泌乳期中国荷斯坦牛转化孕酮浓度的影响因素分析及其表型预测

【目的】本研究基于试验测定的中国荷斯坦牛血液和乳汁中的孕酮浓度表型，探究了影响中国荷斯坦牛体内孕酮分泌的环境因素、孕酮浓度的变化趋势、孕酮浓度与乳成分的关联程度以及血乳中孕酮浓度的预测方法。【方法】试验于2021年8月在北京、山东两个牧场采集不同胎次、泌乳阶段和妊娠状态的中国荷斯坦泌乳牛的奶样、尾根血样，测定孕酮浓度，最终获得402条乳汁孕酮浓度和298条血液孕酮浓度表型用于数据分析。对孕酮浓度进行数据转化使其近似服从正态分布后，采用固定效应模型探究胎次、泌乳阶段、妊娠状态、牧场等固定效应对奶牛孕酮表型的影响，运用R语言cor函数计算孕酮与各乳成分间的关联，并利用偏最小二乘法和个体及乳成分信息对孕酮浓度进行预测，以建立孕酮浓度表型高通量获取手段。【结果】妊娠状态对转化乳汁孕酮浓度存在极显著影响（P<0.01），胎次、场效应对转化乳汁孕酮浓度均有显著影响（P<0.05），而转化血液孕酮浓度只受到妊娠状态影响（P<0.01）；全乳固体、乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比与转化乳血孕酮浓度均存在显著或极显著的正相关关系（r=0.14~0.37，P<0.05；P<0.01）；基于本试验数据，乳成分与个体信息对转化乳血孕酮浓度的预测准确性不高（R²=0.030~0.17），但如果增加血液或乳汁的转化孕酮浓度对乳汁或血液的转化孕酮浓度进行预测，预测效果则有大幅提升（R²=0.40）。【结论】影响泌乳期中国荷斯坦牛转化孕酮浓度的因素除妊娠状态外，可能还包括饲养条件与胎次。此外转化孕酮浓度与乳脂率、乳蛋白率等乳成分呈极显著相关。基于乳成分信息与转化孕酮的关系，获得了对中国荷斯坦牛乳血转化孕酮浓度预测的可用策略，为今后牧场的繁殖辅助管理、奶牛育种新性状研发以及孕酮浓度的高通量获取等提供了新思路。     

奶牛育种中关注的新性状

各国奶牛群体的选育目标建立之后,选育目标一直在不断发展,选择指数中性状的组成、定义和权重等都在不断变化。奶牛的选育是从关注产奶性能而开始,随后增加了体型外貌性状。由于奶牛的健康和繁殖问题的增加以及社会对动物福利的不断关注,20世纪末,世界范围内平衡育种理念在奶牛育种中逐渐形成,一些重要的功能性状加入各国的选择指数中;进入21世纪后,随着奶牛养殖业和社会的发展,育种家们开始关注和研究更多的性状,部分新性状已经开始在育种实践中选育应用。本文通过整理奶牛育种中有关新性状的研究并收集各国奶牛选育方案中的相关信息,综述了近十年奶业发达国家在奶牛遗传选育中正在研究或已经开始应用的新性状,并将这些新性状分为生产效率相关的新性状、应对环境挑战的新性状、健康福利相关的新性状、产品和加工相关的新性状及管理相关的新性状五大类,总结了这些性状的选育背景、定义方法、遗传基础和选育应用情况等,最后还总结了奶牛育种中新性状的研究应用过程,以期为我国奶牛遗传育种研究和育种目标完善提供一定的借鉴。     

牛奶的中红外光谱相关指标及遗传规律研究进展

中红外光谱分析技术(MIRS)作为一种快速且经济的检测手段广泛应用于生产,中红外(MIR)光谱在本质上可以反映牛奶特征。MIR光谱整体上是一条具有低中高遗传力的曲线,但并非所有MIR区域都具有遗传意义,应深入挖掘光谱数据具有的高遗传变异,提取可用于遗传育种的有效区域,得到筛选光谱信息区域的最佳方法。在标准预测模型基础上,获得的牛奶组分预测值具有遗传变异性,总体上呈中高遗传力,可进行遗传选择或对相关性状进行间接选择;借助MIRS挖掘一些新型经济性状。本文对牛奶MIR光谱相关指标遗传规律进行综述,以期为选种选育提供理论基础。     

牛奶的中红外光谱相关变量遗传参数估计

旨在探究牛奶原始中红外光谱相关变量的遗传规律。本研究收集北京三元绿荷某牛场1 822头荷斯坦牛生产性能测定数据、中红外光谱数据和系谱数据,使用R语言(v3.51)、SAS(v9.2)、DMU(v6.0)等软件进行主成分分析和遗传参数估计,遗传参数估计使用的动物模型考虑了测定月份、胎次和泌乳天数的固定效应及个体加性遗传效应、永久环境效应的随机效应。结果表明,80%以上中红外光谱变量之间的相关系数达0.500～1.000,且3 574～3 521 cm^-1和3 630～3 618 cm^-1区域的变量变异程度较高。对中红外光谱的每个波数进行遗传参数估计,大部分波数的遗传力集中于0.010～0.030之间,处于中高遗传力的波数占比约为7%;随遗传力提高,吸光度增大、透射率降低,且变异系数降低。中红外光谱数据可用于探究牛奶成分的遗传规律,从遗传角度提高奶牛质量,为种牛选择提供参考。     

