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中国荷斯坦牛体况评分与运动评分的相关分析


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繁殖· 育种

中国奶牛 2009 年第 2 期 ·

中国荷斯坦牛体况评分与运动评分的相关分析
刘松柏 1, 易建明 1, 晏邦富 2, 张军伟 1, 王婷婷 1, 胡伶俐 1, 毛兆训 2, 藤茂平 2, 毕群 2
(1.华中农业大学农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室,武汉

r />
430070;

2 武汉惠尔康扬子江乳业有限公司,武汉
中图分类号:S823 文献标识码:A

430000)

文章编号:1004-4264(2009)02-0022-03

摘 要:本研究利用 2007 年间武汉市武湖牧场 887 头母牛体况评分及运动评分的鉴定记录,配合单性状和多性状动物模 型,利用 MTDFREML 软件,采用 REML 方法估计了相关的参数。 结果表明:体况评分的遗传力为 0.19,运动评分的遗传 力较低(0.09)。 体况评分和运动评分之间存在明显的负相关,其表型相关为-0.43、遗传相关为-0.78、环境相关为-0.38。 关键词:奶牛;运动评分;体况评分;遗传相关

Correlation Analysis between Body Condition Score and Locomotion Score in China Holstein Cattle
Liu Songbai1, Yi Jianming1, Yan Bangfu2, Zhang Junwei1, Wang Tingting1, Hu Lingli1, Mao Zhaoxun2, Teng Maoping2, Bi Qun2
(1.Key Laboratory of Agricultural Animal Genetics, Breeding and Reproduction of Ministry of Education, Huazhong Agricultural University,

Wuhan

430070 ;2.Wuhan Hui’erkang-Yangzijiang Dairy Co..Ltd, Wuhan

430000)

Abstract :Data from 887 dairy cows were collected from Wuhu farm in Wuhan to estimate genetic paramenters for body condition score and
locomotion score. The study used MTDFREML software via REML algorithm combining with single trait and multiple traits animal model.The results showed that the heritability of body condition score was 0.19 , locomotion score had a low heritability(0.09).There was an obvious negative correlation between body condition score and locomotion score.The phenotypic, genetic, environmental correlations were -0.43, -0.78, -0.38, respectively.

Key words :Dairy cattle;Locomotion score; Body condition score; Genetic correlation
体 况 评 分 ( Body Condition Score , BCS ) 是 以 评 定 奶 牛 体 脂 肪 沉 积 为 主 要 依 据 的 评 定 方 法 。 Wildman 等 (1982)将其应用于奶牛,后来 Edmanson 等(1989)进一 步完善。 早期对奶牛体况评分的研究主要集中在营养监 控和管理中,越来越多的研究表明,体况评分与奶牛的 繁殖、健康等关系密切。运动评分(Locomotion Score, LS ) 是监测奶牛正常运动性能的一个重要定性指标,与奶牛 产奶量、奶牛繁殖性能也有一定的联系,对于监控奶牛 肢蹄病以及提高奶牛福利具有重要的作用。 当前,已开 始把运动评分和体况评分作为奶牛体型线性鉴定的扩 展内容,纳入到奶牛体型线性性状中进行研究。 但关于 运 动 评 分 和 体 况 评 分 的 相 关 分 析 的研究还较少。 本研 究拟对体况评分的遗传特性及体况评分与运动评分的 关系进行初步的探讨。 收稿日期:2008-10-22
作 者 简 介 :刘 松 柏 (1982- ),男 (土 家 族 ),硕 士 ,主 要 从 事 奶 牛 饲 养 管 理 育 种研究。 通 讯 作 者 :易 建 明 (1962- ),男 (汉 族 ),教 授 ,主 要 从 事 牛 的 繁 育 与 饲 养 技 术研究。

1 材料与方法 1.1 材料来源
实验材料来自于 2007 年对武汉惠尔康扬子江乳业 有限公司武湖牧场处于 1~5 胎、泌乳月在 1~11 月间、 在 栓系式和散栏式两种不同的饲养管理方式下的 887 头荷斯坦母牛进行体况评分与运动评分鉴定的结果。

1.2 1.2.1

测定方法 运动评分的测定方法 运动评分方法的建立主要是利用 Sprecher 等(1997)

