蛋鸡资源群体产蛋性状遗传参数分析

2019-05-15 07:35:00窦套存胡玉萍沈曼曼王星果王克华
四川农业大学学报 2019年2期
关键词:蛋重遗传力产蛋

郭 军,曲 亮,窦套存,胡玉萍,沈曼曼,王星果,王克华

(江苏省家禽科学研究所,江苏 扬州 225125)

遗传参数是畜禽数量遗传研究基本内容,最初用于预测选择反应[1]。随着BLUP 方法不断在畜禽育种取得成果,剖分重要经济性状的方差组分成为畜禽遗传学研究重点。尽管以候选基因分析、QTL定位、RNA-Seq 分析以及全基因组关联分析发掘的分子标记不断增多,无可否认当前畜禽育种实践仍以混合线性模型理论为主要推动力。

产蛋总重不仅是决定养鸡收益的一项重要指标,还影响采食量、蛋品质、存活率,具有经济上的重要意义。然而,以往蛋品质遗传评估研究,由于统计产蛋总重费时费力,产蛋总重大多作为次要角色。随着活禽市场逐步取缔,提高产蛋总重在地方特色蛋鸡选育上越来越重要。多篇文献报道单纯提高产蛋率并非提高养殖收益的最佳选择[2-5]。究其原因,产蛋数与单个蛋重存在负相关,高强度选择产蛋数导致蛋重下降,进而影响总蛋重。影响产蛋总重的因素较多,包括年龄、营养、遗传背景以及饲养方式[6-8]。品种比较试验表明产蛋数、蛋重等产蛋性状存在群体特异性[9-10]。为评估产蛋总重、产蛋数以及单个蛋重性状之间遗传关系,H.Jorjani 等收集白莱航鸡群体数据,结果表明产蛋数、蛋重、产蛋总重、对照系产蛋总重遗传力分别为0.11±0.07、0.27±0.10、0.26±0.10、0.67±0.16,与理论期望基本一致[11]。同样以白莱航蛋鸡为遗传评估对象,A.Sewalew 等以个体动物模型剖分产蛋总重方差组分,结果表明产蛋数、蛋重、产蛋总重、对照系产蛋总重遗传力分别为0.69±0.02、0.62±0.02、0.40±0.02、0.62±0.03[12]。针对两个褐壳蛋鸡品系,T.Savas 等以动物模型产蛋性状遗传参数,结果表明产蛋总重遗传力分别为0.22±0.06、0.37±0.02[13]。同样基于动物模型,S.Niknafs 等评估伊朗地方鸡种产蛋总重遗传力为0.16±0.01[14]。国外学者研究了蛋鸡、地方鸡种产蛋总重遗传参数,然而尚未见针对国内鸡种产蛋总重进行遗传评估。本试验以白莱航鸡与东乡绿壳蛋鸡F2 分离群体为素材,采用多性状动物模型计算产蛋性状遗传力、遗传相关系数,旨在厘清蛋重、产蛋数、开产性状与产蛋总重之间关系。

1 材料和方法

1.1 试验动物

依照F2 设计,以东乡绿壳蛋鸡与白莱航鸡杂交组建资源群体。P 代东乡绿壳蛋鸡群体由257 只母鸡、244 只公鸡组成,白莱航鸡群体由86 只母鸡、53 只公鸡组成。从P 代群体选出6 只东乡绿壳蛋鸡公鸡与86 只白莱航鸡母鸡交配,繁育F1代正交群体,出雏552 只;选出140 只东乡绿壳蛋鸡母鸡与6 只白莱航鸡公鸡组成并繁育反交群体,F1出雏1 029 只。F1代正交群体组成23 个家系,获得1 760只F2代鸡雏;F1代反交群体组成26 个家系,获得1 989 只F2代鸡雏。试验鸡分3 个阶段饲养,第一阶段从出雏到7 周龄为育雏期,第二阶段从8 周龄到18 周龄为育成期,第三阶段从19 周龄到淘汰为产蛋期。试验鸡单笼饲养,鸡笼为3 层阶梯式,鸡只单独戴翅号,饲喂常规饲料。育成期每日光照8 h,产蛋期每日光照16 h。机械化喂料、清粪。

