科爾沁牛新品種體質量與體尺性狀的相關回歸分析

趙澈勒格日，王思珍，馬萬欣，石順利，黃永杰，張延和，李昊劉偉，侯景輝

(1.內蒙古民族大學動物科技學院，內蒙古 通遼 028000；2.內蒙古自治區(qū)通遼市畜牧業(yè)發(fā)展中心，內蒙古 通遼 028000；3.通遼市農牧科學研究所，內蒙古 通遼 028000；4.通遼京緣種牛繁育有限責任公司，內蒙古 通遼 028000)

通遼市地處科爾沁草原腹地，位于著名的黃金玉米帶和黃金肉牛帶之中，優(yōu)質的玉米和農作物秸稈資源，為肉牛養(yǎng)殖提供了充沛的飼草資源，是全國重要的肉牛生產基地和集散地，已被列入全國肉牛優(yōu)勢區(qū)域東北肉牛帶.通遼市已有近70 a的肉牛育種歷程，利用中國西門塔爾牛體型大、增重快、耐粗飼、適應力強等優(yōu)良特性，對本地牛進行改良，陸續(xù)培育出了科爾沁牛、中國西門塔爾牛(草原類型群)兩大品種，為科爾沁肉牛新品種培育奠定了遺傳基礎[1].科爾沁左翼中旗、科爾沁左翼后旗、扎魯特旗還被列入農業(yè)部制定的《全國肉牛優(yōu)勢區(qū)域布局規(guī)劃》(2008～2015)207個旗縣中[2].肉牛產業(yè)為通遼市經濟發(fā)展和農村經濟供給側結構性改革均起到了重要的支撐作用.據統(tǒng)計，2019年牧業(yè)年度全市牛存欄241．2萬頭，其中肉牛存欄221．9萬頭，基礎母牛存欄135．9萬頭，全年牛肉產量達14.3萬t，占內蒙古自治區(qū)牛肉總產量的23%[3].1990年通遼市培育出乳肉兼用的科爾沁牛，本地黃牛的乳肉生產性雖然得到一定的提升，但是與專門化的肉牛品種相比，其產肉性能尚不理想.無自主肉牛品種成為制約通遼市肉牛產業(yè)高質量發(fā)展的阻礙，為解決通遼市無自主知識產權的肉牛品種，產業(yè)品質提升動力不足等問題，通遼市以科爾沁牛為母本，北美西門塔爾牛(偏肉用型)為父本，級進雜交至二代，選擇理想型的公、母牛橫交固定、自群繁育，經過選育形成了新的肉牛品種(暫定名“科爾沁肉?！?.為推動科爾沁肉牛培育進程，2018年內蒙古自治區(qū)啟動科技重大專項“科爾沁肉牛品種培育”項目，開展28個科技攻關項目，并在全市7個旗縣劃定了項目區(qū).同時，科爾沁肉牛種業(yè)、科左中旗豐潤牛場、開魯洪泰養(yǎng)殖公司等規(guī)模養(yǎng)殖場開展聯(lián)合育種和組建育種核心群.到2020年符合育種標準的基礎母牛預計達到4 000頭.目前國內外相關研究主要圍繞科爾沁肉牛新品種的培育方案以及如何推廣體系建設目標等方面，關于科爾沁肉牛新品種生長發(fā)育的相關研究還未見報道[4-5].本文通過測量科爾沁肉牛各月齡體尺、體質量，分析不同月齡生長發(fā)育情況，運用簡單相關分析、通徑分析和逐步回歸分析，闡明科爾沁肉牛體尺和體質量之間的相關關系，以期為內蒙古通遼地區(qū)科爾沁牛新品種的育種和生產提供參考.

1 材料與方法

1.1 試驗動物

在通遼市科爾沁肉牛項目區(qū)，選取科爾沁肉牛225頭，跟蹤測定的初生、6月齡、12月齡、18月齡、24月齡體尺、體質量的頭數分別為225頭、212頭、154頭、89頭、19頭.

1.2 試驗方法和測定指標

體重和體尺測量按照張沅的方法進行[6].測定指標主要包括初生、6月齡、12月齡、18月齡、24月齡體質量(Y)和體高(X1)、體斜長(X2)、胸圍(X3)、管圍(X4)等.

