河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

孫彥琴，任小麗，閆 磊，閆躍飛，耿繁軍，張 震*(.河南省動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河南 鄭州 450008; .河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心，河南 鄭州 450046; .河南省鼎元種牛育種有限公司，河南 鄭州 450046)

河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

孫彥琴1，任小麗2，閆 磊2，閆躍飛2，耿繁軍3，張 震2*
(1.河南省動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河南 鄭州 450008; 2.河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心，河南 鄭州 450046; 3.河南省鼎元種牛育種有限公司，河南 鄭州 450046)

統(tǒng)計(jì)分析河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定數(shù)據(jù)，以此建立數(shù)據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)，為奶牛遺傳評(píng)估工作奠定基礎(chǔ)。收集河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心2008年1月至2016年4月155 893頭中國荷斯坦牛2 152 451條測(cè)定記錄，使用SAS 9.4軟件MEANS過程統(tǒng)計(jì)分析測(cè)定次數(shù)、測(cè)定間隔、首次測(cè)定泌乳天數(shù)、公牛后代女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)、首次產(chǎn)犢月齡和系譜完整率等指標(biāo)在不同測(cè)定年份和牧場(chǎng)規(guī)模的變化，并采用SQL語句篩選出可用于遺傳評(píng)估的數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，2008—2015年，河南省內(nèi)參加生產(chǎn)性能測(cè)定的奶牛個(gè)體數(shù)由7 379頭增加到93 706頭，測(cè)定日產(chǎn)奶量由19.91 kg增加到24.05 kg，體細(xì)胞數(shù)則由411.09×103個(gè)/mL降低到277.08×103個(gè)/mL；泌乳天數(shù)在5～305 d的記錄占70.92%；測(cè)定次數(shù)由平均3.20次增加到6.31次；測(cè)定間隔由70.22 d下降到33.83 d；首次產(chǎn)犢月齡在25月齡的個(gè)體最多，占頭胎個(gè)體數(shù)的12.57%；后代女兒數(shù)在20頭以上且女兒分布在10個(gè)牧場(chǎng)以上的公牛占6.05%；一代系譜完整率為82.54%；篩選后可用于遺傳評(píng)估的數(shù)據(jù)占總記錄的20.67%，小于其他同類型研究。

奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定數(shù)據(jù)質(zhì)量； 測(cè)定次數(shù)； 測(cè)定間隔； 首次測(cè)定泌乳天數(shù)； 公牛后代女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)； 首次產(chǎn)犢月齡； 系譜完整率

奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定，又稱為奶牛群體改良(dairy herd improvement，DHI)，是對(duì)泌乳牛的泌乳性能及乳成分進(jìn)行測(cè)定，通過對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)牛場(chǎng)管理存在的問題，提示牧場(chǎng)調(diào)整飼養(yǎng)措施、改善生產(chǎn)管理，針對(duì)性地解決實(shí)際問題，最大限度地提高奶牛生產(chǎn)效率和養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定工作已經(jīng)在我國開展20多年，工作內(nèi)容集中在擴(kuò)大測(cè)定范圍、提高牧場(chǎng)參與積極性等方面，而缺乏DHI測(cè)定數(shù)據(jù)的篩查標(biāo)準(zhǔn)[2]，導(dǎo)致DHI數(shù)據(jù)的質(zhì)量難以評(píng)價(jià)與考核。DHI數(shù)據(jù)質(zhì)量由高紅彬等[2]于2005年首次提出，張勝利[3]和王雅春[4]分別于2013年和2014年提出具體考核指標(biāo)，包括：系譜完整率、胎次、泌乳天數(shù)、測(cè)定間隔、首次測(cè)定泌乳天數(shù)、測(cè)定次數(shù)、首次產(chǎn)犢月齡和公牛后代女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)。指標(biāo)中奶牛胎次對(duì)泌乳曲線擬合效果有極顯著影響[5-6]、對(duì)女兒成年后產(chǎn)奶量有顯著影響且存在負(fù)相關(guān)，即：母牛胎次越高，女兒成年后產(chǎn)奶量越低[7]；泌乳天數(shù)對(duì)于估計(jì)305 d產(chǎn)奶量至關(guān)重要[8-9]；測(cè)定間隔、首次測(cè)定泌乳天數(shù)和測(cè)定次數(shù)等指標(biāo)，則可以反映個(gè)體泌乳曲線的擬合效果；首次產(chǎn)犢月齡是奶牛生產(chǎn)中非常重要的指標(biāo)，不僅影響母牛本身的繁殖性能，同時(shí)還影響其泌乳性能和生產(chǎn)壽命[10-11]；系譜完整率指一代和三代系譜完整率，影響遺傳參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)確性、后代選種選配和近交系數(shù)計(jì)算；女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)是公牛育種值準(zhǔn)確性的主要衡量指標(biāo)。因此，以上指標(biāo)的數(shù)據(jù)質(zhì)量直接關(guān)系到后裔測(cè)定、遺傳評(píng)估、品種改良等工作能否順利開展，也是衡量上述工作質(zhì)量的綜合指標(biāo)。

