短角牛選配分群技術(shù)及其應(yīng)用效果

邵學(xué)芬，董正勖，向必勇，朱勝全，耿文誠(chéng)

(云南省種羊繁育推廣中心，云南 尋甸 655204)

近親繁殖是困擾畜牧業(yè)生產(chǎn)的一大難題，解決近親繁殖的最佳途徑是系譜選配，系譜選配的依據(jù)是系譜分析結(jié)果，系譜分析結(jié)果體現(xiàn)為近交系數(shù)。科學(xué)合理的選配方案目的是進(jìn)行交配的公母畜間在規(guī)定的世代內(nèi)找不到共同的祖先，系譜選配可劃分為個(gè)體選配和群體選配2種類型。只要繁殖群體初具規(guī)模，個(gè)體選配可以做到完全避免近親繁殖，因?yàn)槊款^繁殖母畜都是在所有種公畜中挑選配種公畜，總能找到與之無(wú)親緣關(guān)系的，而群體選配則很難做到這一點(diǎn)。

然而，在規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)中，要完全做到個(gè)體選配并非易事，譬如，要從數(shù)十頭乃至上百頭公畜中找出某頭公畜本就需要較多時(shí)間，若再有數(shù)十頭乃至上百頭母畜發(fā)情等待配種，個(gè)體選配顯然完成不了配種工作，對(duì)于放牧飼養(yǎng)的大家畜而言，個(gè)體選配更加難以實(shí)施。云南省種羊繁育推廣中心飼養(yǎng)的短角牛群體規(guī)模雖不是很大，但因晝夜放牧，無(wú)固定廄舍，加之長(zhǎng)期生活在野外，致使其性情暴躁、攻擊性強(qiáng)；即使將公母牛集中在分牛欄里，也需要花費(fèi)較大的精力和較多的時(shí)間才能將發(fā)情母牛與選定的配種公牛組合在一起。因此，規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)適合群體選配技術(shù)。

群體選配的關(guān)鍵是母畜組群技術(shù)，要求母畜群體中的每個(gè)個(gè)體均與配種公畜親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。數(shù)十年來(lái)，云南省種羊繁育推廣中心按照“相同家系的公母畜禁止交配”的原則(簡(jiǎn)稱“同系禁配”)進(jìn)行群體選配，但由于配種計(jì)劃本身存在的缺陷以及配種過(guò)程中不可預(yù)測(cè)的因素(主要為計(jì)劃的配種公畜不能完成配種任務(wù)而臨時(shí)更換公畜)，未能有效控制近親繁殖，不得不每隔數(shù)年便到其他種畜生產(chǎn)部門(mén)引種。

選配分群是專門(mén)為群體選配設(shè)計(jì)的一項(xiàng)母畜組群技術(shù)，其應(yīng)用系譜選配中的個(gè)體選配分析結(jié)果來(lái)進(jìn)行母畜分群。2020年在短角牛繁殖生產(chǎn)中試用，以檢驗(yàn)該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，并為今后的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 短角牛繁殖群體概況

云南省種羊繁育推廣中心于1996年底從美國(guó)引進(jìn)短角牛100頭(♂8、♀92)建立純繁場(chǎng)自繁生產(chǎn)種牛，為了增加血統(tǒng)，1998年4月又從澳大利亞引進(jìn)種牛9頭(♂4、♀5)及4頭哺乳期犢牛。短角牛純繁場(chǎng)建立后一直是云南省重要的肉牛良種繁育基地之一，已為省內(nèi)外提供良種2000余頭，2014年被認(rèn)定為國(guó)家肉牛核心育種場(chǎng)。

近幾年，短角牛繁殖母牛種群數(shù)量維持在180～200頭，分為5群進(jìn)行繁殖生產(chǎn)：第1—4群在各年度配種前進(jìn)行重新分配組群，由4名職工管理；第5群母牛固定，承包給1名務(wù)工人員管理；晝夜放牧。自然交配，配種期為每年的5月1日至7月31日；第1—4群采用同系禁配技術(shù)進(jìn)行群體選配，第5群不進(jìn)行選配。配種期每群母牛投放1頭種公牛，其間若種公牛出現(xiàn)狀況不能完成配種任務(wù)則及時(shí)更換。

