張 婧,賈 青,2,3*,陶晨雨,胡慧艷,李志強(qiáng),劉仲武
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,河北保定 071000;2.國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000;3.河北省山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心,河北保定 071000)
產(chǎn)仔間隔指母豬連續(xù)兩次分娩的時(shí)間間隔,是一個(gè)包含哺乳天數(shù)、斷奶配種間隔(以下簡(jiǎn)稱斷配間隔)和妊娠周期3 個(gè)階段的復(fù)雜性狀。產(chǎn)仔間隔是評(píng)估母豬生產(chǎn)力的重要指標(biāo)[1],對(duì)產(chǎn)仔間隔的選擇可以縮短繁殖周期,提高母豬的年產(chǎn)胎次,但產(chǎn)仔間隔性狀影響因素較多,遺傳力低[2],對(duì)性狀的直接選擇不能獲得令人滿意的遺傳增益[3]。
在影響產(chǎn)仔間隔性狀的3 個(gè)階段中,哺乳天數(shù)由豬場(chǎng)生產(chǎn)管理所決定;妊娠期的遺傳力較高(約為0.3 左右),但母豬懷孕天數(shù)相對(duì)固定,變異度小,選擇妊娠期難以有效提高產(chǎn)仔間隔的遺傳進(jìn)展[4],因此縮短母豬斷配間隔十分重要。目前還沒有研究證明對(duì)斷配間隔的選擇是否會(huì)使產(chǎn)仔間隔獲得有利的遺傳進(jìn)展。另外,遺傳參數(shù)具有群體特異性[5],通過對(duì)不同群體豬目標(biāo)性狀遺傳參數(shù)的估計(jì)與比較,可以幫助豬場(chǎng)找出自身問題所在,制定有效的育種計(jì)劃。本研究排除了母豬斷奶后發(fā)情延遲、失配返情以及流產(chǎn)等異常因素對(duì)性狀的影響,對(duì)斷配間隔在1 周內(nèi)的不同群體母豬產(chǎn)仔間隔等繁殖性狀進(jìn)行遺傳參數(shù)的估計(jì)和比較,并對(duì)影響性狀的固定效應(yīng)進(jìn)行分析,以期為更加深入地了解產(chǎn)仔間隔及其應(yīng)用奠定基礎(chǔ),為豬場(chǎng)的生產(chǎn)管理和育種提供參考。
1.1 數(shù)據(jù)來源 采集河北省3 個(gè)原種豬場(chǎng)2012—2018年豬只生產(chǎn)性能測(cè)定記錄,包括1 場(chǎng)的3 個(gè)品種豬(英系大白豬、英系長(zhǎng)白豬和英系杜洛克豬)、2 場(chǎng)的法系大白豬和3 場(chǎng)的美系大白豬共5 個(gè)群體17 274 窩母豬的繁殖性能記錄。繁殖性狀包括總產(chǎn)仔數(shù)(Total Number Born,TNB)、活產(chǎn)仔數(shù)(Number Born Alive,NBA)、初生窩重(Litter Weight,LW),并計(jì)算每胎的斷配間隔和產(chǎn)仔間隔。
1.2 統(tǒng)計(jì)方法 首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,剔除明顯記錄錯(cuò)誤的異常數(shù)據(jù),缺失值設(shè)為NA。取斷奶日齡在7~40 d、斷配間隔在0~60 d 的產(chǎn)仔間隔進(jìn)行固定效應(yīng)分析;對(duì)產(chǎn)后斷奶發(fā)情間隔在7 d 以內(nèi)(正常非生產(chǎn)天數(shù))的產(chǎn)仔間隔進(jìn)行遺傳分析。繁殖性狀遺傳參數(shù)的估計(jì)利用ASReml-R 4 軟件,采用AI 和EM 算法相結(jié)合的REML 方法估計(jì)方差組分,對(duì)影響斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的非遺傳因素采用R 語言的lm()函數(shù)進(jìn)行方差分析,采用Duncan's 法進(jìn)行多重比較。
1.3 固定效應(yīng)水平的劃分 品種分為3 個(gè)水平:大白豬、長(zhǎng)白豬和杜洛克豬;場(chǎng)分為1 場(chǎng)、2 場(chǎng)和3 場(chǎng);年份按年度劃分為7 個(gè)水平:2012—2018 年;季節(jié)劃分為4個(gè)水平:春(3—5 月)、夏(6—8 月)、秋(9—11 月)、冬(12 月至次年2 月);胎次劃分為7 個(gè)水平:1、2、3、4、5、6、7 胎及以上;斷奶日齡分為3 個(gè)水平:7~20 d、21~28 d、28~40 d。方差組分估計(jì)模型中固定效應(yīng)的劃分以ASReml 的wald 檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
