荷斯坦牛頭胎產(chǎn)奶量的遺傳分析

熱夏提·熱依木江，魏趁，黃錫霞，買熱木別克·黑沙，葛建軍 ，帕爾哈提·木鐵力甫，馬光輝

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2. 新疆維吾爾自治區(qū)畜牧廳，烏魯木齊 830004；3. 新疆呼圖壁種牛場，新疆呼圖壁 831203)

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荷斯坦牛頭胎產(chǎn)奶量的遺傳分析

熱夏提·熱依木江1,2，魏趁1，黃錫霞1，買熱木別克·黑沙3，葛建軍3，帕爾哈提·木鐵力甫1，馬光輝3

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2. 新疆維吾爾自治區(qū)畜牧廳，烏魯木齊 830004；3. 新疆呼圖壁種牛場，新疆呼圖壁 831203)

【目的】通過估計呼圖壁種牛場荷斯坦頭胎305 d產(chǎn)奶量的遺傳參數(shù)和育種值，為該場選留核心母牛群，建立遺傳評估體系以及評價種公牛的優(yōu)劣。為合理的組織奶牛生產(chǎn)和提高選種準確率及改良效率提供可靠的科學依據(jù)供參考?！痉椒ā繉π陆魣D壁種牛場1 426頭荷斯坦奶牛頭胎305 d產(chǎn)奶量及系譜資料，運用SAS軟件進行統(tǒng)計分析，觀察場、產(chǎn)犢年份、產(chǎn)犢月份、初產(chǎn)月齡等4種因素對產(chǎn)奶量的影響，研究305 d產(chǎn)奶量的季節(jié)性變化規(guī)律，并用BLUPf90程序估計305 d產(chǎn)奶量的遺傳力及育種值?！窘Y果】牧場﹑產(chǎn)犢年份﹑產(chǎn)犢月份對305 d產(chǎn)奶量均影響極顯著 (P<0.01)，初產(chǎn)月齡對305 d產(chǎn)奶量影響不顯著(P>0.05)；產(chǎn)奶量隨季節(jié)的變化而發(fā)生明顯的變化，冬、春季產(chǎn)奶量相對于其他季節(jié)要高；產(chǎn)奶量的遺傳力為0.268，獲得個體及各祖先產(chǎn)奶量的估計育種值，其范圍為1 967.04～-1 042.78，其差值為3 009.82 kg。【結論】在這個奶牛群體里，遺傳差距較大，個體遺傳能力較好，為合理的組織奶牛生產(chǎn)和提高選種準確率及改良效率提供可靠的科學依據(jù)供參考。

荷斯坦牛；產(chǎn)奶量；遺傳力；育種值

0 引 言

【研究意義】奶牛產(chǎn)奶量的高低受諸多因素的影響，造成產(chǎn)奶量有較大變化的有品種、年齡、胎次、飼養(yǎng)管理方式、飼喂方法、操作規(guī)程及工作日程安排等都會影響母牛的產(chǎn)奶量[1-3]?！厩叭搜芯窟M展】葛文霞等[4]研究報道不同胎次、產(chǎn)犢月份與荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量之間的變化規(guī)律。劉忠琛等[5]報道到荷斯坦牛比較耐寒不耐熱，夏季高溫多濕,受到很大的熱應激,乳牛呼吸頻率加快，自身消耗增加，采食量下降。其研究結果導致高產(chǎn)荷斯坦牛產(chǎn)奶量降低的主要原因之一?！颈狙芯壳腥朦c】實現(xiàn)全年奶牛產(chǎn)奶量高產(chǎn)又穩(wěn)產(chǎn)重要路徑就是要根據(jù)各季節(jié)的變化而調節(jié)和改善飼養(yǎng)管理方式。研究通過采用SAS軟件進行統(tǒng)計分析，觀察場﹑產(chǎn)犢年份﹑產(chǎn)犢月份﹑初產(chǎn)月齡等4種因素對產(chǎn)奶量的影響，為了探討不同季節(jié)性對奶牛產(chǎn)奶量的變化規(guī)律；并用BLUPf90[6]程序對305 d產(chǎn)奶量進行遺傳力及育種值估計。BLUPf90程序目的是提供強大的、用于動物育種中混合模型分析的軟件，利用REML原理進行方差組分估計以及利用線性混合模型進行BLUP育種值分析，其計算結果較準確，軟件操作過程簡單易懂?！緮M解決的關鍵問題】用育種值選留該牛場核心母牛群，建立遺傳評估體系以及評價種公牛的優(yōu)劣，并進一步為牛場的選種選配計劃提供理論依據(jù)，為合理的組織奶牛生產(chǎn)和提高選種準確率及改良效率提供可靠的科學依據(jù)供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

