王 丹，周靖航，刘丽元，乃比江，邱文卿，徐庆磊，尤震晨，黄锡霞*，杨光维*

（1.新疆农业大学动物科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021；3.新疆伊犁州畜牧科学研究所，新疆伊宁 835000）

新疆褐牛体尺体重相关性及主成分分析

王 丹1，周靖航2，刘丽元2，乃比江3，邱文卿1，徐庆磊1，尤震晨1，黄锡霞1*，杨光维3*

（1.新疆农业大学动物科学学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021；3.新疆伊犁州畜牧科学研究所，新疆伊宁 835000）

在建立新疆褐牛9分制的鉴定标准过程中，通过对伊犁地区新源县、尼勒克县、昭苏县3个牛场中的569头新疆褐牛成年母牛进行测量，选取13个体重体尺性状进行相关性及主成分分析。结果表明：新疆褐牛体重与体高、体斜长、胸围、腹围、尻宽、尻长、后腿宽度、后腿厚度、后腿半围等具有极显著相关性（P＜0.01）；13个主成分中第1主成分的贡献率最大，反映了新疆褐牛的外貌整体结构信息，第2和第3主成分反映了后躯特征和尻部特征。

主成分分析；体尺；体重；9分制外貌鉴定；新疆褐牛

在畜牧研究和生产中，常常会用一种指标来描述研究对象某方面的特征。如可用某一阶段的体重、体高、体长、胸围和管围等指标来描述家畜个体的生长发育情况[1]，用pH、肉色、大理石纹等指标来描述肌肉的品质等[2]，这些指标其含义部分重叠，各指标间的关系错综复杂。为了找出几个相互独立的体尺指标尽可能反映9分制外貌鉴定中众多体尺的信息，可采用主成分分析法[3]。目前，常采用体高、体斜长、胸围、管围4个体尺性状制定体重估计公式[4-5]。新疆褐牛以其耐寒、耐粗饲、抗逆性强等特点与优点遍及天山南北[6]，其群体规模和生产水平都得到了较大提高，作为新疆地方特色的兼用牛品种对增加农牧民经济收入有着举足轻重的作用。新疆褐牛作为乳肉兼用牛，可以结合本品种特征选用与体重相关性较高的体尺性状来估测其体重。因此，对现有群体的体尺等指标进行分析很有必要。本文选取9分制外貌鉴定中的13个性状，运用主成分分析法以及多元线性回归方法，探讨体尺性状与体重之间存在的关联性，以期揭示新疆褐牛各性状间的相互关系，为新疆褐牛选育和生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源 2016年分别在伊犁地区昭苏县、尼勒克县以及新源县开展新疆褐牛体型外貌的9分制鉴定，所测头数为569头新疆褐牛2～6岁成年母牛，3个牛场的饲养方式均为半舍饲半放牧形式，所有新疆褐牛体重均为现场实测数据。

1.2 测定指标 按照家畜体尺测量鉴定的方法[7]对牛进行测定新疆褐牛的9分制外貌鉴定。测定指标包括体重（X1）、体高（X2）、体斜长（X3）、胸围（X4）、腹围（X5）、胸底宽（X6）、尻宽（X7）、尻长（X8）、坐骨端宽（X9）、后腿宽度（X10）、后腿厚度（X11）、后腿高度（X12）、后腿半围（X13）。1.3 统计分析 数据利用Excel进行统计，剔除错误记录，并应用SPSS19.0统计软件进行分析。通过主成分分析方法分析新疆褐牛的体尺体重等13个性状指标的相关系数、贡献率、相关矩阵的特征值和特征向量。

2 结果与分析

2.1 主要体尺性状的平均数与变异性指标 由表 1可知，不同性状指标之间的变异系数有所不同，后腿厚度的变异系数最大，为19.03%，其次为体重、后腿高度、尻宽、胸底宽、后腿宽度。其余性状坐骨端宽、尻长、后腿半围、胸围、腹围、体斜长、体高变异系数均小于10%。体高和体斜长的变异系数分别为4.05%、5.56%，变异幅度变化最小。其中后腿厚度和体重的变异幅度变化最大，选育潜力也相对较大。

