不同日龄樱桃谷鸭体质量与体尺性状的主成分分析

吴金华，李庆山，谭淑雯，李 华，景栋林

(佛山科学技术学院 生命科学与工程学院，广东 南海 528231)

近年来，16～18日龄肉鸭市场交易量越来越大，而对其体质量与体尺性状的研究却鲜有报道，理论研究明显落后于市场需求，小日龄肉鸭的生长速度和体质量成为今后研究的重点，如何高效、准确地利用相互之间有着复杂关系的体尺性状尤为重要。主成分分析(Principal component analysis，PCA)是利用降维的数据处理方法，将多个实测指标转化为少数几个相互独立的综合变量来代表和综合反映原来指标大部分的信息，使各项性状之间复杂的关系进一步明朗化[1-3]，在家禽育种中有着广泛应用。前人利用该方法对不同鸭品种的体质量与体尺性状信息进行了分析，表明体质量与体尺性状之间存在较多的关联性，并将数量众多的性状指标简化成了少数几个的主要成分，为以后的品种选育、遗传改良提供了一定的理论依据[4-9]。

樱桃谷鸭因具有生长快速、抗病力强、饲料转化率高、瘦肉率高和肉质好等特点，一直受到国内外养殖者的青睐[10-12]，市场上绝大多数人将其饲养到6～7周龄上市[13-14]，这也是目前对大型肉鸭育种时的目标周龄。但是小日龄肉鸭和传统上市肉鸭由于日龄不同，性状测定时所反映出来的育种信息也不一样，二者的体质量与体尺性状之间的相关信息有何相似与区别，目前并不清楚。为此，采用主成分分析方法，对18日龄和45日龄樱桃谷鸭的体质量与体尺性状数据进行分析，探讨不同日龄樱桃谷鸭体质量与体尺性状之间的关系，以期筛选出能够反映主要信息的综合性变量，为今后樱桃谷鸭的选育和改良提供思路与方法。

1 材料和方法

1.1 材料

随机选取广东省佛山市三水某养殖场饲养的18日龄和45日龄的樱桃谷鸭各60只(公母各半)进行测量。所有樱桃谷鸭均采用地面平养方式饲养，饲养管理条件相同。试验所采用的饲料营养水平见表1。

表1 饲料营养水平

1.2 方法

参照《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》(NY/T 823—2004)[15]中的方法分别测量18日龄和45日龄樱桃谷鸭的体型指标，同一指标由专人现场测量。测定的指标分别是体质量(X1)、体斜长(X2)、颈长(X3)、半潜水长(X4)、胸宽(X5)、胸深(X6)、胸围(X7)、胸骨长(X8)、背宽(X9)、胫长(X10)和胫围(X11)。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2016进行整理，运用SPSS 20.0对数据进行相关分析和主成分分析，选取前几个特征根较大(累计贡献率≥85%)的主成分代表原来数据信息。

2 结果与分析

2.1 樱桃谷鸭体质量与体尺性状指标

从表2可以看出，18日龄樱桃谷鸭的体质量与体尺性状指标的变异系数整体上比45日龄的稍微大，但二者的各指标的变异系数均小于10%，其中18日龄樱桃谷鸭的变异系数最高的是体质量(7.969%)，半潜水长最小(2.982%)；45日龄樱桃谷鸭的变异系数最高的是体质量(8.190%)，背宽的变异系数最小(2.142%)；其余性状指标的变异系数大部分在6%左右。由此可见，各项性状指标的变异系数均较小，说明测定数据质量合格，可以进行下一步分析。

表2 18和45日龄樱桃谷鸭的体质量与体尺性状参数

2.2 樱桃谷鸭体质量与体尺性状指标的相关性

由表3可知，18日龄和45日龄樱桃谷鸭的体质量与体斜长、胫围之间均呈极显著正相关水平(P<0.01)；体质量与胸围、胸骨长之间达到显著正相关水平(P<0.05)；体质量与胸宽、背宽之间也呈极显著或显著正相关(P<0.01或0.05)；而且胸围与胸深、胸宽之间达到极显著正相关水平(P<0.01)。18日龄樱桃谷鸭颈长与胸深的相关性达到了显著正相关水平(P<0.05)；胫长与半潜水长之间达到极显著正相关水平(P<0.01)，与胸围呈现显著负相关(P<0.05)，与其他指标均无显著相关性(P>0.05)。45日龄樱桃谷鸭体质量与半潜水长、胸深之间呈显著正相关(P<0.05)；颈长与背宽之间达到极显著正相关水平(P<0.01)，与半潜水长达到显著的正相关水平(P<0.05)，与其他指标之间无显著相关性(P>0.05)；胫长与体斜长之间呈显著的正相关(P<0.05)，与其他指标之间均无显著相关性(P>0.05)。

相关分析只是对体质量与体尺性状之间的直观分析，18日龄和45日龄樱桃谷鸭的各项体尺性状之间存在着不同水平的相关性，说明体质量与各项体尺性状指标间的关系复杂。在樱桃谷鸭众多体尺性状中，如何高效利用体尺性状作为选育指标，还需进行主成分分析。