資料來源于新疆呼圖壁種牛場的牛一場和牛三場的荷斯坦牛成年母牛頭胎生產(chǎn)記錄，其中包括從1989到2009年之間的生產(chǎn)性能記錄及現(xiàn)有牛的系譜資料，共1 477頭奶牛記錄，包括個體牛號、父號、母號、牛場﹑產(chǎn)犢年份﹑產(chǎn)犢月份﹑初產(chǎn)月齡和產(chǎn)奶量。

1.2 方 法

根據(jù)影響母牛產(chǎn)奶量的4個因素—牧場﹑產(chǎn)犢年份﹑產(chǎn)犢月份﹑初產(chǎn)月齡效應水平劃分。牧場劃分為1、2兩個水平；產(chǎn)犢年份根據(jù)實際年份1989～2009年劃分為20個水平；產(chǎn)犢月份根據(jù)實際月份劃分為12個水平；初產(chǎn)月齡劃分為≤23，24～26，27～29，30～32，33～35共5個水平。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SAS8.1軟件的GLM程序分析牧場﹑產(chǎn)犢年份﹑產(chǎn)犢月份﹑初產(chǎn)月齡對母牛產(chǎn)奶量的影響。影響荷斯坦牛產(chǎn)奶量的因素模型如下：

Yijktmn=μ+yi+sj+pk+vt+ysm+eijktmn.

其中，Yijktmn=觀察值；μ=總體均值效應；yi=牧場效應；sj=產(chǎn)犢年份效應；pk=產(chǎn)犢月份效應；vt=初產(chǎn)月齡效應；ysm=場×年份互作效應；eijktmn=隨機殘差效應。

采用BLUPf90軟件分析產(chǎn)奶量的遺傳力及育種值。設立的動物混合模型如下：

y=HY+S+u+e.

y-觀察值(產(chǎn)奶量)。

HY-Herd Year(牛場×年份的互作-固定效應)。

S-Season(產(chǎn)犢月-固定效應)。

u-個體隨機遺傳效應(育種值-隨機效應)。

e-誤差(隨機效應)。

2 結果與分析

2.1 奶牛群的基本統(tǒng)計量

呼圖壁種牛場的牧場一和牧場三生群體的頭胎產(chǎn)奶量統(tǒng)計結果表明，牛場一的平均產(chǎn)奶量、標準差、最大值等都大于牛場三。表1

表1 牛場一和牛場三奶牛群體的頭胎產(chǎn)奶量
Table 1 The first milk production statistics of 1 and 3 cattle farm dairy group

牛場Farm數(shù)量Number平均值MeanValue標準差Standard最大值Maximum最小值Minimum177177105912318813135116250265575556910578810934732284Total1426763944115739

2.2 不同因素對305 d產(chǎn)奶量的影響

研究表明，不同的因素對產(chǎn)奶量由不同的程度的影響，其中牧場，產(chǎn)犢年份，產(chǎn)犢月份，對產(chǎn)奶量有極顯著的影響(P<0.01),而初產(chǎn)月齡對產(chǎn)奶量不顯著的影響(P>0.05)，牧場×年份互作對產(chǎn)奶量有顯著影響(P<0.05)。表2

表2 不同因素下產(chǎn)奶量變化
Table 2 Effect of different factors on milk yield

因素Factor自由度DF三型平方和TypeIIISS均方MeanSquareF值FValuePr>F牧場 Farm1132959028132959028106700091產(chǎn)犢年份 Calvingyear19130722902772623835583<00001產(chǎn)犢月份 Calvingmonth112655007862413643519400031初產(chǎn)月齡 Ageatfirstcalving5495695601239239009904092牧場×年份 Farm×Year183821034342124563415300348

