高山美利奴羊數(shù)據(jù)采集應(yīng)用

王洮生，王麗娟

(甘肅省綿羊繁育技術(shù)推廣站,甘肅 張掖 734031)

通過綿羊防疫分群鑒定圍欄系統(tǒng)的建立，育種多功能室的融入，自動(dòng)稱重與數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)的引進(jìn)，五分制鑒定技術(shù)規(guī)程的制定推廣應(yīng)用，ASReml、Foxpro、SPSS及Excel數(shù)據(jù)的共享交換。這些育種基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)提升是省綿羊站高山美利奴羊選種技術(shù)流程優(yōu)化的前提和基礎(chǔ)，保障高效科學(xué)育種的基礎(chǔ)條件,該套技術(shù)流程在全省值得應(yīng)用推廣。

1 育種設(shè)施的技術(shù)改造

育種基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)改造是省綿羊繁育技術(shù)推廣站近年來工作的一個(gè)重要方面。育種設(shè)施改造有一個(gè)明顯的共同特點(diǎn)，就是降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高性能測(cè)定和數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和工作效率。

1.1 綿羊防疫分群鑒定圍欄系統(tǒng)

引入澳大利亞簡(jiǎn)易羊分群技術(shù)，在一個(gè)羊可以自由通行的圍欄組成的主通道內(nèi)一側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)帶手柄可以開關(guān)的側(cè)門，側(cè)門關(guān)閉則主通道開啟，羊只可以沿主通道繼續(xù)前行，側(cè)門開啟則主通道關(guān)閉， 羊只則通過側(cè)門進(jìn)入另一側(cè)的圈內(nèi)，通過這種方式可以對(duì)母羊和羔羊進(jìn)行分群(斷奶時(shí))、對(duì)公母進(jìn)行分群，對(duì)大小羊進(jìn)行分群管理等；防疫與鑒定羊通道，由并行的寬0.7 m兩個(gè)圍欄通道組成，前端延伸接三個(gè)鑒定組通道，從兩通道接三通道處設(shè)計(jì)分群門，便于將兩側(cè)通道分別進(jìn)入公、母羊(斷奶)，中間通道公母混合，完成鑒定后再進(jìn)行公、母分群，兩主通道可圈滿擠緊羊以便進(jìn)行防疫注射，兩主通道和三個(gè)鑒定通道上設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)頂棚，以遮陽防雨；羊稱重鑒定保定裝置(實(shí)用新型專利)，由三角鐵焊接成的可以卡套在平板地磅或自動(dòng)稱重器上的長(zhǎng)方型底坐、保定裝置主框架、帶手柄可以伸縮扣緊保定側(cè)板和出口活動(dòng)門組成，保定側(cè)板上留有鑒定窗口，供鑒定人員打開羊只體側(cè)毛叢進(jìn)行鑒定評(píng)分，待鑒定的羊只通過上述鑒定圍欄通道，可以直接進(jìn)入該裝置，讓鑒定人員進(jìn)行鑒定。

1.2 綿羊育種多功能室

綿羊育種多功能室是可以承擔(dān)常規(guī)人工授精、胚胎移植、腹腔鏡子宮角人工授精、種羊分群防疫鑒定以及其它試驗(yàn)研究多項(xiàng)功能的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室為四間座北朝南長(zhǎng)方形建筑，建筑的西側(cè)為鋼管結(jié)構(gòu)分群圍欄，用于羊群進(jìn)入時(shí)按群號(hào)分群，圍欄與實(shí)驗(yàn)室最后側(cè)(西北角)貫穿西東的羊通道相連，羊通道從西向東分別設(shè)計(jì)四個(gè)分群門，分別為西側(cè)的公羊圈和東側(cè)的3個(gè)相鄰的待配發(fā)情母羊圈相連，用于采集的公羊管理和分組管理不同的選配母羊組。實(shí)驗(yàn)室的西半側(cè)(兩間)與公羊圈相連的是采精操作間和精液處理間，東側(cè)與3個(gè)待配發(fā)情母羊圈相連(隔段隔開，留3個(gè)門控制羊只進(jìn)出)的是人工授精或胚胎移植操作間，這個(gè)操作間向西又與精液處理操作間由門相連。精液處理室與人工授精操作間墻體設(shè)計(jì)火墻，為人工授精操作間和精液處理室供熱。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)羊通道、公羊圈、人工授精操作間操作位置均設(shè)計(jì)漏糞地板。

