，樱桃谷鸭品种商品代鸭出栏量占我国肉鸭总产量的50%左右，占比较高。几十年来，英国靠樱桃谷鸭每年从我国狂收数亿元利润，累计利润更是突破100多亿元。为守住这棵摇钱树，英国樱桃谷农场公司还牢牢掌控着种鸭的源头。按照血统，樱桃谷鸭分为曾祖代、祖代、父母代和商品代四级。曾祖代和祖代都是纯种鸭，而父母代和商品代则是杂交繁育的鸭子。在整个谱系中，越往下，基因越杂。杂交品种本身有很多优势，比如肉质好、抵抗力强等等。但是，它们也有一个致命的缺点，那就是杂交优势很难稳定地遗传下去。杂交品种的后代会快速退化，产生分离现象，造成群体整齐度降低，生产性能严重下降，所以父母代和商品代都只能消费，无法作种鸭，不能继续繁殖后代。英国樱桃谷农场公司通常只向我们出售杂交鸭。如果想要纯种的祖代，则需要支付高额费用，还要答应极其苛刻的条件。所以，我们的企业只能不断交钱购买他们的鸭子，靠养殖和加工获取微薄的利润。这是我们作为肉鸭育种工作者或者遗传育种研究科技工作者应该解决的问题之一。
神奇的生物技术为育种提供科学依据
给鸭子贴上二维码、电子标识，追踪成长数据；建立自动采食系统，监测喂养效果、饲料转化效率；为鸭子做超声检查，记录体质特征。这些看似有些夸张的手段，为育种提供了科学依据。而科学育种的手段还远不止这些，神奇的生物技术能帮我们揭开更多鸭子发育的秘密。大家吃鸡肉也好，鸭肉也好，还是猪肉也好，口感很重要。口感受到肌纤维直径和密度的影响，肌纤维的直径越小、密度越大的时候，它口感会越好。我们利用肉鸭育种群体，发现了Tasp1基因，它的不同基因型能够调控肉鸭的肌纤维直径和密度。肉品香或者不香，与肌间脂肪含量的高低有密切关系，我们发现的MAGI3基因，能够直接调控肌间脂肪的含量。因为肌间脂肪含量越高，肉越香，含量低的时候，肉的香味要差好多。我们发现完全可以用MAGI3基因进行选种。比如说GG型肉鸭胸肌的肌间脂肪可以超过6%，而AA型只有4%左右，差异很大。我们根据这个基因的不同基因型选种，能够有效地提高肌肉中脂肪含量，增加肉的香味。
还有一个非常重要的问题，大家吃鸭蛋的时候，会发现都是绿壳蛋，这也是受基因调控的。我们研究发现了调控绿壳的基因。鸭蛋一般在加工成咸鸭蛋、皮蛋后销售，加工过程中蛋壳强度不一样，造成的破壳率损失是不一样的。绿壳蛋的强度要比白壳蛋的强度高许多，加工企业都希望鸭子产绿壳蛋，不想要白壳蛋。我们就把ABCG23基因应用到鸭子的育种中，这个基因能够直接影响跨膜转运胆绿素的蛋白质合成。绿壳蛋之所以出现绿色，是因为蛋壳表面附着了一层胆绿素，在阳光下胆绿素呈现绿色。
大家知道，羽绒是非常好的轻工原料，但是白色羽绒和麻色羽绒在价值上差异很大。我们发现MITF基因能够调控鸭子的羽色。为什么它能够调控鸭子的羽色呢？因为在它的基因结构中插入了一个DNA片段，这样的片段抑制了色素的合成，使得色素不能合成，从而使鸭子产生白化，白色的羽色是这么来的。北京鸭是从野鸭进化来的，正是由于MITF基因中间插入了一段长度为6.6kb的内含子，导致了色素合成障碍，从而形成了白羽这样的特性。
加快培育具有国际竞争力的新品种