2008年至今，河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定的參測(cè)牧場(chǎng)規(guī)模和個(gè)體數(shù)不斷增加。DHI工作的開展提高了省內(nèi)牧場(chǎng)的生產(chǎn)水平與牛群的健康狀況，也累積了大量的生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)。但目前河南省DHI數(shù)據(jù)質(zhì)量尚缺乏系統(tǒng)的分析。因此，本研究收集2008年1月—2016年4月河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定記錄，使用SAS 9.4軟件MEANS過程統(tǒng)計(jì)各DHI數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)，建立遺傳評(píng)估數(shù)據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)，并采用SAS軟件SQL語句對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，以期為后續(xù)遺傳評(píng)估工作奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

收集整理河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心2008年1月—2016年4月共155 893頭中國荷斯坦牛2 152 451條測(cè)定記錄，包括：牛號(hào)、父號(hào)、母號(hào)、牧場(chǎng)、出生日期、產(chǎn)犢日期、測(cè)定日期、胎次、測(cè)定日產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率和體細(xì)胞數(shù)。ACCESS和TXT軟件存貯數(shù)據(jù)，利用SAS 9.4軟件MEANS過程和SQL語句對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、運(yùn)算和篩選， DHI數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)定義見表1。

表1 DHI數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)定義

注：1完整泌乳期計(jì)算條件：個(gè)體泌乳期按照胎次劃分，泌乳期內(nèi)最大泌乳天數(shù)設(shè)定為305 d，選擇產(chǎn)犢日期在2015年6月30日前的泌乳期作為完整泌乳期；2泌乳天數(shù)：個(gè)體在該泌乳期的測(cè)定日期與產(chǎn)犢日期之間的差值。

數(shù)據(jù)前期處理：(1)牧場(chǎng)規(guī)模劃分：按照2008—2016年參測(cè)個(gè)體數(shù)，將牧場(chǎng)劃分為5組，具體劃分見表2；(2)刪除泌乳天數(shù)在5～305 d外(或缺失)、胎次記錄過大(或缺失)的記錄。

表2 參測(cè)牧場(chǎng)規(guī)模劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定工作概況

河南省DHI工作自2008年1月開展以來，參加測(cè)定的奶牛個(gè)體數(shù)由2008年的7 379頭增加到2015年的93 706頭；覆蓋的牧場(chǎng)范圍也在逐漸擴(kuò)大，2008年參測(cè)牧場(chǎng)僅55個(gè)，2015年增加到197個(gè)(圖1)。

由圖2可以看出，河南省奶牛測(cè)定日產(chǎn)奶量由2008年的19.91 kg增加到2015年的24.05 kg，低于全國平均測(cè)定日產(chǎn)奶量27.07 kg；奶牛乳脂率和乳蛋白率均小于全國平均值，兩者差值分別是0.01%～0.24%和0～0.10%；體細(xì)胞數(shù)由2008年的411.09×103個(gè)/mL降低到2015年的277.08×103個(gè)/mL，低于全國平均體細(xì)胞數(shù)(342.95×103個(gè)/mL)[12]。

圖1 河南省參加DHI測(cè)定牧場(chǎng)數(shù)和奶牛個(gè)體數(shù)變化趨勢(shì)

圖2 2008—2015年河南與全國平均測(cè)定日產(chǎn)奶量和乳成分變化

2.2 不同泌乳天數(shù)和胎次的記錄數(shù)比例

從表3可以看出，總記錄中泌乳天數(shù)在5～305 d的記錄占70.92%，由于產(chǎn)犢日期或測(cè)定日期導(dǎo)致泌乳天數(shù)無法計(jì)算的占0.42%，產(chǎn)犢或測(cè)定日期記錄錯(cuò)誤計(jì)算得到的泌乳天數(shù)小于0的占0.04%，而泌乳天數(shù)大于305 d的記錄反映個(gè)體在生產(chǎn)中存在繁殖問題；1～3胎次記錄占總記錄數(shù)比例分別為39.31%、30.80%、15.73%，4胎以上記錄數(shù)占總記錄數(shù)的14.16%。

