中國荷斯坦奶牛發(fā)情后期卵巢大小與重量相關性分析

藍康澍,李 潔,牛至寒,沈成龍,王勇勝*

(1.西北農(nóng)林科技大學動物醫(yī)學院,陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院,陜西楊凌 712100)

荷斯坦奶牛作為世界上產(chǎn)奶量最高、養(yǎng)殖數(shù)量最多的奶牛品種[1],為人類提供了豐富、優(yōu)質(zhì)的奶源。尤其在當今人們生活水平不斷提高的情況下,人們對優(yōu)質(zhì)牛奶的需求越來越高。但是近年來對奶牛的不當篩選使得奶牛繁殖性能降低,奶牛在泌乳高峰期時,能量需求會高于供應,造成負能量平衡,此時奶牛會調(diào)動機體代謝來增加泌乳所需的能量供應,使得奶牛在提高泌乳量的同時降低自身體況指數(shù)。而體況指數(shù)的降低又會造成奶牛繁殖性能(如產(chǎn)犢間隔、受孕率等)降低[2]。因此,傳統(tǒng)選育方法僅通過泌乳奶牛的體況指數(shù)進行篩選以提高泌乳產(chǎn)量是不可取的[3]。奶牛的繁殖性能降低一直都是限制奶牛產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的重要因素之一[4]。這些都提示了我們需要在提高產(chǎn)奶量的同時,對奶牛繁殖性能進行提升。

作為雌性生殖系統(tǒng)的重要組成部分,卵巢對雌性動物的繁殖性能起決定性作用,卵巢不僅能夠產(chǎn)生卵子,還作為內(nèi)分泌腺分泌可調(diào)節(jié)生殖過程的生殖激素[5]。許多研究都開始以卵巢性狀為研究對象,研究如何建立高繁殖力牛群[6]。但是有關卵巢性狀之間相關關系的研究仍較欠缺,了解卵巢性狀之間的關系更有助于對缺失數(shù)據(jù)進行預測和未來卵巢發(fā)育規(guī)律相關實驗的數(shù)據(jù)分析。

因此,通過對大樣本(n=389)發(fā)情后期中國荷斯坦奶牛的卵巢性狀數(shù)據(jù)進行相關和回歸性分析,并建立卵巢性狀的最優(yōu)回歸方程,為后續(xù)牛卵巢生長發(fā)育規(guī)律研究提供科學依據(jù)和理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 卵巢收集與分型 試驗中的卵巢來源于同一屠宰場(陜西西安屠宰場)。根據(jù)所收集卵巢卵泡及黃體、白體的出現(xiàn)情況,間接對卵巢來源個體進行發(fā)情周期分期。分期標準如下:卵巢上無較大卵泡(直徑>8 mm)和黃體的判定為發(fā)情前期;卵巢上有較大卵泡(直徑>8 mm)且沒有黃體的判定為發(fā)情期;卵巢上含有Ⅰ型或Ⅱ型黃體的判定為發(fā)情后期;卵巢上含有Ⅲ型和Ⅳ型黃體的判定為發(fā)情間期(表1,黃體分型標準參照王艷東等[10]的研究)。

表1 黃體分型標準[10]

1.1.2 卵巢性狀測量 最終共計收集390頭發(fā)情后期奶牛的卵巢。采用兩把鐵尺垂直放置對卵巢的長(x1)、寬(x2)和高(x3)進行測量并記錄,將卵巢放于無菌電子天平進行稱量并記錄卵巢重量(y)數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)整理 將測量所得數(shù)據(jù)錄入Excel 2019進行整理,剔除不合理數(shù)據(jù),最終獲得389頭奶牛的卵巢的長、寬、高和重量數(shù)據(jù)。

1.2.2 相關性分析 使用SPSS 23.0軟件對卵巢表型統(tǒng)計量進行分析。采用SPSS軟件中的獨立樣本t檢驗方法對卵巢長、寬、高和卵巢重量進行相關性分析,并利用Pearson法對卵巢性之間的相關系數(shù)進行分析。