2 自動(dòng)稱重與數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)

由新西蘭生產(chǎn)的Tru-Test品牌動(dòng)物自動(dòng)稱重?cái)?shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)，我站配備3套該系統(tǒng),從2019年開始，這套系統(tǒng)正式投入使用。與傳統(tǒng)的稱重與鑒定記錄相比，該套系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢(shì)在于：能夠自動(dòng)稱取和記錄動(dòng)物體重，自動(dòng)記錄除體重外鑒定時(shí)通過記錄儀鍵盤錄入的任何其它項(xiàng)目信息；能夠?qū)?dòng)物個(gè)體的生長(zhǎng)增重情況和鑒定群體體重性狀進(jìn)行即時(shí)的統(tǒng)計(jì)；可以將記錄的育種信息以Excel表的格式下載到電腦里，也可將羊只歷史的或終身的育種信息上傳到記錄儀里，供鑒定時(shí)即時(shí)調(diào)用參考；可以將上傳到記錄儀里的所有育種信息通過LID(終身耳號(hào))關(guān)聯(lián)，建立包括不同時(shí)期育種信息的(以LID關(guān)聯(lián))大的數(shù)據(jù)表；可提供可以自如設(shè)計(jì)種羊鑒定或數(shù)據(jù)記錄項(xiàng)目格式的路徑，為不同類別的鑒定數(shù)據(jù)采集提供了方便；可通過電子耳標(biāo)識(shí)讀器(棒)自動(dòng)識(shí)別顯示記錄動(dòng)物個(gè)體的VID(可視耳標(biāo))和其它育種信息(如果已提前上傳)；利用漢語拼音定義要鑒定的和記錄的項(xiàng)目名稱，有效克服了記錄儀的英文介面帶來的使用陌生感。

3 鑒定與數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化

育種基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)改造和自動(dòng)稱重?cái)?shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)的引進(jìn)與應(yīng)用為鑒定與數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化奠定了基礎(chǔ)。2016年開始，省綿羊站技術(shù)團(tuán)隊(duì)與國(guó)家絨毛用羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系育種崗位合作制定高山美利奴羊鑒定技術(shù)規(guī)程，已經(jīng)在實(shí)際鑒定工作中應(yīng)用5年，目前省綿羊站正在申請(qǐng)我省地方標(biāo)準(zhǔn)。該套鑒定技術(shù)規(guī)程力圖與細(xì)毛羊育種技術(shù)領(lǐng)先世界的澳大利亞細(xì)毛羊鑒定進(jìn)行接軌，克服過去三分制定鑒定的諸多弊端。該套技術(shù)規(guī)程除體重、毛長(zhǎng)等數(shù)量性狀外，還包括了細(xì)毛羊體形外貌與羊毛質(zhì)量性狀的五分制鑒定評(píng)分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4 高山美利奴羊的育種信息數(shù)據(jù)庫

省綿羊繁育技術(shù)推廣站育種技術(shù)人員從1998年開始,將甘肅高山細(xì)毛羊1980年育成時(shí)開始到2015年高山美利奴羊培育成功,再到2020年全部育種信息資料錄入微機(jī)，利用Visual Foxpro建立育種資料信息數(shù)據(jù)庫，通過20多年的原始積累，以初生鑒定個(gè)體數(shù)計(jì)算，數(shù)據(jù)庫記錄條數(shù)已經(jīng)達(dá)到131478條。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也逐步完善，數(shù)據(jù)庫包括了甘肅高山細(xì)毛羊和高山細(xì)毛羊原種個(gè)體的系譜記錄、初生鑒定、斷奶鑒定、育成鑒定、周歲鑒定、個(gè)體剪毛量測(cè)定記錄、羊毛實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫包括85個(gè)字段，其中個(gè)體及父母?jìng)€(gè)體識(shí)別字段9個(gè)，個(gè)體及及父母親品種(品系)字段3個(gè)，測(cè)定日期字段8個(gè)，出生年度、年齡、性別與管理組等非遺傳因素字段12個(gè)，包括體重、毛長(zhǎng)、毛量與羊毛質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)在內(nèi)的客觀測(cè)量數(shù)量性狀22個(gè)，鑒定等級(jí)體型外貌與羊毛質(zhì)量主觀評(píng)分性狀29個(gè)，種羊照片(通用型字段)1個(gè)，備注字段1個(gè)。這套育種信息數(shù)據(jù)庫，為我國(guó)研究細(xì)毛羊培育發(fā)展史、研究細(xì)毛羊品種的遺傳規(guī)律、制定新的更有效的育種方案提供了非常珍貴的大數(shù)據(jù)資源。

