聊城大学：把“一头驴”的科研链与产业链精准对接
“原来废弃物也能变废为宝，这技术接地气、真实用！”在今年4月举办的山东省优质驴肉生产与屠宰加工质量控制技术培训班上，现场的毛驴养殖户高兴地说。这是聊城大学毛驴研究团队针对传统养殖“粮食消耗大”“养殖成本高”“疫病频发”等难题提出的生态养殖解决方案。
聊城是全国最大的阿胶生产基地，作为阿胶原料来源的毛驴养殖产业规模庞大，是全国规模化养驴第一市，驴全产业链发展全球领先。聊城大学科研团队聚焦地方驴产业高质量发展，依托国家马驴遗传评估中心、山东省黑毛驴高效繁育与生态饲养工程技术研究中心、聊城毛驴高效繁育与生态饲养研究院等科研平台，强化创新链与产业链的深度融合，着力疏通应用基础研究和产业化的连接通道，围绕毛驴的繁殖育种、饲养管理、疾病防控、驴肉和驴奶产品深加工等产业环节部署科研创新链条，促进创新链和产业链精准对接、无缝对接，实现毛驴繁育、养殖到深加工的全链条产业赋能。
“德州驴本身就是我国的优良驴种，经济效益非常高。我们研究发现，有的德州驴胸腰椎组合存在变异情况，其体型更大，皮肉更多更厚，这相当于发现了德州驴的一个新的亚种，如能实现定向选育和规模生产，将产生相当可观的经济效益。”山东省现代农业产业技术体系驴产业创新团队首席专家、聊城大学聊城毛驴高效繁育与生态饲养研究院院长王长法说。具体而言，毛驴多一根胸椎，体长增加4.3 cm；多一根腰椎，体长增加2.4 cm；多一根椎骨，体长增加3.35 cm；净肉重增加7.2 kg，皮重增加0.65 kg。按当前市场价格计算，多一根椎骨的驴个体屠宰后可额外增加900元的效益。
“要实现定向选育，首先要把多胸腰椎驴筛选出来，但驴体型较大，也不会配合去照X光，只能屠宰后再去测量，选育和屠宰之间就形成两难，而且，当时市场上也没有适合驴用的X光机。”王长法告诉记者。为攻克活体检测驴多胸腰椎性状的难题，更好保护优秀种质遗传资源，研究院联合X光机生产厂家共同研发用于评估驴的胸腰椎数目的X光设备，该设备基于1000头德州驴的身体指标样本，将平板探测器和X射线限束器的传统垂直结构改为水平结构，采用钢珠定位分段式拍摄法，借助自研的Polaris软件利用图像叠加算法实现图像智能拼接，研制出全球首台活体检测驴多胸腰椎数专用设备，大大提高了定向选育效率，避免了盲目配种带来的资源浪费。目前，该品种驴已组建了一级核心群、二级繁育群和三级扩繁群的繁育体系，为培育多脊椎数驴新品种奠定了种群基础。
同时，针对毛驴自然交配效率低的难题，研究院联合东阿阿胶股份有限公司创建了国内外首个可工业化生产的驴精液冷冻保存技术体系，建成了世界上首家规模最大的德州驴种公驴站，率先实现了细管冻精的产业化生产，年产细管冻精 100 万剂以上，占我国驴人工授精市场份额的 90%以上。在此基础上，他们还创建了集“发情判定+B超鉴定排卵+人工授精”于一体的便捷高效冷冻精液授精技术体系，制定了驴冷冻精液输精技术规程和人工授精技术规范等地方标准，填补了国内外技术空白，为驴的规模化繁育提供了技术保障。
怀揣培育驴业种质“芯片”、服务国家战略的愿景，研究院还牵头全球15家科研单位，采集了涵盖世界四大洲近1/6的地方驴样品，获得首个组装到染色体水平的家驴基因组参考图谱，在国际上首次发掘出德州驴的全基因组序列，揭示了德州驴种质特有的分子遗传特征，为驴疾病诊断防治、真假驴皮鉴别、驴肉性状解析等提供了分子依据，也为培育皮厚肉多黑毛驴新品系奠定了理论基础。2023年，聊城大学获批成为国家马驴遗传评估中心唯一筹建单位。
