苏 欣，李建斌，马亚宾，田树军，李荣岭，赵秀新，鲍 鹏，杨 君，王志刚,5*

（1.河北农业大学动物科技学院，河北保定 071000；2.山东省农业科学院奶牛研究中心，山东济南 250131；3.山东奥克斯畜牧种业有限公司，山东济南 250131；4.河北省畜牧良种工作站，河北石家庄 050061；5.河北农业大学科学技术研究院，河北保定 071001）

近交及环境因素对中国荷斯坦奶牛繁殖性能的影响

苏 欣1，李建斌2,3，马亚宾4，田树军1，李荣岭2,3，赵秀新3，鲍 鹏3，杨 君3，王志刚1,5*

（1.河北农业大学动物科技学院，河北保定 071000；2.山东省农业科学院奶牛研究中心，山东济南 250131；3.山东奥克斯畜牧种业有限公司，山东济南 250131；4.河北省畜牧良种工作站，河北石家庄 050061；5.河北农业大学科学技术研究院，河北保定 071001）

本研究旨在分析近交及环境因素对中国荷斯坦奶牛初配日龄（产后首配天数）、初次配妊日龄（产后配妊天数）、配妊次数等繁殖性能的影响。选用山东省某牧场3 185头中国荷斯坦奶牛10 925条繁殖记录，通过SAS8.2软件中GLM过程，应用固定模型对青年牛及经产牛繁殖性能进行最小二乘分析及Duncan's多重比较。结果表明：近交对青年牛配妊次数有显著影响（P＜0.05），而对初配日龄、初次配妊日龄的影响不显著（P＞0.05）；出生季节、配种年度、配种季节、与配公牛等环境因素对青年牛繁殖性能有显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）影响；近交对经产牛产后配妊天数、配妊次数有显著影响（P＜0.05），而对产后首配天数的差异不显著（P＞0.05）；胎次、产犊季节、配种年度、配种员、产奶水平、与配公牛等环境因素对经产牛繁殖性能均有显著（P＜0.05），极显著（P＜0.01）影响。通过制定合理的选配方案，避免近交，并结合牧场饲养管理，可有效提高奶牛繁殖性能。

中国荷斯坦奶牛；近交；繁殖性能

近交是指有亲缘关系个体之间的交配，其在育种上可以用来固定优良性状，亦可使隐性有害基因纯合，造成衰退。对于荷斯坦奶牛来说，近交系数每增加1%初产日龄增加0.55～0.79 d，产犊间隔增加0.13～1.08 d[1]。Stá dní k等[2]也证实，在荷斯坦近交群体中，当近交系数分别为1.25、3.125、6.0、12.0、25.0、＞25.0%时，初产日龄将分别增加2.7、6.9、9.5、18.5、26.8、9.6 d。综上所述，奶牛繁殖性能近交衰退的现象日益明显。除近交效应外，环境效应如年度、季节、配种员等也可能影响奶牛繁殖性能。我国不乏环境因素对奶牛繁殖性能影响方面的研究，但将近交效应考虑在内的研究较少，且往往存在样本含量不足的问题。因此，系统分析近交及有关环境因素对奶牛繁殖性能的影响，对奶牛生产具有十分重要的意义。本研究旨在确定近交及有关环境等效应对中国荷斯坦奶牛初配日龄（产后首配天数）、初次配妊日龄（产后配妊天数）、配妊次数等的作用效果，以期为奶牛生产实践提供强有力的数据支撑。

1 材料与方法

1.1 数据来源 数据来源于山东省农业科学院奶牛研究中心DHI实验室，主要包括山东某牧场2002—2012年4 938头母牛的24 740条配种、妊检记录，5 321头母牛的13 286条产犊记录，9 543个泌乳期的74 123条DHI测定日记录，6 929头母牛3代系谱记录以及母牛系谱中302头公牛的4代系谱记录。利用上述数据计算出每头牛的初配日龄、初次配妊日龄、产后首配天数、产后配妊天数、配妊次数、近交系数等。利用Pedigree Viewer （Http:// bkinghor.une.edu.au/）计算出个体的近交系数。因2002年与2003年数据量不足以分析各固定效应，不予考虑，最终得到3 185头母牛的10 925条繁殖记录。