1.2 数据测定

试验鸡系谱资料完整。除有蛋重记录的母鸡外,系谱记录还包括配种公鸡及P 代父母信息。从32~60 周每4 周称量1 次蛋重,每个测定周每只母鸡连续收集3 枚蛋,用电子天平(JY10001,上海良平仪器仪表有限公司)称取单个蛋重,取3 个蛋重平均值作为测量周蛋重。蛋重原始数据来自2 146 只母鸡,共有15 825 条记录。去除数据明显错误和重复个体,整理成Excel 格式;除去3 倍标准差之外数值,去除少于5 条记录的个体。经初步筛选,数据集剩余15 626 条记录。

以内插法计算非测定周的平均蛋重。针对线性内插法、三次样条内插法和三次Hermite 多项式内插法,以现有的测定周平均蛋重数据进行交互验证。具体操作过程:①预先删除48 周龄数据,组成新的平均蛋重数据;②以3 种内插法分别48 周龄数据;③将内插法获得的48 周龄数据与原有数据比较,误差最小的即为最适内插法。经数据分析,线性内插法为最适方法。

开产日龄、开产体重、产蛋数以同样的程序进行数据整理。产蛋数是试验鸡从32~60 周龄日产蛋数累积。产蛋总重是每个鸡32~60 周龄所产蛋重的累加,现实生产中无法实现每天测蛋重。本研究以周平均蛋重乘以周产蛋数,然后将周产蛋总重累加即为测定期内产蛋总重。缺失的周平均蛋重以线性内插法获得,计算产蛋总重。然后,用SPSS Statistics 21(IBM 公司,芝加哥,美国)对产蛋性状表型值进行单因素方差分析和T 检验分析,确定列入固定效应因素。

1.3 统计分析

以WOMBAT 软件的AIREML 方法分析(协)方差组分、个体近交系数以及遗传力[15]。所用多性状动物模型矩阵表达式:

式中:y 是所有个体性状表型值向量;a,b,e 分别是加性遗传效应、固定效应以及残差效应的向量。X,Za分别是固定效应、加性遗传效应的指定矩阵,I 为单位矩阵。

应用单性状动物模型逐个分析东乡绿壳蛋鸡-白莱航鸡资源群体产蛋性状,确定加性遗传方差、残差初始设定值。然后,以多性状动物模型评估资源群体产蛋性状,当对数似然值变化小于5×10-4、参数向量变化小于10-8、梯度向量范数小于10-3时,运行达到收敛标准,完成计算。

2 结果与分析

2.1 表型值比较

在计算产蛋性状遗传参数之前应分析环境因素对表型方差的影响,确定列入固定效应的因子。由表1可知,白莱航鸡与东乡绿壳蛋鸡开产日龄相近,开产体重、蛋重、产蛋数、产蛋总重略高于东乡绿壳蛋鸡。F2群体比F1群体晚开产,但产蛋总重、产蛋数好于后者。根据表1数据还可推算,产蛋总重和产蛋数变异系数较大。经单因素方差分析,东乡绿壳蛋鸡、白莱航鸡、F1群体、F2群体产蛋性能平均值存在显著差异(P<0.01)。综合考虑,产蛋性状遗传参数分析时将品种、世代列入固定效应。

表1 资源群体各世代产蛋性状描述Table 1 Described on reproduction traits in the resource population

2.2 遗传力估计

结果表明,产蛋总重、产蛋数、40 周龄蛋重、开产日龄、开产体重、开产蛋重残差占比依次为71.99%,67.12%,41.73%,64.98%,35.05%,55.73%。开产体重、40 周龄蛋重属于高遗传力性状,产蛋总重、产蛋数、开产日龄和开产蛋重属于中等遗传力性状。

表2 产蛋性状方差组分及遗传力Table 2 Variance components and heritability on reproduction traits

