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新疆褐牛初生重性状遗传及环境影响分析

2020-04-16刘奎国帕尔哈提木铁力甫刘江卫帕提古丽萨丁张梦华张晓雪尤震晨黄锡霞王雅春

家畜生态学报 2020年3期
关键词:遗传力牛犊公牛

姜 徽,刘奎国,帕尔哈提·木铁力甫,刘江卫,帕提古丽·萨丁,张梦华,王 丹,张晓雪,尤震晨,胥 磊 ,黄锡霞*,王雅春

(1.新疆农业大学 动物科学学院,新疆 乌鲁木齐 830052;2.乌鲁木齐种牛场新疆褐牛繁育中心,新疆 乌鲁木齐 830049;3.中国农业大学 动物科学技术学院,北京 100193)

新疆褐牛是近几十年我国培育的乳肉兼用牛,它具有耐粗饲、抗逆性强等特点[1-2]。初生重不仅是动物的重要生物学特征,也是犊牛的重要数量性状,它能反映处于胚胎期牛的生育状况,并与出生后的生长发育有很密切的关系,在很多时候决定了成年体重。 初生重是犊牛的选育标准之一,也是衡量动物生产性能的重要指标[3-4]。遗传和非遗传因素对初生重的影响直接关系到新疆褐牛体重等一系列重要的经济性状。性状遗传力的高低是确定性状选种方法的主要依据之一,遗传力(h2)大于0.3的性状为高遗传力性状,适用于个体表型选择法进行选种;(h2)小于0.1的性状为低遗传力性状,适用于家系选择或家系内选择。Sahin等[5]研究发现瑞士褐牛初生重受母牛年龄,产犊季节,产犊年份等因素影响。目前,影响新疆褐牛初生重的相关报道较少。本文对新疆褐牛的初生重进行遗传力估计,并分析了不同配种公牛、出生季节、犊牛性别、产犊胎次、妊娠天数和出生年度对新疆褐牛犊牛初生重的影响,为新疆褐牛选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 数据收集与整理

该数据来源于2012~2017年乌鲁木齐某种牛场新疆褐牛繁育中心的产犊信息记录,包括母牛号、配种公牛号、犊牛号、犊牛初生重、犊牛性别、产犊日期、出生季节、胎次、妊娠期、性别等信息。经过挑选,剔除难产死胎,无初生重和产犊胎次记录的数据,用于分析的记录为501条。该牛场采用TMR饲喂,且饲喂、繁殖、产奶、病历等各方面的生产指标均具有完善的记录系统,人工授精精液一般为进口冻精。全自动挤奶,全程电脑管理,日挤奶3次。

1.2 数据处理

为了解新疆褐牛犊牛初生重的分布,运用SPSS软件,进行了新疆褐牛犊牛初生重描述性统计分析。为了分析不同因素对犊牛初生重的影响,采用SAS 8.1软件的GLM程序对可能影响犊牛初生重的6个因素进行方差分析,并获得最小二乘均值,并建立如下模型:

Yijklmnp=μ+Bi+Sj+Pk+QI+Cm+Dn+eijklmnp

式中:Yijklmnp为犊牛初生重的观察值;μ为总体均值;B为犊牛公牛效应;Sj为犊牛出生季节效应(j=1~4);Pk为母牛产犊胎次效应(k=1~7);Ql为犊牛出生年度效应,每一年划为一个等级(e=6);Cm为母牛妊娠天数效应(m=1,2,3,4)。妊娠天数少于270 d为一个等级,妊娠天数每10 d划分一个等级,所有超过290 d划为一个等级;Dn为犊牛性别效应(n=1,2);eijklmnp为随机残差。根据当地气候特点,产犊季节划分如下:春季3~5月,夏季6~8月,秋季9~11月,冬季12~2月;出生年度为2012~2017年,划分六个等级,每一年划为一个等级;犊牛性别为公犊,母犊;使用Duncan方法进行各因素不同水平间的多重比较。遗传参数估计的动物模型:

y=Xβ+Zu+e

式中:y为所有性状观测值的n维向量;β为所有固定效应的p维向量;u为随机效应的q维向量;e为残差效应的n维向量;X为固定效应的n×p阶关联矩阵;Z为随机效应的n×q阶关联矩阵;E(u)=0,E(e)=0,E(y)=Xβ,Var(u)=G,Var(e)=R,Cov(u,e′)=0,Var(y)=ZGZ′+R。

2 结果与分析

2.1 新疆褐牛犊牛初生重的描述性统计分析

由表1可知新疆褐牛犊牛初生重的均值为36.66 kg,最大为50.00 kg,最小为24.00 kg,变异系数为6.93 %。

表1 新疆褐牛犊牛初生重描述性统计分析Table 1 Descriptive statistical analysis of Xinjiang Brown Cattle calves

注:变异系数(%)=标准差/均值×100%。

Note:Coefficient of variation=Standard deviation/Mean×100%.

