胎次與公豬對(duì)巴馬香豬產(chǎn)仔數(shù)影響及產(chǎn)仔數(shù)統(tǒng)計(jì)對(duì)樣本量要求的研究

莫家遠(yuǎn)，高九昱，趙銘偉，奉玲麗，黃 葉，陳奎蓉，呂冬玲，張琰芳，梁 晶 ,蘭干球

（廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧 530004）

巴馬香豬是廣西特有的優(yōu)良地方品種，具有肉質(zhì)優(yōu)良、體型小、性成熟早和耐粗飼等優(yōu)點(diǎn)[1]，但其同時(shí)存在瘦肉率低、生長(zhǎng)速度慢和繁殖力較低等問(wèn)題。繁殖性狀是豬生產(chǎn)中重要的經(jīng)濟(jì)性狀之一，主要包括總產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)活仔數(shù)、泌乳力和乳頭數(shù)等。產(chǎn)仔數(shù)是衡量母豬繁殖性能的主要指標(biāo)之一，加拿大豬遺傳改良中心（CCSI）認(rèn)為產(chǎn)仔數(shù)權(quán)重應(yīng)占母系指數(shù)的50% 以上[2]；產(chǎn)仔數(shù)性狀是由微效多基因控制的低遺傳力性狀，遺傳力僅為0.1左右[3]，在育種上難以獲得明顯的遺傳進(jìn)展，如楊劍波等[4]研究發(fā)現(xiàn)巴克夏× 梅山豬等雜交并沒(méi)有顯著提高產(chǎn)仔數(shù)。前人研究表明產(chǎn)仔數(shù)與母豬胎次有很大關(guān)聯(lián)，Knecht等[5]發(fā)現(xiàn)第1胎產(chǎn)仔數(shù)顯著低于第5胎，Gerardo等[6]發(fā)現(xiàn)第3、4胎產(chǎn)仔數(shù)最高，有研究發(fā)現(xiàn)母豬產(chǎn)仔數(shù)在第3～5胎達(dá)到高峰后逐漸降低[7-9]。性狀的準(zhǔn)確測(cè)定是育種工作的基礎(chǔ)，2003年巴馬畜牧局統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)巴馬香豬的平均產(chǎn)仔數(shù)為10.07頭[10]，然而經(jīng)過(guò)15年的選育后巴馬香豬的平均產(chǎn)仔數(shù)可能與以前測(cè)定的數(shù)據(jù)有一定差異，且在研讀《中國(guó)畜禽遺傳資源志·豬志》[10]時(shí)發(fā)現(xiàn)，很多中國(guó)地方豬種統(tǒng)計(jì)產(chǎn)仔數(shù)等數(shù)據(jù)時(shí)所采用的樣本量都較少，如寧鄉(xiāng)豬（50頭）、陸川豬（150頭）和萊蕪豬（144頭）等，其統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性可能有待提高。因此本研究對(duì)巴馬香豬保種群體歷年產(chǎn)仔數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理、分析，同時(shí)使用C#編寫(xiě)了軟件研究不同樣本量對(duì)產(chǎn)仔數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性的影響，為進(jìn)一步確定巴馬香豬母豬最佳利用年限和對(duì)巴馬香豬產(chǎn)仔數(shù)性狀進(jìn)行研究提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 從母豬繁殖卡片上采集廣西巴馬原種香豬農(nóng)牧實(shí)業(yè)有限公司小巴豬場(chǎng)989頭巴馬香豬母豬歷年產(chǎn)活仔數(shù)數(shù)據(jù)共6 125窩、杜洛克公豬配巴馬香豬母豬后的產(chǎn)活仔數(shù)數(shù)據(jù)共712窩。

1.2 主要軟件 實(shí)驗(yàn)用到的軟件包括Excel、R語(yǔ)言、Exceltools2.0、SPSS19.0、Adobe Illustrator CC 2017與Graph prism。

1.3 數(shù)據(jù)過(guò)濾 使用R語(yǔ)言過(guò)濾3倍標(biāo)準(zhǔn)差外的數(shù)據(jù)，剔除胎次少于4胎的巴馬香豬母豬數(shù)據(jù)命名為純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)；將杜洛克配巴馬香豬后產(chǎn)活仔數(shù)數(shù)據(jù)命名為雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)。