1.3 數據統(tǒng)計分析

將所有數據經過Excel 2010進行初步整理后，通過SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行簡單相關分析、通徑分析和逐步回歸分析.數據分析P>0.05表示相關不顯著，P<0.05表示相關顯著，P<0.01表示相關極顯著.

2 結果與分析

2.1 體尺和體質量測定結果

從表1、圖1和圖2可以看出，隨著月齡的增加科爾沁肉牛體尺和體質量不斷增加.同一性狀指標的增加趨勢基本相同，不同性狀指標的增長速度則不相同.體質量方面，初生月齡至12月齡增質量明顯，呈直線增長，12月齡至24月齡增長幅度相對較小.體尺方面，出生月齡至6月齡增加明顯，隨著月齡的增加增長速度減緩.

表1 科爾沁肉牛的體尺指標、體重的表型統(tǒng)計量

圖1 科爾沁肉牛體尺指標隨月齡變化趨勢Figure 1 Trends of body size of monthly assessment of Kerqin beef cattle

2.2 體尺和體質量的簡單相關分析

由表2可以看出，成年科爾沁肉牛體質量與體尺相關性均為極顯著(P<0.01).體質量與胸圍、管圍呈高度相關，相關系數分別為0.961、0.844；體質量與體高、體斜長呈中度相關，相關系數分別為0.744、0.583.此外，體尺指標間也存在相關性.體高與胸圍、管圍，胸圍與管圍相關性極顯著(P<0.01)，呈中度相關，相關系數依次為0.727、0.698、0.784；體斜長與管圍、體高與體斜長相關性顯著(P<0.05)，呈中度相關，相關系數分別為0.547、0.530；體斜長與胸圍相關性顯著(P<0.05)，呈低度相關，相關系數為0.470.

圖2 科爾沁肉牛體質量隨月領變化趨勢Figure 2 Trends of body weight of monthly assessment of Kerqin beef cattle

表2 成年科爾沁肉牛體質量與體尺的相關系數

2.3 體尺和體質量的通徑分析

為進一步分析成年科爾沁肉牛體質量與體尺之間的相互作用程度，進行通徑分析[7-8].根據體質量與體尺之間的相關系數建立四元一次方程組，通徑系數分別為：p1、p2、p3、p4，得到如下方程組：

p1+0.530p2+0.727p3+0.698p4=0.744

0.530p1+p2+0.470p3+0.547p4=0.583

0.727p1+0.470p2+p3+0.784p4=0.961

0.698p1+0.547p2+0.784p3+p4=0.844

運用矩陣法在Excel表格中對上述四元一次方程組進行求解，可得：p1=-0.003，p2=0.129，p3=0.764，p4=0.176.

通過相關系數的組成效應，可將科爾沁肉牛各項體尺指標與體重之間的相關系數(皮爾森相關系數)分解為某個體尺指標對體重的直接影響作用和間接影響作用兩部分.由表3可知，成年科爾沁肉牛體尺對體重的直接影響作用由大到小排列為胸圍(0.764)、管圍(0.176)、體斜長(0.129)、體高(-0.003)，胸圍對體質量的直接影響作用最大，體高對體質量的直接影響作用最小.體尺對體質量間接影響作用由大到小排列為體高(0.746)、管圍(0.668)、體斜長(0.453)、胸圍(0.197)，體高、管圍、體斜長主要通過胸圍間接影響體質量，胸圍主要是通過管圍間接影響體質量.

2.4 體尺和體質量的逐步回歸分析

D-W檢驗是檢驗殘差分布是否為正態(tài)分布檢驗，由表4和圖3可知，D-W值等于2，說明方程服從正態(tài)分布，不存在偽回歸，模型2的擬合度大于模型1，可根據模型2建立最優(yōu)回歸方程[9].根據表5中模型2可知，胸圍和體斜長對體質量影響最顯著，偏相關系數分別為7.055、2.455，最優(yōu)回歸方程為Y=-1185.627+7.055X3+2.445X2(R2=0.946),達到了極顯著水平(P<0.01)，結合圖4的體質量散點圖顯示隨機分布，表明模型可靠性高.標準化后的最優(yōu)回歸方程為Y=0.882X3+0.168X2，表6顯示方差的F值為139.219，達到極顯著水平(P<0.01).

