肉牛育種目標的經濟導向

朱 玲，王 琳，沈丹薇

(1.寧波財經學院，浙江寧波 315175；2.寧波市海曙區(qū)農業(yè)農村局，浙江寧波 315175；3.浦發(fā)銀行海寧支行，浙江嘉興 314400)

人們似乎普遍認為，確定育種目標，并在此基礎上制定選擇標準應該是發(fā)展結構化育種計劃的首要步驟。利潤最大化可能是最簡單，也是最重要的育種目標。因此，任何選擇方案的主要目的都應該是改善具有經濟重要性的性狀。這就需要對所選性狀進行準確的鑒定和遺傳參數(shù)評估。同時，肉牛實際生產過程中育種目標還應考慮投入/成本以及產出/收入。所有家畜的育種已經從純種外觀定向轉向性能定向（純種或雜交）。然而，從面向業(yè)績到面向經濟的轉變還不完善。將育種目標以一種合理的經濟基礎上的數(shù)字形式表達出來，是將動物育種的現(xiàn)代發(fā)展融入更有目的的工業(yè)規(guī)劃的關鍵（曹洪戰(zhàn)等，2007）。

在生產實踐中，一些生長特性會影響動物的經濟價值，盡管其影響程度各不相同。利用Fisher"s函數(shù)可以將多個特征的信息組合成一個指標，在一組動物中同時選擇若干性狀所獲得的遺傳經濟性狀存在差異，總的養(yǎng)殖價值與選擇指數(shù)和遺傳變異性之間存在相關性（賈先波等，2011）。我國肉牛育種體系及測定工作已開展多年，但畜牧業(yè)的育種目標和多性狀選擇經濟指標的進展還未跟上。然而，在過去的幾十年里，許多國外科學家研究了育種理論，并將其應用于肉牛養(yǎng)殖。因此，本文綜述了肉牛養(yǎng)殖目標的發(fā)展和經濟價值導向。

1 經濟指標選擇

當肉牛的性狀選擇被應用于提高動物經濟價值時，它通常同時應用于幾個性狀，當這些性狀在可變性、遺傳力、經濟重要性、表型和基因型之間的相關性等方面存在差異時，指標選擇比獨立篩選或序列選擇更有效（Hazel等，1994）。采用指標選擇法，對所有組成性狀同時進行選擇，根據各性狀的經濟相對重要性、遺傳力及各性狀間的遺傳表型相關性，對各性狀給予適當?shù)臋嘀兀ㄍ趿龋?006）。因此，同時選擇若干性狀，其目的是為了使遺傳朝著既定的經濟目標取得最大進展，或提高動物的經濟凈價值、經濟效益或總的養(yǎng)殖價值?？傪B(yǎng)殖價值是一個基本概念，即育種目標，在畜牧業(yè)中很少得到充分實現(xiàn)。育種工作者正在向育種目標發(fā)展，是所有待改良性狀的經濟權重和遺傳信息的特殊組合（Bourdon，1997）。由于育種目標的改變需要時間，這些目標應該根據未來的市場價值而不是歷史數(shù)據來定義。當育種目標經濟效益提高到最大時，可以適當稱之為經濟選擇指數(shù)，如果經濟重要性性狀的經濟價值是性狀價值的線性函數(shù)，則最優(yōu)選擇指標可由遺傳和表型方差矩陣的簡單函數(shù)和經濟權重得出（St-Onge等，2002）。