1.4 R語(yǔ)言繪圖與分析 使用R語(yǔ)言對(duì)純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)和平均產(chǎn)仔數(shù)、雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)進(jìn)行直方圖繪制、密度曲線擬合、相關(guān)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算和正態(tài)分布檢驗(yàn)。

1.5 SPSS分析 使用SPSS19.0對(duì)過(guò)濾后的數(shù)據(jù)進(jìn)行各胎次間Pearson相關(guān)系數(shù)計(jì)算、單因素方差分析、相關(guān)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算和回歸方程擬合，以及對(duì)純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)與雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)進(jìn)行單因素方差分析和相關(guān)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算，結(jié)果以平均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.01表示差異極顯著，P＜0.05表示差異顯著（下同）。

1.6 可靠性分析

1.6.1 R語(yǔ)言繪圖與分析 選取過(guò)濾后產(chǎn)仔胎次在9胎以上的母豬數(shù)據(jù)命名為9胎純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)，使用R語(yǔ)言對(duì)其各胎次產(chǎn)仔數(shù)進(jìn)行繪圖和分析。

1.6.2 顯著性檢驗(yàn) 使用SPSS19.0對(duì)9胎純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)各胎次進(jìn)行單因素方差分析和相關(guān)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算。

1.6.3 不同胎次平均產(chǎn)仔數(shù)差異分析 分別計(jì)算9胎純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)中第1～11胎、第2～11胎、第3～11胎和第5～11胎平均產(chǎn)仔數(shù)，并對(duì)4種方法計(jì)算的平均產(chǎn)仔數(shù)進(jìn)行R語(yǔ)言繪圖與分析和SPSS單因素方差分析。

1.7 產(chǎn)仔數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性分析

1.7.1 數(shù)據(jù)集 將上述過(guò)濾后的數(shù)據(jù)共753頭豬平均產(chǎn)仔數(shù)作為所有樣本數(shù)據(jù)集，計(jì)算其平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。

1.7.2 軟件編寫(xiě) 使用C#，編寫(xiě)Exceltools2.0軟件實(shí)現(xiàn)如下功能：在輸入的數(shù)據(jù)集中隨機(jī)抽取不同位置的a個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算其平均數(shù)，重復(fù)執(zhí)行b次，并計(jì)算和輸出b次a個(gè)數(shù)據(jù)平均數(shù)的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。

1.7.3 準(zhǔn)確性分析 使用編寫(xiě)的軟件分別對(duì)以10%樣本量為梯度的a（75、149、224、298、373、447、522、596、671）進(jìn)行b（1、3、5、7、10、30、50、70、100）次計(jì)算，根據(jù)結(jié)果計(jì)算其變異系數(shù)。

1.8 作圖 使用Graph Prism繪制抽樣變異系數(shù)折線圖；使用Adobe Illustrator CC 2017后期處理。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)過(guò)濾 數(shù)據(jù)過(guò)濾后剩余純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)4 873窩；雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)696窩，用作后續(xù)分析。

2.2 R語(yǔ)言分析 結(jié)果顯示純種（巴巴）平均產(chǎn)仔數(shù)(圖1-C）和純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)（圖2-A）正態(tài)分布檢驗(yàn)P值＞0.01，服從正態(tài)分布；雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)不符合正態(tài)分布。

2.3 SPSS分析

2.3.1 巴馬香豬各胎次間Pearson相關(guān)系數(shù)計(jì)算 由表1可知，總平均產(chǎn)仔數(shù)與第1～11胎產(chǎn)仔數(shù)均有極顯著相關(guān)；除第1胎產(chǎn)仔數(shù)與第7～11胎產(chǎn)仔數(shù)不顯著相關(guān)，第8胎產(chǎn)仔數(shù)與第1～2胎產(chǎn)仔數(shù)不顯著相關(guān)，第10胎產(chǎn)仔數(shù)與第1～5、7胎產(chǎn)仔數(shù)不顯著相關(guān)，第11胎產(chǎn)仔數(shù)與第1～4、6～10胎不顯著相關(guān)外，其他胎次均顯著或極顯著相關(guān)。

