我国是生猪养殖大国，养殖产业主要集中在长江流域，作为主要的农业区和重要水系，长江流域的水环境和水生态恢复问题备受关注。长江水系磷污染的各个来源中，农业生产排放占总磷的68.08%，其中大部分农业源磷排放都来自生猪养殖过程中的废弃物。在持续推进产业绿色转型升级的影响下，长江水体的磷含量呈逐年下降趋势。猪育种技术有望更好地促进生猪养殖业绿色发展。

生猪产业废弃物中，磷污染物主要是难以消化的植物性饲料中的植酸。因此，提高饲料中植酸磷的消化和利用率，是生猪养殖业向绿色高质量发展转型的重要突破口。目前，行业内提高植酸磷利用率的主要方法是在饲料中添加外源的植酸酶，有研究者研发出了能自行生产植酸酶的饲料玉米，这降低了植酸酶的添加成本。但让猪直接表达植酸酶，更加有利于对饲料中营养的利用、减少污染物排放。要达成这个目标，需要通过基因工程育种手段，在猪的基因组中引入微生物源的植酸酶基因。

猪基因组育种是在分子水平上的育种技术，具有不受种属限制、效率高、目的性强等优势，通过构建包含目的基因的载体，利用DNA的自我修复特性，将载体上的外源基因导入受体细胞序列中，使之能够表达外源基因产物或表现出外源基因操纵的性状。

自加拿大圭尔夫大学Cecil W. Forsberg团队在2001年构建出在唾液腺表达植酸酶基因的猪后，科学家对表达异种消化酶的基因工程猪研究一直在稳步推进。2017年，华南农业大学吴珍芳团队发表论文，通过构建组织特异性表达植酸酶-β葡聚糖酶-木聚糖酶三联载体，实现在杜洛克猪的唾液腺中表达这三种消化酶，提高了对饲料中植酸和非淀粉多糖的消化率。相对于同日粮处理的野生型对照组，转基因猪的粪氮和粪磷排量减少了 23.2%至25.8%，生长速度提高了 23.0%（后备母猪）和 24.4%（公猪），饲料转化率提高了 11.5%至14.5%。

近年来，为提高猪对饲粮营养的消化和利用，研究者积极开展对饲料转化率相关功能基因的研究。目前，饲料转化关键功能位点的研究聚焦于肠道微生物群、肠道上皮细胞吸收能力、肠道屏障等，采用基因组学技术，挖掘出了诸如SGLT1、PEPT1等营养吸收功能分子基因，以提高肠道对营养分子的吸收效率。生长代谢调节相关基因AMPK、IGF1等相关研究也有了长足发展。肠道菌群方面的研究致力于促进猪对非淀粉多糖的消化，提高对饲粮中营养利用率的同时，也有利于宿主健康的短链脂肪酸产生，间接提高宿主健康水平。这些研究为提高饲料转化率、减少环境污染、改善生长性能提供了新的理论依据和技术手段。

目前，生猪养殖业仍面临多重问题，包括降低饲养成本、疾病防治、废弃物资源化处理等。基因工程育种技术能在不影响亲本固有优良性状的前提下，快速定向培育高抗病性或高营养吸收效率的新品系，助力养殖业从业者降本增效，也有利于降低废弃物处理难度。基因工程育种也是链接研发端和生产端的纽带，有利于产学研结合发展。

随着各项研究的不断深入，科学家助力猪育种高效率、周期短、精准突变的优势得到充分体现，有望较快使猪获得对难消化成分的利用能力，建立高营养利用率的品系，更好地促进生猪养殖产业绿色转型升级。（作者分别为中国工程院院士、中国科学院亚热带农业生态研究所首席研究员，湖南农业大学教授；本报记者王昊昊整理。）