超聲波測(cè)定技術(shù)在肉牛育種及宰前評(píng)定中的應(yīng)用

張楊 閆向民 周振勇等

摘要采用超聲波技術(shù)測(cè)定活牛眼肌面積、背膘厚度、眼肌高度和肌間脂肪含量，建立了產(chǎn)肉性能的預(yù)測(cè)模型，數(shù)值的可靠性與準(zhǔn)確性高，經(jīng)方差分析達(dá)到極顯著差異。該研究為肉牛育種與肉質(zhì)評(píng)定提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞新疆褐牛；眼肌面積；背膘厚度

中圖分類號(hào)S823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-07764-05

基金項(xiàng)目自治區(qū)科技重大專項(xiàng)課題（20123011610）。

作者簡(jiǎn)介張楊（1962- ），男，新疆烏魯木齊人，研究員，從事肉牛遺傳育種方面的研究。

收稿日期20140627近年來(lái)，隨著超聲波測(cè)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用與實(shí)踐，該技術(shù)方法測(cè)量的準(zhǔn)確性在不斷提升，在肉牛繁殖、育種和肉質(zhì)評(píng)估等[1]工作實(shí)踐中也體現(xiàn)出其高效、準(zhǔn)確的應(yīng)用特點(diǎn)。特別是在肉牛育種中，出于對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀與目標(biāo)性狀的活體評(píng)定需求，采用超聲波技術(shù)測(cè)定背膘厚、眼肌面積等指標(biāo)已列入國(guó)家肉牛遺傳改良計(jì)劃中肉牛品種登記表的內(nèi)容。精準(zhǔn)測(cè)量與科學(xué)評(píng)定是肉牛育種性狀指標(biāo)應(yīng)用育種工作的前提與基礎(chǔ)，在育種實(shí)踐中性狀的早期評(píng)定與選擇可減少育種成本，加快育種進(jìn)程。結(jié)合崗位專家開(kāi)展的牛不同階段超聲波測(cè)定工作，探討不同階段的選育參數(shù)，提高選擇的準(zhǔn)確性。

同時(shí)，為了驗(yàn)證超聲波測(cè)定在活體測(cè)量結(jié)果的精確性，筆者以新疆褐牛為研究對(duì)象，利用超聲波掃描技術(shù)測(cè)定牛在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段、宰前背膘厚度、眼高、肌間脂肪含量和眼肌面積等指標(biāo)，確定了肉牛不同生長(zhǎng)發(fā)育階段目標(biāo)經(jīng)濟(jì)性狀的超聲波測(cè)定參數(shù)，建立了宰后背膘厚度、眼肌高度、肌間脂肪含量、眼肌面積、高檔肉質(zhì)量、后部位肉質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)肉質(zhì)量、全部肉塊質(zhì)量回歸方程，探討超聲波在肉牛活體測(cè)定技術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值，以供肉牛育種和生產(chǎn)者參考。

1材料與方法

1.1材料試驗(yàn)在尼勒克示范縣牧強(qiáng)新疆褐牛養(yǎng)殖場(chǎng)、新源示范縣伊犁新褐種牛場(chǎng)、昭蘇綠源食品有限公司繁育場(chǎng)、昭蘇種馬場(chǎng)、特克斯新疆褐牛繁育基地等5個(gè)場(chǎng)區(qū)選擇新疆褐牛生產(chǎn)母牛（325頭）、青年牛（133頭）、犢牛（公犢87頭、母犢123頭）進(jìn)行超聲波活體檢測(cè)。

試驗(yàn)以 30頭發(fā)育正常、健康的成年新疆褐牛為研究對(duì)象，集中育肥，由伊犁西天山農(nóng)牧發(fā)展有限責(zé)任公司提供。育肥期間分成3期，具體的育肥方案見(jiàn)。

試驗(yàn)期間新疆褐牛的適宜日糧配方%

階 段玉米小麥棉粕葵粕麩皮食鹽石粉磷酸氫鈣1%預(yù)混料預(yù)混料2號(hào)小蘇打試驗(yàn)前期62-105.518.01.51.51.00.50.005（50 g/t）-試驗(yàn)中期69-86.512.00.52.00.50.50.005（50 g/t）1.0試驗(yàn)后期38483-8.00.51.0--0.005（50 g/t）1.5