表1 主要体尺性状的平均数平均值与变异性指标

2.2 体尺性状间的相关性 由表2可知，新疆褐牛体重与体高、体斜长、胸围、腹围、尻宽、尻长、后腿宽度、后腿厚度、后腿半围等具有极显著相关性（P＜0.01），相关系数分别为0.337、0.544、0.579、0.593、0.557、0.308、0.320、0.424、0.340；后腿高度与后腿厚度和后腿半围呈不显著负相关（P＞0.05）。体高与后腿宽度、腹围与后腿宽度、尻长与后腿宽度和后腿厚度间具有弱相关性，相关系数分别为0.217、0.224、0.206、0.275（P＜0.05），呈显著相关。

2.3 主成分分析

2.3.1 KMO检验 KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）检验统计量是用于比较变量间简单相关系数和偏相关系数的指标。KMO值越接近于1，意味着变量间的相关性越强，原有变量越适合作因子分析[8-9]。Kaiser给出了常用的KMO度量标准：0.9以上表示非常适合；0.8表示适合；0.7表示一般；0.6表示不太适合；0.5以下表示极不适合[9-10]。通过SPSS分析结果显示，KMO值为0.748，所有的性状适合进行因子分析。

2.3.2 各主成分的特征值和贡献率 对新疆褐牛体尺，体重性状指标进行主成分分析，得到13个主成分值见表3。按贡献率在10%以上，选取前3个主成分，入选主成分的特征值、贡献率和特征向量见表4。由表3和表4可得，前3个主成分包含了总信息量61%的遗传信息。第1主成分的特征值为4.579，贡献率为35.224%，反映的综合信息量最大。第2主成分的特征值为1.951，贡献率15.007%，第3主成分的特征值为1.406，贡献率为10.813%。根据计算出的特征向量，前三主成分关系式可表达如下:

Y1= 0.727X1+0.368X2+0.526X3+0.792X4+ 0.827X5+0.593X6+0.308X7+0.353X8+ 0.269X9-0.056X10+0.350X11-0.132X12+0.123X13

表2 主要体尺性状指标间的相关分析

表3 体尺性状相关矩阵的特征值及累计贡献率

Y2= 0.309X1+0.398X2+0.323X3+0.194X4+0.037X5+ 0.011X6+0.191X7+0.466X8- 0.007X9+0.807X10+0.630X11-0.018X12+0.887X13

Y3= 0.263X1+0.139X2+0.375X3+0.169X4+0.046X5-0.530X6+0.666X7+ 0.582X8+0.524X9+0.291X10-0.020X11+0.843X12-0.072X13

由主成分1的表达式可知，体重、体斜长、胸围、腹围、胸底宽的特征值较大，对第1主成分的贡献率也较大，基本上反映了新疆褐牛的外貌整体结构信息。在第2主成分中，后腿宽度、后腿厚度、后腿半围的特征向量值比较大，反映了后躯特征。在第3主成分中，尻宽、尻长和坐骨端宽的特征值最大，主要反映了尻部特征。

表4 主成分的特征值和特征向量

3 讨 论

3.1 新疆褐牛体尺的相关性分析 新疆褐牛体重与体高、体斜长、胸围、腹围、尻宽、尻长、后腿宽度、后腿厚度、后腿半围等具有极显著相关性，与体重相关性最大的体尺性状为腹围和尻长。蔺宏凯等[11]研究结果显示，新疆褐牛体高与十字部高、体斜长、胸深、髋宽间具有中等及以上程度相关性，相关系数分别为0. 761、0.578、0.396、0.397，与其他体尺指标间无显著相关，付雪峰等[12]研究结果表明，舍饲新疆褐牛犊牛的4个体尺间均存在极显著的正相关。鲁西黄牛的体尺与体重相关性最大的性状为胸围和管围[13]。王永奇等[14]研究结果表明，大额牛体重与头长、头深、十字高、胸深、胸宽、尻长和管围等的相关系数在0.42～0.62，体重和体斜长和胸围的相关系数分别为0.67和0.81。闽南黄牛体重与体高、体长、胸围、十字部高均存在极显著的正相关[15]。本研究均与以上研究结果相似。新疆褐牛的体型特征、体重与体尺指标间存在显著的线性关系，在体尺选择方面可根据不同养殖场的育种计划，利用这些较强的相关关系达到选育目的。

