特克塞爾與哈薩克羊雜交F2代胴體性狀的多元分析

蔣芳芳，賀三剛，劉金瑞，李文蓉*，劉武軍

（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.新疆畜牧科學(xué)院生物技術(shù)研究所，農(nóng)業(yè)部草食家畜遺傳育種與繁殖重點實驗室，新疆動物生物技術(shù)重點實驗室，新疆烏魯木齊 830011）

特克塞爾羊原產(chǎn)于荷蘭，具有產(chǎn)肉性能好、生長速度快、肌肉發(fā)達、瘦肉率高的優(yōu)點。新疆地方綿羊品種哈薩克羊具有耐粗飼和抗逆性強等遺傳優(yōu)勢，但是因其胴體脂肪含量高尤其是尾部脂肪大等缺點，已成為哈薩克羊市場發(fā)展和生產(chǎn)效益提高的制約因素。引入國外優(yōu)良的肉用品種來改良當(dāng)?shù)鼐d羊，是發(fā)展本地肉羊最有效的方法之一。

脂肪具有機械保護和隔熱、調(diào)節(jié)能量的儲存和釋放、免疫反應(yīng)和非寒戰(zhàn)產(chǎn)熱多種功能，隨著生長，脂肪在綿羊的內(nèi)臟、皮下、肌間以及肌內(nèi)沉積，影響羊肉的嫩度、風(fēng)味和品質(zhì)等，過多的脂肪降低胴體品質(zhì)的同時還會造成飼草料的浪費，增加養(yǎng)殖成本。目前在綿羊尾部脂肪的研究中，多是對不同綿羊品種的不同尾型進行研究，如曹忻等人對蘭州大尾羊、小尾寒羊和藏羊在生產(chǎn)性能與肉品質(zhì)上進行比較分析，發(fā)現(xiàn)蘭州大尾寒羊在屠宰前體重、體長、體高和尾型方面極顯著高于小尾寒羊和藏羊；對不同部位間脂肪沉積的分析比較，同一綿羊品種上的研究相對少，F(xiàn)arahani等對伊朗肥尾羊進行研究，發(fā)現(xiàn)伊朗肥尾羊的尾脂與體尺差異顯著相關(guān)。

本研究擬對特克塞爾×哈薩克羊產(chǎn)生的520只雜交F代個體的尾部脂肪重與胴體性狀進行多元分析，探究尾部脂肪的變異分化對綿羊屠宰前體重與脂肪沉積性狀的相互關(guān)系，為在綿羊不同部位脂肪沉積中進行全基因組關(guān)聯(lián)分析篩選基因和關(guān)鍵位點信息提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗群體 父本選擇健康的純種特克塞爾羊、哈薩克羊作為母本，雜交生產(chǎn)F代個體。采用同期發(fā)情、人工授精技術(shù)，雜交（F×F）方式生產(chǎn)8月齡F代個體。將2014年至2019年產(chǎn)生的剔除信息不全及發(fā)育明顯異常的個體后共520只實驗動物用于后續(xù)數(shù)據(jù)分析。

1.2 表型測定 使用臺秤、游標(biāo)卡尺、卷尺測定特克塞爾×哈薩克羊雜交F代的生長性狀、胴體體尺性狀、胴體產(chǎn)肉性狀。其中生長性狀包括出生重、斷奶重（2月齡）、斷奶前日增重（斷奶重與出生重的差再除以生長天數(shù)）、斷奶后日增重（宰前活重與斷奶重的差再除以生長天數(shù)）、屠宰前體重（8月齡），胴體體尺性狀包括胴體長、腿垂直長、踝骨寬、臀寬、胸寬、肩寬、胸深、眼肌寬、眼肌長，胴體產(chǎn)肉性狀包括胴體重、屠宰率、尾脂全重、眼肌面積、左帶臀腿全重、后腱重、燴扒重、膝圓重、針扒重、尾龍扒重、小黃瓜條重、背最長肌重、背部肌肉厚、左前腱全重、左1肋全重、左七肋全重、左五肋全重、胸腹肉全重、左小里脊重、左大里脊重、腹壁厚、尾骨。具體測量方法參照張志峰論文。

