皮南牛體尺體重相關性及主成分分析

姚 治，張子敬，劉 賢，李欣淼，王二耀，茹寶瑞，王建欽，雷初朝，陳 宏，黃永震*

(1.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院，陜西 楊凌 712100;2.河南省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，鄭州 45002;3.河南省畜牧總站，鄭州 450008;4.南陽黃?？萍贾行模幽?南陽 473000)

從1987年開始，南陽市新野縣利用皮埃蒙特牛對南陽牛進行雜交改良。南陽牛作為我國五大黃牛之一，其體軀高大、肉質(zhì)細嫩、役用性和適用性俱佳。皮埃蒙特牛素有“世界肉牛之父”之稱，生長速度快，屠宰率、瘦肉率明顯。經(jīng)過30多年的選育，皮南牛成功繼承了皮埃蒙特牛與南陽牛兩者的優(yōu)良性狀[1]，群體規(guī)模和生產(chǎn)水平都得到了較大提高，提高了當?shù)剞r(nóng)戶的經(jīng)濟收入。作為南陽本地特色的肉牛群體，可以通過皮南牛體尺性狀和體重的關系并結(jié)合其品種特征來估測體重。在畜禽育種中，對體尺性狀進行改良對其經(jīng)濟性能有著重要的影響[2]。因此，對現(xiàn)有群體的體尺等指標進行分析很有必要。本文選取了皮南牛的8個性狀運用主成分分析和相關性分析，探索皮南牛生長發(fā)育規(guī)律和體重體尺之間相關性，為皮南牛的種群擴繁和生產(chǎn)利用提供科學資料。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2021年5月在河南新野縣皮南牛核心育種區(qū)進行皮南牛的體尺測量，所測頭數(shù)為321頭2～6歲成年母牛，牛場的飼養(yǎng)方式為舍飼，所有皮南牛體重均為現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)。

1.2 測定方法

根據(jù)家畜體尺測量方法對皮南牛進行體尺鑒定[3]。測量指標包括體重(X1)、體高(X2)、體斜長(X3)、胸圍(X4)、腹圍(X5)、管圍(X6)、十字部高(X7)、腰角寬(X8)。清晨牛空腹時測量體重；測仗量取鬐甲最高點到地面的垂直距離為體高；卷尺測量肩端到坐骨端的直線距離為體斜長；卷尺測量肩胛后骨處體軀的垂直周徑為胸圍；卷尺測量肩胛骨后端兩側(cè)胸部的垂直周徑腹圍；卷尺測量牛左前肢管部上1/3處的周徑為管圍；測仗測量最后一個背椎骨到地面的垂直高度為十字部高；測仗測量左右兩腰角(髖結(jié)節(jié))最大寬度為腰角寬；測仗測量左右兩側(cè)坐骨結(jié)節(jié)外側(cè)的距離為坐骨端寬。

通過主成分分析方法分析皮南牛的體尺體重9個性狀指標的相關系數(shù)、貢獻率、相關矩陣的特征值和特征向量。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要體尺性狀的平均數(shù)與變異性指標

由表1可看出，皮南牛體重體尺性狀之間的變異系數(shù)互不相同，體重的變異系數(shù)最大，為28.11%，其次為坐骨端寬、腰角寬、腹圍、胸圍、體斜長。其余性狀體高、管圍、十字部高的變異系數(shù)均小于10%，分別為6.55%，7.26%，5.77%，變異幅度變化最小。體重和坐骨端寬的變異幅度變化最大，其選育潛力也相對較大。

2.2 體尺性狀間的相關性

由表2可知，皮南牛體重與體高、體斜長、胸圍、腹圍、管圍、十字部高、腰角寬、坐骨端寬均具有極顯著相關性(P<0.01),相關系數(shù)分別為0.805，0.791，0.947，0.943，0.757，0.758，0.571，0.637。

2.3 主成分分析

對皮南牛的體重和體尺性狀進行主成分分析，得到9個主成分值見表1。按照累計貢獻率在80%以上選取前兩個主成分，提取的主成分如表3所示。由表1和表3可知，前兩個主成分涵蓋了80%的遺傳信息。第一主成分的特征值為6.454，貢獻率為71.714%，反映的綜合信息量最大。第二主成分的特征值為0.797，貢獻率為8.852%。根據(jù)計算出的特征向量，2個主成分關系式可表達為：Y1=0.957X1+0.890X2+0.835X3+0.941X4+0.916X5+0.834X6+0.856X7+0.638X8+0.699X9；Y2=0.158X6+0.631X8+0.382X9-0.026X1-0.259X2-0.317X3-0.042X4-0.040X5-0.238X7。