2.3.2 巴馬香豬各胎次間顯著性檢驗(yàn) 由表2可知，純種（巴巴）第5～11胎產(chǎn)仔數(shù)差異不顯著，但第9胎產(chǎn)仔數(shù)極顯著高于第1～4胎產(chǎn)仔數(shù)；第4～8胎與第10～11胎產(chǎn)仔數(shù)差異不顯著，但第6～8胎和10～11胎產(chǎn)仔數(shù)極顯著高于第1～3胎產(chǎn)仔數(shù)；第3～5胎產(chǎn)仔數(shù)差異不顯著，但極顯著高于第1～2胎產(chǎn)仔數(shù)；第2胎產(chǎn)仔數(shù)極顯著高于第1胎產(chǎn)仔數(shù)。

2.3.3 純種（巴巴）各胎次回歸方程 純種（巴巴）第1～11胎產(chǎn)仔數(shù)回歸方程Y=8.637+0.167X，R2=0.674，方差分析與T檢驗(yàn)結(jié)果均為極顯著。

2.3.4 純種（巴巴）和雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)顯著性檢驗(yàn)由表3可知，純種（巴巴）平均產(chǎn)仔數(shù)極顯著低于雜交（杜巴）；純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)為2～16頭，雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)范圍為5～15頭；眾數(shù)皆為10頭，分別占21.20%和26.00%。

2.4 9胎純種（巴巴）產(chǎn)仔數(shù)相關(guān)分析 由圖1、2可知，第1～11胎（圖1-F）、第2-11胎（圖2-C）、第3-11胎（圖2-D）和第5-11胎（圖2-E）平均產(chǎn)仔數(shù)P值均大于0.01，服從正態(tài)分布。由表4可知，第5～11胎平均產(chǎn)仔數(shù)極顯著高于第1～11胎、第2～11胎和第3～11胎；第3～11胎平均產(chǎn)仔數(shù)極顯著高于第1～11胎；第1～11胎與第2～11胎平均產(chǎn)仔數(shù)差異不顯著。

2.5 準(zhǔn)確性分析

表1 純種（巴巴）各胎次間Person相關(guān)系數(shù)

2.5.1 Exceltools2.0軟件檢測(cè) 使用C# 編寫(xiě)軟件后在輸入文檔tmep中輸入1～10共10個(gè)數(shù)，在參數(shù)文檔config中輸入抽樣頻率5和重復(fù)次數(shù)3，檢驗(yàn)抽樣結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生重復(fù)抽樣，計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是否準(zhǔn)確，軟件可靠后進(jìn)行后續(xù)分析。

2.5.2 變異系數(shù)的計(jì)算 利用軟件進(jìn)行3次擬合，將3次的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的平均數(shù)計(jì)算；計(jì)算3次結(jié)果平均數(shù)與參考數(shù)據(jù)集平均數(shù)的變異系數(shù)，將變異系數(shù)取絕對(duì)值作為抽樣變異系數(shù)，抽樣變異系數(shù)以‰為單位表示。由表6可知，抽樣頻率為75時(shí)，抽樣70次以上變異系數(shù)低于1‰；抽樣頻率為149次和224次時(shí)，抽樣30次以上變異系數(shù)低于1‰；抽樣頻率為298次時(shí)，抽樣70次以上變異系數(shù)低于1‰；抽樣頻率為373次時(shí)，抽樣3次以上變異系數(shù)低于1‰；抽樣頻率為447、522、596次和671次時(shí)，抽樣1次以上變異系數(shù)低于1‰。

3 討論

產(chǎn)仔數(shù)作為一個(gè)復(fù)雜的數(shù)量性狀，不僅受到基因[11-12]、季節(jié)[13]、營(yíng)養(yǎng)水平[14]等因素影響，還受母豬年齡的影響，即隨著母豬生產(chǎn)胎次的增加，產(chǎn)仔數(shù)會(huì)產(chǎn)生一定變化。母豬在第1胎時(shí)由于剛體成熟甚至剛性成熟，身體機(jī)能和激素水平還沒(méi)有達(dá)到最佳狀態(tài)，因此母豬在第1胎時(shí)產(chǎn)仔數(shù)最低；隨著身體機(jī)能的完善，母豬產(chǎn)仔數(shù)會(huì)升高并維持一定時(shí)間，隨后由于身體機(jī)能發(fā)生老化、生理代