1.2.1 背膘厚、胴體脂肪含量（GR）值的測定 背膘厚：對第12對肋骨與第13對肋骨之間眼肌中部正上方的脂肪，用游標(biāo)卡尺進行測量（測量單位為mm，精確到0.01 mm）。

GR值：使用游標(biāo)卡尺對第12對肋骨和第13對肋骨之間，與脊中線距離11 cm處的組織包含脂肪和肋骨進行測量（測量單位為mm，精確到0.01 mm）。

1.3 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS軟件對表型數(shù)據(jù)進行主成分分析、相關(guān)性分析。主成分分析是將眾多的變量，根據(jù)之間的相似性，降維成若干相互獨立的主成分因子，從而使較少的新變量能夠代替原始數(shù)據(jù)的變量信息，使問題更加簡單化、直觀化，可作為輔助信息進行聚類分析。以累積貢獻率達到85%以上作為篩選主成分的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 F代胴體性狀的主成分分析 由表1可知，9個主成分累積貢獻率達到87.694%，其信息損失部分較小，即用這9個主成分解釋41個指標(biāo)總體信息。第1主成分方差貢獻率達到36.831%，遠高于其他主成分的貢獻率。第2、3主成分的貢獻率分別為11.915%、10.013%，前3個主成分的累計貢獻率為58.759%，三者綜合反映的信息量接近60%，反映了大部分信息，故選取前3個主成分來代替原來的9個主成分。

表1 F2代全部性狀主成分分析

對F代的41個胴體表型性狀進行主成分分析，篩選特征值較高的表型性狀。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第1主成分方差貢獻率0.7以上的性狀有斷奶重、斷奶前日增重、屠宰前體重、胴體長、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、胴體重、左帶臀腿全重、背最長肌、左前腱全重、左1肋全重、左七肋全重、左五肋全重、胸腹肉全重。其中斷奶重、斷奶前日增重、胴體長與8月齡羔羊生長發(fā)育與胴體體尺相關(guān)，屠宰前體重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、胴體重、左帶臀腿全重、背最長肌、左前腱全重、左1肋全重、左七肋全重、左五肋全重、胸腹肉全重這些性狀與8月齡羔羊的脂肪沉積與產(chǎn)肉性狀相關(guān)。尾部體重和腸系膜脂肪重在第2主成分所占的比例達到0.7以上，而背膘厚對第3主成分的影響更大。屠宰前體重、斷奶重與胴體重特征值分別為0.939、0.932、0.974，特征值趨近于1，說明屠宰前體重、斷奶重與胴體重對分析結(jié)果影響較大，是具有代表性的重要指標(biāo)。

2.2 聚類分析

2.2.1 K-Means聚類最佳分組個數(shù)的確定 因屠宰前體重、斷奶重與胴體重的特征值趨近于1，說明屠宰前體重、斷奶重與胴體重對分析結(jié)果影響較大，是具有代表性的重要指標(biāo)。所以選擇屠宰前體重、斷奶重、胴體重與脂肪性狀背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值8個表型作為聚類指標(biāo)，進行聚類分析。結(jié)果顯示在群體最佳分類個數(shù)為4簇時，該群體中不同表型部位的個體能很好地被區(qū)分開，因此選擇k=4作為最佳聚類數(shù)目（圖1）。

圖1 最佳聚類數(shù)目

2.2.2 F代表型性狀聚類分析 K-Means聚類結(jié)果可知，520只雜交F代被劃分為A、B、C和D 4個類型。4個類型樣本數(shù)分別為112、97、63只和169只，見圖2。分別計算4類群體的屠宰前體重、斷奶重、胴體重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值的表型均值，發(fā)現(xiàn)A型群體的宰前體重、胴體重、背膘厚、尾部脂肪重與GR值均為最?。籅型群體的宰前體重、胴體重、背膘厚、尾部脂肪重與GR值均為最高；C型群體的屠宰前體重、斷奶重、胴體重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值適中；D型的尾部脂肪重、腎臟脂肪重與GR值較大，雜交F代的尾部脂肪重出現(xiàn)明顯的群體分化。