“驴发酵粗纤维可以满足机体40%以上的能量需要，但是驴本身不能直接利用粗饲料，而是依靠栖息在驴大肠内的大量微生物，这些微生物对饲料的降解能力直接影响驴对饲料养分的吸收利用效率。”山东省现代农业产业技术体系岗位专家、聊城大学聊城毛驴高效繁育与生态饲养研究院副院长刘桂芹说。
为提升饲料养分利用率，降低养殖成本，研究院采集了山东地区规模化驴场常规使用的几种纤维饲料，利用体外连续培养技术研究了驴盲肠与结肠微生物对饲料消化率的影响，发现厌氧真菌能够通过菌体根系侵袭饲料细胞壁中的纤维组织，还可分泌一系列高活性的降解酶来高效降解饲料纤维。基于此，研究团队从德州驴肠道系统筛选了特异的益生菌菌种，研制出一种可添加至饲料中的“驴用复合菌剂”，开发了驴发酵全混合日粮技术，初步建立了200余株的驴源益生菌菌种资源库，其中两株代表性菌株提交中国典型培养物保藏中心保藏，授权国际发明专利2项、国家发明专利1项。该技术体系在东阿、禹城和郓城等17家规模驴场应用效果反馈优良，提高了驴机体健康水平，降低了15%的饲料成本，显著提升了养殖户的经济效益，为驴“减抗”“替抗”，高效绿色养殖提供科学支撑与技术手段。2024年，该成果荣获第九届加拿大国际发明创新大赛（iCAN）银奖及国际特别奖。
“我们研究发现，育肥驴的饲喂方式对其机体生长具有重要影响，饲料投喂的顺序、频次、数量均是重要影响因素。”刘桂芹告诉记者。她带领团队创新性地提出了精料饲喂顺序对驴生长性能及驴肉品质影响的观点，研究了不同饲喂模式下驴的消化生理、微生物菌群变化及对驴肉品质影响的机理，提出了饲喂模式通过影响大肠部位菌落结构改变代谢而影响驴生长性能及肌肉品质的技术方法。此项技术在聊城市毛驴养殖中推广，仅这一项技术就使毛驴日增重提高13%，节约饲料17%，实现头均增加100～200元的收益。同时为将该技术大面积推广，研究团队制定了《育肥驴饲养管理技术规范》《种公驴饲养管理技术规范》等14项国家或山东省地方等各级标准，显著提高了产业整体饲养管理技术，在标准指导下使毛驴日增重由原来的200g左右增加到现在的500g左右，出肉率由38%提高到43%，出皮率由6%提高到了8%以上。
“东阿阿胶是全国最大的阿胶生产企业，近年积极布局驴全产业链，对驴皮等驴制品需求旺盛。聊城大学研究团队主动响应企业与产业需求，深化与企业的产学研合作，强化驴产业链关键核心技术攻关，为产业强链、延链、补链提供科研支持，为阿胶产业转型升级提供了基础保障。”东阿阿胶股份有限公司副总裁刘广源说。
“当前规模化驴场存在的孕驴流产率高、呼吸道疾病频发和驴驹成活率低等“卡脖子”难题，严重影响企业经济效益，制约驴产业可持续发展。”山东省高等学校青年创新团队带头人、聊城大学毛驴高效繁育与生态饲养研究院党支部书记王彤彤副教授说。
围绕上述“卡脖子”难题，研究团队通过抗病毒药物初筛和动物实验发现，中药金丝桃苷能显著抑制马疱疹病毒8型感染，抗病毒因子血红素合氧酶能够通过其本身产出的代谢物阻断马疱疹病毒8型的感染，在业内首次发现防治马驴疱疹病毒感染的有效、天然、低抗、低毒的中药；同时研发出针对疱疹病毒和马流产沙门氏菌快速诊断试剂盒、防控药物和噬菌体，以及防治驴驹大肠杆菌性腹泻的复合疫苗，制定了疾病诊断和防治技术规程，构建起“病原监测-快速诊断-精准防控”技术体系。上述技术养驴企业的应用，使规模化驴场的疫病发生率降低35%以上，尤其是流产率控制在5%以下，提升驴驹成活率30%。2024年，该技术体系获山东省兽医协会科学技术奖一等奖。
