新疆褐牛乳房炎抗性相关基因的表达及生物信息学分析

文章旨在分析新疆褐牛乳房炎抗性相关基因的分子生物学功能，为分子标记辅助育种工作在新疆褐牛乳房炎抗性性状中的研究奠定理论基础。试验采用DAVID 6.8软件对课题组前期研究及相关文献报道的乳房炎抗性相关基因（共20个基因）进行功能GO富集及KEGG信号通路分析。采用String 10.0数据库进行蛋白相互作用网络分析，结合生物信息学分析和相关文献的研究结果，挑选出JAK2和STAT5A基因，通过使用实时荧光定量PCR技术检测JAK2、STAT5A基因在不同乳房健康程度的新疆褐牛血液中的相对表达量。GO富集分析得到，20个基因主要涉及细胞膜、免疫应答和调节防御反应等生物过程；KEGG富集分析发现，这些基因主要参与JAK-STAT信号通路、趋化因子信号通路、ErbB信号通路等；PPI分析发现，20个基因中有8个基因之间存在直接或间接联系；实时荧光定量试验发现，JAK2、STAT5A基因在健康新疆褐牛血液的表达量极显著或显著高于患乳房炎新疆褐牛（P<0.01；P<0.05）。通过生物信息分析和实时荧光定量试验，进一步从分子水平探讨了不同乳房健康程度的新疆褐牛与JAK2、STAT5A基因表达之间的内在联系。     

新疆地区西门塔尔犊牛生长发育规律分析

为探讨新疆地区西门塔尔犊牛的生长发育规律,本研究对2011—2016年新疆呼图壁种牛场0~6月龄新疆地区西门塔尔犊牛的体重、体尺进行分析。结果表明:新疆地区西门塔尔犊牛体重增重规律与其他品种相似,体尺累积生长平缓,同时西门塔尔牛具有早期发育快的特点;绝对生长曲线总体呈上升趋势,而相对生长曲线呈下降趋势;公犊牛6月龄体重与体高、体斜长、腿围、管围存在极显著正相关(P0.01),体重与体高的相关系数最高,为0.62;母犊牛6月龄体重与体高、体斜长、胸围、腿围、管围存在极显著正相关(P0.01),其中体重与胸围的相关系数最高,为0.81;表明性别是影响体重与体尺相关性的重要因素。新疆地区西门塔尔牛分为乳肉兼用和肉乳兼用型,其犊牛的生长发育对后期牛的生产性能有重要影响,因此要注重犊牛时期的饲喂。     

新疆地区荷斯坦牛长寿性与产奶量的遗传力估计及相关性分析

【目的】产奶性状和长寿性状均是奶牛育种中的重要性状。近年来奶牛选育中追求高产,在产奶量不断提高的同时,长寿性却呈下降趋势。随着平衡育种理念的发展,各奶业发达国家陆续将长寿性状纳入其奶牛综合选择指数。为此,探究产奶量和奶牛长寿性间的关系,为新疆地区制定中国荷斯坦奶牛综合选择指数,实现平衡育种和奶业高质量健康发展提供借鉴。【方法】收集新疆地区3个规模化牛场1997—2020年间的各项生产记录,计算在群天数和生产寿命,共计获得7 206条奶牛长寿性记录和15 218条头胎305 d产奶量记录。收集个体三代系谱信息共计18 183条,其中包括903头公牛以及20 883头母牛。首先利用SAS 9.2软件的GLM过程分析场、出生年份、出生季节和初产月龄对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的影响,计算出在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的最小二乘均值。再利用SPSS 19.0 软件计算新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量Pearson相关系数。其次利用DMU软件中AI-REML结合EM算法并配合多性状动物模型,估计新疆地区荷斯坦奶牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的遗传方差、表型方差、协方差,计算在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量之间的遗传相关。最后利用动物模型 BLUP 法对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量进行育种值的估计,并绘制遗传趋势图。【结果】对新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量进行基本统计分析结果显示：新疆地区中国荷斯坦奶牛平均在群天数1 754.7 d,平均生产寿命937.33 d,头胎305 d产奶量平均为9 362.94 kg。GLM程序分析显示不同场、出生年份、出生季节以及初产月龄效应对在群天数、生产寿命以及头胎305 d产奶量均有极显著影响（P<0.01）。新疆地区中国荷斯坦牛在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量的遗传力为0.11（0.03）、0.11（0.03）和0.33（0.03）。在群天数和生产寿命之间遗传和表型相关高,相关系数分别为0.99和0.98;305 d产奶量与在群天数和生产寿命表型之间呈正相关,相关系数分别为0.079和0.077,而遗传相关则呈负相关,相关系数分别为-0.18和-0.20。对新疆地区中国荷斯坦在群天数、生产寿命和头胎305 d产奶量遗传趋势图绘制可知,在群天数和生产寿命,均随着参测牛头数增加育种值变化较大,整体呈下降趋势;荷斯坦牛的头胎305 d产奶量同样随着参测牛头数的增加,育种值变化较大,但是总体呈现上升趋势。【结论】因此在对产奶量进行选育提高同时,应当兼顾长寿性,避免随着产奶量的提高,导致奶牛长寿性的下降。     