整個(gè)繁殖群體分為6個(gè)家系，但由于各年度選留更新牛時(shí)在所有育成牛中進(jìn)行挑選，導(dǎo)致各家系的數(shù)量差異較大。2019—2020年配種前各家系繁殖牛數(shù)量見(jiàn)表1。

表1 2019—2020年配種前繁殖牛家系統(tǒng)計(jì)一覽表

1.2 樣本處理

以2019年及2020年全部參配母牛作為研究樣本，2019年第1—4群為同系禁配處理，2020年第1—4群為選配分群處理，第5群為無(wú)選配處理(對(duì)照)。

1.3 近親繁殖界定

畜牧學(xué)將近交系數(shù)大于0.78%的視為近親繁殖。在生產(chǎn)中，若選配方案欠妥或是不選配，則會(huì)出現(xiàn)同胞、半同胞(分為同父異母和同母異父2類)、父女、母子4種近親交配現(xiàn)象，近交系數(shù)均大于15%，視為極端近親繁殖。

1.4 選配分群技術(shù)

1.4.1工作流程

確定母畜分群數(shù)量：短角牛自然交配公母比例一般為1:30，原則上每群母牛數(shù)量不超過(guò)40頭。用投配母畜總數(shù)除以每群母畜數(shù)即可算出分群數(shù)量。

配種公畜篩選：制作配種計(jì)劃前需對(duì)種公畜進(jìn)行鑒定(若不鑒定，也需進(jìn)行實(shí)地觀察)，將不宜參與配種的公畜(如：體弱、有病、有傷等)剔除。對(duì)近年參與配種，但繁殖成績(jī)較差的公畜，一般情況下不宜再次使用，應(yīng)做淘汰處理。

主配公畜的確定：每群母畜安排1頭主配公畜；在可能的情況下，每個(gè)家系應(yīng)選1頭公畜作為主配公畜；盡量選用年齡較大的公畜作為主配公畜；盡量選用上年未參與配種的公畜作為主配公畜，或是上年雖參與配種但非主配公畜。

母畜分群：各群主配公畜確定后，根據(jù)各主配公畜與全體參與分群的母畜間的個(gè)體選配結(jié)果進(jìn)行母畜分群，即選配分群(方法參閱1.4.2)。

備用公畜的確定：母畜分群后，每群還需確定1頭備用公畜。用各群母畜與可參配公畜(主配公畜除外)的群體近交系數(shù)比選，選擇近交系數(shù)最小的公畜作為備用公畜。此項(xiàng)工作需逐群進(jìn)行，選出的公畜，不再參與下一群的比選。正常情況下，選出的備用公畜應(yīng)與主配公畜家系相同(只有1頭可參配公畜的家系除外)。

制作配種計(jì)劃表：配種計(jì)劃表也是母畜分群表，母畜為行、公畜為列，各行列交匯處的數(shù)據(jù)為母畜與主配公畜或備用公畜交配所產(chǎn)后代近交系數(shù)預(yù)測(cè)值(多數(shù)應(yīng)為0)。

1.4.2操作方法

在選配分群專用工具表格中操作。方法：將主配公畜及待分群母畜耳號(hào)錄入到指定位置(母畜耳號(hào)按年齡升序排列)，工具表格將自動(dòng)顯示出各主配公畜與待分群母畜的個(gè)體選配建議。以母畜分群數(shù)量為一個(gè)篩選組分配母畜，選配建議為空白的可隨意分配，“禁配”不選，“酌情”在無(wú)法調(diào)節(jié)時(shí)可選。若“禁配”太多無(wú)法調(diào)節(jié)時(shí)，可將篩選范圍擴(kuò)大為兩個(gè)篩選組或是更多。篩選后將分群碼錄入到指定位置(母畜耳號(hào)左側(cè)的空格)，在同一個(gè)篩選組中，各個(gè)分群碼必須且只能選用一次。篩選結(jié)束后，分群結(jié)果便會(huì)自動(dòng)顯示在指定的表格中。

母畜耳號(hào)按年齡升序排列的目的是使各母畜群的年齡結(jié)構(gòu)基本一致；同一篩選組各個(gè)分群碼必須且只能選用一次的目的是讓各母畜群的數(shù)量基本相等。