表3 成年科爾沁肉牛體尺指標對體質量相關系數的分解

表4 成年科爾沁肉牛體尺指標與體質量逐步回歸分析模型擬合匯總

表5 成年科爾沁肉牛體尺指標與體質量逐步回歸分析模型的回歸系數

表6 成年科爾沁肉牛體尺與體質量逐步回歸分析模型的方差分析

圖3 體質量標準化殘差正態(tài)幾率分布Figure 3 Normal distribution of probability about regression standardized residual of body weight

圖4 體質量散點圖Figure 4 Scatter plot of body weight

3 討論

3.1 科爾沁肉牛各月齡體尺、體質量變化

在肉牛育種中，初生質量和各生長節(jié)點，如6、12、18等月齡的體質量及相應的體尺指標是肉牛重要的表型性狀，均屬數量性狀，同時與其他經濟性狀之間也有密切聯(lián)系.本研究結果表明，科爾沁肉牛平均初生質量達到41.06 kg，高于安格斯牛(34.30 kg)、夏洛萊牛(36.10 kg)、秦川牛(24.77 kg)、南陽牛(26.47 kg)等國內外專門化肉牛品種平均初生質量，說明科爾沁肉牛屬于體型偏大的肉牛品種[10-11].

通過試驗分析，科爾沁肉牛體尺和體質量隨著月齡的增加而呈不同程度的上升趨勢.初生至6月齡科爾沁肉牛體質量增加明顯，說明犢牛時期新陳代謝旺盛，為滿足犢牛的生長發(fā)育需求，應注重科學的飼養(yǎng)管理.6月齡至36月齡生長速度有所減緩，與中國荷斯坦牛、新疆褐牛、鄖巴黃牛等研究結果相似[12-14].6月齡后依舊不能忽視飼養(yǎng)管理的重要性，確保牛只消化器官和體格的正常發(fā)育.古麗帕夏等[15]對西門塔爾牛生長發(fā)育規(guī)律的分析發(fā)現，初生至6月齡新疆地區(qū)西門塔爾犢牛體質量和體尺平均增速最快，其中體質量和胸圍發(fā)育最快，且隨著月齡的增加趨于橫向發(fā)展；張金松等[16]的研究發(fā)現，德系西門塔爾牛與東北地區(qū)黃牛進行雜交，得到的雜交F1代牛初生至6、12、18月齡體質量分別達到150.90、264.40、427.80 kg；元成振[17]的研究發(fā)現，延邊黃牛6月齡公犢牛體重達到110.5 kg，母犢牛體質量達到108.1 kg.本研究中科爾沁肉牛各月齡平均體質量均高于以上研究報道的結果.

曾黎等[18]研究發(fā)現，新疆褐牛公牛18月齡體高、體斜長、胸圍、管圍分別為123.07、147.80、163.91、18.60 cm.以上研究結果中的的體尺指標均小于科爾沁肉牛各月齡體尺指標.整體而言，隨著月齡的增加科爾沁肉牛更趨向于橫向發(fā)育.本研究結果與王金海[19]報道的科爾沁牛生長性能相比，科爾沁肉牛各項體尺和體質量指標均高于科爾沁牛，說明科爾沁肉牛新品種在生長發(fā)育方面優(yōu)勢明顯.

