广告
自“十四五”规划实施以来，生猪种业已提升至国家战略高度，众多养猪及相关企业纷纷加入育种行列。目前，生猪种业面临的主要挑战是育种效率低下，这主要是由于性状测定成本高、难度大，种猪测定数据不足导致的遗传评估的准确性不高，测定数量有限导致选择强度不大，最终限制了种猪育种效率。
生猪育种实际上是一门预测科学，育种值估计准确性依赖于两个关键因素：一是需要有大量的种猪性能相关的数据信息；二是需要有科学的算法，能够高效来利用这些数据进行精准预测，从而挑选出优秀的种猪。为了解决这两方面的问题，扬翔集团与崖州湾国家实验室、华中农业大学等科研机构共同提出了生猪全域数智育种体系，为探索全新一代生猪高效育种技术提供了参考。
1 中国生猪育种方面的难点
当前生猪育种主要难点是性状人工测定难度大，数据获取成本高，人工测定数据准确性不高。
1.1 人工测定数据质量不高
在人工测定的过程中，测定者的技能水平、经验积累以及工作态度均会对数据结果产生直接的影响。由于不同测定者在操作手法和评判准则上可能存在差异，因此会引入人为误差或错误。生猪育种工作依赖于大量数据的支持，而人工测量不仅工作量巨大、耗时长，而且成本高昂，导致测定数量有限，这不仅提高了育种的成本，还降低了育种工作的效率。另外，人工测量数据在记录、上传系统过程中，也会存在错误，也会影响数据质量。
1.2 在育种算法方面仍有提升的空间
当前的育种算法仍然是基于BLUP框架的线性模型，主要是能够利用一维的数据信息，而对于多模态的数据信息是很难直接处理的，目前的策略是将二维、三维等多模态的数据，降维成一维信息来利用，这会导致数据信息的丢失，进而降低评估准确性，同时对于非线性的关系也很难处理，这也会影响遗传评估的准确性。
2 生猪全域数字智能育种系统的内涵
生猪全域数字智能育种是指应用智能设备对生猪多世代、全生命周期、多环境因子、全基因组、高维表型等多个域的数据信息进行大规模、智能化收集，并通过软硬一体的操作系统对育种数据进行智能管理，同时通过育种大模型算法，高效利用多个域的数据信息，对种猪进行精准评估和选留，大幅度提升育种效率。图1为全域数智育种与当前育种体系对比。
图1 全域数智育种与当前育种体系对比
2.1 全域数据智能收集
利用仔猪秤、精喂仪、群喂仪、查情宝等智能设备实现育种全环节场景数字化，智能、实时收集核心场、扩繁场，商品场生猪哺乳期、生长期、妊娠期、分娩期等环节的基因、表型、营养、生理、环境等数据。
2.2 大模型算法精准评估
利用收集的多模态数据，训练育种大模型算法，突破传统的线型模型，对种猪质量进行精准遗传评估。
2.3 软硬一体高效管理
利用软硬一体化的操作系统，对育种数据进行智能管理，实现自动测定、自动评估、自动选留，使育种更标准、更简单、更高效。
3 生猪全域数字智能育种系统的构建
3.1 场内全域数据的智能收集
3.1.1 种猪身份智能识别
通过IOT平台化结合读卡器、NFC卡、智能手机终端、RFID电子耳标等智能设备，自动识别猪只个体，实现猪只个体管理，解决生猪身份识别的难题。
3.1.2 猪只哺乳期生长行为表型测定
利用蓝牙秤自动称取小猪哺乳期体重，数据通过蓝牙自动传输到数据库，同时利用机器视觉技术，通过摄像头自动获取仔猪体尺、行为等数据信息。
3.1.3 猪只精准营养系统
运用物联网、云计算等产业互联网技术，融合精喂仪、饮水宝、余料检测器、自由采食开关、孕膘超声一体机调膘器等IOT硬件设备，实现猪只精准营养整体解决方案，精准记录每头猪只营养水平数据。
3.1.4 智能查情设备及发情信息自动化记录
利用自主研发的查情AI算法和智能母猪发情监测设备——查情宝，24 h实时监测母猪状态，采集母猪发情行为数据并上传到云端，查情算法智能计算、记录母猪发情状态。
3.1.5 智能环控设备应用
利用自主研发的智能环控系统，自动检测猪舍环境数据，并根据猪只转栏流动、入栏生长日龄、种猪周期等动态变化，自动调控栏舍温度、湿度、通风量、有害气体浓度等，保持猪只生长环境舒适。
3.1.6 种猪智能测定管理
利用一套集智能精准称重、智能个体识别、智能体温监测、异常猪只标记、自动精准饲喂、自动精准下水，料槽余料检测、料槽自动校准、人机交互显示屏、基础数据分析为一体的猪只群养智能测定系统，可实现群养猪只个体化管理、在线数据化管理、疾病管理，达到智能最优选种功效。
3.1.7 育肥猪群养状态下的测定
以分栏器、群喂仪为核心产品，集智能精准称重、身份识别、体温监测、异常猪只标记、精准分栏、精准下料、料槽余料称重检测、个体采食量精准获取、生长数据分析等功能于一体。
3.2 基因组信息的收集
目前，生猪育种已经进入基因组时代，基因组信息作为一维重要的信息用于生猪育种，利用基因组信息育种值估计的准确性能够大幅度上升。利用液相基因芯片技术和80K功能位点基因芯片产品，通过自动化的高通量基因检测技术平台，实现猪基因组信息高通量自动化采集。
3.3 选种与选配的算法
扬翔集团与崖州湾国家实验室、华中农业大学合作研发了自主的大数据育种算法平台，覆盖种猪选种及商品猪精准选配计算全流程，能够高效处理百万级群体育种大数据，育种值评估准确性及数据处理能力国际领先。
3.4 生猪全域数字智能育种场的模型
生猪全域数智育种模型如图2。
图2 全域数字智能育种场模型
（1）核心育种场内配备全套智能设备用于自动收集包括生长、繁殖、料重比、营养、环境、健康等全面数据。通过高通量基因检测技术平台获取基因数据。
（2）扩繁场、商品场、屠宰场部分生产线安装智能设备，收集各种育种数据。
（3）安装软硬一体的智能操作系统，对育种大数据进行智能管理、并利用大模型算法进行精准遗传评估，同时利用自动分栏等设备实现自动选留。
基于这样的育种模式，养猪企业可以轻松打造自主的高效育种体系，自行实施种猪培育，不断提升种猪质量，持续实现种猪自给，补齐育种短板。
4 小结
生猪全域数智育种系统整合了人工智能技术和基因技术，在提升育种效率的同时，大幅度降低育种技术门槛，让育种简单、高效，对于提高我国种猪的育种效率和质量，以及打赢生猪种业翻身仗都具有重要意义。（作者：高远飞 广西扬翔股份有限公司）