根据前人[6-12]的研究,分别把荷斯坦牛、西门塔尔牛、三河牛、黄牛、牦牛、水牛的犊牛平均初生重,与本文计算的新疆褐牛犊牛初生重比较。由图1可见,三河牛犊牛的初生重最大,为40.13 kg。牦牛犊牛初生重最小,为14.67 kg。新疆褐牛犊牛的初生重较其他几个品种牛来说,处于中等水平。

2.2 犊牛初生重遗传和非遗传因素分析

由表2知,不同配种公牛、出生季节、出生年度、妊娠期和性别对新疆褐牛的初生重有极显著影响(P<0.01);胎次对犊牛初生重无显著影响(P>0.05)。

2.2.1 不同公牛的褐牛犊牛初生重的分析 从表2、表3可见,在不同公牛中,65106856号、352050号、343481号和352640号后代犊牛初生重均极显著高于199号和353320号公牛的后代犊牛初生重,显著高于14BS00244号公牛的后代犊牛初生重;7BS766号、342690号和188号后代犊牛初生重均极显著高于14BS00244、199和353320号公牛的后代犊牛初生重;6856号后代犊牛初生重极显著高于199和353320号公牛的后代犊牛初生重;14BS00244号后代犊牛初生重显著高于353320号公牛的后代犊牛初生重。不同公牛中,65106856号后代犊牛初生重较高为38.00 kg,199号后代犊牛初生重最小为34.77 kg。从分析结果来看新疆褐牛场以后的配种工作中可以所选用65106856号公牛配种母牛。

2.2.2 不同妊娠期的褐牛犊牛初生重的分析 由表3可看出,妊娠期为大于290 d与妊娠期为280~290 d的犊牛初生重极显著高于妊娠期为270~279 d。妊娠期为大于290 d的犊牛初生重最高为36.66 kg。妊娠期为270~279 d的犊牛初生重最低为35.02 kg。这表明犊牛初生重与妊娠期长短有正相关系(P<0.01)。

2.2.3 不同胎次的褐牛犊牛初生重的分析 从表3知,第3胎所产的犊牛初生重最高,为36.33 kg,第6胎所产的犊牛初生重最小,为35.34 kg。最高和最低差值可为0.99 kg,各胎次之间无显著差异。

2.2.4 不同出生季节的褐牛犊牛初生重的分析 从表3可以看出,夏季所产犊牛的初生重极显著高于秋季和冬季(P<0.01)。春季所产犊牛的初生重显著高于秋季和冬季(P<0.05),夏季所产犊牛的初生重显著高于春季(P<0.05)。夏季出生犊牛的初生重较高为36.72 kg,秋、冬季所产犊牛初生重最低为 35.32 kg。

表2 各因素对犊牛初生重影响Table 2 Variance analysis of factors affecting calf's birth weight

注:*表示影响无显著(P>0.05),**表示影响极显著(P<0.01)。

Note: * indicates the effect is not significant (P>0.05), ** indicates the effect is extremely significant (P<0.01).

表3 各因素对犊牛初生重最小二乘均值和多重比较Table 3 The least squares and multiple comparisons of calf with different factors

注:同列数据肩标为相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。不同大写字母表示各水平之间差异极显著(P<0.01)

Note:The data with same superscripts in the same column indicate insignificant difference(P>0.05), different lowercase letter superscripts indicate significant difference(P<0.05), different uppercase letter superscripts indicate extremely significant difference(P<0.01).

2.2.5 不同出生年度的褐牛初生重的分析 从表3可以看出,2013年所产犊牛初生重极显著高于2016年(P<0.01),2014年所产犊牛初生重极显著高于2016年(P<0.01),2014年所产犊牛初生重极显著高于2017年(P<0.01),2015年所产犊牛初生重极显著高于2016年(P<0.01)。2014年度所产犊牛初生重较高为37.26 kg,2016年度所产母犊初生重较低为33.96 kg。

2.2.6 不同性别的褐牛犊牛初生重的分析 从表3可以看出,不同性别犊牛中,公犊牛初生重极显著高于母犊牛初生重(P<0.01)。

2.3 新疆褐牛初生重的遗传力估计

由表4可知,对新疆褐牛初生重进行遗传力分析,得出初生重的遗传力是0.24,属于中等遗传力(0.1< h2<0.3)。

3 讨 论

3.1 初生重遗传力的分析

遗传力不仅是一个性状本身的特征,它与群体和环境有关。Assan等[13]研究结果发现牛初生重直接遗传力为0.25,母体遗传力为0.14。Bakir等[14]研究发现荷斯坦牛初生重遗传力为0.13。本文对新疆褐牛初生重的遗传力估计值为0.24,属于中等水平的遗传力,与这些研究结果一致。

表4 新疆褐牛初生重的遗传力分析结果Table 4 Analysis of the heritability of the newbornweight of Xinjiang brown cattle