1.2 效应水平划分 年度的划分，每自然年划分为一个水平，2004—2012年，共分为9个水平；胎次的划分，每胎划分为一个水平，0、1、2、3（含3胎以上），共4个水平；近交系数（FA）划分，FA=0、0＜FA≤1.0%、1.0%＜FA≤2.0%、2.0%＜FA≤3.0%、FA＞3.0%，共5个水平；305 d估计产奶量（305 DMY）的划分，分为305 DMY≤4 500、4 500＜305 DMY≤6 000、6 000＜305 DMY≤7 500、7 500＜305 DMY≤9 000、305 DMY＞9 000 kg，共5个水平；季节划分为春秋季（3—5、9—10月）、夏季（6—8月）、冬季（11—2月），共3个水平。

1.3 统计分析 采用SAS8.2软件的GLM过程最小二乘分析各固定效应对青年牛及经产牛繁殖性能的作用效果，结果表示为最小二乘均值±标准误。综合其他研究模型[3-5]，本研究统计模型如下所示：

其中，Y1ijklm为青年牛初配日龄的观察值；Y2ijklmn为青年牛初次配妊日龄、配妊次数的观察值；Y3ijklmo为经产牛产后首配天数的观察值；Y4ijklmno为经产牛产后配妊天数、配妊次数的观察值；μ为群体均值；FAi为个体近交水平；BSj为出生季节；YSk为配种年度；SSl为配种季节；PSm为配种员；Sn为与配公牛；PAj为胎次；CSl为产犊季节；DMYo为本胎次305 d产奶水平；e为随机环境效应。

2 结果与分析

2.1 群体情况 本研究中有27.38%的奶牛是存在近交的，近交系数最大为25%，近交群体中平均近交系数为1.68%。群体繁殖性能基本情况如表1所示。

表1 牛群繁殖性能基本统计结果

2.2 近交及环境因素对青年中国荷斯坦奶牛繁殖性能的影响

2.2.1 对青年牛繁殖性能的方差分析 表2结果表明，近交显著影响青年牛的配妊次数（P＜0.05），而对青年牛初配日龄和初次配妊日龄的影响不显著（P＞0.05）；出生季节和配种年度对青年牛初配日龄、初次配妊日龄均有极显著影响（P＜0.01），而对配妊次数的影响不显著（P＞0.05）；配种季节对青年牛初配日龄、初次配妊日龄和配妊次数有极显著影响（P＜0.01）；配种员对青年牛初配日龄、配妊次数均有极显著影响（P＜0.01），而对初次配妊日龄的影响不显著（P＞0.05）；与配公牛对青年牛初次配妊日龄、配妊次数均有极显著影响（P＜0.01）。

2.2.2 对青年牛繁殖性能的多重比较 从表3可以看出，除近交水平FA=0、FA＞3.0%的青年牛配妊次数低于其他组外，不同近交水平间青年牛其他繁殖性能上没有显著差异，这可能是各组间样本含量相差较大或者是牧场繁殖记录不全等造成的。出生在夏季青年牛的繁殖性能显著低于春秋季、冬季，可能是因夏季高温高湿、热应激等因素而使犊牛期生长发育受阻，青年牛适龄配种时不能达到参配标准，而引发青年牛初配日龄、初次配妊日龄推迟等繁殖性能下降现象。配种季节在夏季的青年牛繁殖性能低于春秋季、冬季，可能与气候因素或牧场防暑降温设施不全所致。由表4可以看出，排名前三的与配公牛和排名后三的存在显著差异，这可能与所选用的冻精品质、来源、解冻方式等有关。从图1可以看出，不同配种年度间的差异，总体还是体现在繁殖性能逐渐下降的趋势，尤其是配妊次数，与配种年度2004相比，各年度间初配日龄随着饲养水平提高而不断提前，但是在青年牛配妊次数、初次配妊日龄上却没有显著提高，相反还呈逐年下降的趋势，这可能与牧场追求高产奶量而忽略了繁殖管理有关。不同配种员间的差异可能主要与配种员人工输精技术的掌握情况等有关。