新疆地区西门塔尔牛核心群选择

【目的】 多年来新疆地区西门塔尔牛的遗传改良取得一定的成效,但遗传评估工作开展较少。为加快西门塔尔牛的遗传进展,本研究通过对西门塔尔牛主要经济性状进行遗传评定、遗传趋势的分析、组建核心群并对比总性能指数（total performance index,TPI）选择和单性状选择的差异,旨在为今后制定和优化适合新疆地区西门塔尔牛的育种方案提供理论依据。【方法】 本研究以新疆呼图壁种牛场1974—2014年出生的 2 495头西门塔尔牛母牛生产性能记录、DHI测定记录、成母牛体重及外貌鉴定记录为研究对象,运用DMU软件采用AI-REML结合EM算法配合多性状动物模型对305 d产奶量（305MY）、乳脂率(MFP)、乳蛋白率(MPP)、乳糖率(MLP)、总固体(TS)、体细胞数(SCS)、成母牛体重(MCW)和外貌评分(TC)性状进行方差组分和育种值估计,并对305 d产奶量、乳脂率、乳蛋白率、体细胞数和成母牛体重性状进行遗传趋势分析,最终通过总性能指数公式对该牧场种公牛进行遗传评价及筛选核心母牛群。【结果】 西门塔尔牛305MY、MFP、MPP、MLP、TS、SCS、MCW和TC的遗传力分别为0.39、0.15、0.12、0.12、0.32、0.09、0.60、0.19,305MY、TS和MCW属于高遗传力（h ²>0.3）,MFP、MPP、MLP和TC属于中等遗传力（0.12<0.3）,SCS属于低遗传力（h ²<0.1）。对西门塔尔牛各性状遗传趋势进行分析,1974—2007年间305MY性状遗传趋势变化不明显,2008—2012年呈明显的上升趋势;1974—2006年间MFP和MPP这两个性状遗传趋势略呈下降的趋势,2007—2013年呈明显的上升趋势;1974—2000年间SCS性状的遗传趋势呈上升趋势,2001—2012年间遗传趋势总体呈下升趋势;1974—2007年间MCW性状的遗传趋势上下波动较大,2008—2011年间呈明显的上升趋势。根据中国西门塔尔牛总性能指数公式对种公牛、大群母牛群和在群母牛群进行育种值排队,其中排在第一位的公牛TPI值为552.45,排在前10位的公牛平均TPI值为 383.41,从在群母牛中筛选出100头核心母牛群平均TPI值为214.91,100头核心群母牛305MY、MFP、MCW和TC表型值均值分别为7 095.10 kg、4.13%、696.53 kg和76.73,与在群母牛群平均表型值相比要高。通过对比不同分组305MY性状选择、MPP性状选择和TPI选择各性状育种值的差异,得出TPI选择要优于单性状选择。 【结论】 近年来西门塔尔牛305MY、MPF、MPP和MCW育种值明显增加,SCS呈下降趋势,进一步证明对西门塔尔牛选育及遗传改良取得了一定的成果。通过比较TPI选择和单性状选择的差异,证明了在生产实践中综合选择指数更实用,牧场可加大TPI值高的种公牛的使用程度,并以100头核心母牛群为基础,扩群,通过选择优秀的公牛进行繁育、扩群,从而达到提高全群西门塔尔牛生产指标的目的。     