圖2 K-Means聚類分析圖

通過對4個聚類群體屠宰前體重、斷奶重、胴體重與脂肪沉積量的比較，發(fā)現(xiàn)4個聚類群體的屠宰前體重、斷奶重、胴體重之間差異極顯著，4個聚類群體的背膘厚與GR值之間差異極顯著，4個聚類群體的尾部脂肪重、腎臟脂肪重與腸系膜脂肪重之間差異極顯著。

屠宰前體重與斷奶重在D型羊與A型羊中差異不顯著，B型、C型和D型的群體背膘厚極顯著高于A型，B型的屠宰前體重、胴體重與斷奶重極顯著高于A型和C型。B型、C型和D型間的背膘厚差異不顯著，B型群體的腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值極顯著大于A型、C型和D型，見表2。

表2 4個聚類群體屠宰前體重、斷奶重、胴體重與脂肪沉積量的比較

2.3 屠宰前體重、斷奶重、胴體重與脂肪性狀的相關(guān)性分析 屠宰前體重、斷奶重、胴體重與脂肪性狀背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值8個表型性狀的相關(guān)性分析結(jié)果表明8月齡屠宰前體重與胴體重、斷奶重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值均達到極顯著正相關(guān)水平，且8月齡屠宰前體重與胴體重的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.687，屬于強相關(guān)。斷奶重與胴體重呈極顯著正相關(guān)，與背膘厚呈極顯著負(fù)相關(guān)。胴體重與斷奶重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值，這8個表型性狀均為極顯著正相關(guān)；尾部脂肪重與屠宰前體重、胴體重、背膘厚、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值均有較高的相關(guān)性（＜0.01），尾部脂肪重與腎臟脂肪重的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.709，屬于強相關(guān)。5個脂肪性狀之間呈極顯著相關(guān)，背膘厚與GR值的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.619，屬于強相關(guān)。具體見表3。

表3 2014—2019年F2代春羔不同部位相關(guān)系數(shù)矩陣

性別與脂肪性狀沉積量的比較中發(fā)現(xiàn)，屠宰前體重、胴體重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值受性別影響，公羊的屠宰前體重、胴體重較高，母羊的背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重與GR值較大，母羊的脂肪沉積能力極顯著高于公羊。具體見表4。

表4 性別與脂肪沉積量的比較

3 討 論

3.1 雜交F代主成分分析 新疆地方品種哈薩克羊?qū)儆谥残途d羊品種，脂肪大量沉積在其尾部。由于生產(chǎn)生活方式的改變，綿羊適應(yīng)惡劣環(huán)境進化產(chǎn)生的尾部脂肪無法滿足現(xiàn)代的生產(chǎn)需求，因此本研究運用主成分分析法，確定影響綿羊脂肪沉積量的主要表型指標(biāo)。

主成分分析及系統(tǒng)聚類分析廣泛運用于牛、羊、豬等家畜的選育及管理工作中。袁龍飛等運用主成分分析方法對金川牦牛41個表型性狀數(shù)據(jù)進行分析，提取出8個與金川牦牛選育有關(guān)的指標(biāo)，張穩(wěn)等對4個綿羊群體的胴體體尺性狀、肉用性能及肉品質(zhì)進行主成分分析，結(jié)果表明選育時應(yīng)選擇體高、胸圍發(fā)育優(yōu)良的杜泊羊。本研究選取了9個主成分來反應(yīng)改良雜交F代綿羊胴體質(zhì)量表型，第1主成分中斷奶重、斷奶前日增重、胴體長與8月齡羔羊生長發(fā)育與胴體體尺相關(guān)，屠宰前體重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、胴體重、左帶臀腿全重、背最長肌、左前腱全重、左1肋全重、左七肋全重、左五肋全重、胸腹肉全重這些性狀與8月齡羔羊的脂肪沉積和產(chǎn)肉性狀相關(guān)。張梅等對特克塞爾與哈薩克羊雜交后代的10個體尺表型進行主成分分析，得出胸深、體重與體高對第1主成分的貢獻率較大；Ojonegecha等通過主成分分析對洋卡薩羊的體尺指標(biāo)進行分析，提取累計貢獻率超過64%的前3個主成分，發(fā)現(xiàn)第1主成分主要反映綿羊體大小的生長發(fā)育，本實驗中第1主成分也基本解釋出該群體的體型特征；第2主成分中尾部脂肪重與腸系膜脂肪重的貢獻率達到0.7以上，背膘厚在第3主成分影響較大，顯示出綿羊的脂肪沉積量信息。脂肪性狀在前3個主成分中均具有較高的特征值，是具有代表性的重要指標(biāo)。