完善了的以奶牛站立与行走时背部姿势为主要内容的 评分系统,同时参照国际线性鉴定组织提出 的 运 动 评 分的细节,结合 Flower 和 Weary (2006)的报道,对奶牛 运动评分的评定方法进行了适当的补充,采用 9 分制进 行评分。 具体的运动评分细节如表 1 所示。

1.2.2

体况评分的测定方法 按 照 Wildman 等 (1984) 和 Edmonson 等 (1989) 提

出的方法,结合国际线性鉴定方法中体况评分的评定标 准,采用 9 分制进行评定,评定部位主要集中在牛体的 6 部位,即脊柱、脊椎、短肋、飞节和臀端、髋部、尾根。

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表1 奶牛运动评分方法

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表2 体况评分与运动评分的基本表型参数

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评分

状态

站立背姿 行走背姿 步幅 平直 平直 弯曲 弯曲 弯曲 平直 弯曲 弯曲 弯曲 弯曲

步态

四肢外展 肢蹄着地表现

项目分类

头数 平均数±标准差 最小二乘均数±标准误 1 2 3 4 5 341 224 137 104 81 2.62±1.89 2.90±2.05 3.12±1.85 3.62±2.23 4.25±2.26 3.25±2.10 2.84±2.00 5.06±1.39 5.27±1.40 5.23±1.50 5.23±1.46 4.78±1.37 4.11±1.28 4.00±1.17 4.11±1.16 4.44±1.22 4.99±1.21 4.89±1.07 5.51±1.25 5.65±1.27 5.76±1.21 5.83±1.21 6.15±1.24 2.45±0.12 3.03±0.14 3.29±0.17 3.79±0.20 4.35±0.21 3.78±0.12 2.98±0.10 4.81±0.07 5.26±0.08 5.23±0.10 5.23±0.12 4.91±0.13 4.11±0.20 4.04±0.17 4.11±0.12 4.50±0.12 4.96±0.13 4.86±0.13 5.51±0.13 5.71±0.14 5.97±0.22 5.99±0.14 6.20±0.10

正常 1 3 轻度跛行 5 中度跛行 跛行 7 9 严重跛行

匀称 完全平行 着地果断有力 大 较大 较匀称 基本平行 着地比较果断 着地无力 小 不匀称 不平行 较小 很不匀称 很不平行 部分支撑牛体 很小 极不匀称 外展严重 拒绝支撑牛体

运 动 评 分

泌乳期

1.3

固定效应的划分 固 定 效 应 的 确 定 和 分 析 方 法 利 用 SAS 中 的 GLM

饲养方式

栓系 424 散栏 463 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 341 224 137 104 81 37 47 110 95 82 83 92 77 37 82 145

进行方差分析,影响运动评分的主要因素是 饲 养 方 式 (散栏式饲养和栓系式饲养)以及泌乳期。 影响体况评分 的主要因素是泌乳期和泌乳月,各因素下的水平的确定 按实际的水平数进行划分。
体 况 评 分

泌乳期

1.4

统计分析模型 其 中 : Yijklm

Yijklm=hi+Lj+mk+a1+eijklm 表 示 观 测 值 ; hi 表 示 第 i 个 饲 养 方 式

效 应;Lj 表示第 j 个泌乳期因素效应;mk 表示第 k 个泌 乳月因素效应;al 表示 l 个体的加性效应;eijklm 表示随机 残差效应。

泌乳月

1.5

遗传参数估计与计算 利 用 MTDFREML ( Multiple Trait Derivative Free

Restricted Maximum Likelihood, MTDFREML )软件,采用 REML 方法,对混合模型方程组进行求解得到各方差组
分的估计值。 利用软件估计得到的方差、协方差组分计 算相应的参数:

期和饲养方式对奶牛运动评分影响较大。 随着泌乳期从

1~5,运动评分平均分从 2.62 逐渐增加到 4.25,运动评分
平均分的最小二乘均数从 2.45 逐渐增加到 4.35,说明随 着奶牛年龄的增加,运动评分的值也会随着增加,运动 性能会逐渐变差,如果不及时的处理,有被淘汰的危险。 同时,散栏式饲养奶牛的运动评分(2.84)与栓系式饲养 奶牛的运动评分(3.25)相差 0.41 分。