1.5 解決公牛不能完成配種任務(wù)的措施

由于短角牛晝夜放牧并在草地中自然交配，這不僅導(dǎo)致了個(gè)體選配無(wú)法操作，即使是群體選配也經(jīng)常出現(xiàn)狀況(公牛不能完成配種任務(wù))，主要有公牛生病、受傷、性欲不旺3種，其中受傷最為常見(jiàn)。因?yàn)榉N公牛體重大(大于700kg/頭)，且母牛不固定，在草地中爬跨很容易使公牛四肢受傷。因此，在制定配種計(jì)劃時(shí)，每群必須安排1頭備用公牛，且不能隨意挪用。配種公牛一旦出現(xiàn)狀況，立即啟用備用公牛，同時(shí)重新選定1頭公牛備用。

2 結(jié)果與分析

2.1 計(jì)劃效果

對(duì)2019—2020年的配種計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 2019—2020年選配計(jì)劃群體近交系數(shù)預(yù)測(cè)

2019年采用同系禁配技術(shù)進(jìn)行母牛分群，但由于各家系的母牛數(shù)量差異較大，最終未能完全調(diào)配成功；成功調(diào)配的第1、3、4群群體近交系數(shù)預(yù)測(cè)值遠(yuǎn)低于0.78%的近交界定值，但第2群調(diào)配失敗，群體近交系數(shù)預(yù)測(cè)值已超過(guò)0.78%。2020年采用選配分群方案，各群近交系數(shù)預(yù)測(cè)值主配公牛為0.04%～0.21%、備用公牛為0.21%～0.38%，大幅低于0.78%的標(biāo)準(zhǔn)。第5群由于母牛無(wú)法進(jìn)行調(diào)配，無(wú)論選用哪頭公牛配種群體近交系數(shù)預(yù)測(cè)值均大于0.78%。

2.2 配種實(shí)施情況

2019年可參配公牛13頭，實(shí)際參配公牛7頭，第3、4群中途更換了1次公牛；由于配種計(jì)劃未選定備用公牛，只能從尚未投配的可參配公牛中隨機(jī)選擇。

2020年可參配公牛14頭，實(shí)際參配公牛11頭，除第2群外其余各群中途均更換了公牛。第1、4群換下主配公牛后啟用備用公牛，順利完成配種任務(wù)。第3群主配公牛在配種前夕生病未能參加配種，直接啟用備用公牛；備用公牛配種到第17天前肢受傷，但尚未投配的可參配公牛中已選不到適宜在該群配種的公牛，只能選用群體近交系數(shù)大于0.78%的公牛替換；之后又更換了1次公牛，群體近交系數(shù)仍大于0.78%。

2.3 繁殖結(jié)果

對(duì)2020—2021年所產(chǎn)活犢(2019—2020年配種)計(jì)算近交系數(shù)并統(tǒng)計(jì)近交后代個(gè)體數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 2020—2021年近親繁殖統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.4 對(duì)比分析

由于2019年制定配種計(jì)劃時(shí)第2群未能將與配種公牛同家系的母牛成功調(diào)出，2020年配種時(shí)第3群的主配公牛及備用公牛均未能完成配種任務(wù)，影響了選配技術(shù)的應(yīng)用效果。為了便于比較分析，選配分群處理(2021年產(chǎn)犢)選用第1、2、4群的數(shù)據(jù)，同系禁配處理(2020年產(chǎn)犢)選用第1、3、4群的數(shù)據(jù)，第5群作為無(wú)選配處理(對(duì)照)，選用2020—2021年2年的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果：群體近交系數(shù)選配分群0.12%、同系禁配0.43%、無(wú)選配2.18%，近親個(gè)體占比選配分群6.82%、同系禁配7.78%、無(wú)選配32.14%，極端近親個(gè)體占比選配分群0、同系禁配1.11%、無(wú)選配10.71%。

