基于df-reml方法的荷斯坦奶牛群繁殖性狀的遺傳分析

基于df-reml方法的荷斯坦奶牛群繁殖性狀的遺傳分析

產(chǎn)奶能和繁殖力是奶牛的兩種主要經(jīng)濟(jì)特征，在奶牛業(yè)的生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。產(chǎn)奶性狀是決定奶牛業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的首要因素。繁殖性能的高低可通過直接影響牛群的生產(chǎn)水平來影響奶牛場的經(jīng)濟(jì)收入;甚至于關(guān)系到牛群的數(shù)量和質(zhì)量,進(jìn)而影響未來的奶牛業(yè)生產(chǎn)。此外,由于繁殖疾病造成的母牛淘汰率和治療費(fèi)用的增高也是奶牛業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的另一影響因素。因此,必須研究繁殖性狀的遺傳規(guī)律及與各產(chǎn)奶性狀的相互關(guān)系,才能掌握各繁殖因素對奶牛業(yè)綜合效益影響的本質(zhì),以便在奶牛業(yè)生產(chǎn)和育種實(shí)踐中,使產(chǎn)奶和繁殖這兩類主要經(jīng)濟(jì)性狀均同步得以改進(jìn)。本文利用黑龍江省38個荷斯坦牛群的繁殖和產(chǎn)奶性能記錄,估計(jì)了幾個繁殖性狀(初產(chǎn)日齡、產(chǎn)犢間隔、空懷天數(shù)、犢牛出生重)的遺傳力,并進(jìn)行了與產(chǎn)奶性能的相關(guān)分析,為在我國奶牛業(yè)的生產(chǎn)和育種工作中更好地提高母牛的產(chǎn)奶和繁殖性能,進(jìn)而提高綜合經(jīng)濟(jì)效益,提供可靠的基礎(chǔ)依據(jù)。1材料和方法1.1以大事件3個月為主體,確定不同年季單次月間因子模式本文研究所采用的數(shù)據(jù)為黑龍江省38個荷斯坦奶牛群1988~1997年間產(chǎn)犢的194頭公牛5412頭女兒各胎次繁殖和產(chǎn)奶記錄,根據(jù)黑龍江省的氣候狀況,將12個月份劃分為三個季節(jié)(1、2、11、12月份,3、4、9、10月份和5、6、7、8月份),場和年度因子的水平數(shù)與實(shí)際場和年度相一致,考慮到場、年、季節(jié)的互作,將三個因子合并為443個場年季水平。此外,根據(jù)每頭公牛的來源、血統(tǒng)和出生年度,將194頭公牛劃分為13個公牛組,每個公牛組的公牛數(shù)不低于5頭,詳見表1。1.2采用以下統(tǒng)計(jì)分析模型對離散排列進(jìn)行估計(jì)(1)動物模型y=x1h+x2g+zs+e(2)動物個體育種值激勵效應(yīng)向量的確定y=x1h+za+e其中:y=觀察值向量:h=場年季節(jié)效應(yīng)向量,x1為其結(jié)構(gòu)矩陣;g=公牛組效應(yīng)向量,x2為其結(jié)構(gòu)矩陣;s=公牛效應(yīng)向量,z為其結(jié)構(gòu)矩陣;a=動物個體育種值效應(yīng)向量,z為其結(jié)構(gòu)矩陣;e=隨機(jī)誤差向量。這里,h和g為固定效應(yīng),s、a和e為隨機(jī)效應(yīng)。根據(jù)以上模型,利用國際上流行的MT-DFREML軟件進(jìn)行分析,得出各性狀的表型均值、各固定效應(yīng)值及方差組分估計(jì)值,進(jìn)而計(jì)算各性狀的表型及遺傳參數(shù)。2結(jié)果與分析2.1不同牧群奶牛的繁殖性能4個繁殖性狀的表型均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差見表2,由表2可見,黑龍江省荷斯坦牛具有良好的繁殖性能,初產(chǎn)日齡較早,犢牛出生重較高,產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù)也在正常范圍之內(nèi),但各性狀變異幅度較大,很不穩(wěn)定,這反映出不同牛群奶牛的繁殖性能存在很大差異,這主要是由于各牧場年度的繁殖管理水平不一致所造成的。2.2自然生長性狀的遺傳穩(wěn)定性不同模型條件下,各繁殖性狀遺傳力的估計(jì)結(jié)果見表3?？梢?幾個繁殖性狀的遺傳力都相對較低,由于模型和資料結(jié)構(gòu)不同,估計(jì)值相差很大。