表2 近交及环境因素对青年牛繁殖性能的影响分析

表3 近交及环境因素对青年牛繁殖性能影响的多重比较

图1 不同配种年度青年牛初配日龄、初次配妊日龄、配妊次数的多重比较

图2 不同配种员对青年牛初配日龄、初次配妊日龄、配妊次数的多重比较

表4 与配公牛效应对青年牛繁殖性能的影响

2.3 近交及环境因素对经产中国荷斯坦母牛繁殖性能的影响

表5 近交及环境因素对经产牛繁殖性能的影响分析

表6 近交及环境因素对经产牛繁殖性能影响的多重比较

2.3.1 对经产牛繁殖性能的方差分析 方差分析结果表明（表5），近交对经产牛产后首配天数的影响不显著（P＞0.05），对产后配妊日龄、配妊次数的影响均达到显著水平（P＜0.05）；胎次对经产牛产后首配天数、产后配妊天数、配妊次数有极显著影响（P＜0.01）；产犊季节对经产牛产后首配天数、产后配妊天数的影响极显著（P＜0.01），对配妊次数影响显著（P＜0.05）或极显著影响（P＜0.01）；配种年度仅对经产牛产后首配天数有极显著影响（P＜0.01），而对产后配妊天数和配妊次数影响不显著（P＞0.05）；配种员对经产牛产后首配天数、配妊次数有极显著影响（P＜0.01），对产后配妊天数的影响不显著（P＞0.05）；产奶水平对产后配妊天数和配妊次数有显著影响（P＜0.05），对产后首配天数影响不显著（P＞0.05）；与配公牛对产后配妊天数、配妊次数有极显著影响（P＜0.01），对产后首配天数影响不显著（P＞0.05）。

2.3.2 对经产牛繁殖性能的多重比较 从表6可以看出，近交水平间经产牛产后首配天数没有显著差异；近交水平FA=0、0＜FA≤1.0%、2.0%＜FA≤3.0%的经产牛产后配妊天数无显著差异，但显著高于1.0%＜FA≤2.0%，显著低于FA＞3.0%，这可能是受其他环境因素共同作用的结果；近交水平FA＞3.0%时经产牛繁殖性能最低，这可能与近交携带有害等位基因有关，有待于进一步研究。胎次对经产牛繁殖性能的作用表现为随胎次增加，繁殖性能有提高的趋势，这可能因为1、2胎牛产奶量高而使牛隐性发情增多，或是与1胎牛子宫恢复能力较差、产奶水平较高或淘汰率较高有关。夏季产犊的牛繁殖性能优于其他季节，可能是因为夏季产犊后正好可以在停配期进行休整，待停配期结束后可及时配种。产奶水平对繁殖性能的影响表现为随产奶量增加，繁殖性能呈现下降趋势，与产奶性状与繁殖性状呈一定负相关的结论相符，这可能是高产牛乳中孕激素含量过高而抑制了奶牛发情所致。从表7可以看出，最高和最低效应之间产后配妊天数相差200多天，配妊次数相差6.0次，这可能与牧场疏于管理、繁殖记录不完善等有关，这同时也表明在奶业形势严峻的形势下，可以从提高奶牛繁殖性能入手应对奶业危机。从图3、4可以看出，经产牛繁殖性能在各配种年度间呈现起伏状态，稳中有升，但是2012年产后首配天数增加，而配妊次数降低，这可能是因为奶牛产奶量提高后，发情配种率有所提升。不同配种员间的差异可能与其自身素质有关。

图3 不同配种年度经产牛产后首配天数、产后配妊天数、配妊次数的多重比较

表7 与配公牛效应对经产牛繁殖性能的影响

3 讨 论

3.1 群体情况 本研究表明，近交的影响不考虑近交系数为0的个体，与近交系数＞3.0%组相比，近交系数＜3.0%个体，青年牛初配日龄高8.20 d，初次配妊日龄高5.19 d，配妊次数低0.26次，经产牛产后首配天数低3.7 d，产后配妊天数低19.91 d，配妊次数低0.25次，表明近交系数＞3.0%对繁殖性能有显著影响。环境因素的影响，与其他出生季节相比，出生在夏季的个体，其初配日龄高17.07 d，初次配妊日龄高18.80 d，配妊次数高0.01次，表明出生季节对青年牛繁殖性能有显著影响；与夏季、冬季配种相比，春秋季配种的牛初配日龄高0.44 d，初次配妊日龄高3.68 d，配妊次数高0.05次，表明配种季节对青年牛繁殖性能有一定的影响；与2胎牛及以上胎次相比，1胎牛产后首配天数高7.46 d，产后配妊天数高35.47 d，配妊次数高0.39次，表明胎次对经产牛繁殖性能有显著影响；而与春秋季、冬季产犊牛相比，夏季产犊其产后首配天数、配妊天数、配妊次数分别下降1.51、9.58 d、0.30次，表明产犊季节对经产牛繁殖性能有影响；与产奶量＜9 000 kg相比，产奶量＞9 000 kg组产后首配天数、配妊天数、配妊次数分别高出0.60、15.62 d、0.22次，表明产奶量与繁殖性能之间存在负相关。青年牛平均初配日龄低于郭翔羽等[6]513.30 d和吴俊静等[7]20.24月（合607.2 d），而高于Eghbalsaied等[3]482.4 d。青年牛平均初次配妊日龄低于郭翔羽等[6]532.60 d，高于Eghbalsaied等[3]507.5 d。青年牛平均配妊次数与郭翔羽等[6]1.44次、Eghbalsaied等[3]1.64次相近。经产牛平均产后首配天数略高于Eghbalsaied等[3]一胎牛74.46 d及Atashi等[8]67 d，但低于吴俊静等[7]110 d。经产牛平均产后配妊天数低于吴俊静等[7]185 d，略高于Eghbalsaied等[3]1胎牛125.20 d。经产牛平均配妊次数低于吴俊静等[7]2.3次。这可能与国内外地区差异及牧场管理水平有关。以上反映的是本研究群体繁殖性能与国内外水平之间的差距，对比之下，不难发现该群体尚有很大的提升空间，而就空前低迷的奶业形势来讲，通过提高奶牛繁殖性能来降低饲养成本，故本研究意义重大。

