德系西门塔尔牛与荷斯坦牛杂交效果分析

王志刚，常瑶，邱小田，孙志华，张宝石，王雅春

(1.全国畜牧总站，北京 100125；2.中国农业大学，北京 100193；3.大同市四方高科农牧有限公司，大同 037001)

德系西门塔尔牛与荷斯坦牛杂交效果分析

王志刚1，常瑶2，邱小田1，孙志华1，张宝石3，王雅春2

(1.全国畜牧总站，北京 100125；2.中国农业大学，北京 100193；3.大同市四方高科农牧有限公司，大同 037001)

为了解德系西荷杂交繁育体系的遗传改良效果，本研究对比分析了德系西门塔尔牛与荷斯坦牛杂交后代（F1代、F2代）与荷斯坦牛泌乳、生长发育、直肠温度和性情评分等性状。结果显示：西荷F1、F2代的乳蛋白率显著高于荷斯坦牛（P＜0.05），西荷F1代的乳脂率显著高于荷斯坦牛（P＜0.05），各组间产奶量和体细胞评分差异不显著（P＞0.05）；西荷牛3月龄和18月龄体高略低于荷斯坦牛，3月龄、6月龄和18月龄西荷F1代胸围和体重均高于荷斯坦牛，西荷牛体况评分显著高于荷斯坦牛（P＜0.05）；直肠温度及性情评分差异不显著（P＞0.05），但西荷牛夏季直肠温度略低于荷斯坦牛，且性情较荷斯坦牛温顺。综合分析，初步表明西荷杂种牛的综合性能略优于荷斯坦牛。

杂种牛；德系西门塔尔牛；荷斯坦牛；杂交繁育

近年来，由于不同程度的近交以及对产奶量性状的高度选育，荷斯坦牛出现使用年限缩短、健康状况与繁殖力下降等问题。而且随着奶业生产结构的改变和人们生活水平的提高，乳成分等重要经济性状受到更多关注。因此，为提高养殖效益，繁育者利用杂种优势，采取杂交繁育的方式希望获得更高的经济利润。有研究表明，杂种动物可结合品种间的优点，在繁殖、健康状况上表现更为优异，还可以抵消近交衰退带来的问题[1]。

德系西门塔尔牛是世界上优秀的乳肉兼用牛，具有乳成分高，使用年限长，繁殖力强，耐粗饲等优良特性，而且肉用性能良好，在淘汰后可带来更大的经济效益。王林枫等[2]研究发现，德系西门塔尔牛与荷斯坦牛杂交后代（以下简称“西荷牛”）牛奶中总固形物含量显著高于荷斯坦牛，代谢状态和健康状况优于荷斯坦牛；Heins等[3]研究发现，法系西门塔尔牛和荷斯坦牛的杂种后代空怀天数和初产月龄显著低于荷斯坦牛。但目前国内外对于德系西荷杂交效果的研究还不够完善。

本研究就山西省某奶牛场的德系西荷牛F1代、F2代的杂交效果与荷斯坦牛作对比分析，除了比较前人研究中关注的泌乳、生长发育等重要经济性状差异外，还就热应激相关性状及性情评分等测定结果进行比较，以期对德系西荷杂交繁育体系的遗传改良效果进行更深入的探讨与分析。

1 材料与方法

1.1 资料来源

试验牛场自2008年10月使用德系西门塔尔牛冻精和荷斯坦牛中低产奶牛进行杂交。现存栏德系西荷F1代杂种牛229头，德系西荷F2代杂种牛80头和纯种荷斯坦牛591头。试验测量数据由中国农业大学牛百科团队6名队员于2016年7月3～16日集中测定，并收集了2014～2016年该场生产性能测定数据（Dairy Herd Improvement，DHI）。

1.2 测定项目及测定方法

1.2.1 泌乳性状

收集DHI数据中日产奶量、校正奶量、乳脂率、乳蛋白率、体细胞数（SCC）以及尿素氮指标，依据公式SCS=log2(SCC/100)+3，将SCC转换成体细胞评分（SCS）。