1.4 統(tǒng)計(jì)模型
1.4.1 固定效應(yīng)分析模型 分析不同品種、豬場(chǎng)、分娩季節(jié)、胎次、斷奶日齡對(duì)斷配間隔和產(chǎn)仔間隔表型值的影響。通過多模型顯著性分析,最終確定的斷配間隔和產(chǎn)仔間隔影響因子的固定效應(yīng)分析模型為:
yijklmn=μ+Bi+Fj+Sk+Pl+Dm+eijklmn
其中,yijklmn是個(gè)體斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的性狀表型值;μ為群體均值;Bi為品種效應(yīng);Fj為場(chǎng)效應(yīng);Sk為季節(jié)效應(yīng);Pl為胎次效應(yīng);Dm為哺乳天數(shù)效應(yīng);eijklmn為隨機(jī)殘差。
1.4.2 方差組分估計(jì)模型 具體如下:
y=Xb+Za+Wpe+e
其中,y為觀察值向量;b為固定效應(yīng)向量,包括產(chǎn)仔季節(jié)、胎次、哺乳天數(shù)效應(yīng);a為動(dòng)物的加性遺傳效應(yīng)向量,a~N(0,);pe為永久環(huán)境效應(yīng)向量,pe~N(0,);e為隨機(jī)殘差效應(yīng)向量,e~N(0,),并假設(shè)各隨機(jī)效應(yīng)間均不相關(guān),X、Z、W為相應(yīng)的結(jié)構(gòu)矩陣。
2.1 斷配間隔和產(chǎn)仔間隔固定效應(yīng)方差分析 如表1 所示,品種、場(chǎng)、分娩季節(jié)、場(chǎng)和季節(jié)的互作、胎次以及哺乳天數(shù)對(duì)斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響均達(dá)到極顯著水平。其中,胎次、季節(jié)、哺乳天數(shù)可作為固定效應(yīng)用于遺傳方差估計(jì)模型。
表1 斷配間隔和產(chǎn)仔效應(yīng)的固定效應(yīng)方差分析
2.2 各因素對(duì)斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響
2.2.1 不同群體豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的比較 由表2可知,不同品種豬之間斷配間隔和產(chǎn)仔間隔差異顯著,大白豬產(chǎn)仔間隔顯著短于長(zhǎng)白豬和杜洛克。不同場(chǎng)的多重比較結(jié)果見表3,1 場(chǎng)英系豬的斷配間隔與產(chǎn)仔間隔最長(zhǎng),2 場(chǎng)法系大白豬斷配間隔最短,3 場(chǎng)美系大白豬產(chǎn)仔間隔最短。結(jié)果表明,遺傳和環(huán)境背景不同的豬群體,繁殖性能差異較大。1 場(chǎng)的3 個(gè)品種豬繁殖性能表現(xiàn)均較差。
表2 不同品種豬斷配間隔與產(chǎn)仔間隔
表3 不同場(chǎng)母豬斷配間隔與產(chǎn)仔間隔
2.2.2 分娩季節(jié)對(duì)斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響 由表4 可知,夏季豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔最長(zhǎng),顯著高于其他3個(gè)季節(jié),春季產(chǎn)仔的母豬斷配間隔與產(chǎn)仔間隔最短,秋季和冬季產(chǎn)仔的母豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔差異均不顯著。
表4 不同分娩季節(jié)母豬斷配間隔與產(chǎn)仔間隔多重比較