A.長和寬的測量;B.長和高的測量,單位為cm

1.2.3 通徑分析 隨后以卵巢重量y為因變量,卵巢長(x1)、卵巢寬(x2)和卵巢高(x3)為自變量進行通徑分析,對相關系數(shù)進行分解。

1.2.4 逐步回歸分析 最后再對卵巢性狀進行逐步回歸分析,構(gòu)建回歸模型,建立卵巢重量和卵巢長、寬、高的最優(yōu)回歸方程。

腕表搭載Cal.3638自動上鏈機心，機心由鑲有39枚紅寶石軸承的464個部件組成，動力儲存可達7天。12點鐘位置的小表盤顯示時辰數(shù)字及字符（24小時一周期）；3點鐘位置顯示五行元素和十天干（10年一周期）；9點鐘位置顯示農(nóng)歷月（12個月一周期）、農(nóng)歷日（30天一周期）及閏月；12點鐘位置的年份視窗顯示當年所屬生肖（12年一周期），月相盈虧顯示則位于表盤6點鐘方位。2018為中國狗年，一只生肖狗昂首立于12點鐘位置，寓意2018吉犬“旺”年，福祿呈祥。

2 結(jié)果

2.1 卵巢數(shù)據(jù)整理及相關性分析

對389枚卵巢數(shù)據(jù)進行表型統(tǒng)計。表2為卵巢性狀的“平均值±標準誤”。

表2 中國荷斯坦奶牛的卵巢性狀統(tǒng)計量(n=389)

對卵巢重量與卵巢長、寬和高的相關性分析如表3所示,可得卵巢長、寬和高3種性狀均與卵巢重量顯著相關,其中卵巢高與卵巢重量的相關性最高(r=0.480),其次是卵巢長(r=0.473)和卵巢寬(r=0.385)。卵巢長、寬、高3種性狀之間僅有卵巢高和卵巢長呈顯著相關,其他均不顯著,且卵巢高與卵巢寬呈負相關。

表3 中國荷斯坦奶牛卵巢長、寬、高和卵巢重量相關系數(shù)

2.2 卵巢重量與卵巢長、寬、高的通徑分析

為進一步明確自變量之間的關系,研究各自變量對因變量的直接影響力和間接影響力,以卵巢重量為因變量,卵巢長、寬和高為自變量進行了通徑分析。根據(jù)公式:相關系數(shù)=直接影響力+間接影響力,列出以通徑系數(shù)P為變量的多元一次方程:

由:

r1y=P1+r12P2+r13P3

r2y=r12P1+P2+r23P3

r3y=r13P1+r23P2+P3

得:

0.473=P1+0.079P2+0.256P3

0.385=0.079P1+P2-0.072P3

0.480=0.256P1-0.072P2+P3

對該多元一次方程進行求解,得出通徑系數(shù):P1=0.334;P2=0.389;P3=0.422

直接通徑系數(shù)也可直接通過SPSS 23.0進行逐步回歸分析,從輸出結(jié)果中“標準化系數(shù)”一欄中得到。

2.3 卵巢重量與卵巢長、寬、高相關系數(shù)分解

對相關系數(shù)進行分解以更好地研究自變量對因變量的直接作用以及間接作用。卵巢長、寬和高對卵巢重量的直接作用從大到小為:x3>x1>x2,對卵巢重量的間接作用從大到小為:x1>x3>x2(表4),其中卵巢寬對卵巢重量的直接作用最大(P=0.389),卵巢長對卵巢重量的直接作用最小(P=0.385)。結(jié)果表明,卵巢長、寬和高主要通過直接作用對卵巢重量產(chǎn)生影響(直接作用>間接作用)。

表4 中國荷斯坦奶牛卵巢性狀相關系數(shù)的分解

2.4 卵巢長、寬、高對卵巢重量的逐步回歸分析

通過SPSS 23.0軟件進行逐步回歸分析,以卵巢重量y為因變量,卵巢長x1、卵巢寬x2和卵巢高x3為因變量,建立最優(yōu)回歸方程。在變量逐步回歸的過程中,首先引入變量x3建立模型1;再引入變量x2,建立模型2;最終引入變量x1建立模型3。根據(jù)逐步回歸分析結(jié)果(表5),模型3為最優(yōu)回歸模型(R=0.715),相應回歸方程為:y=0.192x1+0.291x2+0.321x3-11.335(表6)。該回歸方程達到極顯著水平(P<0.01),具有統(tǒng)計學意義。

