河北省西門塔爾牛體重體尺性狀遺傳參數分析

彭 朋，王思偉，李樹靜，閻志剛，趙增元，蘇碩青，劉 茁，王 昆

(1.河北省農林科學院糧油作物研究所，石家莊 050035；2.河北天和肉牛養殖有限公司，石家莊 050227；3.河北省作物栽培與綠色生產實驗室，石家莊 050035；4.河北省畜牧良種工作總站，石家莊 050061；5.石家莊君樂寶乳業有限公司，石家莊 050227)

肉牛產業是我國現代化畜牧業的重點發展產業，自20世紀90年代以來，我國通過引進國外優秀肉牛品種對我國地方牛品種進行雜交改良，使我國肉牛生產性能獲得了大幅提升并培育出了中國西門塔爾牛、新疆褐牛等乳肉兼用品種和夏南牛、延黃牛等肉用品種[1-4]。目前，我國肉牛生產結構主要以雜交群體為主，在全國占比達到了79%[5]，其中肉用西門塔爾牛及其雜交群體占肉牛存欄量的60%～70%[6]。西門塔爾牛是一種乳肉兼用的大型品種，具有良好的生產性能，自引入我國以來，通過與本地黃牛雜交，使雜交后代的生產性能提高了30%以上[7]。隨著經濟水平的提高，我國對于牛肉的需求量越來越大，但我國自主肉牛種業仍無法滿足快速增長的需求。目前我國肉牛種業與發達國家相比仍存在差距，對于肉牛的遺傳評估工作起步較晚，為了加速發展我國肉牛種業和開展肉牛遺傳評估工作，2012年農業農村部制定了《全國肉牛遺傳改良計劃(2011—2025年)》，2014年我國又發布了《肉牛生產性能測定技術規范》用于測定肉牛生長發育性狀。遺傳參數估計作為遺傳評估的前提，能夠反映出一個群體生產性狀的遺傳規律。魏趁等[8]對新疆西門塔爾牛的體尺性狀進行遺傳參數估計，其遺傳力范圍為0.13～0.58。牛紅等[9]對內蒙古西門塔爾牛群體的重要經濟性狀進行了遺傳參數和方差組分估計，其初生重、斷奶重、出欄重的遺傳力估計值分別為0.48、0.44、0.43。范大有等[10]對中國西門塔爾牛次級性狀和生產性狀遺傳參數的研究結果為0.07～0.41。

河北省是全國養牛大省，牛肉產量居全國第三，2020年河北省肉牛存欄量為199.30萬頭，其中西門塔爾雜交牛群體占肉牛存欄量的90%以上。目前對于河北省西門塔爾牛的報道大部分是關于雜交后代生產性能的研究[11-13]，但對于河北省西門塔爾牛生產性狀遺傳參數的研究較少，因此本研究利用河北省西門塔爾牛群體的生產性能測定數據，應用DMU軟件配合多性狀動物模型，估計了體重與體尺性狀的遺傳力及其之間的遺傳相關，為今后制定育種方案提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源與整理

研究數據來源于河北天和肉牛養殖有限公司2015—2021年266頭18月齡西門塔爾成母牛的生產性能測定記錄，包括體重、體高、十字部高、體斜長、胸圍、腹圍和管圍等7種性狀。剔除父號和母號缺失記錄、表型值異常及在±3SD之外的數據。利用R軟件對系譜進行追溯，追溯到三代系譜，共包含186頭公牛和617頭母牛。

1.2 固定效應分析

采用SAS 9.4軟件的GLM過程對影響西門塔爾牛體尺體重性狀的影響因素進行方差分析，固定效應主要包括：測定年效應、季節效應和日齡效應。

1.3 統計分析方法

使用DMU軟件，配合單性狀和多性狀動物模型，利用平均信息限制最大似然法(average information restricted maximum likelihood，AI-REML)結合期望最大化(expectation maximisation，EM)算法對各方差組分進行估計。統計模型為：

yijkl=μ+Yi+Sj+Ak+idl+eijkl

式中：yijkl為體重和體尺性狀評分向量；μ為群體均值；Yi為測定年份的固定效應；Sj為測定季節的固定效應；Ak為生長日齡固定效應；idl為個體的加性遺傳效應向量；為隨機殘差效應向量。eijkl遺傳參數計算公式為：

2 結果與分析

2.1 西門塔爾牛體重與體尺性狀的基本統計量

西門塔爾牛體重和體尺性狀的最小值、最大值、均值、標準差和變異系數等描述統計量如表1所示。由此可知，西門塔爾牛體重的均值為482.62 kg，標準差為57.10，變異系數為11.83%；西門塔爾牛管圍的均值為19.94 cm，變異系數為6.21%；體高、十字部高、體斜長、胸圍和腹圍的均值變化范圍為125.17～222.14 cm，變異系數均小于5.0%。