1.2.2 生长发育性状

生长发育性状测定项目包括体高、体斜长、胸围，并采用约翰逊公式[4]估计体重，即：体重=胸围2×体斜长/10800。成母牛的体况评分（BCS），依据Wildman[5]等和Edmonson[6]等评分标准，通过视觉评估和触摸判断，结合整体印象进行评分。每头牛由两人独立进行评分，分析时采用两人评分的均值。

1.2.3 直肠温度及环境温湿度

本研究选取部分奶牛群体测量了直肠温度（RT）及相应环境温湿度，使用电子体温计（OMRON）于上午（8∶30～10∶00）和下午（14∶30～15∶30）之间各测定一次直肠温度。按照使用说明测量，读数精确到0.1℃。连续测量2d，且2d环境温度状况相似，分析时采用2次测量的RT均值，日体温差为下午RT减去上午RT。记录测定直肠温度前后的环境温湿度，计算温湿度指数（THI）[7]。

1.2.4 性情评分

观察首次直肠温度测定全过程中奶牛的反应进行性情评分。评分原则为：1分—一直很安静，基本无反应；2分—后躯左右摆动，但反应较小；3分—有较大排斥反应，甚至有踢人动作。

1.3 数据处理

1.3.1 数据整理

结合在场牛只基本信息、DHI、产犊记录及各性状测定数据，删除：信息无法匹配和记录不完整的个体数据；不符合生理规律以及记录或测量有误的数据；经四分位数检验法检验判断为异常值者。

按照气象信息季节划分四季。为确保筛选与西荷牛可比的对照组，各性状均选取或合并为1～3胎。泌乳阶段划分为5个阶段：1～50d（阶段Ⅰ）、51～100d（阶段Ⅱ）、101～200d（阶段Ⅲ）、201～300d（阶段Ⅳ）及301d～（阶段Ⅴ）。

1.3.2 统计方法

采用Excel 2013 绘制0～19月龄西荷牛和荷斯坦牛的体重线性拟合曲线。

泌乳性状数据采用SAS9.2 Mixed过程，其余性状均采用GLM过程的固定效应模型分析，用Bonferroni t检验进行多重比较，显著性水平α=0.05。

对奶牛泌乳性状分析采用混合模型1：

式中，Yijklm为奶牛的泌乳性状（日产奶量、校正奶量、乳脂率、乳蛋白率、体细胞评分及尿素氮），μ为总体平均，YEARi为DHI采样年份，SEASONj为采样季节，BREEDk为品种效应，PARITYl为胎次效应，DIM为泌乳天数，β为DIM的对应回归系数，Z为个体随机效应的设计矩阵，τ为个体随机效应，eijklm为随机残差。

对奶牛直肠温度分析采用固定模型2：

式中，Yijkl为奶牛上午或下午直肠温度或日体温差，STAGEk为泌乳阶段，BCS为协变量体况评分，β为BCS的对应回归系数，eijkl为随机残差，其他效应含义同前。

对青年牛体尺（体高、体斜长、胸围）及估测体重的分析模型仅包括品种效应；对奶牛体况评分分析模型包括品种、胎次和泌乳阶段效应；对奶牛性情评分分析的模型包括品种、胎次效应。

表1 德系西荷牛与荷斯坦牛泌乳性状的比较

2 结果

2.1 泌乳性状

德系西荷F1代、F2代杂种牛与荷斯坦牛泌乳性状的比较见表1。由表1可知，西荷牛与纯种荷斯坦牛相比，日奶量和校正奶量均无显著性差异（P＞0.05）；在乳成分方面，西荷F2代奶牛的乳蛋白率和乳脂率均为最高，分别高于纯种荷斯坦牛0.22和0.18个百分点，西荷F1代奶牛次之，其中西荷F1、F2代的乳蛋白率显著高于纯种荷斯坦牛（P＜0.05），西荷F1代的乳脂率显著高于纯种荷斯坦牛（P＜0.05）；西荷F1代的体细胞评分最低，但三者之间差异不显著（P＞0.05）；西荷F2代奶牛的尿素氮含量显著高于纯种荷斯坦牛（P＜0.05）。

