新疆农业大学硕士学位论文新疆褐牛产奶量校正系数制定和动物模型BLUP遗传评定研究姓名：付雪峰申请学位级别：硕士专业：动物遗传育种与繁殖指导教师：黄锡霞;田可川20090601新疆褐牛产奶量校正系数制定和动物模型 B L U P 遗传评定研究摘要本研究以新疆乌鲁木齐种牛场1 9 8 5 年6 月- 2 0 0 8 年8 月2 4 年间7 5 1 头新疆褐牛4 0 1 4 个泌乳期的1 7 9 6 2 条月测定记录为基础，分别使用W o o d 不完全伽玛函数模型、N e l d e r J 萱多项式模型、多项式回归模型( 六次) 、A l i S c h a e f f e r 模型和W i l m i n k 模型对第一胎、第二胎和第三胎以上的泌乳曲线进行了拟合，数学模型中参数的估计使用S A S 软件回归分析过程中的非线性回归过程( N L I N ) 的正割法 ( D U D 法) 迭代求解来实现。根据模型拟合度尽量大、残差平方和姗小和估计误差标准误S E E尽可能小的原则来比较不同的模型，并选择最佳模型计算累积产奶量，制定新疆褐牛不同胎次泌乳天数的产奶量校正系数。应用校正系数结合实际累积产奶量，把所有未达N 3 0 5 天的产奶量记录校正到3 0 5 天。在产奶量校正的基础上，本研究采用S A S 最小二乘方差分析过程分析了年度、季节、胎次、产犊间隔、初产月龄等5 个非遗传因素对新疆褐牛产奶量的影响，根据各因素的显著情况进行了固定效应的划分。利用动物模型B L U P 法，通过M T D F R E M L 软件对新疆褐牛进行遗传参数估计和遗传评定。估计了产奶量和产犊间隔的方差组分、遗传力和重复力，计算了各固定效应的效应值、所有个体的近交系数，以及个体产奶量、乳脂率、乳蛋白率、体型评分的育种值( E B V ) ，根据各性状的育种值制定了新疆褐牛的总性能指数，对在群牛进行了核心群的选留。本研究结果表明：五个模型的拟合度一在0 8 3 4 0 0 9 2 1 4 之间，不同胎次五个模型的优劣稍有差异，不同胎次最多的组合是模型( 2 ) 模型( 4 ) 模型( 1 ) 模型( 5 ) 模型( 3 ) 。最终确定逆多项式模型是本研究的最佳泌乳曲线拟合模型，绘制了不同胎次的泌乳曲线图，根据逆多项式模型计算了估计累计产奶量，制定了一套不同胎次的泌乳天数产奶量校正系数，利用校正系数计算了9 0 3 0 5 天所有母牛的校正产奶量。年度、季节、胎次、产犊间隔、初产月龄对产奶量有不同程度的影响。其中年、胎次、产犊间隔对产奶量的影响极显著( P M o d e l ( 4 ) M o d e l ( 1 ) M o d e l ( 5 ) M o d e l ( 3 ) I n v e r s ep o l y n o m i a lm o d e li ss u r et ot h eb e s tf i t t i n gm o d e lo fm i l k i n gC U l W e si nt h i ss t u d y , a n dl a c t a t i o nc u r v e sw i 廿ld i f f e r e n tp a r i t yw e r ed r a wu p C u m u l a t e dm i l k i n gy i e l dw a se s t i m a t e da n dc o r r e c t i o ni n d e xo fD I M 、i t l ld i f f e r e n tp a r i t i e sw e r ea d j u s t e da c c o r d i n gt ot h ei n v e r s ep o l y n o m i a lm o d e l ，w eh a dc a l c u l a t e dt h ec o r r e c t e dm i l l 【i n gy i e l do f a l lt h ei n d i v i d u a l sb e t w e e n9 0a n d3 0 5d a y s T h er e s u l t ss u g g e s t e dt h a ty e a r , c a l v i n gs e a s o n , p a r i t y , c a l v i n gi n t e r v a la n df i r s tc a l v i n ga g ew e r ed i s s i m i l a ri n f l u e n c ef a c t o r sf o r3 0 5 - d a ym i l ky i e l d , a n dy e a r , p a r i t y ，c a l v i n gi n t e r v a lh a dh i g h l ys i g n i f i c a n t ( P 5 5 0 , a n d3 0 5 - d a ym i l ky i e l d 4 5 0 0 k g ) w e r es e l e c t e dt os e tu pn u c l e u sh e r d T h er e C a l l So fm i l ky i e l d ，f a tp e r c e n t a g e ，p r o t e i nr a t i oa n dt y p es c o r e ，a n d1 1 P 1w e r e3 4 4 5 ，0 1 9 3 5 ，O 1 0 4 3 ，O 0 4 5 ，1 0 8 2 ，r e s p e c t i v e l y K e y w o r d s ：X i n j i a n gB r o w nC a t t l e ；A d j u s t