北京地区荷斯坦奶牛皮肤褶皱厚度与泌乳性能关系的研究

本研究通过测定荷斯坦奶牛肋部和颈部皮肤褶皱厚度,探究了皮肤褶皱厚度的影响因素及其与泌乳性能的关系。利用数显游标卡尺测量荷斯坦奶牛肋部和颈部皮肤褶皱厚度,评定奶牛体况,并收集皮肤褶皱厚度测量月份试验牛场的奶牛生产性能数据,共得到2 519头奶牛的数据用于分析。利用固定效应模型分析胎次、牛场、测定人、泌乳阶段、体况评分对奶牛皮肤褶皱厚度的影响,皮肤褶皱厚度对泌乳性能影响的分析模型中同样包括上述固定效应。结果表明胎次、牛场、测定人、泌乳阶段、体况评分对荷斯坦奶牛皮褶厚均有极显著影响（P < 0.01）,肋部皮肤褶皱厚度对泌乳性能无显著影响（P > 0.05）,而颈部皮肤褶皱厚度对日产奶量、乳脂率影响显著（P < 0.05）,颈部皮肤褶皱厚度对乳蛋白率、尿素氮无显著影响（P > 0.05）。颈部皮褶厚为7.20 mm的个体日产奶量最高;颈部皮褶厚为6.00 mm的个体,乳脂率最低。本研究进一步阐明了荷斯坦奶牛泌乳期内不同部位皮肤褶皱厚度的影响因素,并首次利用大群数据区分不同部位研究了皮肤褶皱厚度对泌乳性能的影响,为利用皮肤褶皱厚度提高奶牛管理效率提供科学依据。     

利用DHI奶样检测孕酮的可行性分析

孕酮检测能够准确反映牛只妊娠状态,DHI是牧场目前最广泛应用的通过收集奶样用中红外法进行乳成分检测的手段。本文从孕酮以及中红外光谱的特性对利用DHI奶样检测孕酮的可行性进行了综合分析,为利用DHI奶样进行孕酮检测提供理论参考依据。     

北京地区荷斯坦奶牛皮肤褶皱厚度与泌乳性能关系的研究

本研究通过测定荷斯坦奶牛肋部和颈部皮肤褶皱厚度,探究了皮肤褶皱厚度的影响因素及其与泌乳性能的关系。利用数显游标卡尺测量荷斯坦奶牛肋部和颈部皮肤褶皱厚度,评定奶牛体况,并收集皮肤褶皱厚度测量月份试验牛场的奶牛生产性能数据,共得到2 519头奶牛的数据用于分析。利用固定效应模型分析胎次、牛场、测定人、泌乳阶段、体况评分对奶牛皮肤褶皱厚度的影响,皮肤褶皱厚度对泌乳性能影响的分析模型中同样包括上述固定效应。结果表明胎次、牛场、测定人、泌乳阶段、体况评分对荷斯坦奶牛皮褶厚均有极显著影响(P0.01),肋部皮肤褶皱厚度对泌乳性能无显著影响(P0.05),而颈部皮肤褶皱厚度对日产奶量、乳脂率影响显著(P0.05),颈部皮肤褶皱厚度对乳蛋白率、尿素氮无显著影响(P0.05)。颈部皮褶厚为7.20mm的个体日产奶量最高;颈部皮褶厚为6.00mm的个体,乳脂率最低。本研究进一步阐明了荷斯坦奶牛泌乳期内不同部位皮肤褶皱厚度的影响因素,并首次利用大群数据区分不同部位研究了皮肤褶皱厚度对泌乳性能的影响,为利用皮肤褶皱厚度提高奶牛管理效率提供科学依据。     

高原地区奶牛血液指标的影响因素分析

旨在探究我国高原地区奶牛血液指标的群体规律及其影响因素。本研究测定了拉萨地区不同纯度的荷斯坦牛共435头健康泌乳个体的18项血常规、3项血气、4项电解质和2项生化指标，进行表型相关性分析，并综合牛场、月龄、泌乳阶段、体况评分、荷斯坦牛血统比例和测定时间等影响因素进行方差分析。结果表明，高原地区奶牛群体白细胞计数、红细胞计数(red blood cells, RBC)和血小板计数分别为(7.66±2.14)×10⁹个·L^-1、(6.94±0.74)×10¹²个·L^-1和(405.73±224.48)×10⁹个·L^-1,氧分压(partial pressure of oxygen, PO₂)和二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide, PCO₂)分别为(11.28±1.61)kPa和(3.39±0.38)kPa。在27项血液指标中，平均红细胞血红蛋白浓度(mean corpu...