h2=σ2A/ σ2p,rp=Cov(p1,p2)/(σp1σp2), re=Cov(e1,e2)/(σe1σe2), rg=Cov(a1,a2)/(σa1σa2)
其 中 :h2 表 示 估 计 遗 传 力 ,σ2A 表 示 加 性 方 差 , σ2p 表示协方差;rp 是性状间的表型相关,cov 表示协方差, (P1、P2)表示性状 1 和性状 2 的表型协方差,(σp1σp2)表 示性状 1 和性状 2 的表型标准差之积;re 是性状间的环 境相关,(e1,e2) 表示性状 1 和性状 2 的环 境 协 方 差 , (σe1σe2)表示性状 1 和性状 2 的环境标准差之积。 rg 是性 状间的遗传相关,(a1,a2)表示性状 1 和性状 2 的遗传协 方差,(σa1σa2)表示性状 1 和性状 2 的遗传标准差之积。

2.2

体况评分与运动评分的遗传力估计(表 3 )
表3 体况评分及运动评分的遗传力估计

性状 体况评分 运动评分

加性遗传方差(σ2A) 表型遗传方差(σ2p) 遗传力(h2) 标准误(SE) 0.28 0.34 1.43 3.89 0.19 0.09 0.08 0.06

对奶牛体况评分和运 动 评 分 的 遗 传 力 进 行 估 计 , 由表 3 可知体况评分的遗传力为 0.19,运动评分的遗传 力为 0.09 。 说明体况评分属于一个中等遗传力的性状, 运动评分是一个低遗传力的性状。

2 结果与分析 2.1 体况评分与运动评分的基本表型参数(表 2)
泌乳期和泌乳月是影响奶牛体况评分的主要因素。 在第 1 泌乳期平均体况评分为 5.06,估计的最小二乘均数 为 4.81,在 2~4 个泌乳期平均分有增加的趋势(5.23~5.27 ), 而到第 5 泌乳期时体况评分呈现下降趋势,估计的最小 二乘均数为 4.91。 可见,奶牛在 2~4 个泌乳期有较稳定的 体况,这可能与奶牛的生长发育有关。 体况评分从第 1泌 乳月到第 2 泌乳月有明显的下降趋势(从 4.11 到 4.0 ), 然后从第 3 个泌乳月开始逐渐增大,到第 11 个泌乳月 达到 6.15 ,这与奶牛泌乳阶段的生理特点相吻合。 泌乳

2.3

体况评分与运动评分的相关分析(表 4 )
表4 体况评分与运动评分之间的相关分析

相关 表型相关 遗传相关 环境相关

体况评分方差 1.44 0.27 1.17

协方差 -1.02 -0.24 -0.78

运动评分方差 3.90 0.34 3.56

相关系数 -0.43 -0.78 -0.38

由表 4 可知,体况评 分 和 运 动 评 分 之 间 的 表 型 相 关为-0.43,分析原因可能是因为运动评分增加预示着奶 牛肢蹄存在一定的障碍,可能受到疾病的侵袭,肢蹄疾 病引起的疼痛等使得奶牛的采食量下降而导致奶牛的

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体况评分下降。 体况评分和运动评分的遗传相关为-0.78, 环境相关为 -0.38 ,说明体况评分和运动评分之间存在 强的遗传负相关。

[6] Kadarmideen HN, Wegmann S. Genetic parameters for body condition score and its relationship with type and production traits in Swiss Holsteins[J].J.Dairy Sci ,2003 ,86:3685-3693. [7] Koenen EPC, Veerkamp RF, Dobbelaar P, De Jong G. Genetic Analysis of Body Condition Score of Lactating Dutch Holstein and Red-and-White Heifers[J].J.Dairy Sci.2001,84:1265-1270. [8] Lassen J, Hansen M, Sorensen MK, Aamand GP, Christensen LG, Madsen P. Genetic analysis of body condition score in first-parity Danish Holstein cows[J].J.Dairy Sci,2003,86:4123-4128. [9] Pryce JE, Coffey MP, Brotherstone S. The Genetic Relationship between Calving Interval, Body Condition Score and Linear Type and Management Traits in Registered Holsteins[J].J.Dairy Sci. 2000 ,83:2664-2671. [10] Pryce JE, Harris BL. Genetics of Body Condition Score in New Zealand Dairy Cows[J].J.Dairy Sci.2006 ,89:4424-4432. [11] Sprecher DJ, Hostetler DE, Kaneene JB.A lameness scoring system that uses posture and gait to predict dairy cattle reproductive performance[J].Theriogenology ,1997 ,47:1179-1187. [12] World Holstein-Friesian Federation ,2005,"International Type Evaluation of dairy cattle", Website: http://www.whff.info/index. php?content=typetraits_eval. [13] Wildman E E, Jones G M, Wagner P E, Boman R L, Troutt H F, Jr., Lesch T N. A Dairy Cow Body Condition Scoring System and Its Relationship to Selected Production Characteristics[J]. J.Dairy Sci, 1982, 65:495-501. [14] Van Dorp R., Boettcher P.1999, "Genetic parameters of mobility, body condition score and conformation traits". Technical Report to the Genetic Evaluation Board.Website: http://cgil.uoguelph. ca/pub/pbpapers/gebtc99-4.htm. [15] Van Dorp TE, Boettcher P, Schaeffer LR. Genetics of locomotion [J].Livestock Production Science 2004,90:247-253. [16] Veerkamp RF, Koenen EP, De Jong G.Genetic correlations among body condition score, yield, and fertility in first-parity cows estimated by random regression models. [J].J.Dairy Sci , 2001 ,84:2327-2335.□