3.2 新疆褐牛体尺体重的主成分分析 从本研究主成分分析结果可知，第1主成分体重、体斜长、胸围、腹围、胸底宽等的特征值较大，反映了新疆褐牛的外貌整体结构信息，可称为体型外貌因子。第2主成分中后腿宽度、后腿厚度、后腿半围的特征向量值比较大，可称为后躯宽度因子[16]。第3主成分中尻宽、尻长和坐骨端宽的特征值最大，可称为尻长因子。刘庆华等[15]对闽南黄牛6个体尺性状指标进行主成分分析，筛选出的第1主成分为体高因子，第2主成分为胸围因子；大额牛体尺性状指标与体重的主成分分析中筛选出了8个主成分[14]，其中第1主成分的贡献率最大，其中第1主成分反映信息与前人的研究结果相同，其他主成分因子、贡献率、权重等与前人的研究结果有差异。前人研究结果均表明，第2主成分为尻长因子，第3主成分为后躯因子。张爱玲等[17]的研究结果将第1主成分以及第2主成分中以背高等为决定因子划分为增重以及增高因子，这也可以为本研究提供新的参考。新疆褐牛为乳肉兼用牛，不同的牛场对其产品的需求不同，造成差异的原因之一可能是不同牛场选育的侧重方向不同[18]。此外，还有可能是新疆褐牛部分群体采用放牧加补饲的饲养模式，长期适应草场环境所形成的外貌特征有关，还有待更进一步的分析探究。

上述主成分分析结果可为新疆褐牛9分制外貌鉴定评分标准的每个测定性状的等级评定以及赋分提供参考。在主成分Y1中胸围的特征值最大，本次测得数据中，胸围的变异系数为6.15%。胸围较大的牛心肺容积较大且血液循环较好，因此可以根据胸围由小至大分别赋予1～9分。

4 结 论

通过对新疆褐牛的13个体尺和体重指标进行相关以及主成分分析，明确了新疆褐牛的体型特征、体重与体尺指标间的关系，可根据不同饲养牛场的育种计划，以此作为新疆褐牛的选配工作的基础性资料。

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Correlation and Principal Component Analysis of Xinjiang Brown Cattle

WANG Dan1, ZHOU Jing‐hang2, LIU Li‐yuan2, NAI Bi‐jiang2, QIU Wen‐qing1, XU Qing‐lei1, YOU Zhen‐chen1, HUANG Xi‐xia1*, YANG Guang‐wei3*

(1. College of Animal Science, Xinjiang Agricultural University, Xinjiang Urumqi 830052, China; 2.School of Agriculture, Ningxia University, Ningxia Yinchuan 750021, China; 3.Institute of Animal Husbandry Science of Yili, XinJiang Yining 835000, China)

In the process of establishing the identif i cation standard of Xinjiang brown cattle 9th point system, 569 Xinjiang brown cattle adult cattle in three cattle farms: Xinyuan County, Nileke County and Zhaoxu County of Yili Prefecture were measured and 13 body size traits correlation and principal component analysis was carried out. The results showed that the body weight of Xinjiang brown cattle had a signif i cant correlation with body height, body length, chest circumference, abdomen, rump width, rump length, hind leg width, hind leg thickness and hind legs (P ＜0.01); 13 The contribution of the fi rst principal component in the principal component is the largest, which ref l ects the overall structure of the Xinjiang brown cattle, and the second and third principal components ref l ect the hindquarters and the rump characteristics.

Principal component analysis; Nine‐point appearance identif i cation; Xinjiang Brown cattle

S823.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-09-038

2017-07-27；

2017-08-18

“十二五”国家科技支撑计划（2011BAD28B02）；现代农业（奶牛）产业技术体系建设专项资金（CARS-37）；新疆维吾尔自治区科技计划（201230116-7）；自治区自然科学基金计划特培项目（2017D03031）

王丹（1993-），女，新疆人，硕士研究生，主要从事动物遗传育种方向研究，E-mail：601437917@qq.com

*通讯作者：黄锡霞，教授，博士生导师，主要从事动物遗传育种方向研究，E-mail：au-huangxixia@163.com；杨光维，高级畜牧师，主要从事畜牧科技研究推广工作，E-mail：sniqx wy@163.com