从2008年到2020年，我国实施了第一轮畜禽遗传改良计划，覆盖奶牛、生猪、肉牛、蛋鸡、肉鸡和肉羊六大主要畜种，经过12年的努力，这六大主要畜种核心种源自给率已超过75%。2021年到2035年，我国继续实施新一轮全国畜禽遗传改良计划，除原来六大畜种以外，首次增加了水禽、马、驴、蜜蜂和蚕等品种，并将提高育种关键核心技术的研发和应用能力放在首位，其中，要求生猪、奶牛、肉牛、肉羊的生产性能达到国际先进水平，对白羽肉鸭的要求则是在现有基础上加快培育具有国际竞争力的新品种。我国的鸭子育种目前取得了怎样的突破？新的品种为我们的肉鸭产业解决了哪些问题？
我们利用一整套的育种技术方法，培育了三个非常重要的新品种，通过了国家审定。第一个品种是免填型的北京烤鸭专用品种，目的就是解决填鸭问题。北京鸭为什么非常肥呢？肥的目的是加工出优质的烤鸭，为了给鸭子增肥，人们使用了各种各样的方式来进行填饲。但是这种方式，鸭子应激反应特别大，死亡率特别高，饲料浪费也是很多的。经过育种以后，成功培育了“Z型北京鸭”烤鸭专用新品种，具有高饲料转化效率、高生长速度、完全能够替代填鸭的生产工艺。目前烤鸭专用新品种的推广量很大，每年出栏量超过8000万只，主要用于北京市场的烤鸭。应该说这个品种完全颠覆了过去北京烤鸭鸭坯生产需要填鸭的历史，可见新品种的作用是巨大的。
第二个品种是“中畜草原白羽肉鸭”。这个品种是属于瘦肉型的，我们采用了4品系配套杂交生产工艺，为什么要用4个品系而不是1个品系呢？是为了解决几个生物学矛盾。我们利用4品系配套杂交培育出来的鸭子具有极强的市场竞争力，表现为抗病性强、成活率高、饲料转化效率高、胸肉率高、皮脂率很低、繁殖性能很强。我国每年要生产40亿—50亿只的鸭子，出栏量很大，饲养技术的进步是促进肉鸭产业健康发展必须具备的条件之一。大家知道鸭子是水禽，过去认为养鸭子离不开水，事实上经过反复观察，鸭子是水禽，它喜欢戏水，但是它更喜欢干燥的环境，因为只有在干燥的环境下它才不会生病。根据鸭子的习性，我们建立了新型饲养方式。这种高度自动化、工业化的饲养方式，促进了养鸭业健康发展的同时提高了鸭子的健康水平。目前我们这个品种推广量是巨大的，经过一系列的育种过程，它的皮脂率比国外的品种低了15%，肉的品质更好，更适合加工咸水鸭、卤鸭和酱鸭。
第三个品种也是一个瘦肉型肉鸭品种。我们现阶段分割鸭子的需求量越来越大，所以希望这个品种用于分割。我们现在培育的这个鸭子品种肌胃发达，较引进品种的鸭胗重4—5g。市场上每千克鸭胗25元，即2.5分/g，因为鸭胗大，屠宰场每只多收入0.1元左右。一个屠宰场1年屠宰量2000万只左右，仅仅鸭胗一项多收入200万元。这个品种饲料转化效率更高，每一只鸭子可以节约饲料160克左右。
这三个品种解决了三个方面的问题。第一个品种解决了北京烤鸭需要填鸭的问题；第二个品种解决了加工咸水鸭、卤鸭、酱鸭需要的瘦肉型肉鸭问题；第三个品种解决了分割鸭的品种问题。根据市场需求，我们现在培育的这三个品种，市场潜力是巨大的。
鸭肉在我国是仅次于猪肉和鸡肉的第三大肉类产品，对我国民众的肉类消费、多元化市场供应发挥了巨大作用。我国自主培育的白羽肉鸭品种，结束了樱桃谷鸭一统天下的历史，带来了禽肉市场格局的巨大改变。经过几十年的努力，我国在肉鸭科学研究方面的国际地位得到了极大提高，在国际上我们第一个组装了高质量的鸭基因组，为基因功能研究开创了非常好的领域，打破了国外瘦肉型肉鸭品种对我们国家的垄断，保障了我国肉鸭产业的健康发展，同时保障了种业安全。在精准扶贫方面，比如说，内蒙古宁城县、河北献县过去都是贫困县，合作发展肉鸭产业以后，许多农户脱贫，实现了共同富裕的目标。