1.2主要儀器與設(shè)備超聲波掃描儀（荷蘭Pie Medical公司，BMode，18 cm長(zhǎng)3.5 MHz線陣探頭）、脂肪測(cè)定儀（Foss公司，SoxtecTM2050）、電子秤、電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺、眼肌面積測(cè)量板、耦合劑或植物油、鋼刷等。

1.3測(cè)量部位檢測(cè)位置選在第12～13肋間[2]，進(jìn)行縱切面和橫切面圖像采集，探頭距脊椎3～5 cm處進(jìn)行平行或垂直于脊柱的掃描（育肥牛肥度達(dá)到滿膘時(shí)應(yīng)距脊椎8～10 cm處進(jìn)行橫、縱向面的掃描）。

1.4測(cè)定指標(biāo)

1.4.1宰前測(cè)定性狀。由技術(shù)人員依照王少華[3]的方法，采集新疆褐牛眼肌面積、背膘厚度、眼肌高度及肌間脂肪含量清晰圖像，再使用儀器上的程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到具體眼肌面積、背膘厚度、眼肌高度和肌間脂肪含量數(shù)據(jù)，并測(cè)定體重。

1.4.2宰后測(cè)定性狀。使用眼肌面積測(cè)量板、電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺、電子秤、脂肪測(cè)定儀測(cè)定屠宰后的眼肌面積、眼高、背膘厚度、各部位肉塊重量以及背最長(zhǎng)肌樣品的脂肪含量。

由于牛肉產(chǎn)量的表示方法多種多樣，不同國(guó)家規(guī)定或市場(chǎng)需求對(duì)肉塊分割方法各異，在生產(chǎn)中具有不同的意義。根據(jù)我國(guó)目前牛肉生產(chǎn)現(xiàn)狀，牛肉產(chǎn)量可用以下指標(biāo)來(lái)衡量[4]：

胴體的高檔肉重=里脊重+外脊重+眼肉重+上腦重（1）

胴體后部位重=臀肉重+米龍+膝圓重+黃瓜條重+腱子肉重（2）

胴體優(yōu)質(zhì)肉重=高檔肉塊重+后部肉塊重（3）

胴體全部切塊重=優(yōu)質(zhì)肉重+其他切塊重（4）

1.5數(shù)據(jù)處理超聲波活體測(cè)定結(jié)果均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，從屠宰試驗(yàn)中的30頭牛中隨機(jī)選取20頭牛用于建模，其余10頭用于模型驗(yàn)證。多元線性回歸模型是指多個(gè)解釋變量的線性回歸模型，用于揭示被解釋變量與其他多個(gè)解釋變量之間的線性關(guān)系。多元線性回歸的數(shù)學(xué)模型為：y=β0+β1x1+β2x2+β3x3+…+βkxk。其中，β0、β1、β2…βk是線性方程估計(jì)值，x1 、x2 … xk為自變量，y為預(yù)測(cè)值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2000和SPSS 17.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1新疆褐牛部分性狀指標(biāo)測(cè)定結(jié)果由～4和～3可知，公牛、母犢牛與育成牛、成年母牛等不同群體在眼肌高度、背膘厚度、12～13肌間脂肪含量（QIB）、眼肌面積等指標(biāo)上有不同的分布與均值。

2.2.2宰前宰后性狀測(cè)定結(jié)果。從可以看出，白色的為脂肪、筋膜、骨骼組織，灰色為肌肉組織。由可知，宰前背膘厚度平均值均高于宰后，其主要原因在于超聲波掃描背膘厚度時(shí)都包括牛皮厚度。宰前肌間脂肪含量平均值與宰后肌內(nèi)脂肪含量無(wú)明顯差異，表明用超聲波活體估計(jì)肌間脂肪含量的誤差不會(huì)比宰后肌間脂肪含量測(cè)定的誤差更大。

2.2.3產(chǎn)肉性狀預(yù)測(cè)模型的建立試驗(yàn)選取20頭牛作為建模樣本，其各性狀測(cè)定值見(jiàn)。采用多元線性回歸模型中最常用的最小二乘法以及向后逐步回歸分析的方法，建立產(chǎn)肉性能的預(yù)測(cè)模型。模型中被解釋變量y值表示產(chǎn)肉性狀的預(yù)測(cè)值，解釋變量x1、x2、x3、x4、x5分別表示活體宰前背膘、肌間脂肪含量、體重、眼高和眼肌面積。