再娜古丽·君居列克等[4]研究发现荷斯坦牛初生重的遗传力为0.38,任小丽等[7]研究发现三河牛初生重的遗传力为0.41。牛的初生重属于中等遗传力性状。本文的估计值0.24与这些结果相比略低,这有可能与各个研究的地域不同及繁殖方式、饲养条件、样本数量、采用的估计方法不同有关。

3.2 遗传因素和非遗传因素对新疆褐牛初生重的影响

3.2.1 不同配种公牛对犊牛初生重的影响 根据分析结果可知,不同公牛所产犊牛的初生重有极显著影响(P<0.01)。王梦琦等[15]对荷斯坦牛的研究也得到相同结论,指出不同公牛对其所产犊牛的初生重有极显著影响,其中犊牛初生重较大差值可达8.28 kg。谭世新等[16]对影响新疆褐牛繁殖性状的因素进行分析。结果发现不同公牛对荷斯坦牛,新疆褐牛的难产度和初生重无显著影响,但对怀孕天数有极显著影响。与本文结果有一定的差异,推测其原因可能是不同配种公牛通过影响怀孕母牛的怀孕天数,从而对犊牛初生重产生影响。

3.2.2 不同妊娠期长短对褐牛犊牛初生重的影响 本研究中,不同长短的妊娠期对犊牛初生重有极显著影响(P<0.01)。妊娠期为大于290 d的犊牛初生重最高为 36.66 kg。妊娠期为270~279 d的犊牛初生重最低为 35.02 kg。其中犊牛初生重较大和较小差值可1.64 kg。这显示,随着妊娠期变长,越多的营养物质也被胎儿所吸收,所以犊牛的初生重会随着妊娠天数的增加而变大。王梦琦等[17]通过对荷斯坦牛犊牛初生重对妊娠天数影响的研究中,指出了相似的结论。

3.2.3 不同胎次对褐牛犊牛初生重的影响 谭世新等[15]研究发现,胎次对犊牛初生重无显著影响,这与本研究的结论相同。本次研究发现,头胎和第6胎牛的初生重最低,原因可能是头胎牛普遍是处于生长中的青年母牛未达到体成熟,与胎儿竞争营养,使犊牛初生重降低。而随着胎次的增长,母牛的体况渐渐下降,营养物质多被自身吸收,从而减少了供给胎儿生长发育的营养物质量,导致犊牛初生重降低。同时,也有可能是由于生产管理及疾病等原因造成的,比如子宫内膜炎、乳房炎等疾病。

王梦琦等[16]研究表明胎次对初生重有显著性影响,这与本研究结论有一定差异。这可能是由于牧场地域、饲养条件、饲料技术、装置设备、机械化程度、管理人员水平、采用的估计方法以及数据量的大小、系谱的完整性等问题导致了结论的差异性。

3.2.4 不同出生季节对褐牛犊牛初生重的影响 本研究中,产犊季节对犊牛的初生重也会有极显著影响(P<0.01),其中夏季出生的犊牛初生重较高。夏季所产犊牛的初生重显著高于春季(P<0.05),这与Weigel等[18]的报道相一致。秋季和冬季间差异不显著(P>0.05)。这可能与牛场的饲养管理及环境温度等因素有关。夏季天气温暖,青绿饲料丰富,使褐牛具有较好的营养条件。因此夏季阶段胎儿在母体里吸收的营养比较高,犊牛初生重会较高。根据哺乳动物的生理发育规律显示,胎儿在产前1个月时,发育及体重增长速度最快[15]。而经历过夏季高温炎热天气和冬季低温寒冷天气的怀孕母牛出现了一定的应激反应,严重影响采食量,从而影响胎儿发育,导致怀孕母牛在秋季和冬季所产的犊牛初生重较低。

3.2.5 不同出生年度对褐牛初生重的影响 本研究中,不同出生年度对犊牛初生重影响极显著(P<0.01)。在许多影响犊牛初生重的非遗传因素之中,年度对初生重的影响非常明显。出现这种情况可能与每年的气候、饲养管理水平、配种公牛、配种技术、饲养技术人员水平的不同所造成。

3.2.6 不同犊牛性别对初生重的影响 本研究中,不同犊牛性别对初生重影响极显著(P<0.01),母犊牛初生重较低,公犊牛初生重比母犊牛初生重高。这与朱怡慧等[19]对荷斯坦牛公犊初生重极显著高于母犊初生重的研究结果一致。胎儿的初生重可能与在胎天数和雄激素有关,雄激素受体位于骨骼肌细胞表面,能够促使肌肉增长,从而影响初生重[20]。而公犊的在胎天数与雄激素均比母犊多,因此公犊初生重明显高于母犊。

4 结 论

本研究表明,胎次对新疆褐牛出生体重无明显影响。不同的公牛,出生季节,妊娠天数,出生年度和犊牛的性别都对初生重有影响。初生重与妊娠天数呈正相关。初生重的遗传力是0.24,属于中等遗传力(0.1

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