基于R語言的四個品種肉羊體尺與體重相關(guān)性分析

陳華峰，譚世新，孫紅晨，王麗蘭，朱 樺，黃錫霞*，田可川

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052；2.新疆天山畜牧生物工程股份有限公司，新疆 昌吉831100；3.新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所，新疆 烏魯木齊830000)

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對飲食的要求越來越高，營養(yǎng)平衡的健康食品成為當(dāng)今的飲食潮流[1]。羊肉營養(yǎng)價值豐富，受到很多人的喜愛，羊肉消費增速明顯，為肉羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的動力，肉羊產(chǎn)業(yè)在畜牧業(yè)中的地位不斷提升[2]。近幾年來，由于國家對草原政策的調(diào)整，使得中國羊肉生產(chǎn)能力下降，供給不足，加上養(yǎng)殖成本上升等原因，導(dǎo)致羊肉價格大幅度提高[3]，肉羊產(chǎn)業(yè)的壓力不斷擴大。傳統(tǒng)的飼養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在人們對羊產(chǎn)業(yè)的需求，因此需要更加先進的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化飼養(yǎng)方式，要對家畜的生長發(fā)育過程有一個比較全面的了解，掌握家畜生長發(fā)育的規(guī)律和特點，才能節(jié)省成本，規(guī)?；嘏嘤鰞?yōu)良的個體和群體，促進肉羊產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

R語言是一個源代碼開放、免費的軟件，主要特點是更新快、功能靈活。目前有關(guān)肉羊體尺體重的報道已有很多[4-6]，但應(yīng)用R語言分析家畜體尺體重相關(guān)性的報道較少。本研究應(yīng)用R語言分析四個品種肉羊體尺與體重的相關(guān)性，建立體重與其體尺指標(biāo)之間的最優(yōu)回歸方程，為將來的新品種肉羊選育工作提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

試驗用羊為來自于新疆昌吉州天山畜牧生物工程股份有限公司種羊場的四個品種。杜泊公羊224只、杜泊母羊44只、薩?？斯?33只、薩?？四秆?43只、陶賽特公羊122只、陶賽特母羊66只、特克賽爾公羊25只、特克賽爾母羊25只，年齡范圍在9～58月齡。

1.2 測定項目及試驗儀器

測定的主要項目有體重(Y)、體高(X1)、體長(X2)、胸圍(X3)、管圍(X4)、尻高(X5)、尻長(X6)、腰角寬(十字部寬)(X7)。體尺指標(biāo)的測量參考張沅家畜育種學(xué)中的測定方法[7]，體重利用電子秤測量，體尺指標(biāo)利用測杖以及皮尺進行測量。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

將得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過EXCEL初步處理后，再應(yīng)用R語言[8](3.4.1版本)分析不同品種肉羊年齡、性別對其體重和體尺的影響，分析體重與體尺間的回歸關(guān)系、相關(guān)系數(shù)和體尺對體重的決定程度，并建立不同品種肉羊的體重與體尺最優(yōu)回歸模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 性別、年齡對不同肉羊體尺體重的影響

應(yīng)用R語言中的方差分析(aov)研究性別和年齡對不同品種肉羊體尺和體重的影響，結(jié)果見表1。

由表1可知，杜泊羊不同年齡之間的尻長差異不顯著，不同性別之間的腰角寬差異不顯著；薩?？搜虿煌挲g、不同性別之間的體重及體尺差異均極顯著。說明不同年齡和不同性別對杜泊羊和薩?？搜虻捏w尺及體重均有影響。而陶賽特羊不同年齡之間的體重及體尺差異極顯著，不同性別之間的體長差異顯著；特克賽爾羊不同年齡間尻長、腰角寬差異不顯著，不同性別之間的管圍差異極顯著。說明隨著年齡的增長，羊的體重及各體尺均隨之增長，而不同性別對陶賽特羊和特克賽爾羊的多數(shù)體尺指標(biāo)沒有影響。

表1 不同年齡、性別肉羊體尺和體重方差分析Table 1 Variance analysis of body size and body weight for different ages and genders

注：*為差異顯著(P<0.05)，**為差異極顯著(P<0.01)，***為差異極顯著(P<0.001)，表中數(shù)據(jù)為均方數(shù)據(jù)。

Note: * is significant difference (P<0.05), ** is extremely significant difference (P<0.01), *** is extremely significant difference (P<0.001), data in the
Table are mean square data.