2.3 測(cè)定次數(shù)隨測(cè)定年份和牧場(chǎng)規(guī)模的變化

牛只的測(cè)定次數(shù)太少，特別是在泌乳期的前90 d無測(cè)定記錄時(shí)，則該條記錄不能用于胎次產(chǎn)奶性能分析或分析結(jié)果不準(zhǔn)確。由圖3A可以看到，測(cè)定次數(shù)在2008和2009年時(shí)分別為3.20次和5.95次，2015年增加到6.31次。由圖3B可以看到，規(guī)模在500頭以上牧場(chǎng)的平均測(cè)定次數(shù)超過6次。

表3 泌乳天數(shù)和胎次相關(guān)記錄數(shù)

圖3 不同測(cè)定年份和不同牧場(chǎng)規(guī)模測(cè)定次數(shù)的變化

2.4 測(cè)定間隔隨測(cè)定年份和牧場(chǎng)規(guī)模的變化

當(dāng)測(cè)定間隔大于50 d時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。從圖4可以看到，測(cè)定間隔在50 d以內(nèi)的泌乳期占完整泌乳期的94.57%。從圖5A可以看出，測(cè)定間隔由2008年的70.22 d下降到2015年的33.83 d。不同牧場(chǎng)規(guī)模平均測(cè)定間隔均在50 d內(nèi)(圖5B)。

2.5 不同首次測(cè)定泌乳天數(shù)的泌乳期數(shù)占完整泌乳期比例

結(jié)合測(cè)定次數(shù)和測(cè)定間隔結(jié)果，個(gè)體在泌乳早期(如泌乳天數(shù)90 d前)應(yīng)至少有1次測(cè)定記錄。由圖6可以看出，在泌乳早期90 d前沒有測(cè)定記錄的泌乳期占總泌乳期的29.78%。

圖4 不同測(cè)定間隔的泌乳期數(shù)占完整泌乳期比例

圖5 不同測(cè)定年份和不同牧場(chǎng)規(guī)模平均測(cè)定間隔的變化

圖6 不同首次測(cè)定泌乳天數(shù)的泌乳期數(shù)占完整泌乳期的比例

2.6 不同首次產(chǎn)犢月齡個(gè)體數(shù)占頭胎總個(gè)體數(shù)比例

本次統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)中，頭胎記錄數(shù)共846 095條，其中：首次產(chǎn)犢月齡集中在19～30月,個(gè)體在25月齡初次產(chǎn)犢的最多，占頭胎總個(gè)體數(shù)的12.57%(圖7)。

圖7 首次產(chǎn)犢月齡在19～30月齡的個(gè)體數(shù)占頭胎總個(gè)體數(shù)的比例

2.7 不同后代女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)的公牛數(shù)分布

2008—2016年總參測(cè)奶牛個(gè)體共155 893頭，其中有父親(公牛)記錄的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的87.4%。父親(公牛)共3 338頭，其中：后代女兒數(shù)小于20頭的公牛共2 624頭，后代女兒數(shù)在20頭以上且女兒分布在10個(gè)牧場(chǎng)以上的公牛數(shù)占總公牛數(shù)的6.05%(202頭)(圖8和圖9)。

圖8 不同后代女兒數(shù)的公牛數(shù)分布

圖9 女兒數(shù)在20頭以上的公牛其后代女兒分布場(chǎng)數(shù)情況

2.8 河南省奶牛一代和三代系譜完整率情況

整理校對(duì)所有個(gè)體的系譜，一代系譜完整率為82.54%，由圖10可以看出，牧場(chǎng)規(guī)模越大,一代系譜完整率越高，其中，不足100頭的牧場(chǎng)是61.55%，2 000頭以上牧場(chǎng)達(dá)到了89.39%。

圖10 不同牧場(chǎng)規(guī)模一代系譜完整率的變化

由表4可以看出，借助奶業(yè)協(xié)會(huì)、Interbull等數(shù)據(jù)庫可以找到父系較完整的三代系譜，三代系譜完整率為68.79%；而母系三代系譜完整率較低，為9.74%。中國荷斯坦牛國家標(biāo)準(zhǔn)中要求記錄個(gè)體三代系譜，河南省奶牛品種登記工作于2016年正式啟動(dòng)，有利于補(bǔ)充校正母牛系譜和新個(gè)體系譜的登記工作開展。