3.2 科爾沁肉牛體尺與體質量的相關性分析

在家畜育種中，可以利用表型相關性進行間接或早期選擇.科爾沁肉牛作為新培育的肉用品種，其體尺體質量是反映種群生產性能的重要指標.本試驗表明，科爾沁肉牛體重與體尺之間有極顯著的相關關系，胸圍對體重的影響最大，其次是管圍、體高和體斜長，相關系數依次為0.961、0.844、0.744、0.583.體尺之間也存在相關性，相關系數由大到小依次為：胸圍與管圍、體高與胸圍、體高與管圍、體斜長與管圍、體高與體斜長、體斜長與胸圍，相關系數依次為0.784、0.727、0.698、0.547、0.530、0.470.張曉雪等[20]對西門塔爾牛體尺體質量進行了相關性分析，得出胸圍與體重相關系數最高，其余體尺指標依次為體高、腿圍、管圍、體長；汪聰勇等[21]對西門塔爾種公牛體尺體質量的相關性分析得出，體質量與胸圍相關系數最高，其他體尺指標相關系數由高到低依次是體斜長、體高、十字部高、管圍等；Carsten等[22]對荷斯坦奶牛生長性能研究表明，胸圍與體重相關系數最高，其次是體高.以上結果與本研究結果均顯示胸圍與體質量的相關系數最大.

3.3 科爾沁肉牛體尺與體質量的通徑分析及其相關系數分解

通過通徑分析，得到體尺對體質量的直接作用程度依次是胸圍(0.764)、管圍(0.176)、體斜長(0.129)、體高(-0.003)；間接作用依次是體高(0.746)、管圍(0.668)、體斜長(0.453)、胸圍(0.197)，體高、管圍、體斜長主要通過胸圍間接影響體質量，胸圍主要是通過管圍間接影響體質量.因此，胸圍是影響體質量的重要因素之一，與國外相關研究結果一致[23-26].這可能是因為牛的身體結構中軀干是體質量的主要集中部分，胸圍較大的牛體格較大，體質量也相對較高，胸圍較小的牛生長發(fā)育相對較差，體質量也相對較低[18].相關研究表明，影響體質量的因素多且途徑不同，如品種、飼養(yǎng)環(huán)境、營養(yǎng)標準等，因此在對科爾沁肉牛選種時，應加強對胸圍的選擇，同時考慮管圍、體斜長、體高等對體質量的作用，從而使選種效果達到最好[27].

3.4 科爾沁肉牛體尺與體質量的逐步回歸分析

通過逐步回歸分析，剔除了回歸系數不顯著的體高和管圍，說明體高和管圍對科爾沁肉牛的體質量影響不明顯.體質量與體尺之間的最優(yōu)回歸方程為Y=-1185.627+7.055X3+2.445X2，標準化后的最優(yōu)回歸方程為Y=0.882X3+0.168X2.王志軍等[28]的研究表明，西門塔爾牛體高和體斜長與體質量有線性相關，與本文研究不一致，可能是因為品種、環(huán)境、營養(yǎng)等因素導致的.梁永虎等[29]得出肉用西門塔爾牛體斜長、胸圍、腹圍與體質量的多元線性回歸方程，且不同年齡之間體尺和體質量呈一定程度的波動狀態(tài).付雪峰等[30]分析舍飼新疆褐牛犢牛的生長發(fā)育情況，構建公犢和母犢體高、體斜長、胸圍、管圍和體質量的四元回歸方程，且隨著月齡的增加，胸圍和體質量迅速增長.本文建立的方程模型確定系數R2=0.946，方程擬合度較高，即94.6%.模型選中的胸圍經檢驗達到極顯著水平(P<0.01)，體斜長經檢驗達到顯著水平(P<0.05)，F值為139.219，達到極顯著水平(P<0.01)，說明胸圍和體斜長對體質量影響較大，對科爾沁肉牛選育工作具有一定的參考價值.

4 結論

科爾沁肉牛擁有優(yōu)良的肉用品質和穩(wěn)定的遺傳性能，具有廣闊的市場開發(fā)前景.內蒙古科爾沁肉牛種業(yè)有限公司、高林屯種畜場每年培育科爾沁肉牛種公牛30余頭；通遼京緣種牛繁育有限公司年生產科爾沁肉牛冷凍精液20萬余支，種公牛及冷凍精液銷往遼寧、吉林、黑龍江、河南、河北、新疆等十幾個省區(qū)，為我國肉牛改良做出了巨大的貢獻.本文分析得出科爾沁肉牛體尺體質量隨著月齡的增加而增加，初生月齡至12月齡增加較快，體質量與體尺指標之間均存在顯著相關(P<0.05)，胸圍和體斜長是影響體質量的主要體尺指標.