图4 不同配种员对经产牛产后首配天数、产后配妊天数、配妊次数的多重比较

3.2 近交及环境因素对青年牛繁殖性能的影响

3.2.1 近交对青年牛繁殖性能的影响 Mc Parland[5]、Bezdíček[9]、刘胜军等[1]、Valverde等[10]研究均指出，随着近交系数不断增加，在提高奶牛产奶水平的同时，也会对其繁殖性能产生不利影响，如初配日龄提前、初产日龄推迟、产犊间隔增加等，与本研究结果相似。Panetto等[11]研究指出，近交衰退会影响牛初产年龄，如半同胞间交配会导致初产年龄推迟6.7～14.0 d，全同胞交配会导致初产年龄推迟13.4～22.2 d，他还指出在不同近交环境下，对奶牛繁殖性能造成的危害有所不同。Biffani等[12]证实适度的近交会降低青年牛初产日龄，而当近交过高，初产日龄会呈现增加等趋势，因初产日龄与初次配妊日龄高度相关，故近交增加会使初次配妊日龄推迟，与本研究结果基本一致，而Stádník等[2]研究表明青年牛初产日龄随近交增加而增加，这可能是本研究群体近交水平偏低所致。近交显著影响青年牛配妊次数，表现为随近交水平增加配妊次数呈先减少后增加的趋势，符合近交衰退的基本规律。因初次配妊日龄与配妊次数高度相关，而近交对配妊次数有显著影响，这也就说明近交对初次配妊日龄也应有显著影响，但事实并非如此，这可能是与建模有关，这也为下一步模型优化提供了参考依据。总之，近交对青年牛繁殖性能确实有不利影响，但由于群体近交水平偏低，而导致部分影响尚未达到显著水平，但其对奶牛生产的指导价值仍不容忽视。

3.2.2 环境因素对青年牛繁殖性能的影响 郭翔羽等[6]研究表明，牛场、出生年份、出生季节以及公牛等效应对青年牛繁殖性状具有显著或极显著影响，具体表现为冬季出生的牛初配日龄、初次配妊日龄最高，秋季最低，与本研究不甚相同，而关于配妊次数则基本一致，出生年份效应与本研究配种年度效应结果一致。公牛显著影响着女儿牛的繁殖及生产性能，与之不同的是本研究仅分析了与配公牛效应。除环境因素外，本实验探究了近交对奶牛繁殖性能的作用效果，这也是本研究的创新点所在。

3.3 近交及环境因素对经产牛繁殖性能的影响

3.3.1 近交对经产牛繁殖性能的影响 Bezdíček等[9]报道指出，近交增加会使奶牛产犊间隔延长，而产犊间隔与产后配妊天数高度相关，故也将引起产后配妊天数增加，与本研究结果相似。Mc Parland等[5]、刘胜军等[1]、Valverde等[10]研究表明，近交显著影响经产牛产后配妊天数、配妊次数，表现为近交水平3的产后配妊天数显著低于其他近交水平，近交水平5的产后配妊天数显著高于其他近交水平，配妊次数随近交水平增加的变化规律与之相似。这表明适度的近交可以提高经产牛繁殖性能，当近交系数超过3.0%，其近交衰退现象将日益显著。这与已有研究近交临界值6.25%有所不同，究其原因，可能与该群体中所计算的近交系数低于其实际近交系数所致。