表4 河南省個(gè)體父系和母系三代系譜完整率 %

2.9 河南省DHI遺傳評(píng)估數(shù)據(jù)篩選

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，建立河南省DHI遺傳評(píng)估數(shù)據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：1．刪除沒有父親的個(gè)體；2.刪除無胎次和胎次記錄不符的記錄；3.刪除泌乳天數(shù)在5～305 d之外的記錄；4.刪除性狀表型值缺失的記錄；5.刪除在泌乳早期(90 d前)無測(cè)定記錄的個(gè)體；6.刪除兩次測(cè)定間隔大于50 d的個(gè)體；7.刪除每胎次測(cè)定次數(shù)太少(6次以下)的個(gè)體；8.刪除公牛后代女兒數(shù)和分布不夠廣泛(后代數(shù)在20頭以下，分布少于5場(chǎng))的個(gè)體。

篩選后得到38 773頭個(gè)體444 973條記錄用于遺傳評(píng)估，河南省遺傳評(píng)估數(shù)據(jù)個(gè)體數(shù)(20.67%)和記錄數(shù)(24.87%)比例均小于Miglior、公維嘉全國數(shù)據(jù)(個(gè)體數(shù)占比58.52%、記錄數(shù)比例64.31%)[13-14]，同樣小于寧夏篩選后個(gè)體數(shù)(48.59%)和記錄數(shù)(43.05%)[15]比例(表5)。由圖11可以看到，對(duì)河南省DHI遺傳評(píng)估數(shù)據(jù)篩選過程中，泌乳天數(shù)無效(在5～305 d之外)的記錄數(shù)占總記錄數(shù)29.08%，測(cè)定間隔超過50 d的個(gè)體泌乳期記錄占18.65%，首次測(cè)定泌乳天數(shù)高于90 d、無父號(hào)、公牛女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)和測(cè)定次數(shù)少于6次的記錄數(shù)分別占10.88%、9.96%、7.01%和3.62%。

表5 遺傳評(píng)估可用記錄數(shù)和個(gè)體數(shù)

注：1Miglior等研究中3胎次及以上指第3胎次。

圖11 DHI數(shù)據(jù)質(zhì)量各指標(biāo)無效數(shù)據(jù)比例

泌乳天數(shù)指在5～305 d之外的記錄；測(cè)定間隔指大于50 d的個(gè)體；首次測(cè)定泌乳天數(shù)指首次測(cè)定泌乳天數(shù)大于90 d的個(gè)體；系譜指無父號(hào)的個(gè)體；公牛女兒數(shù)及其分布場(chǎng)數(shù)指該指標(biāo)中公牛后代女兒數(shù)低于20頭或女兒分布場(chǎng)數(shù)小于10個(gè)牧場(chǎng)的個(gè)體；測(cè)定次數(shù)指完整泌乳期內(nèi)總測(cè)定次數(shù)小于6次的個(gè)體；其他指產(chǎn)犢月齡異常和性狀缺失的個(gè)體或記錄

3 結(jié)論與討論

河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定工作自2008年開展以來，參測(cè)個(gè)體數(shù)和牧場(chǎng)數(shù)不斷增加，至2015年累計(jì)參測(cè)牧場(chǎng)266個(gè)，測(cè)定日產(chǎn)奶量由2008年的19.91 kg增加到2015年的24.05 kg，低于全國平均水平(2015年全國平均測(cè)定日產(chǎn)奶量27.07 kg)。體細(xì)胞數(shù)自2008年至2015年降低了134.00×103個(gè)/mL，優(yōu)于全國平均水平(2015年全國平均體細(xì)胞數(shù)342.95×103個(gè)/mL，河南省是277.08×103個(gè)/mL)[12]。乳脂率和乳蛋白率低于全國平均水平(差值在0.3%以內(nèi))。無論是繼續(xù)提高參測(cè)牧場(chǎng)數(shù)量還是單產(chǎn)，河南省奶牛DHI工作還有很大的提高空間。

不同胎次的泌乳高峰產(chǎn)奶量、泌乳高峰日和泌乳持續(xù)力不同，研究表明：母牛胎次越高，其女兒成年后產(chǎn)奶量越低[7]。河南省1胎次個(gè)體數(shù)最多(占總個(gè)體數(shù)的39.31%)，2胎次的個(gè)體數(shù)次之(30.80%)，3胎次占總個(gè)體數(shù)的15.73%，而4胎次以上個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的14.16%。本研究中有荷斯坦牛胎次達(dá)到6胎甚至是9胎，部分是因?yàn)橛涗涘e(cuò)誤，部分牧場(chǎng)的牛只確實(shí)存在“高齡”生產(chǎn)，但其生產(chǎn)性能已經(jīng)不能和早期相比，其能夠提供給后代的母體效應(yīng)也低于早期。因此，母牛胎次越高時(shí)，其女兒產(chǎn)奶量越低。