Howarth（1998）開發(fā)的一個有用的方法，將選擇指數(shù)分為兩步單獨應用。第一步是通過多性狀分析，對總育種價值定義中包含的每個性狀進行個體育種價值的估計。第二步是運用相對經濟權重。這種分布應用有兩個重要優(yōu)點，首先，它允許使用最復雜和精確的線性無偏預測模型來估計每個索引特征個體育種值，包括調整大量不同的信息，然后允許經濟權重隨不同的選擇目標，取決于如何使用不同品種的繁育系統(tǒng)或特定的生產和銷售系統(tǒng)，無需重新計算育種值。育種目標的性狀與選擇標準應明確區(qū)分，在育種目標中出現(xiàn)的性狀應是那些在經濟上重要的性狀，因此，與生產情況的成本和回報直接相關（盧增文和何純友，2003）。相比之下，選擇標準是用來估計動物育種價值的特征，如精瘦率可能是育種目標，超聲測量背膘脂肪厚度可能是選擇標準（劉澳星等，2014）。對商業(yè)化奶牛養(yǎng)殖戶來說，最大的經濟價值是斷奶率（母系和生殖特征）和斷奶重量（斷奶前的生長）的增加。另一方面，養(yǎng)殖戶對斷奶后動物的生長和產品特征更感興趣。此外，消費者對產品質量的判斷，如肉質特征，嫩度、風味和多汁性很關注。在育種目標中，較為復雜的性狀常常被指標性狀所取代，如飼料采食量就是一個典型例子，這種指標經常被排除在肉牛育種目標之外，因為影響因素很多，難以精確測量。育種目標應該描述動物在給定市場和環(huán)境下如何很好地適應特定的生產目的，因此，育種目標很明顯將在不同情況下存在差異，但基本原則保持不變，那就是利潤最大化。

使用育種目標有幾個優(yōu)點（Barwick等，1991）：（1）使育種者能結合估計的育種價值，為其特定情況提供最大遺傳進展。這些估計的育種值是潛在的選擇標準。個體估計育種價值的重要性取決于育種目標。（2）使育種成為特定市場的目標，然而，針對特定市場的目標并不是一個簡單的過程。（3）使育種估計價值得到更有效的利用，并通過將估計值的結果與農場利潤聯(lián)系起來，提高現(xiàn)有估計值的價值，將在整個行業(yè)獲得經濟回報（Charteris等，1998）。肉牛產業(yè)在追求最大的經濟收益時，當環(huán)境資源有限時，所有主要的經濟導向指標都自然地選擇中間最優(yōu)值。由于一個表型的所有形態(tài)特征、發(fā)育、生長和運動行為都需要環(huán)境資源支配，這種情況不僅適用于所有性狀的組成部分，也適用于大多數(shù)表型特征。因此，幾乎所有物種的數(shù)量性狀都有一個中間最優(yōu)值。所以，育種目標應該是最優(yōu)的而不是最大的，也就是說，性能選擇應以一種平衡的方式進行（Barwick等，1991）。這里涉及到的問題是為了獲得最大的收益（即育種目標），在性狀之間需要怎樣平衡？育種目標的發(fā)展可以用以下幾個部分來描述，其中4個涉及經濟方面（養(yǎng)殖、生產和銷售體系規(guī)范，確定肉牛養(yǎng)殖的收入和支出來源，確定影響收入和支出的生物學特征，確定每個特征的經濟價值），兩個涉及遺傳方面（選擇準則、表型和遺傳參數(shù)估計）（Ponzoni和 Newman，1989）。