遗传相关系数是制定育种规划、实施多性状选择所必需的指标。本研究结果表明产蛋总重与开产日龄存在中等负遗传相关,与产蛋数存在强遗传相关(表3);产蛋数与开产日龄、40 周龄蛋重、开产蛋重存在中等负遗传相关;40 周龄蛋重与开产体重、开产蛋重存在强遗传相关;开产体重与开产蛋重存在中等遗传相关。产蛋总重与产蛋数表型相关大于遗传相关,推测产蛋总重与产蛋数存在较强环境相关;40 周龄蛋重与开产体重、开产蛋重表型相关小于遗传相关,推测产蛋总重与产蛋数存在中等负环境相关。

表3 产蛋性状遗传相关系数(右上)及表型相关系数(左下)Table 3 Estimated values of genetic and phenotypic correlations on reproduction traits

3 讨论与结论

本研究以个体动物模型分析了产蛋总重遗传参数及其与产蛋数、蛋重等产蛋性状之间的遗传相关。动物模型通过固定效应和协变量解决批次、场地、遗传组等引起的群体结构层化问题,近年来广泛用于畜禽遗传评估[16-17]。资源群体产蛋总重加性遗传方差为0.34 kg2,可知其遗传标准差为0.58 kg。遗传标准差是重要的群体遗传参数,与遗传进展有关,用来制定育种规划、预测选择反应。产蛋总重与40 周龄蛋重呈中等遗传相关,与开产体重存在较弱遗传相关,与开产蛋重无关。S.Niknafs 等针对伊朗地方鸡种进行遗传评估,研究结果与本文相近,产蛋总重与产蛋数、开产日龄、开产体重、开产蛋重、32 周龄蛋重遗传相关系数依次为0.96、-0.46、-0.02、0.02、0.23[14].H.Jorjani 等以动物模型评估4个蛋鸡品系,得出的遗传相关系数与本研究结果近似,即产蛋总重与产蛋数存在较强正相关,与开产日龄呈现负相关[11]。蛋鸡产蛋总重遗传参数因群体不同而存在差异,这提示我们开展地方鸡选育时应专门针对选育群体进行遗传评估,最好选育几个世代后再重新评估遗传参数。

开产性状影响早期产蛋数,还与饲料转化率、体重及存活率有关。本研究结果表明资源群体开产日龄遗传力与伊朗马赞达兰鸡的近似[14],在洛岛红鸡遗传力估值区间内[18],高于白莱航鸡和新汉普夏鸡[19],低于褐壳蛋鸡[20]和伊朗法尔斯鸡[21-22]。对于开产蛋重,其遗传力存在品种特异性。马赞达兰鸡开产蛋重为0.17±0.01[14],韩国地方鸡开产蛋重遗传力为0.06~0.13[23]。本文估计值高于国外研究结果,国外两个研究针对的是纯系群体,本研究以F2分离群体为素材,相当于两个纯系融合成一个基因库,加性遗传方差相对增多,因而表现为遗传力较高。对于开产体重,伊朗地方品种Far 鸡遗传力为0.52~0.58[22]、马赞达兰鸡为0.47[14],韩国地方鸡种遗传力为0.38~0.57[23]。东乡绿壳蛋鸡-白莱航鸡资源群体开产体重高于国外地方鸡种,原因与前述近似。

随着家禽品种资源普查、认定工作不断推进,越来越多的地方鸡种走向商业化开发,相应的遗传评估工作亟须跟进。本研究针对东乡绿壳蛋鸡-白莱航鸡资源群体,应用多性状动物模型估计产蛋性状遗传力、遗传与表型相关系数。结果表明:批次、品种对产蛋性状有着重要影响,应将其列入固定效应,如果将这些因素从固定效应去除,将导致产蛋性状遗传参数估值过高,影响个体育种值排序及群体选择反应预测;产蛋总重属于中等遗传力性状,主要取决于产蛋数。本研究以多性状动物模型结合平均信息约束最大似然算法评估蛋鸡资源群体产蛋性状,所得遗传力、遗传相关系数等遗传参数与相关文献报道基本一致。

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