謝下降、卵巢疾病和衰老等原因，產(chǎn)仔數(shù)逐漸下降[15]。巴馬香豬屬于優(yōu)質(zhì)地方品種，可用于生產(chǎn)高品質(zhì)豬肉，但是由于缺少系統(tǒng)的育種工作，導(dǎo)致很多記錄缺失，在產(chǎn)仔數(shù)等方面研究缺乏，也導(dǎo)致了在巴馬香豬產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中沒(méi)有足夠的理論指導(dǎo)。

表2 巴馬香豬各胎次間和9胎以上豬各胎次間顯著性檢驗(yàn)

表3 純種（巴巴）與雜交（杜巴）產(chǎn)仔數(shù)顯著性檢驗(yàn)

表4 9胎以上巴馬香豬不同胎數(shù)平均數(shù)分析

表6 重復(fù)抽樣變異系數(shù)表

本研究計(jì)算純種（巴巴）各胎次間的Person相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，平均產(chǎn)仔數(shù)與各胎次產(chǎn)仔數(shù)均有極顯著關(guān)聯(lián)（Person系數(shù)為0.439～0.561），呈中度相關(guān)；第1～9胎產(chǎn)仔數(shù)相互之間絕大部分顯著相關(guān)（Person系數(shù)為0.082～0.400）；第10～11胎與其他胎次相關(guān)性較低。Hoving等[16]和Saito等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在第2胎繁殖性能較差的母豬中有很大一部分母豬在以后胎次中的繁殖性能可能很差，第2胎產(chǎn)仔數(shù)對(duì)以后胎次產(chǎn)仔數(shù)的影響取決于第1胎產(chǎn)仔數(shù)，說(shuō)明本研究中產(chǎn)仔數(shù)最低的第1胎與產(chǎn)仔數(shù)高的第7～11胎沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)的結(jié)果是準(zhǔn)確的。在前6胎中Person系數(shù)具有逐漸上升的趨勢(shì)，而且相鄰兩胎的Person系數(shù)大多數(shù)比胎次相差更遠(yuǎn)的大，這與王源[18]在大白豬前4胎的產(chǎn)仔數(shù)表型相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致，但本實(shí)驗(yàn)中從第7胎開(kāi)始系數(shù)之間相關(guān)性不穩(wěn)定，這可能與樣本量下降有關(guān)，第6胎為510頭，占總數(shù)的68.46%，而從第7胎開(kāi)始只有382頭母豬數(shù)據(jù)，只占總數(shù)的51.28%，這可能導(dǎo)致第7胎以后的Person系數(shù)分析誤差。

對(duì)純種（巴巴）各胎次產(chǎn)仔數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，巴馬香豬1～11胎產(chǎn)仔數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中第1胎產(chǎn)仔數(shù)最低、第2胎產(chǎn)仔數(shù)次之，顯著低于其他胎次；第9胎產(chǎn)仔數(shù)最高，與賈娟娟[19]報(bào)道長(zhǎng)大和大長(zhǎng)第6胎產(chǎn)仔數(shù)最高不一致，與宋述榮[20]報(bào)道PIC母豬第3～5胎產(chǎn)仔數(shù)最高不一致，與劉建等[21]報(bào)道大約克第6胎產(chǎn)仔數(shù)最高不一致，與蘇從成等[22]報(bào)道太湖豬第7胎產(chǎn)仔數(shù)最高也不一致。為避免分析結(jié)果受實(shí)際生產(chǎn)時(shí)某些產(chǎn)仔數(shù)較少的母豬可能在較低胎次被淘汰的影響，本研究挑選了159頭總胎次為9胎以上的純種（巴巴）母豬數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析，發(fā)現(xiàn)第8胎產(chǎn)仔數(shù)最高，但只與第9胎產(chǎn)仔數(shù)相差了0.01頭，其余結(jié)果一致。綜合2個(gè)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第1、2胎產(chǎn)仔數(shù)極顯著低于其他胎次，與國(guó)內(nèi)外豬種的研究結(jié)果一致[23-25]；第8～9胎產(chǎn)仔數(shù)最高。以上結(jié)果說(shuō)明了巴馬香豬的最高產(chǎn)仔數(shù)胎次與西方商業(yè)豬種和中國(guó)地方豬種都可能存在比較大的差異，這可能與巴馬香豬的種質(zhì)特性有關(guān)，也說(shuō)明巴馬香豬母豬的利用年限可能比其他豬種更長(zhǎng)，其深層次的分子機(jī)理值得進(jìn)一步研究。同時(shí)，第2～11胎平均產(chǎn)仔數(shù)與第1～11胎和第3～11胎差異不顯著，而第1胎產(chǎn)仔數(shù)與產(chǎn)仔數(shù)較高的胎次相關(guān)性較低，說(shuō)明使用第2～11胎的平均產(chǎn)仔數(shù)作為本群體平均產(chǎn)仔數(shù)結(jié)果更適合，即在計(jì)算平均產(chǎn)仔數(shù)性狀的時(shí)候剔除第1胎產(chǎn)仔數(shù)后計(jì)算更適合。