2 養(yǎng)殖、生產、銷售體系

生產和銷售制度的規(guī)范包括肉牛飼養(yǎng)和管理，動物年齡組成，種群更新策略，肉牛銷售和年齡，其有助于確定肉牛年齡和數(shù)值的分別，種群更新數(shù)量要求，每年可供銷售的所有類的動物數(shù)量，每年需要計算的經濟價值并不是所有特征都具有相同的表現(xiàn)頻率或在同一時間出現(xiàn)（Newman等，1992）。如一頭公牛從來沒有測定過它所有性狀的基因型（如產仔天數(shù)和產奶量），而在它的后代中，這些性狀的表型可能存在顯著差異。因此，需要考慮性狀的標準轉變?yōu)槭诰珪r間及其后代某一性狀的表達。使用的單位是單次交配或授精頻率，結果可能導致雄性或雌性后代；如果是前者，會導致其基因型的單一表達（如斷奶體重）；如果是后者，可能導致其基因型在雌性體內的多個表達（如產奶量），并可能導致其所有性狀在較大子代個體和之后幾代個體中進一步表達。因此，一個單位的遺傳優(yōu)勢對于一個性狀的價值就像通過一次交配實現(xiàn)的那樣，取決于單位優(yōu)勢的經濟價值和優(yōu)勢表達次數(shù)。影響動物成功交配后不同性狀基因型表達標準的因素有（Ponzoni和Newman，1989）：（1）交配產生雌性后代并將其留作繁殖用途的概率。這一因素受種群結構影響（如肉牛種群更新率）；（2）動物與其基因型對繁殖后代的關系程度。如果我們只考慮加性遺傳價值，那么每隔一代，父母對后代基因型的貢獻就會減半；（3）每一個這樣的表達與交配發(fā)生的年份差異；（4）需考慮到交配/授精后的時間。第三和第四個因素都與動物基因型表達的時間有關。因此，如果后代為雄性，出生體重、斷奶體重等性狀只表達一次，然而，如果所產生的后代是雌性的，并且是為了繁殖目的而保留的，那么這些特征將在其所有后代中反復表達。大多數(shù)遺傳改良來自種畜，這種基因改良被復制到商品肉牛養(yǎng)殖生產種群中，如商業(yè)牛群生產的所有肉產品，但它們依賴于飼養(yǎng)種群需進行永久性的基因改良。這種多層次的結構表明，在育種工作開展的遺傳改良應針對其商業(yè)生產，以滿足消費者的需求。然而，在傳統(tǒng)行業(yè)中，提高育種經濟效益是改變選擇策略的主要動機，同樣，消費者需求的經濟信號應從消費者轉移到種畜生產上（Howarth和Goddard，1998）。

3 收入和費用

3.1 確定收入和費用來源 為確定商業(yè)牛群的收入和費用來源，可以建立利潤方程函數(shù)（P=1-E），其中 P是利潤，I是收入，E是費用（Ponzoni和Newman，1989）。動物產品的成本主要取決于3種的生產效率，即繁殖、產奶和后代的生長。為了評估提高每一組成部分業(yè)績的經濟效益，將總費用分為生產和再生產的母畜數(shù)量及按市場規(guī)模增長的后代費用。同樣，動物產品直接從雌性（牛奶）和其后代（肉）生長中獲得。因此，收入取決于斷奶數(shù)量、小母牛的頭數(shù)、屠宰和銷售數(shù)量以及每頭牛的售價。費用取決于飼料攝入量、每千克飼料的價格、飼養(yǎng)成本、營銷成本及固定成本。固定成本是生產者獨立于群體生產水平而產生的成本，所有其他成本都是可變成本，并隨生產水平而變化（Ponzoni，1986）。

3.2 確定影響收入和支出的生物學特性 在這一階段，利潤方程表示為影響收入或支出或兩者的生物學特征的函數(shù)（Ponzoni和Newman，1989）。選擇標準和基于生產成績的記錄比較困難，除非已經識別出需要改進的特征，并確定了相對經濟重要性（Ponzoni，1986）。所有對商業(yè)生產效率有重大影響的標準都應在育種目標選擇的性狀中得以表現(xiàn)；但這種說法可以有不同的解釋，因為“重大影響”一詞不容易界定，需要注意的是，除了生長速率、飼料轉化率、飼料攝入量、瘦肉率等主要性能性狀外，還有繁殖力、壽命、分娩難易程度等次要性狀，這些性狀對生產效率有較大影響。此外，產品和質量（如大理石紋、嫩度、系水力）的標準也與經濟效益有關（Fewson，1993）。然而，由于一些不太重要的性狀可能具有非零的經濟價值，這是很難事先預測的。Melton（1995）利用t值來反映系數(shù)估計值（經濟價值）的統(tǒng)計置信度，需要注意的是，只有從經濟方面對育種目標中性狀的選擇是有效的，因為在估計育種值時將考慮遺傳參數(shù)。然而，由于缺乏關于某些性狀的經濟表型和遺傳參數(shù)的信息，可能會阻礙經濟價值的導向和將該性狀納入育種目標體系中。