選配分群對(duì)近親繁殖的控制效果明顯優(yōu)于同系禁配，無(wú)選配計(jì)劃的配種勢(shì)必造成嚴(yán)重的近親繁殖。同系禁配是家畜繁殖生產(chǎn)中最常用的群體選配技術(shù)，但其只能預(yù)防來(lái)自父系的近交源而無(wú)法阻斷來(lái)自母系的近交源，理論上甚至可能出現(xiàn)同母異父半同胞交配和母子交配的極端近交現(xiàn)象。另外，在群體選配中，若各家系繁殖畜數(shù)量差異較大，采用同系禁配技術(shù)路線會(huì)給母畜分群調(diào)配增加困難甚至調(diào)配失敗。選配分群應(yīng)用系譜選配中的個(gè)體選配分析結(jié)果來(lái)進(jìn)行母畜分群，同時(shí)規(guī)避了來(lái)自父系和母系的近交源，有效降低了近親繁殖的概率，更不可能出現(xiàn)極端近交現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，選配分群技術(shù)不僅將群體近交系數(shù)降到了較低的水平，還杜絕了極端近交現(xiàn)象的發(fā)生，是養(yǎng)殖場(chǎng)控制近親繁殖行之有效的群體選配技術(shù)，用其替代傳統(tǒng)的同系禁配技術(shù)是必要且可行的。

3 討論

3.1 優(yōu)化繁殖畜群體結(jié)構(gòu)

由于繁殖畜群體結(jié)構(gòu)不合理，影響了選配計(jì)劃的制定及選配方案的實(shí)施效果，短角牛繁殖畜群體結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化。

各家系的繁殖母牛數(shù)量差異較大，譬如，在可調(diào)配母牛中，2020年B家系達(dá)到34頭，而F家系卻只有17頭，差距較大，這也就造成了同系禁配方案母畜分群調(diào)配困難甚至調(diào)配失敗。建議各個(gè)家系的繁殖母畜數(shù)量應(yīng)調(diào)整為基本相等。

可參配的種公牛每個(gè)家系至少應(yīng)有3頭，并且老、中、青搭配合理，6個(gè)家系應(yīng)有18頭可參配公牛。然而在2019年和2020年配種前，可參配公牛分別為13頭和14頭。從各家系可參配公牛數(shù)量看，2019年有2個(gè)家系為3頭、3個(gè)家系為2頭、1個(gè)家系為1頭；2020年有1個(gè)家系為4頭、2個(gè)家系為3頭、1個(gè)家系為2頭、2個(gè)家系為1頭。毫無(wú)疑問(wèn)，這樣的種公牛結(jié)構(gòu)是不合理的，尤以2020年為甚，這也導(dǎo)致2020年當(dāng)?shù)?群主配公牛及備用公牛均出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，找不到適宜在該群配種的公牛。特別是僅有1頭可參配公牛的家系，可能因更新牛選種失誤、疾病、受傷等原因?qū)е略摷蚁到^種。

3.2 優(yōu)化選配技術(shù)

理論上，在群體選配中，選配分群能有效降低近親繁殖的概率，尤其是對(duì)防止極端近親繁殖很有效，因?yàn)槠浞秩旱囊罁?jù)就是個(gè)體選配結(jié)果，所以其效果近于個(gè)體選配。但在實(shí)際生產(chǎn)中，并不是每頭種公牛都能從一而終的完成配種任務(wù)，一旦啟用備用公牛，其效果就要打折扣。如主配公牛、備用公牛均不能完成配種任務(wù)而需要另選公牛，效果將會(huì)更差，如2020年的第3群，繁殖結(jié)果群體近交系數(shù)大于0.78%，即屬于失敗的選配方案。另外，選配分群技術(shù)只能用于群體不固定的生產(chǎn)管理模式，一旦群體固定，該技術(shù)幾乎不能發(fā)揮任何效用，如第5群。

采用選配分群技術(shù)制定配種計(jì)劃需花費(fèi)較多的精力，而且在母畜分群作業(yè)中需耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，尤其像短角牛這種大家畜分群時(shí)還要帶上犢牛(因犢牛尚未斷奶)。在種群數(shù)量較大時(shí)，每年都進(jìn)行分群作業(yè)顯然不切合實(shí)際，而且極不利于生產(chǎn)管理。如繁殖畜群體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化后，建議采用家系分群輪配技術(shù)并使母畜群體固定。雖然同系禁配并不能阻斷來(lái)自母系的近交源，但通過(guò)有序輪配后可使這種近交源相遇的概率降到極低的水平，甚至不會(huì)出現(xiàn)。例如：假設(shè)繁殖母牛最大繁殖年限為10年，有10個(gè)家系，則家系分群輪配技術(shù)來(lái)自母系的近交源相遇的概率為0。如能這樣，種畜生產(chǎn)部門(mén)的選配工作將會(huì)變得非常簡(jiǎn)單，管理上也很方便。