2.2.3 胎次對(duì)斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響 由表5 可知,第1 胎母豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔顯著高于其他胎次,從第2 胎開始母豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔開始縮短,到第4~6 胎時(shí),斷配間隔和產(chǎn)仔間隔達(dá)到最短,但除第1 胎之外的其余胎次斷配間隔與產(chǎn)仔間隔均未達(dá)到顯著水平。
表5 不同胎次的斷配間隔與產(chǎn)仔間隔
2.2.4 哺乳天數(shù)對(duì)斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響 由表6可知,隨著哺乳天數(shù)的增加,斷配間隔呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)(P<0.05),特別是21 d 前后母豬斷配間隔有很大差別。另外,隨著哺乳天數(shù)的增加,母豬產(chǎn)仔間隔逐漸升高(P<0.05)。
表6 不同哺乳天數(shù)斷配間隔與產(chǎn)仔間隔
2.3 群體繁殖性狀遺傳參數(shù)估計(jì) 對(duì)5 個(gè)群體的繁殖性狀進(jìn)行遺傳參數(shù)估計(jì),其中英系杜洛克(樣本含量864)和美系大白豬(樣本含量1 197)樣本含量較小,所估計(jì)的遺傳參數(shù)未達(dá)到顯著水平。因此,以下只列出英系大白豬、英系長(zhǎng)白豬和法系大白豬3 個(gè)群體的估計(jì)結(jié)果。
2.3.1 英系大白豬繁殖性狀的遺傳參數(shù)估計(jì) 由表7 可知,英系大白豬的總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)、初生窩重、斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的遺傳力均屬于低遺傳力性狀??偖a(chǎn)仔數(shù)與活產(chǎn)仔數(shù)、初生窩重,活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重表型和遺傳均呈高度正相關(guān);斷配間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重均存在負(fù)的遺傳相關(guān),表型相關(guān)均接近于0;產(chǎn)仔間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重同樣具有負(fù)的遺傳相關(guān)和接近于0 的表型相關(guān);產(chǎn)仔間隔和斷配間隔之間存在中等正遺傳和表型相關(guān)。
2.3.2 英系長(zhǎng)白豬繁殖性狀的遺傳參數(shù)估計(jì) 由表8 可知,英系長(zhǎng)白豬的5 個(gè)繁殖性狀遺傳力均較低。斷配間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重遺傳相關(guān)均較弱;產(chǎn)仔間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重存在負(fù)的遺傳相關(guān);斷配間隔與產(chǎn)仔間隔具有較強(qiáng)的正相關(guān)。斷配間隔和產(chǎn)仔間隔遺傳相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)誤較大,可能與這2 個(gè)性狀表型變化較大有關(guān)。
2.3.3 法系大白豬繁殖性狀的遺傳參數(shù)估計(jì) 由表9 可知,法系大白豬5 個(gè)繁殖性狀遺傳力均高于英系大白豬和英系長(zhǎng)白豬。初生窩重與2 個(gè)產(chǎn)仔性狀遺傳相關(guān)不高;斷配間隔與總產(chǎn)仔數(shù)遺傳相關(guān)為負(fù)相關(guān),而與活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重呈正遺傳相關(guān);產(chǎn)仔間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)呈中度負(fù)遺傳相關(guān),與初生窩重遺傳相關(guān)較弱;產(chǎn)仔間隔和斷配間隔存在弱的正遺傳相關(guān)。