乳房及肢蹄洁净度对荷斯坦奶牛体细胞数的影响

乳房炎是影响奶牛生产经济效益最重要的疾病之一，而体细胞数（SCC）是反映奶牛乳房健康及牛奶品质的重要指标。本研究通过对规模化牧场670头荷斯坦奶牛后腿上部及侧面、乳房、后腿下部进行洁净度评分，探讨乳房及肢蹄洁净度对荷斯坦奶牛乳中体细胞数的影响。试验运用SAS 8.1统计软件进行最小二乘方差分析及多重比较，除了将洁净度评分作为固定效应外，其他固定效应还包括组别效应、泌乳阶段效应及胎次效应。结果表明：①组别与胎次对体细胞评分有显著影响（P<0.05）。②泌乳阶段、后腿下部洁净度评分与乳房洁净度评分对体细胞评分有极显著影响（P<0.01），其中后腿下部洁净度评分为4分的体细胞评分极显著高于1分和2分的（P<0.01），后腿下部洁净度评分为3分的体细胞评分显著高于1分和2分的（P<0.05）；乳房洁净度评分为3分的体细胞评分极显著高于1分和2分的（P<0.01）；后腿上部及侧面洁净度评分对体细胞评分影响不显著（P>0.05）。③奶牛乳中体细胞数随着奶牛后腿下部洁净度评分与乳房洁净度评分的增加有上升的趋势。试验结果显示，通过对牛群身体洁净度评分，可以有效了解牛群乳房的健康状况，可为规模化牧场奶牛日常管理提供科学依据。     

新疆昌吉地区荷斯坦万千克奶牛的种公牛系谱追踪分析

【目的】 研究高产奶牛与优秀种公牛关系,追踪高产奶牛系谱,找出优秀种公牛,为牛场挑选优秀种公牛冻精提供理论依据。【方法】 统计泌乳牛305 d产奶量超过万千克的种公牛女儿,并通过输精记录匹配其女儿父号,将种公牛女儿305 d产奶量过万千克头数与女儿总数比值排名在前18头优秀种公牛通过中国奶牛数据中心查询其后代女儿生产性能,并对其女儿生产性能数据进行分析。【结果】 65610339号种公牛女儿305 d产奶量超过万千克占其所有女儿总数比例最高,达到57.14%。将挑选的18头优秀种公牛通过中国奶牛数据中心查询,65382019号种公牛女儿平均蛋白率最高,为3.32%。65382094号种公牛女儿平均305 d乳脂量最高,为4.04%。65908265号种公牛女儿平均305 d产奶量最高,为10 644 kg。【结论】 追踪高产奶牛父号系谱,其有共同血缘,且大部分源于北美优秀种公牛。优秀种公牛女儿测定的优秀率非常高,经过严格筛选的种公牛冻精在遗传上更具有优势。     

非遗传因素对新疆地区荷斯坦奶牛在群寿命的影响

为探究非遗传因素影响荷斯坦奶牛在群寿命的规律,了解奶牛利用情况,本研究收集了新疆昌吉地区规模化牛场2011-2018年4 057头荷斯坦奶牛的离群、生产性能数据。运用SAS 9.2软件分析了场、离群年份、离群季节、淘汰类型对荷斯坦奶牛离群胎次、在群天数的影响,并进行最小二乘及多重比较分析。结果表明,离群年份和淘汰类型均对离群胎次和在群天数有极显著影响（P<0.01）;场、离群季节对离群胎次和在群天数影响不显著（P>0.05）。随着离群年份的增加,离群胎次呈先下降后上升再下降的趋势,2016年的离群胎次最高,为3.222胎,高于其他年份（P<0.01）;2018年的离群胎次最低,且极显著低于其他年份（P<0.01）;2015年在群天数高于其他年份,2018年的在群天数最低,为1 890.692 d,且极显著低于其他年份（P<0.01）;根据季节的不同,春季的离群胎次低于其他季节,在群天数极显著或显著低于秋季和冬季（P<0.01;P<0.05）;淘汰类型中肢蹄类疾病的离群胎次和在群天数极显著高于其他各类疾病（P<0.01）,乳房类疾病极显著低于其他各类疾病（P<0.01）。因此,通过分析上述各非遗传因素对离群胎次和在群天数的影响,可以为规模化牧场奶牛日常管理提供理论依据,从而提高奶牛综合使用效率,延长奶牛寿命。     