與國內(nèi)外有關(guān)報導(dǎo)相比,本研究的估計(jì)結(jié)果偏高。2.3種苗期生長和產(chǎn)奶性狀間的遺傳相關(guān)見表4。表4結(jié)果與其它文獻(xiàn)報導(dǎo)基本一致,但部分相關(guān)估計(jì)值有較大差異,從中可以看出:2.3.1產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù)這兩個性狀均與305天產(chǎn)奶量和乳脂量呈中等以上遺傳正相關(guān),但與乳脂率的遺傳相關(guān)則相對較低,這兩個繁殖性狀與三個產(chǎn)奶性狀的表型相關(guān)也多為弱正相關(guān)。2.3.2初產(chǎn)日齡與頭胎305天產(chǎn)奶量和乳脂量之間均為弱遺傳負(fù)相關(guān);與乳脂率呈弱遺傳正相關(guān);該性狀與三個產(chǎn)奶性狀間的表型相關(guān)也很低。2.3.3犢牛出生重與三個產(chǎn)奶性狀之間,無論是表型相關(guān),還是遺傳相關(guān)均為弱正相關(guān)。3復(fù)配型菌株與產(chǎn)奶性狀間的相互作用3.1通過本文分析可見,繁殖性狀是受眾多遺傳和環(huán)境因素影響的復(fù)雜性狀,該類性狀遺傳力非常低。因此,提高繁殖性能主要應(yīng)通過加強(qiáng)飼養(yǎng)管理、提高人工授精員的技術(shù)水平和及時診治繁殖疾病等措施來加以實(shí)現(xiàn)。雖然奶牛的繁殖性能受各種環(huán)境因素影響較大,但也存在一定的遺傳變異,并且與其它性狀存在較大的相關(guān),可以通過特殊的選擇方法,如大規(guī)模的半同胞組間家系選擇及相關(guān)選擇等對該類性狀進(jìn)一步加以改進(jìn),提高群體繁殖性能的遺傳素質(zhì),最終提高奶牛業(yè)的總體生產(chǎn)水平。3.2母牛的產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù)這兩個性狀均與各產(chǎn)奶性狀呈不同程度的拮抗關(guān)系,如只重視產(chǎn)奶性狀的選擇,可使母牛產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù)延長、繁殖力下降、產(chǎn)奶胎次減少,導(dǎo)致奶牛終生產(chǎn)奶性能降低。由于產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù)的延長,降低了母牛單位時間內(nèi)的產(chǎn)奶量,飼養(yǎng)投入相對增加,最終降低牛群的平均生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益。因此,適宜的產(chǎn)犢間隔和空懷天數(shù)是保證奶牛健康和正常泌乳的前提。一般認(rèn)為,產(chǎn)犢間隔應(yīng)控制在365~395天,空懷天數(shù)應(yīng)為105天以內(nèi)。3.3由本文分析可見,由于各種遺傳和環(huán)境因素的影響而導(dǎo)致初產(chǎn)日齡過大的母牛,多數(shù)是由于犢牛階段和育成期發(fā)育不良所致,從而降低產(chǎn)奶水平,特別是對頭胎產(chǎn)奶性能的影響最為顯著,并且還使?fàn)倥３錾叵陆?以后各胎次雖有所恢復(fù),但縮短了母牛終生總產(chǎn)奶時間。所以,適宜的投產(chǎn)年齡對初產(chǎn)母牛來說是非常必要的。根據(jù)本文分析結(jié)果,母牛適宜初產(chǎn)年齡在25~30月齡之間。3.4犢牛出生重與奶牛各產(chǎn)奶性狀之間存在一定的協(xié)同關(guān)系,這與有關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)相近,而犢牛出生重大的母牛,泌乳期的產(chǎn)奶量也高,故應(yīng)采取有效措施(遺傳選擇和加強(qiáng)妊娠期母牛管理等)適當(dāng)提高犢牛出生重,這樣不僅提高了母牛泌乳期的生產(chǎn)水平,也為后代未來生長發(fā)育打下良好基礎(chǔ)。3.5本文采用了兩種模型(公畜模型和動物模型)估計(jì)了幾個繁殖性狀的遺傳力并進(jìn)行其與產(chǎn)奶性能的相關(guān)分析,所得結(jié)果也存在很大差異。從理論上分析,動物模型考慮了所