2.2 不同肉羊體重與各體尺之間的相關(guān)性分析

應(yīng)用R語言中的線性回歸(lm)和Pearson相關(guān)分析方法分析不同肉羊體重與各體尺之間的相關(guān)性，結(jié)果見表2。

2.2.1 體重與體尺之間的相關(guān)系數(shù)分析 由表2可知，杜泊羊、薩?？搜颉⑻召愄匮蚋黧w尺與體重間均存在顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，而特克賽爾公羊的尻長和腰角寬與體重間不存在顯著相關(guān)關(guān)系(P>0.05)，特克賽爾母羊的體長、管圍與體重之間不存在顯著相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。

在不同品種肉羊中各體尺與體重間的相關(guān)程度不同，但多數(shù)為胸圍和體長與體重的相關(guān)程度較高，而腰角寬與體重的相關(guān)程度較低，說明胸圍和體長對體重的影響較大，腰角寬對體重的影響較小。

2.2.2 體尺與體重的決定程度分析 根據(jù)袁志發(fā)等[9]提出的利用決定系數(shù)進行決定程度分析，對不同品種公母羊的決定系數(shù)(R2)由大到小排序，排序結(jié)果與相關(guān)系數(shù)的結(jié)果一致，均為胸圍的R2較高，說明胸圍是體重最主要的決定變量。

2.3 建立最優(yōu)回歸模型

應(yīng)用線性回歸(lm)和逐步回歸(step)[10]對不同品種、不同性別的肉羊分別建立回歸模型。根據(jù)AIC(赤池信息準(zhǔn)則)[11]和回歸系數(shù)的差異性，選擇AIC值最小的模型，剔除所選模型中回歸系數(shù)未達(dá)到顯著水平(P<0.05)的指標(biāo)，確定不同品種肉羊公母羊體重與體尺的最優(yōu)回歸模型，以期對不同品種肉羊公母羊的體重進行預(yù)測，結(jié)果見表3。

由表3可知，杜泊公羊體重與體尺的最優(yōu)回歸模型為Y=0.58X1+0.79X2+0.68X3+3.28X4-128.08，母羊杜泊為Y=-0.56X1+0.57X3+3.46X4+0.69X5-37.88；薩福克公羊為Y= 0.99X1+0.51X2+0.96X3+0.83X6-160.83，薩福克母羊為Y=0.80X1+0.44X3+4.92X4-91.74；陶賽特公羊為Y=0.36X2+1.14X3+0.71X5-122.60，陶賽特母羊為Y=0.40X2+0.21X3+3.46X4+0.60X5+0.82X6-90.62；特克賽爾公羊為Y=1.47X2+0.94X3-147.25，母羊特克賽爾為Y=1.67X5+1.41X6-95.05。

其中，Y為體重、X1為體高、X2為體長、X3為胸圍、X4為管圍、X5為尻高、X6為尻長。

表2 體重和體尺間相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between body weight and body size

由于根據(jù)不同品種、不同性別建立了不同的回歸模型，所以各個模型所入選的體尺指標(biāo)也各不相同。杜泊公羊入選的體尺指標(biāo)有體高、體長、胸圍、管圍，母羊有體高、胸圍、管圍、尻高；薩?？斯蛉脒x的體尺指標(biāo)有體高、體長、胸圍、尻長，母羊有體高、胸圍、管圍；陶賽特公羊入選的體尺指標(biāo)有體長、胸圍、尻高，母羊有體長、胸圍、管圍、尻高、尻長；特克賽爾公羊入選的體尺指標(biāo)有體長和胸圍，母羊有尻高和尻長。所入選的體尺指標(biāo)的回歸系數(shù)都達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，說明回歸方程是顯著存在的，且所選體尺指標(biāo)對體重有決定作用，擬合的方程具有參考價值。