表5 中國荷斯坦奶牛卵巢長、寬、高對卵巢重量回歸模型

表6 中國荷斯坦奶牛卵巢長、寬、高對卵巢重量回歸系數(shù)

3 討論

卵巢作為母牛生殖系統(tǒng)中最重要的組成部分之一,一直都被作為雌性繁殖性能相關研究的對象。卵巢的長、寬、高和重量作為卵巢的性狀,在一定程度下也能反映卵巢的功能。已有研究表明,牛卵巢的大小與卵巢的功能密切相關[11],體積大的牛卵巢可以分離到相對較多的腔前卵泡[10],這為繁殖性能相關研究提供了新角度。現(xiàn)在已有不少研究以卵巢性狀為繁殖性能的潛在表型,研究相關基因與繁殖性能的關系[11-13]。此外,有研究表明,發(fā)生多囊卵巢綜合征(Polycystic ovary syndrome,PCOS)大鼠的卵巢重量顯著增加[14],證明了卵巢重量也可以應用于卵巢相關疾病的診斷,通過超聲技術(shù)測量卵巢的長、寬和高性狀以此預測卵巢的重量,作為個體是否患有PCOS的初步論證。然而,卵巢長、寬、高與卵巢重量的關系鮮有人研究。即使卵巢的長、寬、高可以通過影響卵巢的體積,進而會對卵巢重量產(chǎn)生影響,但影響的大小及程度仍有待研究。

收集389頭處于發(fā)情后期的中國荷斯坦奶牛的卵巢,通過對卵巢長、寬、高和卵巢重量的相關性分析,可得卵巢長、寬、高與卵巢重量相關性呈極顯著,其中卵巢高與卵巢重量的相關性最大(r=0.480),說明在卵巢高對卵巢重量的影響最大。卵巢長、寬、高之間相關性幾乎不顯著,除卵巢高和卵巢長呈顯著外(r=0.256),其他均不顯著,說明卵巢長、寬、高之間,除了卵巢高和卵巢長,相互之間幾乎沒有影響。

通徑分析可以用于研究變量間較為復雜的關系及自變量對因變量作用的方式及程度[15]。通過通徑分析對卵巢長、寬、高性狀間的關系及它們和卵巢重量的相關性進行進一步分析,可得出卵巢的長、寬和高對卵巢重量的影響均主要通過直接作用達成。卵巢高對卵巢重量的直接作用最大(P=0.422),該結(jié)果與相關性分析一致。卵巢長、寬和高對卵巢重量的間接作用中,卵巢高通過卵巢長對卵巢重量的間接作用和卵巢長通過卵巢高對卵巢重量的間接作用最大,其中后者大于前者,分別為0.086和0.108;該結(jié)果與相關性分析結(jié)果一致,卵巢高與卵巢重量的相關性比卵巢長與卵巢重量的相關性強,且卵巢高與卵巢長呈顯著相關。

逐步回歸分析通過檢驗各自變量對回歸方程的貢獻來剔除貢獻不顯著的自變量,建立最優(yōu)回歸方程。通過對卵巢重量和卵巢其他性狀進行逐步回歸分析建立的最優(yōu)回歸方程為:y=0.192x1+0.291x2+0.321x3-11.335,該方程達到極顯著水平(P<0.01),該方程將卵巢長、寬、高3種性狀全部引入,且卵巢高的系數(shù)最高,說明卵巢高是影響卵巢重量的主要因素,該結(jié)果與相關性分析結(jié)果一致。此外,該回歸方程的R2值達到了0.50以上(且R值大于0.70),說明卵巢的長、寬和高性狀是對卵巢重量影響最大的因素,其他因素雖然對卵巢重量也有一定影響,但都不起主要作用。

本研究從卵巢性狀作為切入點,用統(tǒng)計學方法研究了處于發(fā)情后期荷斯坦奶牛卵巢性狀之間的相關性,為后續(xù)卵巢發(fā)育規(guī)律研究奠定基礎,后續(xù)研究可以在此基礎上,收集卵巢卵母細胞,探究卵巢性狀(包括卵巢長、寬、高、黃體發(fā)育情況)與卵母細胞質(zhì)量的相關性。