3.1 母豬斷奶配種間隔和產(chǎn)仔間隔的影響因素 影響母豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的非遺傳因素有胎次、分娩季節(jié)和母豬哺乳天數(shù)。其中,哺乳天數(shù)對(duì)母豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響最大,隨著哺乳天數(shù)的增加,斷奶發(fā)情間隔時(shí)間延長(zhǎng),國(guó)內(nèi)外對(duì)哺乳天數(shù)的研究結(jié)果存在爭(zhēng)議,葉健等[6]和Tunnaruh 等[7]的報(bào)道與本研究一致,但Leite[8]的研究中哺乳天數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致斷奶發(fā)情時(shí)間的延長(zhǎng)。另外,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示產(chǎn)仔間隔會(huì)隨著哺乳天數(shù)增加而增加,生產(chǎn)中需要綜合考慮哺乳期對(duì)母豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔的影響,合理規(guī)劃仔豬斷奶日齡。哺乳天數(shù)過長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致母豬泌乳期體重減輕加劇,延長(zhǎng)斷奶后再發(fā)情時(shí)間[9-10],還可能延長(zhǎng)產(chǎn)仔間隔,21~28 d 斷奶為最佳。
表7 英系大白豬繁殖性狀的遺傳參數(shù)
表9 法系大白豬繁殖性狀的遺傳參數(shù)
此外,不同胎次母豬產(chǎn)仔間隔差異也達(dá)到極顯著水平,5 個(gè)群體的母豬均表現(xiàn)為第1 胎產(chǎn)仔間隔和斷配間隔較長(zhǎng),可能是由于初產(chǎn)母豬并未長(zhǎng)到成年體重,脂肪、蛋白質(zhì)儲(chǔ)備量相對(duì)有限,再加上泌乳期間采食量低導(dǎo)致母豬需要較長(zhǎng)的時(shí)間來恢復(fù)體況[11]。因此建議在生產(chǎn)實(shí)踐中,保證豬場(chǎng)溫度適宜、飼料可口、水分充足,來刺激初產(chǎn)母豬采食,緩解身體儲(chǔ)備(蛋白質(zhì)、脂肪)流失和體重減輕導(dǎo)致的斷奶發(fā)情間隔和產(chǎn)仔間隔延長(zhǎng)。
對(duì)分娩季節(jié)的分析表明,夏季分娩的母豬產(chǎn)仔間隔和斷配間隔最長(zhǎng),可能是由于夏季氣溫較高,采食量低,干擾母豬的發(fā)情和排卵[12],而春季溫度、濕度適宜,母豬生理狀態(tài)佳,繁殖性狀表現(xiàn)較好。因此,豬場(chǎng)需注意做好夏季防暑工作。另外,不同群體豬繁殖性能有極顯著差異,大白豬的斷配間隔和產(chǎn)仔間隔短于長(zhǎng)白豬和杜洛克,是因?yàn)? 場(chǎng)和3 場(chǎng)的大白豬繁殖表現(xiàn)較好,提高了大白豬繁殖性能平均值。1 場(chǎng)3 個(gè)品種豬斷配間隔和產(chǎn)仔間隔表現(xiàn)都較差,可能與該場(chǎng)早期引種情況有關(guān)。
3.2 不同群體繁殖性狀遺傳參數(shù)的估計(jì)與比較 3 個(gè)群體母豬繁殖性狀遺傳力的估計(jì)值都在0.2 以下,為低遺傳力性狀??偖a(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重3 個(gè)性狀的遺傳力估計(jì)值與國(guó)內(nèi)外學(xué)者[13-17]的研究一致。葉健等[6]對(duì)大白豬斷配間隔性狀進(jìn)行了遺傳參數(shù)估計(jì),遺傳力估計(jì)值為0.046;Holm 等[18]研究結(jié)果顯示挪威長(zhǎng)白豬第一胎斷配間隔估計(jì)值為0.08,第二胎及以上斷配間隔的遺傳力為0.03,本研究斷配間隔遺傳力估計(jì)結(jié)果均在正常范圍內(nèi)。Aderbal[3]運(yùn)用8 個(gè)動(dòng)物模型對(duì)產(chǎn)仔間隔進(jìn)行了遺傳參數(shù)估計(jì),遺傳力估計(jì)范圍在0.00~0.03,與本研究結(jié)果基本一致。潘沈元[19]研究表明,對(duì)于遺傳力較低的性狀應(yīng)采用較大的樣本來估測(cè)遺傳參數(shù)。