表2 德系西荷与荷斯坦青年母牛生长发育性状的比较

2.2 生长发育

为更好地分析西荷牛和荷斯坦牛生长发育情况，选取3月龄、6月龄和18月龄不同生长阶段进行对比，结果见表2。西荷牛3月龄和18月龄体高略低于荷斯坦牛，各生长阶段西荷F1代胸围和体重均高于荷斯坦牛，除18月龄西荷F1代的体重显著高于（P＜0.05）荷斯坦牛外，其余性状差异均不显著（P＞0.05）。

各奶牛群体的体重拟合曲线方程的相关指数（R2）均大于0.90，表明所拟合曲线可以较好地反映出体重的增长发育情况。由图1可知，西荷F1代的体重曲线斜率大于荷斯坦牛。

图1 德系西荷与荷斯坦青年母牛体重拟合曲线

由表3可知，西荷F2代的体况评分最高，西荷F1代次之，且西荷牛体况评分显著高于荷斯坦牛（P＜0.05）。

表3 德系西荷牛与荷斯坦牛体况、性情评分和直肠温度的比较

2.3 直肠温度

在试验期间牛舍内上午THI范围为74.26～77.57，平均值为75.92，下午THI范围为79.74～80.00，平均值为79.87。不同品种奶牛群体的直肠温度差异见表3，西荷牛和荷斯坦牛间差异不显著（P＞0.05），但西荷牛直肠温度相对于荷斯坦牛略低，西荷F2代上午或下午直肠温度均最低，分别低于荷斯坦牛0.15℃和0.19℃，且日体温差增幅最小。

图2 德系西荷牛与荷斯坦母牛性情评分比例

2.4 性情评分

由表3可知，西荷牛性情评分均低于荷斯坦牛，但差异不显著（P＞0.05）。由图2可知，西荷F1代和F2代西荷牛中，性情评分为1分的占比均达到50%，1分和2分的比例均多于荷斯坦牛，3分的比例与荷斯坦牛相比分别少了16.22和7.24个百分点。

3 分析与讨论

3.1 泌乳性状

本研究中，杂种后代在校正奶量、乳脂率和乳蛋白率等性状上具有一定的优势。西荷F1、F2代奶牛的校正奶量稍高于荷斯坦牛，这与Hazel等[8]在对处于第一个泌乳期的加州奶牛群体的研究结果一致，法系西荷牛的前150d平均产奶量比同群纯种荷斯坦牛略高（+2%），但无显著差异。但也有其他研究报道，纯种荷斯坦牛的产奶量与各类杂交牛相比仍具有明显优势[9]。

在乳成分的比较上，纯种荷斯坦牛的乳蛋白率和乳脂率显著低于杂种后代，这与傅春泉等[10]的研究结果一致。本研究中西荷牛乳蛋白率高于荷斯坦牛，可能是由于其继承了西门塔尔牛乳蛋白含量较高的遗传优势。饲料中的粗纤维经瘤胃微生物发酵产生丁酸和乙酸，再由丁酸和乙酸作为原料进一步合成乳脂，因此乳脂量与粗饲料利用率有关。本研究中西荷牛乳脂率较高，可能由于其粗饲料利用率较高。

在体细胞评分上，两品种间差异不显著（P＞0.05），这与Malchiodi等[11]、Heins和Hansen[12]的研究结果相一致。牛奶中MUN值是用于评定奶牛日粮营养状况好坏的指标，在生产实践中具有重要作用。Godden等[13]认为当MUN在12～19mg/dL时（乳蛋白率大于3%）能氮较为平衡。本研究中西荷牛和荷斯坦牛的MUN值均处在正常含量范围内，且西荷F2代与荷斯坦牛存在显著差异，品种是影响MUN值的主要非营养性因素。

3.2 生长发育

西荷牛的生长发育情况与荷斯坦牛较为接近，但18月龄西荷F1代体重达到500kg以上，且综合比较可以看出体高较低，胸围和体重较大的整体趋势。邢震全等[14]报道了各生长阶段德系西荷牛体重均高于纯种荷斯坦牛，其育肥产肉性能明显提升。傅春泉等[10]对德系西荷牛与荷斯坦牛成年牛（36月龄）生长发育研究中，德系西荷牛体高显著低于荷斯坦牛，胸围和体重均高于荷斯坦牛，这与本研究中西荷F1代的结果基本一致。