m e n tF a c t o r , G e n e t i cP a r a m e t e r ；B L U PB r e e d i n gV a l u e ；T P I缩略语表( A b b r e v i a t i o n s )缩略语英文中文V独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得新疆农业大学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：彰谚f时间：J ，7 年月日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解新疆农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：新疆农业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。本人授权新疆农业大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生虢f 百雪哮 新签形搠红时间蜥厂月2 - 日时间蹄多月叫日新疆农业大学硕_ - L 学位论文第一章引言育种工作的目的是为了不断改进畜群的遗传素质，培育优质、高产、满足一定社会需求的品种或品系。根据数量遗传学，个体育种值是选种的定量标准，但是个体育种值是不能直接测定的，只能根据不同信息来源( 个体本身、亲代、同胞和后裔等) 的表型记录对个体进行遗传评定，估计个体育种值。所以，原始的生产性能测定记录就显得尤为重要。在实际育种中，准确、系统、完整的生产性能测定记录是种畜遗传评定和选种的基础。奶牛的生产性能测定开始于1 9 世纪中后期，经过了黄油测定、B a b c o c kT e s t 、高级登记等，通过几十年的演变、改进、扩展，最后发展为今天的D H I 性能测定。1 9 9 3 年，在中加奶牛育种综合项目的援助下，我国大陆生产性能测定开始实施。测定的主要项目是产奶量、乳成分( 乳脂率、乳蛋白率、干物质) 和体细胞数。奶牛多数生产性状为数量性状，影响生产性状的因素主要来自两方面，一是遗传因素，二是非遗传因素，通常非遗传因素不能传递给后代( 刘震乙等，1 9 8 1 ) ，也就是从后代某些表型性状上不能充分的体现出来，因此在奶牛的育种工作中，依据遗传指标鉴定和选择种畜的时候，必须考虑所有影响生产性状的环境因素。所以，我们应该如何从原始的生产性能记录中剔除非遗传因素的环境效应，利用不同亲属资料来估计加性遗传效应，从而提高畜禽选种的可靠性，可以说是育种工作中需要解决的关键问题( 许家骐等，1 9 9 5 ) 。影响奶牛产奶性状的系统环境因素主要是：场、年、季、胎次、产犊间隔等。最初人们多凭经验用平均数比较法或回归分析法，由于这些方法没有把生产性状校正到同一标准进行统计分析，系统误差较大。然而，实际中用于遗传评定的产奶记录往往来自不同的环境，这些不均衡的资料给生产管理和遗传评定增加了难度，所以系统环境效应的校正直接影响育种值估计的准确性。只有把环境因素控制在一个水平上或最大限度地消除环境对选择的影响，才能提高选种的准确性。目前，国外对环境条件标准化的问题还在继续研究中，通常人们对环境差异的处理蓊器褐 ：产奶量校正系数制定秘动物模擎B L T P 遗传评定研究通常有两种方法：一是将环境因子包括在遗传评定的统计模型中，对育种值和环境效应同时进行估计；二是通过提前校正，在遗传评定之前将产奶记录校正到一个标准化的环境水平，例如计算奶牛处于3 0 5 天的校正产奶量，这样便于奶牛的比较和评估，减少抽样误差，消除不同泌乳天数个体问比较的误差。利用历史信息制定出一套系统环境效应的校正系数，用于表型性状的标准化，还能充分利用一些不完整的表型记录，方便我们利用模型来进行遗传参数估计，然后利用准确的育种值来选择种畜。从数学的角度来说，不均衡资料的估计方法是比较复杂的，一般要求建立比较大的方程组，这些大的方程组只能使用矩阵的方式表达。然而，随着科学理论的不断进步，最小二乘方法问世并得到了广泛的应用。它在样本含量较小、资料不均衡的情况下，可以把固定效应分析出来，并设法消除，从而得到最精确的最小二乘均值，由此减少了取样误差和消除了系统误差。众所周知，种畜的育种值是无法观测的，但是我们可以通过各种表型信息来估计它，其中包括了对固定效应的估计和对随机效应的预测。B L U P 法正是基于这种要求产生的，B L U P 的重要特征就是在同一估计方程中，既能估计固定环境效应和固定遗传效应，又能预测随机的遗传效应。同时随着在实践中的应用，B L U P 法也得到了不断发展和完善，所用的模型也由公畜模型逐渐发展为个体动物模型。动物模型B L U P 方法可以充分利用不同年度季节，不同牧场的一切可知亲属资料，同时估计固定效应和随机效应，并提供公畜和母畜的育种值。利用B L U P 法评定公畜不是简单地将一个公畜与他们所在畜群的平均数进行比较，而是在与畜群其他个体进行比较时还考虑到那些个体的父亲的育种值，这样就可以避免以前评定法造成的估计偏高或偏低的误差。此外，还可以估计各畜群以及实验组的优劣顺序。2裁疆农业夫学硕| ：学位论文1 I 奶牛生产性能测定体系( D H I )D H I ( D a i r yH e r dI m p r o v e m e n t ) 原意是奶牛群改良，国外通常用来代表奶牛生产性能测定体系或牛奶记录体系。D H I 体系指在充分利用奶牛个体和群体各种信息的基础上，通过测定牛奶乳成分和体细胞数( S C C ，S o m a t i cC e l lC o u n t ) ，分析比较这些成分之间的关系及其变化规律，探究牛场管理中存在的问题并及时改进，从而达到提高牛奶产量、改良牛群品质、增加经济效益的目的