個(gè)體每個(gè)泌乳期的測(cè)定次數(shù)過少且在泌乳早期90 d前沒有測(cè)定記錄時(shí)，該個(gè)體無法準(zhǔn)確地?cái)M合泌乳曲線。河南省測(cè)定次數(shù)在2008和2009年時(shí)分別為3.20次和5.95次，2010年至2015年增加至6次以上，平均測(cè)定間隔也由2008年的70.22 d降低至2015年的33.83 d。泌乳期總測(cè)定次數(shù)越大、平均測(cè)定間隔越小且首測(cè)DIM越小，DHI數(shù)據(jù)有效率越高。這些指標(biāo)均在逐年完善，反映出河南省的DHI工作成效顯著。

河南省奶牛87.4%個(gè)體是3 338頭公牛的后代，其中僅有202頭公牛(占公?？倲?shù)的6.05%)后代女兒數(shù)在20頭以上且分布在10場(chǎng)以上。根據(jù)加拿大奶業(yè)信息網(wǎng)資料(CDN)顯示，公牛后代女兒分布在10個(gè)牧場(chǎng)且有20頭時(shí)育種值估計(jì)準(zhǔn)確性可以達(dá)到0.7以上。河南省符合標(biāo)準(zhǔn)的公牛較少且母系系譜完整率較低可能會(huì)影響后續(xù)育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性，提示河南省奶牛品種登記工作有待加強(qiáng)。

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Analysis of Dairy Herd Improvement Data Quality in Henan Province

SUN Yanqin1,REN Xiaoli2,YAN Lei2,YAN Yuefei2,GENG Fanjun3,ZHANG Zhen2*
(1.Henan Animal Health Authority,Zhengzhou 450008,China; 2.Henan Dairy Improvement Center,Zhengzhou 450046,China; 3.Henan Dingyuan Cattle Breeding Company,Zhengzhou 450046,China)

The test-day records data quality of Chinese Holsteins in Henan province was analyzed so as to establish screening criteria for genetic evaluation.The 2 152 451 test-day records of 155 893 cows were collected from Henan Dairy Herd Improvement Center between Juanary 2008 and April 2016,and the indexes of the test times during a complete lactation,test intervals during a complete lactation,DIM of first test-day record,the daughter of offspring and herd number of bulls,age of first calving and ped complete rate change in different test year and herd-size were analyzed by MEANS order of SAS 9.4 software.The data that applies to genetic evaluation were screened by SQL program.The results showed that the number of individuals participating in DHI increased from 7 379 to 93 706 among 2008—2015 in Henan province.The test-day milk yield increased from 19.91 kg to 24.05 kg,the somatic cell count reduced from 411.09×103cells/mL to 277.08×103cells/mL.The records that the DIM of dairy cows from 5 to 305 d accounted for 70.92%,the average test times of test year increased from 3.20 times to 6.31 times,and the test intervals decreased from 70.22 d to 33.83 d.The number of individuals firstborn in 25-month-old was 12.57%.The number of the bulls whose daughter descendants number was 20 or more and daughter distributed in 10 farms accounted for 6.05%.The first generation pedigree complete rate was 82.54%.After screening,20.67% of the total data record could be used to genetic evaluate,while the data ratio was less than the other similar studies.

dairy herd improvement data quality; test times; test intervals; DIM of first test-day record; daughter of offspring and herd number of bulls; age of first calving; pedigree complete rate

2016-05-10

河南省科技開放合作項(xiàng)目(162106000017)；河南省科技惠民計(jì)劃項(xiàng)目(152207110004)；濮陽市科技計(jì)劃項(xiàng)目(150109)

孫彥琴(1962-)，女，河南信陽人，高級(jí)獸醫(yī)師，本科，主要從事畜禽畜牧獸醫(yī)工作。E-mail:yanqinsun@163.com

*通訊作者：張 震(1979-)，男，河南鶴壁人，高級(jí)畜牧師，博士，主要從事遺傳育種工作。E-mail:zzgxu@163.com

S8-1

A

1004-3268(2016)09-0140-06