5 應(yīng)用軟件

5.1 Visual Foxpro(VF)

用于高山美利奴羊育種信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的支撐軟件為Visual Foxpro(VF) ，所有常規(guī)的統(tǒng)計(jì)分析都是通過VF編制的小程序統(tǒng)計(jì)完成并輸出為A4紙表格，以便于裝訂成年度的育種資料匯集。

5.2 MICROSOFT EXCEL

以VF存儲(chǔ)的育種信息數(shù)據(jù)庫，在需要的情況下通過 “COPY TO <文件名> TYPE XLS”命令轉(zhuǎn)換成Excel數(shù)據(jù)文件，以便在Excel中進(jìn)行一些基礎(chǔ)性分析，同時(shí)用于上傳到TRU-TEST自動(dòng)稱重?cái)?shù)據(jù)采集記錄儀的文件格式也為XLS，用于遺傳評(píng)估的數(shù)據(jù)文件格式也為XLS。

5.3 SPSS軟件

在SPSS中可以直接打開Excel數(shù)據(jù)文件并轉(zhuǎn)存為SPSS格式文件，在SPSS中進(jìn)行一般的諸如T檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)分析、回歸分析和一般線性模型分析。

5.4 ASReml軟件

目前世界范圍內(nèi)廣泛地應(yīng)用于畜牧、漁業(yè)、農(nóng)作物和林業(yè)以及醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)的遺傳分析工具。擬合線性混合模型的優(yōu)秀數(shù)據(jù)分析軟件，由NSW Department of Primary Industries的Arthur Gilmour教授開發(fā)，可利用靈活的混合線性模型和廣義線性模型來處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)高效、快速的分析。ASReml可對(duì)數(shù)量性狀、閾值性狀、分類性狀等多個(gè)性狀進(jìn)行分析，并可實(shí)現(xiàn)固定效應(yīng)、隨機(jī)效應(yīng)值的預(yù)測(cè)以及顯著性檢驗(yàn)、遺傳參數(shù)、育種值的估計(jì)等。省綿羊站遺傳評(píng)估團(tuán)隊(duì)從2015年開始連續(xù)購(gòu)買其使用權(quán)，并能夠成功應(yīng)用于遺傳參數(shù)估計(jì)、育種值估計(jì)等項(xiàng)工作中。

6 常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析與遺傳評(píng)估

6.1 常規(guī)的育種資料統(tǒng)計(jì)