表1 西門塔爾牛體重和體尺性狀描述統計量

2.2 西門塔爾牛體重與體尺性狀的遺傳力估計值

西門塔爾牛體重和體尺性狀的遺傳力結果如表2所示。西門塔爾牛體重的遺傳力估計值為0.41，體尺性狀的遺傳力估計值范圍為0.31～0.66，西門塔爾牛的體重與體尺性狀均屬于高遺傳力性狀(h2>0.30)。

表2 西門塔爾牛體重和體尺性狀方差組分和遺傳力估計值

2.3 西門塔爾牛體重和體尺性狀間的相關性

西門塔爾牛體重和體尺性狀間遺傳相關和表型相關如表3所示。在遺傳相關中，體重與體尺之間的遺傳相關范圍為0.20(體高)～0.79(胸圍)，體重與體尺均呈現出較強的遺傳正相關；體尺性狀間的遺傳相關范圍為(-0.70)(腹圍和管圍)～0.92(體高和十字部高)，除管圍與體斜長、腹圍呈遺傳負相關，其余體尺性狀間均呈遺傳正相關。在表型相關中，體重與體尺之間相關范圍為0.14(十字部高)～0.23(胸圍)，體尺性狀間的表型相關范圍為(-0.10)(腹圍和管圍)～0.94(體高和十字部高)，除腹圍與管圍呈表型負相關外，均呈表型正相關。

表3 西門塔爾牛體重和體尺性狀間的遺傳相關與表型相關估計值

3 討論

3.1 西門塔爾牛體重和體尺性狀遺傳力估計

本研究中西門塔爾成母牛體重的遺傳力為0.41，與朱波等[14]對全國西門塔爾牛體重估計的遺傳力0.38和董剛輝等[15]對三河牛成母牛體重估計的遺傳力0.41基本一致，高于劉建勇等[16]報道的BMY肉牛18月齡重遺傳力0.36，低于Putra等[17]對蘇門答臘島的西門塔爾牛報道的0.56；胥磊等[18]對新疆褐牛和馮小芳等[19]對安格斯牛的體重遺傳力估計值分別為0.55和0.50，也高于本研究結果。本研究中河北省西門塔爾牛體重遺傳力與其他研究報道的結果不同的原因，可能與品種不同、飼養管理水平和地域環境相差較大有關。

本研究中體尺性狀的遺傳力范圍為0.31～0.66，均為高遺傳力性狀。胥磊等[18]報道的新疆褐牛體尺性狀的遺傳力范圍為0.29～0.61，與本研究基本相同；Wei等[20]對新疆西門塔爾牛的研究中體斜長的遺傳力為0.13，要低于本研究體斜長的遺傳力0.45，但其他體尺性狀的結果與本研究基本一致。

3.2 西門塔爾牛體重和體尺性狀間的相關性

本研究中體重與體尺性狀均呈遺傳正相關，其中與體斜長、胸圍和腹圍呈強遺傳正相關，這與Kamprasert等[21]對泰國婆羅門牛、胥磊等[18]對新疆褐牛及董剛輝等[15]對三河牛的研究結果一致。體重與體高和管圍的遺傳相關屬于中等遺傳正相關，而其他研究結果顯示體重與體高和管圍呈強遺傳正相關，原因可能是在河北省西門塔爾牛體重性狀的選育過程中，對于體高與管圍的選擇強度較小。本研究中體尺性狀間除管圍外，其他5個體尺性狀間均呈較強的遺傳正相關。管圍與胸圍呈強遺傳正相關，這與其他研究結果一致；管圍與體高和十字部高呈較弱的遺傳正相關，與體斜長和腹圍則呈遺傳負相關，與國內其他研究結果相反，本研究中管圍的變異系數要高于其他體尺性狀，可能是由于管圍在實際測量過程中存在測量誤差。

4 結論

本研究結果顯示，河北省西門塔爾牛體重的遺傳力為0.41，屬于高遺傳力性狀；體尺性狀的遺傳力為0.31～0.66，屬于高遺傳力性狀。體重與體尺性狀間的遺傳相關為0.20～0.79，體尺性狀間的遺傳相關為(-0.70)～0.92，除管圍外其他體尺性狀間均呈較強的遺傳正相關，在選育過程中加強對這些性狀的選育，有利于提高西門塔爾牛的生長發育性能。致謝：衷心感謝河北天和肉牛養殖有限公司提供的肉牛生產性能測定數據。