張劍搏[20]研究發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)集對(duì)性狀遺傳力的準(zhǔn)確性估計(jì)具有重要的影響作用,隨著數(shù)據(jù)量增加,估計(jì)值基本趨于一致,遺傳力的估計(jì)值越準(zhǔn)確,表明核心群達(dá)到一定規(guī)模之后,數(shù)據(jù)量的差異變化對(duì)研究結(jié)果沒有顯著影響,而本實(shí)驗(yàn)中1 場(chǎng)豬繁殖性狀遺傳力較低,排除了樣本含量較小導(dǎo)致的遺傳參數(shù)估計(jì)不準(zhǔn)確,原因可能與該豬場(chǎng)引種情況和繁育模式有關(guān)。據(jù)了解該場(chǎng)自2012 年引種以后,一直采用半閉鎖繁育的模式,選育會(huì)導(dǎo)致遺傳多樣性過低[21],通過對(duì)目標(biāo)群體繁殖性狀的不斷選擇使得群體遺傳變異小,遺傳力低。鑒于這種情況,豬場(chǎng)管理人員需要制定合理的育種計(jì)劃,改變繁育模式,有針對(duì)性地引種,加快遺傳改良的速度。
對(duì)遺傳相關(guān)的研究結(jié)果顯示,除法系大白豬初生窩重與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)的遺傳相關(guān)為中度正相關(guān)以外,其他群體總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重3 個(gè)性狀之間遺傳相關(guān)都在0.7 以上,屬高度正相關(guān),與相關(guān)報(bào)道結(jié)果一致[22-23]。不同群體之間,斷配間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)以及初生窩重的遺傳相關(guān)不同,Hanenberg[4]的研究中長(zhǎng)白豬不同胎次之間斷配間隔與產(chǎn)仔性狀的遺傳相關(guān)范圍在-0.39~0.25。葉健[6]研究大白豬斷配間隔與產(chǎn)仔性狀和初生窩重的遺傳相關(guān)為0.1 左右,屬弱的正相關(guān)。不同的研究結(jié)果表明豬的斷奶發(fā)情性狀極大地受到非遺傳因素(管理和測(cè)定)影響。本研究中,3 個(gè)群體豬產(chǎn)仔間隔性狀與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重之間的遺傳相關(guān)都呈負(fù)相關(guān),范圍在-0.551~-0.021,表型相關(guān)都較弱,介于-0.082~0.026,與張鎖宇等[24]研究結(jié)果相近。本研究中產(chǎn)仔間隔與總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)和初生窩重的負(fù)遺傳相關(guān)表明對(duì)3 個(gè)基本繁殖性狀的選擇將不會(huì)對(duì)產(chǎn)仔間隔產(chǎn)生不利影響。另外,不同群體產(chǎn)仔間隔與斷配間隔遺傳相關(guān)差異較大,英系大白豬和英系長(zhǎng)白豬產(chǎn)仔間隔與斷配間隔遺傳相關(guān)呈高度正相關(guān),表明對(duì)英系豬斷配間隔的選擇,可以有效改善產(chǎn)仔間隔性狀,而法系大白豬產(chǎn)仔間隔和斷配間隔有較弱的正遺傳和表型相關(guān),對(duì)斷配間隔的選擇并不能很大程度地改善產(chǎn)仔間隔,斷配間隔可能更多受妊娠期和哺乳期的影響,豬場(chǎng)需要提高母豬妊娠期和哺乳期的飼養(yǎng)管理水平,改善妊娠期母豬豬舍環(huán)境,減少哺乳期母豬體質(zhì)量損失的同時(shí)合理規(guī)劃哺乳天數(shù)。
產(chǎn)仔間隔影響因素較多,其中胎次、分娩季節(jié)和哺乳天數(shù)是影響性狀的重要非遺傳因素。產(chǎn)仔間隔遺傳力較低,對(duì)性狀進(jìn)行直接選擇可能收效甚微,斷配間隔相對(duì)于其他繁殖性狀來說遺傳力較高且與產(chǎn)仔間隔存在正遺傳相關(guān),對(duì)斷配間隔的選擇會(huì)使產(chǎn)仔間隔得到有利的遺傳進(jìn)展,但不同群體產(chǎn)仔間隔遺傳相關(guān)大小差異較大,豬場(chǎng)需酌情制定合理的育種計(jì)劃。另外,對(duì)產(chǎn)仔性狀和初生窩重的選擇不會(huì)對(duì)產(chǎn)仔間隔產(chǎn)生不利影響。