2.3 305 d產(chǎn)奶量的季節(jié)性變化規(guī)律

因產(chǎn)犢月份的不同305 d產(chǎn)奶量發(fā)生了顯著的變化，其規(guī)律為牧一場不同產(chǎn)犢月份產(chǎn)奶量變化規(guī)律可以看出，從1～3月產(chǎn)奶量逐漸下降，在4～5月春季產(chǎn)奶量逐漸增加，5月達到最高點，從6～7月炎熱的夏季開始下降，到了8月逐漸增加直到12月嚴寒的冬季，牧一場春季和冬季產(chǎn)犢母牛的產(chǎn)奶量較高；牧三場不同產(chǎn)犢月份產(chǎn)奶量變化規(guī)律可以看出，從1到5月產(chǎn)奶量逐漸下降，到6月有所上升，到了7月又開始下降，直到8月開始顯上升趨勢直到11月達到最高點，但是到了12月又開始下降，牧二場冬季產(chǎn)犢母牛產(chǎn)奶量較高。從不同產(chǎn)犢月份305 d產(chǎn)奶量總變化規(guī)律，可以看出1、11、12月產(chǎn)奶量較高，而7月產(chǎn)奶量最低。圖1～3

圖1 牧一場不同產(chǎn)犢月份305 d產(chǎn)奶量變化規(guī)律Fig.1 Changes of 305-day milk yield in different months of the First Farm

圖2 牧三場不同產(chǎn)犢月份305 d產(chǎn)奶量變化規(guī)律

Fig.2 Changes of 305-day milk yield in different months of the Three Farm

圖3 不同產(chǎn)犢月份305 d產(chǎn)奶量總變化規(guī)律
Fig.3 Changes of 305-day milk yield in different months

2.4 遺傳分析

2.4.1 產(chǎn)奶量的遺傳力

研究表明，利用BLUPf90統(tǒng)計運算軟件，將兩個牛場1 426頭初產(chǎn)牛及各祖先初產(chǎn)產(chǎn)奶量計算所得的遺傳力0.27。表3

表3 牧場一和牧場三乳牛群產(chǎn)奶量的遺傳力
Table 3 Heritability of milk production in 3 and 1 dairy herds

性狀CharacterVAVPh2產(chǎn)奶量Milkyield2573000096060000027

2.4.2 產(chǎn)奶量的育種值

研究表明，全群乳牛個體育種值最大值為1 967.04，與最小值為-1 042.78，其兩者之間的差值為3 009.82 kg。并且育種值取正值(0 kg以上)的個體數(shù)占全群總數(shù)的83%，說明在這個乳牛群體里遺傳能力好的個體多。表4

表4 個體育種值結果
Table 4 Individual breeding value

組別Group個體育種值范圍Rangeofsportsvalues總數(shù) Total最大值 Max最小值 Min差值 D-value1477196704-104278300982數(shù)量N百分率Percentage(%)11500kg以上120821500～1000kg815531000～500kg4002714500～0kg73249650～(-500)kg2301566(-500)kg以下2215

3 討 論

3.1 不同因素對產(chǎn)奶量的影響

研究結果表明牧場、產(chǎn)犢年份、產(chǎn)犢月份對產(chǎn)奶量的影響極顯著(P<0.01)，其中初產(chǎn)月齡對產(chǎn)奶量影響不顯著(P>0.05)。由于兩個牧場飼養(yǎng)管理、基礎設備的不同導致產(chǎn)奶量有所差異，其中牧一場是呼圖壁種牛規(guī)模最大，基礎設備最齊全的，同時產(chǎn)奶量最高的牧場。不同產(chǎn)犢年度對荷斯坦牛頭胎305 d產(chǎn)奶量影響極顯著，這與魏學蕊等[7]的研究結果一致。其原因可能是由于不同年度飼料配方、飼料的供給量以及飼養(yǎng)人員的變動等引起飼養(yǎng)管理水平不穩(wěn)定，但隨著不同年份的飼養(yǎng)水平以及繁殖技術的提高，產(chǎn)奶量顯上升趨勢。韓廣文等[8]研究結果表明產(chǎn)犢月份和產(chǎn)奶量有顯著的相關(P<0.05)，這與研究結果一致。葉東東[9]和尚文博等[10]研究表明初產(chǎn)月齡對產(chǎn)奶量有顯著影響，認為奶牛在24～26月齡比較適合產(chǎn)頭胎犢牛,與研究結果不一致，主要原因可能因為數(shù)據(jù)的量的不同，以及選用荷斯坦奶牛頭胎次的產(chǎn)奶量，造成了不同的差異。