育種數(shù)據(jù)按foxpro6.0數(shù)據(jù)文件方式保存，按照數(shù)據(jù)收集時(shí)間、數(shù)據(jù)類型的不同分為產(chǎn)羔記錄、斷奶記錄、周歲或成年鑒定記錄、公羊鑒定記錄、剪毛記錄、羊毛細(xì)度分析記錄、羊毛凈毛率分析記錄7大塊。每個(gè)數(shù)據(jù)文件都有對(duì)應(yīng)的自編的VF常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析小程序，可將育種文件數(shù)據(jù)，即測(cè)定性狀的表型值按照管理群、性別、年齡、品種類型、公羊進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)匯總，匯總數(shù)據(jù)包括統(tǒng)計(jì)頭數(shù)、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、總和、平方和，主觀評(píng)分性狀統(tǒng)計(jì)不同分值的統(tǒng)計(jì)數(shù)及占總數(shù)的百分比。其目的是通過描述性統(tǒng)計(jì)，匯總不同類型羊只不同年度詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，以便監(jiān)測(cè)不同影響因素對(duì)種羊質(zhì)量的影響。比如，產(chǎn)羔記錄統(tǒng)計(jì)分析程序(lambing.prg),執(zhí)行程序后采用人機(jī)交互式運(yùn)行，程序提示要輸入數(shù)據(jù)文件名、要分類統(tǒng)計(jì)的性狀(如群別、品種類型、公羊號(hào))，然后程序自動(dòng)執(zhí)行，按輸入的匯總分類要求進(jìn)行分類匯總，將匯總結(jié)果按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的輸出格式輸出到Excel數(shù)據(jù)表中，調(diào)整頁面格式后可以直接打印，裝訂。按公羊分類匯總輸出結(jié)果包括了參加配種的公羊所生產(chǎn)后代羔羊的平均初生重、毛色正常比例、毛質(zhì)正常比例等參數(shù)，通過這些參數(shù)可以比較不同公羊?qū)Τ跎誀钣绊懙谋硇蛿?shù)據(jù)。比如，如果某只公羊的后代毛色純白的比例明顯低于其它公羊，則可認(rèn)為本只公羊有對(duì)被毛顏色的遺傳缺陷，可以考慮淘汰。其它數(shù)據(jù)文件的常規(guī)統(tǒng)計(jì)原理和作用類似。

6.2 遺傳評(píng)估

基于高山美利奴羊育種信息數(shù)據(jù)庫中的系譜資料信息、管理等非遺傳因素信息、不同時(shí)期測(cè)定的育種性狀信息，利用ASReml提供的BLUP混合線性模型，站遺傳評(píng)估技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)篩選建立了12個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀(包括初生重、斷奶重、斷奶前日增重、斷奶至周歲日增重、周歲重5個(gè)生長(zhǎng)性狀和污毛量、凈毛量、凈毛率、毛纖維平均直徑、毛纖維平均直徑變異系數(shù)、體側(cè)毛長(zhǎng)、羊毛細(xì)度支數(shù)7個(gè)羊毛性狀)的最佳的混合動(dòng)物模型。并估計(jì)出了12個(gè)性狀的遺傳參數(shù)，根據(jù)篩選的最佳動(dòng)物模型，每年對(duì)參與選種選配的公羊和育成母羊個(gè)體12個(gè)性狀進(jìn)行育種值估計(jì)，使重要經(jīng)濟(jì)性狀的育種值成為選種的重要參考。

7 小結(jié)

完善育種軟、硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是近年來省綿羊站育種創(chuàng)新能力提升的基礎(chǔ)性重點(diǎn)工作之一。集澳式通道法羊分群技術(shù)、羊防疫鑒定通道、羊稱重鑒定保定架為一體的綿羊防疫分群鑒定圍欄系統(tǒng)，解決了羊鑒定環(huán)節(jié)的設(shè)施化問題，大幅度降低的人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、減少了數(shù)據(jù)采集的誤差，提高了數(shù)據(jù)采集精度，為后期的精準(zhǔn)選種和選種技術(shù)流程的優(yōu)化提升奠定了基礎(chǔ)；融入綿羊防疫分群鑒定圍欄系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的育種多功能室，解決了應(yīng)精準(zhǔn)育種要求的選配與人工授精的設(shè)施化問題，既解決了落后設(shè)施條件下，精細(xì)選配勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，又通過設(shè)施改造提高了精細(xì)選配的質(zhì)量和精度問題；自動(dòng)稱重與數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)的引進(jìn)，使?jié)M足數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)化要求有了先進(jìn)設(shè)備保障，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)統(tǒng)計(jì)，大大提高選種決策的效率和準(zhǔn)確度；五分制鑒定技術(shù)規(guī)程的制定推廣應(yīng)用，使得高山美利奴羊的鑒定與國(guó)際接軌，解決了性能測(cè)定與數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的問題；ASReml、Foxpro、SPSS及Excel數(shù)據(jù)的共享交換，功能的協(xié)同與互補(bǔ)，為高效的遺傳評(píng)估、育種信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、育種資料的常規(guī)統(tǒng)計(jì)與分析提供了軟件保障。通過在全省應(yīng)用推廣,為羊產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。