由可知，線性回歸模型中解釋變量和常量均達(dá)到顯著水平（P<0.05）；胴體全部切塊重模型中相關(guān)系數(shù)（R2=0.763）較高，說(shuō)明模型擬合度較好，通過(guò)宰前體重、眼高和眼肌面積可以對(duì)胴體全部切塊重做出合理預(yù)測(cè)。

2.4模型的檢驗(yàn)應(yīng)用SPSS軟件對(duì)其余10頭牛各指標(biāo)的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與方差分析。由可知，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值無(wú)顯著差異（P>0.05），因此所有模型均可用于生產(chǎn)實(shí)際中。

通過(guò)隨機(jī)抽測(cè)的方式，用建立的模型對(duì)測(cè)量值進(jìn)行了擬合，結(jié)果表明通過(guò)建立的模型在隨機(jī)樣本下圖像的相似度高而值的準(zhǔn)確性降低，說(shuō)明該模型的建立具有一定的適用區(qū)間，模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性須以適用區(qū)間為前提。

3討論與結(jié)論

超聲波測(cè)量具有活體檢測(cè)、定性與定量的優(yōu)勢(shì)，測(cè)量值容易受人為因素的影響，但在固定檢測(cè)人員的基礎(chǔ)上開(kāi)展各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定，能定性與定量的分清個(gè)體的優(yōu)劣與差異，并通過(guò)對(duì)大樣本數(shù)據(jù)的收集，制定適宜不同育種目標(biāo)、性狀的選育標(biāo)準(zhǔn)。筆者采用隨機(jī)抽樣調(diào)查的方法初步了解和掌握了新疆褐牛群體中眼高、背膘、12～13肌間脂肪含量（QIB）、眼肌面積等指標(biāo)的分布區(qū)間與樣本均值，可根據(jù)個(gè)體觀測(cè)值與均值差異的大小確定目標(biāo)性狀的優(yōu)秀個(gè)體，因此可大大提高性狀選擇的準(zhǔn)確性。超聲波測(cè)定小母牛活體各指標(biāo)的分布安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年超聲波測(cè)定小公?；铙w各指標(biāo)的分布超聲波測(cè)定母?；铙w各指標(biāo)的分布注：a.眼肌高度和背膘厚度；b.12～13肋間肌間脂肪含量；c.眼肌面積。

超聲波測(cè)定宰前肉質(zhì)性狀圖譜成年新疆褐牛各性狀指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

指標(biāo)眼肌面積∥cm2宰前宰后背膘厚度∥cm宰前宰后肌間脂肪含量∥%宰前宰后眼高∥cm

體重是影響胴體性狀、肉質(zhì)品質(zhì)的主要因素之一。在國(guó)內(nèi)外家畜胴體等級(jí)評(píng)定時(shí)，體重尤為重要，高等級(jí)胴體則其經(jīng)濟(jì)效益較高，在加拿大A3、A4級(jí)胴體達(dá)到A1、A2級(jí)胴體價(jià)格的0.97和0.87[5]。該試驗(yàn)結(jié)果表明，宰前活重對(duì)胴體的高檔肉質(zhì)量、后部位肉質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)肉質(zhì)量、全部肉塊質(zhì)量預(yù)測(cè)模型中的作用也是正的，表明成年的新疆褐牛活重能顯著影響某些胴體特性指標(biāo)，這與前人的研究結(jié)果相一致[6-8]。

背膘厚度對(duì)高檔肉重作用是負(fù)的，其主要原因可能是與在高檔肉分割和修整時(shí)對(duì)脂肪的要求有關(guān)，減少脂肪的覆蓋度。胴體后部位肉質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)肉質(zhì)量、全部肉塊質(zhì)量回歸決定系數(shù)在0.3以上，都與眼高有關(guān)，其作用為負(fù)的，其主要原因是可能受新疆褐牛本品種乳用性特征的影響。眼肌面積在胴體后部位肉質(zhì)量、全部肉塊質(zhì)量預(yù)測(cè)模型中作用為正的，即眼肌面積越大胴體后部位肉質(zhì)量、全部肉塊質(zhì)量就愈多，反映出新疆褐牛后軀部位發(fā)育較好，造成后部肌肉塊較大，產(chǎn)肉性能好。