3.2 雜交F代聚類分析 聚類分析能夠直觀地研究樣本聚類情況，本研究將F代的屠宰前體重、斷奶重、胴體重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值8個表型值作為聚類指標(biāo)，劃分為A型、B型、C型和D型4個類型。表型數(shù)據(jù)可以看出，雜交F代的尾部脂肪重發(fā)生性狀分離，結(jié)合特克塞爾羊與哈薩克羊的體型外貌特征及生產(chǎn)性能的特點，D型羊在體型上更趨近于哈薩克羊，B型羊在體型上則更趨近于特克塞爾羊。產(chǎn)肉性能增加，肉用性能好可大大提高養(yǎng)羊業(yè)的經(jīng)濟效益，這與吐來力江·哈木太等研究表明特克塞爾×哈薩克羊雜交二代羔羊生長發(fā)育有顯著差異、雜交后代生產(chǎn)性能的主要指標(biāo)較F代相關(guān)指標(biāo)理想的結(jié)果一致。王慧華等利用主成分分析結(jié)合R語言聚類對不同地區(qū)不同品種的綿羊進行聚類分析，將28個地方綿羊品種劃分為3個大類，阿勒泰羊被劃分為高產(chǎn)低繁類。白俊艷等在對豫西脂尾羊體尺指標(biāo)的分析中，7個體尺指標(biāo)被聚為3個亞類，得出綿羊表型的群體分化會受不同雜交組合的遺傳基礎(chǔ)影響。

通過4個聚類群體的比較分析，發(fā)現(xiàn)尾部脂肪隨著屠宰前體重的增加出現(xiàn)了減小的趨勢，推測尾部脂肪越大其體重越小，劉政等發(fā)現(xiàn)斷尾后綿羊的總脂肪沉積率顯著降低，背膘厚有所提高，尾部脂肪沉積對背膘厚具有相關(guān)性，這與本文結(jié)果一致；推測在特哈雜交二代的育種和生產(chǎn)上選擇B型、尾型適中的綿羊更符合現(xiàn)代育種需求。這對探究特克塞爾×哈薩克羊雜交后代的尾型變異的分子遺傳機制及新疆綿肉羊重要經(jīng)濟性狀的改良育種具有重大意義。

3.3 雜交F代相關(guān)性分析 8月齡體重、胴體重與斷奶重、背膘厚、尾部脂肪重、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值這8個表型性狀均達到極顯著正相關(guān)水平，尾部脂肪重與屠宰前體重、胴體重與斷奶重、背膘厚、腎臟脂肪重、腸系膜脂肪重及GR值均有較高的相關(guān)性（＜0.01），斷奶重大的群體其體重也相對較高，在早期選種中斷奶重可作為一個重要指標(biāo)，張權(quán)等研究發(fā)現(xiàn)不同時期的斷奶體重對后備牛組間的生長發(fā)育有一定影響。相關(guān)性分析顯示斷奶重與背膘厚呈極顯著負(fù)相關(guān)，斷奶重可作為GWAS篩選單一脂肪沉積基因和關(guān)鍵位點的協(xié)變量表型性狀。本研究發(fā)現(xiàn)母羊的脂肪沉積能力極顯著高于公羊，與高棟等在蘇尼特羊研究中得出性別因素對蘇尼特羊脂肪沉積有一定程度影響且母羊IMF含量顯著高于公羊的結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

通過對特克塞爾與哈薩克羊雜交二代群的41個表型性狀進行主成分分析，發(fā)現(xiàn)5個脂肪性狀在前3個主成分中均具有較高的特征值，是具有代表性的重要指標(biāo)。K-Means聚類分析又將F代雜交群體分為4大類，尾部脂肪重出現(xiàn)群體分化，分析表明，尾型適中類型個體的各表型結(jié)果最優(yōu)，因此在特克塞爾×哈薩克羊雜交二代育種和生產(chǎn)上選擇尾型適中的群體更適用于現(xiàn)代育種需求。