3.2 不同季節(jié)對產(chǎn)奶量的影響

在一年四季當中，冬、春季節(jié)是母牛最適宜的產(chǎn)犢季節(jié), 而母牛產(chǎn)奶量明顯低于其它季節(jié)的是在夏季。其原因是由于青綠飼料豐富和氣候溫和的季節(jié)，在母牛泌乳旺盛時期體內催乳素分泌較多, 又無蚊蟲侵襲, 從而促進母牛產(chǎn)奶量的增加。李紫荷等[11]研究報道產(chǎn)犢季節(jié)冬季和早春是最適宜奶牛產(chǎn)犢的季節(jié)，奶牛體內的催乳素分泌較為旺盛是在每年12、1、2和3月，其環(huán)境溫度比較適宜，產(chǎn)奶量能達到很高的水平，不僅對有利于后代犢牛的健康成長，而且是母牛產(chǎn)犢最好的季節(jié)。吳紅岳[12]和趙占龍等[13]報道在我國絕大部分地區(qū)，12～1月母牛的產(chǎn)奶量要比7～8月高出17%～38%；以及由于熱應激引起母牛乳房炎、繁殖性能障礙、產(chǎn)前產(chǎn)后代謝疾病等的發(fā)病率提高，死亡率也相應的增加。尚文博[10]研究報道母牛全期產(chǎn)奶量最高在12、1、2和3月，而最低在7和8月，與研究基本一致。在牧場生產(chǎn)實踐中，必須合理安排奶牛配種的時間，盡量使奶牛產(chǎn)犢時間安排在冬、春季，并盡量減少夏季產(chǎn)犢；這同時可以避開夏季高溫季節(jié)產(chǎn)犢，以及適當延長干奶期，會促進牧場的產(chǎn)奶量穩(wěn)步增加[14]。

3.3 奶產(chǎn)量遺傳評定

隨著奶牛育種的發(fā)展，BLUP法與遺傳育種值的輔助分子標記技術相結合被廣泛應用于奶牛產(chǎn)奶量的遺傳評估。運用動物模型BLUP法對呼圖壁種牛場進行遺傳評定，為該牛群的遺傳選擇和改良提供了可靠的遺傳依據(jù)。動物模型BLUP法不僅可以預測母牛以及種公牛個體的育種值，而且彌補了以表型值評定母牛優(yōu)劣的不足，并大大地提高了優(yōu)良母牛的選擇效率。同時利用動物模型可以擴大遺傳評定的廣泛，不單單可以評估成年牛，還可以評定后備牛。研究采用BLUPf90程序對呼圖壁種牛場牧一場和牧三場第一胎次產(chǎn)奶量進行了遺傳力以及育種值的估計，其產(chǎn)奶量的遺傳力為0.268，獲得個體及各祖先產(chǎn)奶量的估計育種值，其范圍為1 967.04～-1 042.78。易建明等[15]采用PEST軟件估計荷斯坦牛產(chǎn)奶量的育種值，其結果表明牧場、產(chǎn)犢年份、產(chǎn)犢季節(jié)都對奶牛產(chǎn)奶量影響顯著，其中運用的也是動物模型。葉東東等[16]研究表明運用MTDFREML軟件對荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量進行遺傳參數(shù)估計，其產(chǎn)奶量遺傳力為0.40。劉麗元等[17]采用運用MTDFREML軟件對荷斯坦牛產(chǎn)奶量進行遺傳參數(shù)及育種值估計，研究估計得到的荷斯坦牛產(chǎn)奶量的遺傳力分別為0.4，其產(chǎn)奶量育種值最高為1 831.91，這與該文研究結果不同。丁可為等[18]運用動物模型BLUP法預測黑龍江省母牛產(chǎn)奶量遺傳參數(shù)，結果表明，305 d產(chǎn)奶量的遺傳力為0.14。Mokhtari等[19]研究報道伊朗的初產(chǎn)荷斯坦母牛產(chǎn)奶量遺傳力0.252，與結果一致。張勝利等[20]運用動物模型BLUP法對北京市奶牛進行了遺傳評定，實施了動物模型BLUP育種值評定程式，更加促進了種公牛育種值預測的精確性以及加快了奶牛遺傳改良的速度。Pieph等[21]研究報道用不同模型BLUP法估計動物育種值，從中選擇最優(yōu)模型。