3.3 經濟權重導向 在一群動物中進行選擇所帶來的凈遺傳改良是對具有經濟重要性的幾個性狀所獲得的遺傳收益的總和（王建明等，2004）。因此，用每個性狀的相對經濟重要性來衡量該性狀所獲得的收益是合乎邏輯的。經濟理論認為，農場層面的優(yōu)化目標會導致可變投入和產出水平的變化，以應對遺傳性狀的變化（Amer等，1994）。對農場利潤估計影響的因素通常被稱為經濟權重，在選擇指標中用于確定在選擇動物時對每個遺傳性狀的權重，以實現(xiàn)利潤最大化（張清峰等，2007）。因此，每一性狀的相對經濟價值取決于該性狀每一改進單位的預期利潤增加值，而不受總育種目標定義中其他性狀變化的影響，同時，并不是目標中所有性狀都在同一時間或以相同的頻率表達（Newman等，1992）。這些可以通過計算一年內的所有收入和支出（考慮頻率但不考慮時間延遲）或折現(xiàn)（考慮頻率和時間延遲）來獲得經濟價值。

利用利潤方程來計算經濟權重，在理論和實踐中都產生了異?，F(xiàn)象，根據這些異?？梢酝ㄟ^施加兩個條件來消除：一是生產企業(yè)規(guī)模的縮小可以彌補遺傳變化帶來的額外利潤不應計算在內，因為它可以在不發(fā)生遺傳變化的情況下實現(xiàn)；第二個條件是，不應將以前的無效改變計算在內。因此，假定資源得到有效利用，而產出的變化將隨需要投入的比例而變化，這意味著需要固定成本，如可變成本應該以單位產出來表示，而不是以固定的企業(yè)總成本來表示（Smith等，1986）。邊際收益隨企業(yè)規(guī)模的擴大而增加，因此，如果以最優(yōu)狀態(tài)經營，農場不可能在不損失每單位投入利潤的情況下擴大產量。隨農場管理者的目標是利潤最大化或成本最小化。從長期來看，資本投資等成本在短期內被認為是固定的。Tess等（1983）構建了一個計算機模型來模擬生命周期的生物和經濟投入和產出。這一生物經濟模型模擬了生長性能組成部分（斷奶率、生長速度和產奶量）的遺傳變化對生產效率（料肉比或錢肉比）等衡量指標的影響。

對肉牛品種的選擇以提高動物種群數(shù)量（純種或雜交），選擇用于商業(yè)生產的雜交育種和擴繁養(yǎng)殖的生產計劃的品種是牛育種的兩個截然不同的方面（Wilton等，2002）。然而，在構建估算經濟價值的生物經濟學模型時，必須仔細注意性狀的準確定義及其相互關系。由于經濟價值向選擇指標權重的轉換假定性狀間存在線性遺傳關系，因此，不考慮性狀間的非線性關系。日增重在品種和性別之間的差異可以歸因于飼料采食天數(shù)和每個品種屠宰率的差異。各品種日采食量對經濟體重也有影響，屠宰率的差異可歸因于品種差異，但這些經濟權重的差異相對較小，不太可能影響選擇效率（Amer等，1994）。

4 結論

育種和管理包括決策和行動，決策是基于環(huán)境、市場和特征的信息，以及動物和動物群體之間的差異。信息越好，決策越好，行動越有效，在短期和長期內保持或增加盈利的機會就越大。業(yè)績記錄將越來越多地涉及以利潤或時間最大化為基礎的每單位投資的價值。這意味著有效解決應該測量哪些特征、如何測量以及何時測量以及應該記錄哪些相關數(shù)據的問題。此外，生長性能記錄將日益成為所有遺傳改良工作的重點，特別是在描述動物、提高生產性能和產品質量的需求提高的情況下。然而，在對可行的育種目標和相對經濟價值進行評估之前，應該解決生長性能記錄方案的缺陷。育種策略的有效性在很大程度上取決于生產系統(tǒng)、動物品種、自然環(huán)境、社會、政治和經濟環(huán)境以及生產者目標之間的兼容性。當這一背景得到明確定義并足以支持遺傳改良活動時，確定有意義的育種目標，設計和實施日益可持續(xù)使用的育種戰(zhàn)略才是可行的。