标准化是现代农业发展的重要内容。随着养驴业的蓬勃发展，以往农户凭经验养驴的传统模式越来越不能满足驴快速生长的营养需求，科学、标准化饲养规程的建立显得尤为迫切。研究团队创建了智慧养殖技术体系，制定了农业物联网技术下的驴养殖技术要求，主导制定了49项覆盖驴全产业链的标准体系，包括《驴冷冻精液人工授精技术规程》《规模化育肥驴场建设规程》《育肥驴饲养管理技术规范》《幼驹大肠杆菌病防治技术规程》《规模化驴场马疱疹病毒8型感染诊断技术》等国家、农业行业、省地方等各级标准，实现了从驴繁殖、饲养、疫病防治到产品加工的规范管理与操作。这些标准不仅填补了行业空白，还为驴产业规模化发展提供了科学依据，学校驴健康养殖技术与推广项目藉此荣获山东省科学技术进步奖。
“一直以来，有‘天上龙肉、地下驴肉’的说法。与牛羊猪肉相比，驴肉是一种高蛋白质、低脂肪、低胆固醇的食物，同时由于驴肉的肌红蛋白含量较高，可更好地为人体补充营养、增强肌肉力量，还能够改善贫血。”刘桂芹拿起试验台上的一块驴肉给记者讲解。
“但驴肉的耐贮存性差，在同样的贮存状态下，驴肉比牛肉的保质期要短得多。”刘桂芹说。为了延长驴肉的保质期，研究团队明确了驴肉在贮存期间品质变化规律与特定微生物的相关性，创建了驴肉屠宰减菌技术体系和驴肉屠宰车间微生物控制系统，开发了驴肉专用抑菌护色抗氧化的生物复合保鲜剂，研制了驴肉专用保鲜设备，能够让驴肉的保鲜期延长5—7天，这为驴肉更好、更安全走上餐桌提供了科学依据和技术支持。同时，研究团队历时3年完成了驴肉宰后能量变化及品质变化机理的研究，找到了肉驴最适宰前禁食时间和驴肉最佳食用时间，此项技术可将驴肉的成熟损耗降低2%以上。按一头成年驴体重500斤、出肉率40%，每斤100元计算，仅此一项可增加400元的经济效益。针对假阿胶、假驴肉的问题，研究团队通过比较基因组学研究，首次鉴别出驴与猪、牛、羊等9个家畜物种间特征性短重复序列，开发出鉴别真假驴皮及阿胶的分子诊断试剂盒。
驴奶是一种营养成分极为接近人乳的优质乳，凭借独特的营养特点，越来越受到消费者欢迎。研究团队通过对驴奶的生产性能测定，明确了驴不同泌乳期产奶量和乳品质的变化情况，明晰了提高驴产奶量和有效成分含量的有效途径，据此提出在驴饲料中添加发酵中草药提高泌乳驴的产奶量和乳成分的技术方法，提高了驴乳中肉豆蔻酸、D-谷氨酰胺、L-天冬氨酸等代谢物的含量，并研发出增强驴乳生物稳定性和利用度的功能性乳品配料，使驴乳热敏性活性物质损失率降低10%以上，实现了驴乳活性成分的高效保留与结构优化。同时，研究团队创建了驴乳源安全控制与质量提升关键技术体系，制定了驴乳掺假检测技术标准，实现了驴乳源及其乳制品的高通量快速检测和溯源。
驴骨具有补骨强骨、安神助眠的功效。为提高驴骨中生物活性成分利用率，研究团队创建了汽爆处理制备驴骨粉的技术体系，采用不同的汽爆参数对驴骨粉进行处理，通过分析处理前后相关指标的变化，优选出了最佳的汽爆处理参数，明确了汽爆技术对驴骨粉体性能及生物可及性的作用机制，为后续驴骨资源在食品领域的精深加工以及高值化利用奠定了理论基础。
作为阿胶主产区，山东聊城着力打造阿胶之乡、黑毛驴特色品牌，出台政策、投入资金支持聊城大学畜牧学科创建山东省高水平学科，推动阿胶链相关企业与学校共建国家胶类中药工程技术研究中心聊城大学实验室、聊城毛驴高效繁育与生态饲养研究院等产学研合作平台，共同开展科研项目攻关与成果转化应用，有力促进了学校畜牧学科建设和地方驴产业发展。聊城东阿县成功创建黑毛驴国家现代农业产业园，东阿黑毛驴入选农业农村部农业品牌精品培育计划名单。