奶牛场废弃物研究态势的全球文献计量分析

为了全面了解有关奶牛粪便研究的发展状况及该研究领域的历史动态,运用CitespaceⅢ信息可视化软件对1925—2016年内Web of Science核心合集系列数据库收录的2 395条有关奶牛粪便研究领域的共引文献、研究机构、高频热点词汇进行了分析,并绘制了关于该领域的科技文献知识图谱。结果表明:国际上有关奶牛粪便研究的关注在不断提高,美国、加拿大、瑞典、荷兰等国家在该研究方向处于领先水平;同时该领域向着系统性、多学科的方向发展,说明国际间以及机构合作有利于加强并推动奶牛养殖业与奶牛粪便研究的发展。     

乳房及肢蹄洁净度对荷斯坦奶牛体细胞数的影响

乳房炎是影响奶牛生产经济效益最重要的疾病之一,而体细胞数(SCC)是反映奶牛乳房健康及牛奶品质的重要指标。本研究通过对规模化牧场670头荷斯坦奶牛后腿上部及侧面、乳房、后腿下部进行洁净度评分,探讨乳房及肢蹄洁净度对荷斯坦奶牛乳中体细胞数的影响。试验运用SAS 8.1统计软件进行最小二乘方差分析及多重比较,除了将洁净度评分作为固定效应外,其他固定效应还包括组别效应、泌乳阶段效应及胎次效应。结果表明:①组别与胎次对体细胞评分有显著影响(P0.05)。②泌乳阶段、后腿下部洁净度评分与乳房洁净度评分对体细胞评分有极显著影响(P0.01),其中后腿下部洁净度评分为4分的体细胞评分极显著高于1分和2分的(P0.01),后腿下部洁净度评分为3分的体细胞评分显著高于1分和2分的(P0.05);乳房洁净度评分为3分的体细胞评分极显著高于1分和2分的(P0.01);后腿上部及侧面洁净度评分对体细胞评分影响不显著(P0.05)。③奶牛乳中体细胞数随着奶牛后腿下部洁净度评分与乳房洁净度评分的增加有上升的趋势。试验结果显示,通过对牛群身体洁净度评分,可以有效了解牛群乳房的健康状况,可为规模化牧场奶牛日常管理提供科学依据。     

新疆地区荷斯坦牛乳中体细胞评分对产奶量与乳成分的影响

为了探究牛乳中体细胞评分（SCS）对日产奶量（DMY）和乳成分之间的关系,了解奶牛乳房的健康状况,本研究使用新疆昌吉地区规模化牛场共2 338头荷斯坦牛的33 290条DHI记录和生产性能数据,将DHI记录中的体细胞数（SCC）转化为SCS后分析SCS对DMY与乳成分的影响。运用SAS 9.2软件对产奶量和乳成分进行最小二乘方差分析及多重比较,并对SCS与产奶量和乳成分进行相关性分析,其固定效应主要包括SCS、场、年份、季节及胎次效应。结果表明：SCS、场效应、年份效应、季节效应和胎次效应均对DMY与乳成分有极显著影响（P<0.01）。随着SCS的增加,DMY和乳糖率（MLP）呈下降趋势,当SCS为0水平,且SCC为9×10³~17×10³个/mL时,DMY和MLP极显著高于其他SCS水平（P<0.01）;MFP和MPP呈上升趋势,当SCS为9水平,且SCC为4 529×10³~4 904×10³个/mL时,MFP和MPP最高。相关性分析结果显示,SCS与DMY、MLP呈极显著负相关（P<0.01）;SCS与MFP、MPP呈极显著正相关（P<0.01）。因此,通过分析SCS对产奶量和乳成分间的关系,可为规模化牧场奶牛日常管理提供科学依据,预防和降低患乳房炎的风险。