3

讨论 本研究中体况评分遗传力的估计结果与一些研究者

的研究结果基本相同(Dechow, et al., 2003; Kadarmideen

and Wegmann, 2003; Van Dorp, et al., 2004 Dal Zotto, et al., 2007 ), 但 低 于 其 它 研 究 者 的 估 计 结 果 ( 0.3~0.4 ) (Koenen , et al. ,2001;Veerkamp, et al., 2001 )。 关 于 体
况评分遗传力的估计,还有研究者利用随机 回 归 模 型 对体况评分的遗传参数进行估计,发现各个 泌 乳 阶 段 存在一定的差异,在产后 60~90d 估计时遗传力最大 、 为 0.29,而 120~150d 估计时最小、为 0.14;体况评分最 低的阶段有最大的遗传力(Lassen ,et al., 2003 ),其他的 研究者也得到 了 相 似 的 结 论 (Gallo ,et al., 2001; Pryce

and Harris, 2006 )。总体而言,本研究中体况评分的估计
遗传力相对偏低,其原因主要可能与样本大小和估计方 法有一定的关系。 Van Dorp 和 Paul Boettcher (1999)对

2793 头加拿大荷斯坦牛利用单性状动物模型估计的体
况 评 分 遗 传 力 为 0.17,运 动 评 分 遗 传 力 为 0.083,二 者 之间的遗传相关在不同的泌乳阶段有一定的差异,最高 为-0.42。 Pryce 等(2000)报道运动评分的遗传力为0.06, 运动评分与体况评分之间的表型相关为 -0.17 ,遗传相 关为 -0.27。综合目前的研究情况分析可得,体况评分与 运动评分存在较强的遗传负相关,这种负相 关 预 示 着 如 果 加 强 某 一 方 的 选择会导致另一方面的降低。 即通 过对体况评分的选择会使运动评分降低,即:使奶牛的 运动性能越来越好或加强运动评分的选择会使牛体更 加强健,由此可见,体况评分与运动评分的遗传相关对 于生产是一种有利的相关。
参考文献

[1]

Dechow CD, Rogers GW, Klei L, Lawlor TJ. Heritabilities and correlations among body condition score, dairy form and selected linear type traits[J].J.Dairy Sci ,2003 ,86:2236-2242.

[2]

Dal Zotto R, De Marchi M, Dalvit C, Cassandro M, Gallo L, Carnier P, Bittante G. Heritabilities and Genetic Correlations of Body Condition Score and Calving Interval with Yield, Somatic Cell Score, and Linear Type Traits in Brown Swiss Cattle [J].J.Dairy Sci. 2007 ,90:5737-5743.

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Edmonson A J, Lean I J, Weaver L D, Farver T, Webster G. A Body Condition Scoring Chart for Holstein Dairy Cows [J].J. Dairy Sci, 1989, 72:68-78.

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Flower F C, Weary D M. Effect of Hoof Pathologies on Subjective Assessments of Dairy Cow Gait[J].J.Dairy Sci, 2006, 89:139-146. Gallo L, Carnier P, Cassandro M, Dal Zotto R, Bittante G. Testday genetic analysis of condition score and heart girth in Holstein Friesian cows[J].J.Dairy Sci ,2001 ,84:2321-2326.


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