4 結 論

牧場﹑產(chǎn)犢年﹑產(chǎn)犢月對產(chǎn)奶量均有極顯著的影響(P<0.01)，初產(chǎn)月齡對產(chǎn)奶量沒有顯著的影響(P>0.05)，產(chǎn)奶量隨季節(jié)的變化而發(fā)生明顯的變化，產(chǎn)奶量的遺傳力為0.268，獲得個體及各祖先產(chǎn)奶量的估計育種值，其范圍為1 967.04～-1 042.78，其差值為3 009.82 kg。在這個奶牛群體里，有較大的遺傳差距和遺傳能力好的個體多，可供今后產(chǎn)奶量的遺傳改良，并直接用于生產(chǎn)實踐，準確選擇每一個優(yōu)良種用個體，并顯著而穩(wěn)健的獲得遺傳改良效果。

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Fund project:Supported by the national science and technology support program during the 12th five-year plan period (2012BAD12B09)；Xinjiang Uygur Autonomous Region science and technology project(201230116-7)；China modern agriculture (milch cow) research system (CARS-37).

Genetic Analysis of Fetal Milk Yield of Holstein Cow

Rexiti Reyimujing1,2，WEI Chen1，HUANG Xi-xia1，Mairemubieke Heisha3，GE Jian-jun3，Paerhati Mutielihan1，MA Gang-hui2

(1.College of Animal Science，Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052，China；2.AnimalHusbandryScienceandTechnologyInformationCompilingOfficeofAnimalHusbandryDepartment,XinjiangUygurAutonomousRegion,Urumqi830004，China;3.XinjiangHutubiCattleFarm,HutubiXinjiang831203，China)

【Objective】 Through the estimation of Hutubi Holstein cattle farm first 305 days milk yield of genetic parameters and breeding value, this paper aims to set up the genetic evaluation system and evaluate the advantages and disadvantages of the genetic evaluation system and the evaluation of the breeding bulls.【Method】The milk yield of Xinjiang Hutubi cattle farm 1,145 Holstein dairy cow fetal and pedigree data were used for SAS software statistical analysis. The effects of 4 factors: the field, calving year, calving month and the primiparous month age on milk yield were observed to study the seasonal variation of milk yield in 305 days. And moreover, the heritability and breeding value of milk yield in 305 days were estimated by BLUPf90 program.【Result】Pasture, calving year and calving month affected 305 day milk yield significantly (P<0.01), effects of primiparous months on 305 day milk yield were not significant (P>0.05); The milk yield changed significantly with the change of the seasons. In winter and spring, milk yield was higher than other seasons. The heritability of milk production was 0.268. The estimated breeding value of each individual and ancestor was obtained and the scope was 1,967.04 to -1,042.78. The difference was 3,009.82 kg.【Conclusion】In this dairy herd, Animal genetic gap were larger,the individual genetic ability were better,to provide a reliable scientific basis for selection accuracy and improved efficiency for reference for the rational organization of dairy production and improve.

Holstein cows; milk yield; heritability; breeding value

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.024

2016-04-26

“十二五”國家科技支撐計劃課題(2012BAD12B09)；新疆維吾爾自治區(qū)科技計劃項目(201230116-7)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(奶牛)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金資助(CARS-37)

熱夏提·熱依木江(1973-)，男，畜牧師，研究方向為奶牛育種，(E-mail)414234667@qq.com

帕爾哈提·木鐵力甫(1962-)，男，副教授，研究方向為動物遺傳育種，(E-mail)Parhat@aliyun

馬光輝(1962-)，男，高級畜牧師，研究方向為奶牛生產(chǎn)，(E-mail)Pdh-xj@163.com

S821.2

A

1001-4330(2016)11-2142-07