3 討 論

3.1 年齡和性別對肉羊體重和體尺的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，各品種肉羊不同年齡間的體重及多數(shù)體尺指標(biāo)差異顯著，而杜泊羊、薩福克羊的公羊與母羊間體重及多數(shù)體尺指標(biāo)差異顯著，陶賽特羊、特克賽爾羊的公羊與母羊間體重及多數(shù)體尺指標(biāo)差異不顯著，說明各品種肉羊的體重及體尺隨著年齡的增長而增加，杜泊羊、薩福克羊的公母羊間體重及體尺差異較大，而陶賽特羊、特克賽爾羊的公母羊間差異較小。

3.2 不同品種肉羊體尺對體重的影響

由相關(guān)系數(shù)分析可知，各品種肉羊之間雖然存在差異性，但均存在著胸圍對體重影響最大、腰角寬對體重影響最小的相似性，而決定系數(shù)的分析同樣表明胸圍是體重的主要決定變量，其次是體長，體高、管圍等。這與譚學(xué)周等[12]對巴音布魯克周歲種公羊，喬格拉森等[13]對巴音布魯克后備母羊，王偉峰[14]對白薩?？搜?，高志英等[15]對德國美利奴成年母羊，王志明等[16]對甘肅高山細(xì)毛羊，熱西提·阿不都熱依木等[17]對薩福克母羊，阮洪玲等[18]對乾華肉用美利奴羊的體重與體尺指標(biāo)相關(guān)性分析的結(jié)果有相似之處。胸圍和體重之間的相關(guān)程度較高是由于體重與動物的肌肉、骨骼、內(nèi)臟的生長發(fā)育是密切相關(guān)聯(lián)的[19]，而胸圍大小與胸部肌肉、骨骼及胸腔內(nèi)內(nèi)臟的發(fā)育有關(guān)，表明生物是一個有機的整體，研究其生長發(fā)育規(guī)律綜合多方因素考慮會有更好的效果。

表3 不同品種肉羊體重與體尺間的回歸模型Table 3 Regression model between body weight and body size of different breeds of sheep

注：*為差異顯著(P<0.05)，**為差異極顯著(P<0.01)，***為差異極顯著(P<0.001)。Y1為最初模型，Y2為逐步回歸后的模型，Y3、Y4為剔除不顯著體尺指標(biāo)后的模型。

Note: * is significant difference (P<0.05),** is extremely significant difference (P<0.01), and *** is extremely significant difference (P<0.001).Y1is the initial model, Y2is the model after stepwise regression, and Y3and Y4are the models after eliminating the insignificant body measurements.

3.3 最優(yōu)回歸模型的建立

對不同品種、不同性別的肉羊建立體重與體尺間的最優(yōu)回歸模型，根據(jù)AIC準(zhǔn)則和回歸系數(shù)的顯著性檢驗，表明各品種不同性別肉羊體重與體尺之間的回歸關(guān)系是顯著存在的。所建立的8個回歸方程中，大多包含著胸圍這一體尺指標(biāo)，同時都不含腰角寬這一指標(biāo)，這一結(jié)果與許鑫等[4]、王偉峰[14]、熱西提·阿不都熱依木等[17]、買買提明巴拉提等[20]、田亞磊等[21]的研究結(jié)果相似。

4 結(jié) 論

在入選8個最優(yōu)回歸方程的指標(biāo)中，杜泊公羊胸圍、體長、體高和管圍對體重有極顯著影響，母羊胸圍、管圍、尻高對體重有極顯著影響，體高對體重有顯著影響；薩福克公羊胸圍、體長、體高和尻長對體重有極顯著影響，母羊胸圍、體高和管圍對體重有極顯著影響；陶賽特公羊胸圍、體長和尻高對體重有極顯著影響，母羊管圍、尻高、胸圍、體長和尻長對體重有極顯著影響；特克賽爾公羊胸圍和體長對體重有極顯著影響，母羊尻高和尻長對體重有極顯著影響。

因此，不同品種肉羊在選育時應(yīng)以胸圍為主，兼顧體長、體高等指標(biāo)，同時根據(jù)不同品種及不同性別的肉羊參照相應(yīng)的最優(yōu)回歸模型，運用相應(yīng)的指標(biāo)來衡量個體的生長發(fā)育狀況, 以提高選種選育的速度。