3.3.2 环境因素对经产牛繁殖性能的影响 汪聪勇等[13]研究表明，不同牧场、产后首配时间、胎次、季节对荷斯坦牛繁殖性能有显著影响，如夏季配种的牛情期受胎率最低，死胎率最高，春季相反。廖想想等[14]研究表明，产犊季节对产后首配天数、产后配妊天数、配种指数以及产犊间隔等繁殖指标有极显著影响，且秋季产犊最佳。胎次对产后首配天数、产后配妊天数以及产犊间隔等繁殖指标有极显著影响，且1胎牛繁殖性能最佳。赵建英等[15]研究表明，胎次极显著影响受胎情期数、产后配妊天数、产犊间隔、泌乳天数和干奶天数，显著影响妊娠期和 305 d 校正产奶量，且随着胎次的增加，受胎情期数、干奶天数逐渐增加，产后配妊天数和泌乳天数逐渐下降。以上胎次效应的变化规律与本研究基本一致，产犊季节效应的变化与本研究结果不完全一致。马志愤等[16]研究表明，产奶量对中国荷斯坦奶牛产后配妊天数有极显著影响，表现为随产奶量增加，产后配妊天数逐渐延长，与本研究结果相似，且均表明了繁殖力性状与产奶性状之间存在着一定的遗传负相关。

4 结 论

实验结果表明，近交对中国荷斯坦奶牛繁殖性能有显著影响，相关环境因素也有不同程度的影响。因此，通过制定合理的选配方案选择近交系数＜3.0%个体，虽然会引起初配日龄、初次配妊日龄增加，但是其青年牛配妊次数及经产牛产后首配天数、产后配妊天数、配妊次数等均会降低，这对于提高牧场繁殖效率具有指导意义。同时配合牧场环境因素控制，对于提高奶牛繁殖性能、降低牧场养殖成本、提高经济效益具有深远意义。

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Effect of Inbreeding and Environment Factors on Reproductive Performance of Chinese Holstein Dairy Cows

SU Xin1, LI Jian-Bin2,3, MA Ya-Bin4, TIAN Shu-Jun1, LI Rong-Ling2,3, ZHAO Xiu-Xin3, BAO Peng3, YANG Jun3, WANG Zhi-Gang1,5*
(1.College of Animal Science and Technology,Agricultural University of Hebei, Hebei Baoding 071000, China; 2.Dairy Cattle Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Shandong Jinan 250131, China; 3. Shandong OX Livestock Breeding Co., Ltd, Shandong Jinan 250131, China; 4.Station of Livestock Breeding in Hebei, Hebei Shijiazhuang 050061, China; 5.Institute of Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Hebei Baoding 071000, China)

The objective of this study was to determine the effect of inbreeding on age at first service, age at first pregnancy, number of services of heifers, and days at first service after calving days at first pregnancy after calving, number of services of pluriparous dairy cows in Chinese Holstein. Atotal of 10 925 reproductive data of 3 185 Chinese Holstein was analyzed to evaluate the effects of inbreeding and the environment factors on heifers and pluriparous dairy cows, using a fixed model through the General Linear Model(GLM) procedure of SAS program(SAS 8.2). Results showed that fixed effect of inbreeding, season of birth, year of service, season of service,and the sires of service had significant effects on the fertility traits in heifers, inbreeding, parity, season of calving, year of service, person of service, level of milk production, and the sires of service had significant effectson the fertility traits in pluriparous dairy cows. In order to improve reproductive performance of Chinese Holstein effectively, we had to design the breeding program, and combine with pasture feeding and management.

Chinese Holstein; Inbreeding; Reproductive performance

S823.3

A

10.19556/j.0258-7033.2017-06-025

2016-09-06；

2017-03-06

国家奶牛产业技术体系建设专项经费资助（CARS-37）；济南市科技计划国际合作项目（201401353）；济南市种业科技振兴计划（201210001）；奶牛精细化管理与关键技术试验与示范（冀农科15021）

苏欣（1987-），女，河北藁城人，硕士研究生，研究方向为动物遗传育种与繁殖, E-mail：suxin20100110@ hotmail.com

* 通讯作者：王志刚，研究员，E-mail：kjjw@hebau.edu.cn