據(jù)《中國(guó)畜禽遺傳資源志·豬志》記載，巴馬香豬平均產(chǎn)仔數(shù)為10.07頭，比本研究高0.71頭，可能是因?yàn)楸狙芯咳后w只來(lái)源于同一個(gè)群體，在缺少選育的情況下又經(jīng)過(guò)10多年的近交導(dǎo)致產(chǎn)仔數(shù)下降。杜洛克公豬一般作為提高生長(zhǎng)效率、瘦肉率等的終端父本，張瑣宇等[26]利用全國(guó)種豬遺傳評(píng)價(jià)信息網(wǎng)登記的16 103條杜洛克產(chǎn)仔數(shù)記錄統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)杜洛克產(chǎn)仔數(shù)在8.77～10.13頭之間，與巴馬香豬產(chǎn)仔數(shù)相差不大，但本研究發(fā)現(xiàn)純種（巴巴）平均產(chǎn)仔數(shù)極顯著低于雜交（杜巴）且變異程度更大，與Hagan等[27]報(bào)道杜洛克公豬的精液質(zhì)量比大白豬更好、杜洛克與大白豬雜交能顯著提高產(chǎn)仔數(shù)一致；而Smital等[28]對(duì)杜洛克、大白和皮特蘭等的精子研究發(fā)現(xiàn)，杜洛克公豬精子濃度最高，因而分析杜洛克公豬能提高巴馬香豬產(chǎn)仔數(shù)的原因可能是杜洛克公豬的精子質(zhì)量比巴馬香豬精子質(zhì)量更好，在同樣是人工授精的方法下，質(zhì)量更好的精子能獲得更高的產(chǎn)仔數(shù)。

本研究還通過(guò)C#編寫(xiě)Exceltools2.0軟件研究了不同樣本量對(duì)產(chǎn)仔數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性的影響，經(jīng)過(guò)軟件的多次擬合計(jì)算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，總體上隨著樣本量的升高和重復(fù)次數(shù)的增加變異系數(shù)逐漸降低，抽取1次使變異系數(shù)達(dá)到1%以下需要的樣本量為75（10%），抽取1次使變異系數(shù)達(dá)到1‰以下需要的樣本量為522（70%）；房曉歡等[29]在深縣豬中研究指出30頭（16.76%）的樣本量可以代表整個(gè)群體的遺傳多樣性。綜上所述，統(tǒng)計(jì)一個(gè)記錄不完整的群體產(chǎn)仔數(shù)性狀時(shí)，只需要得到10% 的母豬數(shù)據(jù)就可以將變異系數(shù)控制在1%以下。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)R語(yǔ)言和C#等從多個(gè)層面對(duì)巴馬香豬產(chǎn)仔數(shù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)巴馬香豬各胎次產(chǎn)仔數(shù)逐漸升高，第8、9胎產(chǎn)仔數(shù)最高；平均產(chǎn)仔數(shù)為（9.35±2.09）頭，回歸方程為Y=8.637+0.167X；杜洛克公豬能極顯著提高巴馬香豬平均產(chǎn)仔數(shù)；6胎以內(nèi)相鄰胎次之間Person相關(guān)系數(shù)比更遠(yuǎn)的胎次更大；剔除第1胎產(chǎn)仔數(shù)計(jì)算平均產(chǎn)仔數(shù)更具有代表性；抽取1次使變異系數(shù)達(dá)到1%以下需要的樣本量為10%，抽取1次使變異系數(shù)達(dá)到1‰以下需要的樣本量為70%。

致謝：感謝許其裕在本研究過(guò)程中為我編寫(xiě)Exceltools2.0軟件使研究得以順利完成。