在生长阶段，随着月龄增加，西荷F1代的体重增加速度大于荷斯坦牛。李英超等[15]认为同等条件下，德系西荷杂交牛较荷斯坦牛日增重提高15%～20%。西荷牛的BCS显著高于自繁荷斯坦牛（P＜0.05），这与文献报道基本一致[16]。本研究中，西荷牛体脂沉积状况优于纯种荷斯坦牛，可更好地维持膘情，有利于减少能量负平衡，保持良好的泌乳持续力。

本研究结果表明，西荷牛体型大、胸宽、健壮，膘情好，与纯种荷斯坦牛相比有更高的肉用价值；生长发育快，可在同等增重情况下节省饲料成本，提高养殖效益。

3.3 直肠温度

温湿度指数是结合周围气体的温度和相对湿度来综合评价环境的一个指标。结合THI判定热应激程度，上午 （72≤THI＜79）奶牛处于轻微热应激状态，下午（79≤THI＜89）奶牛处于中度热应激状态。直肠温度可作为评定牛耐热性的生理指标，杂种牛夏季热应激不明显。张林等[17]研究表明西荷牛比荷斯坦牛表现出更好的耐热性，这与本研究结果基本一致。

3.4 性情评分

西荷牛性情评分低于荷斯坦牛，表明西荷牛性情较温顺。李英超等[15]研究表明西荷F1代犊牛性情温顺，不善跑动，喜卧，与本研究结果一致。

4 结论

本研究得出，与荷斯坦牛相比，西荷杂种牛的乳成分具有显著优势；体型大、生长发育良好，体脂沉积状况优于纯种荷斯坦牛；抗逆性良好，具有更好的体温调节能力；同时还具有产犊间隔短、性情温顺的优点。综合分析，初步表明西荷杂种牛综合性能略优于纯种荷斯坦牛，充分体现了遗传互补和杂种优势效应。杂交繁育体系在奶牛业中的应用前景广阔。

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The Analysis of Efficiency of Crossbred Cows between German Simmental and Holstein

WHANG Zhi-gang1, CHANG Yao2, QIU Xiao-tian1, SUN Zhi-hua1, ZHANG Bao-shi3, WANG Ya-chun2
(1.National Animal Husbandry Service, Beijing 100125; 2.China Agricultural University, Beijing 100193; 3.Datong Sifanggaoke Agriculture and Animal Husbandry Co., Ltd., Datong 037001 )

In order to deeply understand the efficiency of crossbreeding system using German Fleckvieh sire on Holstein cows, milking, growth, rectal temperature (RT) and temperament traits of different dairy cattle groups,including German Fleckvieh×Holstein in F1 and F2 hybrids and Holstein, were compared and analyzed. The results indicated that, the milk protein percentages in F1 and F2 hybrids were both significantly higher than in Holstein(P＜0.05), milk fat percentages in F1hybrids was significantly higher than in Holstein (P＜0.05). No significant difference (P＞0.05) for somatic cell score (SCS) and milk urea nitrogen (MUN) observed. The body height of hybrids in 3 mo and 18 mo were both lower than in Holstein, chest circumference and body weight of F1 hybrids in 3mo, 6mo and 18mo were all higher than in Holstein. The crossbred cattle had significantly higher body condition score (BCS) than Holstein (P＜0.05). No significant difference was found in RT and temperament score among groups (P＞0.05), however the crossbred cattle had lower RT in summer and tend to be more docile than Holstein.In conclusion, preliminary results indicated that in general crossbred cows between German Fleckvieh sire and Holstein dam performed slightly better than Holstein in the experimental farm.

Crossbred cows; German Simmental; Holstein; Crossbreeding

S823.3

A

1004-4264（2017）12-0026-05

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.12.007

2017-10-20

乳肉兼用牛饲养管理技术推广项目；现代农业（奶牛）产业技术体系建设专项资金（CARS-36）；“十二五”科技支撑计划（2011BAD28B02）。

王志刚，男，北京人，推广研究员，主要从事动物遗传资源保护与种畜禽技术管理工作

王雅春，教授。