表2 主要體尺性狀指標間的相關分析

第一主成分的表達式顯示了體重、體高、體斜長、胸圍、腹圍、管圍、十字部高的特征向量值較大，對第一主成分的貢獻率也較大，基本反映了皮南牛的外貌整體結(jié)構信息。第二主成分中，腰角寬和坐骨端寬相比于其他體尺性狀的特征向量值較大，反映了尻部特征。

表3 主成分的特征值和特征向量

3 討 論

3.1 皮南牛體尺性狀的相關性分析

皮南牛體重與體高、體斜長、胸圍、腹圍、管圍、十字部高、腰角寬、坐骨端寬具有極顯著相關性，與體重相關性最大的體尺性狀為腹圍和胸圍。劉博[4]通過對皮南牛H1代母牛群體的體尺性狀經(jīng)過通徑分析得出胸圍對皮南牛體重的相關性最大，相關系數(shù)為0.831。劉賢等[5]的研究結(jié)果顯示，郟縣紅牛體重與體高、體長、胸圍、坐骨端寬、管圍具有極顯著的正相關。張曉雪等[6]對新疆西門塔爾牛進行體重體尺相關分析，結(jié)果體重與體高、體長、胸圍、腿圍、管圍之間的相關系數(shù)分別為0.924，0.759，0.945，0.853，0.763，均達到極顯著水平。王丹等[7]的研究結(jié)果顯示，新疆褐牛與體重相關性最大的體尺性狀為腹圍和尻長。本研究均與以上研究結(jié)果相似。皮南牛的體型特征、體重、體尺指標間具有顯著的線性關系，各個養(yǎng)殖場可以根據(jù)不同的育種規(guī)劃，利用體尺性狀間較強的相互關系達到選育目的。

3.2 皮南牛體尺、體重的主成分分析

研究中主成分分析結(jié)果顯示，第一主成分體重、體高、體斜長、胸圍、腹圍、管圍、十字部高的特征值較大，可稱為體型外貌因子，反映了皮南牛的外貌整體結(jié)構信息。第二主成分中腰角寬、坐骨端寬相比其他體尺性狀的特征值較大，可稱為尻長因子，反映了尻部特征[8]。李娜等[9]對新疆肉牛13個體尺性狀進行主成分分析，篩選的第一主成分為體型外貌因子，第二主成分為胸寬因子；對新疆褐牛的13個性狀的主成分分析中，篩選出了7個主成分[10]，第一至第三主成分起主導作用,第一主成分為體型外貌因子，第二主成分主要反映尻部特征，與本研究結(jié)果相似，第三主成分主要反映后軀特征。張愛玲等[11]對秦川牛體尺性狀進行主成分分析,將3個主成分分別劃分為增重因子、高度因子、寬度因子。本研究中第一主成分為整體外貌特征因子，涵蓋了增重和體高等部分，第二主成分中腰角寬、坐骨端寬主要影響皮南牛的髖寬，可包括為寬度因子。

4 結(jié) 論

研究通過對皮南牛生長發(fā)育性狀9個指標的測定及主成分分析，明確體重與各個性狀間的顯著相關性，揭示了皮南牛體尺性狀的主成分因子，第一主成分反映了皮南牛的外貌整體結(jié)構信息，第二主成分反映了尻部特征。這2個主成分在一定程度上反映了皮南牛的體型特征及今后的選育利用信息。作為方差解釋量最大的第一主成分，它可能是皮南牛體尺指標變異的最大潛在來源，在今后的選育工作中應以第一主成分作為主體進行選擇。遺傳和環(huán)境的共同作用造成體型外貌的差異，家畜育種工作中，要結(jié)合各品種的特點合理制定育種計劃。本研究所揭示的皮南牛體型外貌特征及其生長發(fā)育規(guī)律，可為闡明其種質(zhì)特性及對皮南牛進行合理的選育和飼養(yǎng)管理提供依據(jù)。