目前，在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家均有利用超聲波技術(shù)對(duì)活體肉牛宰前肉品質(zhì)評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)，其比較完善的有加拿大、歐共體牛肉產(chǎn)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、澳大利亞牛肉產(chǎn)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)各自的國(guó)情，各有自己的特色，對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展導(dǎo)向起到很大的推動(dòng)作用。我國(guó)除了豬肉方面有相應(yīng)的利用超聲波活體預(yù)測(cè)豬肉品質(zhì)評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)外，在肉牛方面尚未頒布統(tǒng)一的利用超聲波技術(shù)對(duì)活體肉牛宰前肉品質(zhì)評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)[9]。我國(guó)的地域?qū)拸V、牛種資源豐富，各種類型的產(chǎn)肉性能參差不齊，建立統(tǒng)一的肉質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)肉牛業(yè)發(fā)展的亟待解決的問(wèn)題之一?？梢愿鶕?jù)各地區(qū)或各品種不同，建立適宜的肉牛宰前活體評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)。該研究表明通過(guò)利用超聲波技術(shù)測(cè)定活體宰前指標(biāo)，建立宰后胴體性狀、肉質(zhì)品質(zhì)回歸方程，這些模型可作為制定新疆褐牛胴體產(chǎn)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的參考。

在育種實(shí)踐中，可通過(guò)性狀指標(biāo)的連續(xù)性測(cè)量掌握其自身的生物學(xué)特性與特征值，鑒于肉牛品種群體內(nèi)個(gè)體間生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的相似性，應(yīng)用超聲波測(cè)定開(kāi)展目標(biāo)性狀的早期選擇可提高選擇效率、縮短周期與選擇的準(zhǔn)確性。

該研究利用超聲波活體檢測(cè)數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)肉牛產(chǎn)肉性狀的數(shù)學(xué)模型，且都達(dá)到顯著水平（P<0.05）；經(jīng)驗(yàn)證所有模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值無(wú)顯著差異（P>0.05）。結(jié)果表明，利用超聲波掃描技術(shù)測(cè)得成年新疆褐牛的背膘厚、眼肌面積、肌間脂肪含量預(yù)測(cè)屠宰后眼肌面積、背膘厚、肌間脂肪含量和產(chǎn)肉性狀是可行的。通過(guò)利用超聲波掃描技術(shù)不僅為今后的育種工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而且能夠?qū)ε５母邫n部位、優(yōu)質(zhì)部位肉塊性狀在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，以期對(duì)肉牛進(jìn)行早期選擇和預(yù)測(cè)，提高改良效果，加快育種進(jìn)程，同時(shí)還可以降低選育成本和提高肉牛養(yǎng)殖效益，提供一種科學(xué)而又便捷有效的方法，還可利用超聲波測(cè)定技術(shù)對(duì)商品肉牛進(jìn)行等級(jí)的劃分。

參考文獻(xiàn)

[1] HERRING W O，MILLER D C，BERTRAND J K，et al.Evaluation of machine，technician，and interpreter effects on ultrasonic measures of backfat and longissmus muscle area in beef cattle[J].J Anim Sci，1994，72：2216-2226.

[2] 趙慶明，許尚忠，李曉晶，等.超聲波掃描儀對(duì)肉?；铙w測(cè)定的研究[C]//全國(guó)養(yǎng)?？茖W(xué)研討會(huì)暨中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)養(yǎng)牛學(xué)會(huì)第六屆會(huì)員代表大會(huì).中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)養(yǎng)牛學(xué)分會(huì)，河北省畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)，2005：105-108.

[3] 王少華，王飛，杭孝，等.獸用B超儀在?；铙w檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)奶牛，2010（5）：26-28.

[4] 胡寶利，昝林森.不同年齡秦川牛胴體性狀與肉質(zhì)性狀的研究[C]//國(guó)際肉牛生產(chǎn)及科研學(xué)術(shù)論文集.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001.

[5] KYOKIE OZUTSUMI.Distribution of fatty acid in the longissimus musle of holsten steers during the fattening period Jap[J].J Zootech Sci，1992，53：559.

[6] ANDERSON H R.The inference of slaughter weight and level of feeding on growth rate feed conversion and carcass composition of bulls[J].Livest Prod Sci，1975，2：314.

[7] DOTY D M，PIERCE J C.beef muscle characteristics as related to carcass grade，carcass weight and degree of aging[M].USDA.Technology Bull，1961：1231.

[8] MEISSNER H H.The description of growth in beef bull sand interpretation of genotypic differences on two dietary treatments[J].S Afr J Anim Sci，1982，12：331.

[9] 胡寶利.不同年齡秦川牛胴體性狀與肉質(zhì)性狀的研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2001.