2.3 樱桃谷鸭体质量与体尺性状指标主成分分析

分别对18日龄和45日龄樱桃谷鸭的11项体质量与体尺性状进行主成分分析，按照累计贡献率达到85%以上的要求，18日龄樱桃谷鸭选取了前5个主成分(累计贡献率85.147%)，45日龄樱桃谷鸭选取了前5个主成分(累计贡献率87.277%)，入选主成分的特征根、贡献率、累计贡献率见表4。

颈动脉及下肢动脉不稳定斑块发生率与AHI呈正相关，OSAHS与动脉硬化、血压、血糖等数据呈正相关，严重的OSAHS患者更易出现高血压、2型糖尿病、高脂血症，颈动脉以及下肢动脉硬化等症状[32-33]。另外，有研究证实睡眠呼吸暂停与周围动脉疾病（PAD）发病率之间密切相关，并且两者的相关性还受到种族差异影响，Nagayoshi等[34]在评价了1844名睡眠呼吸暂停患者的严重程度后发现，其与PAD的相关性在黑人中显著增高。

对于18日龄樱桃谷鸭来说，主成分1—5的特征向量数据代入主成分公式，分别如下：

F1=0.834X1+0.820X2+0.286X3+0.426X4+0.564X5+0.474X6+0.610X7+0.414X8+0.860X9-0.063X10+0.714X11；

表3 18和45日龄樱桃谷鸭的体质量与体尺性状间的相关系数

表4 18和45日龄樱桃谷鸭的体质量与体尺性状的特征根、贡献率和特征向量

F2=0.051X1+0.245X2+0.105X3+0.714X4+0.073X5-0.371X6-0.515X7-0.350X8+0.021X9+0.829X10+0.069X11；

F3=0.157X1+0.168X2-0.363X3+0.018X4-0.675X5+0.109X6-0.407X7+0.756X8+0.084X9+0.140X10+0.040X11；

F4=-0.205X1-0.115X2+0.693X3-0.013X4-0.306X5+0.692X6+0.022X7-0.009X8-0.102X9+0.317X10+0.022X11；

F5=-0.370X1-0.338X2-0.467X3+0.335X4+0.094X5+0.257X6+0.226X7+0.051X8-0.095X9+0.126X10+0.466X11。

主成分1的特征根为3.969，贡献率为36.081%，除了胫长以外，其余指标的特征向量系数都为正值，其中背宽的特征向量系数最大(0.860)，体质量和体斜长的特征向量系数均大于0.8。可见，主成分1可称为18日龄樱桃谷鸭的整体体型因子。主成分1较大，说明樱桃谷鸭整体结构生长发育良好。主成分2特征根为1.807，贡献率为16.425%，特征向量系数以胫长(0.829)最大，背宽(0.021)和体质量(0.051)均较小，且胸深、胸围和胸骨长均为负值，主成分2可作为胫长因子，该主成分越大，胫长越长，但胸部可能发育不佳。主成分3特征根为1.418，贡献率为12.890%，以胸骨长的特征向量系数(0.756)最大，其次为胸宽(-0.675)，可视为体长因子，该主成分较大，说明樱桃谷鸭躯体越细长。主成分4特征根为1.220，贡献率为11.094%，特征向量系数以颈长(0.693)最大，可视为颈长因子。主成分5特征根为0.952，贡献率为8.657%，胫围的特征向量系数(0.466)最大，体质量、体斜长和颈长均为负值，该成分可视为胫围因子。

对于45日龄樱桃谷鸭来说，主成分1—5的特征向量数据代入主成分公式，分别如下：

F1=0.892X1+0.866X2+0.310X3+0.586X4+0.882X5+0.410X6+0.469X7+0.642X8+0.655X9+0.457X10+0.632X11；

F2=-0.175X1-0.046X2+0.696X3+0.469X4-0.268X5-0.678X6-0.759X7+0.437X8+0.523X9+0.046X10-0.110X11；

F3=-0.079X1+0.202X2+0.073X3+0.027X4-0.112X5-0.396X6-0.006X7-0.371X8-0.349X9+0.602X10+0.494X11；

F4=-0.166X1-0.306X2+0.393X3-0.022X4-0.079X5+0.272X6+0.347X7-0.010X8+0.116X9+0.552X10-0.352X11；

F5=0.125X1-0.169X2+0.305X3+0.445X4-0.171X5+0.279X6+0.019X7-0.293X8-0.164X9-0.272X10+0.200X11。

第1主成分特征根为4.601，贡献率41.826%，相应的特征向量系数以体质量(0.892)最大，体斜长和胸深都大于0.8，且其余指标均为正值且均大于0.3，故该主成分可称为整体体型因子。主成分2特征根为2.324，贡献率为21.125%，特征向量系数以胸围(-0.759)最大，其次为颈长(0.696)和胸深(-0.678)。可见，主成分2较大时，颈长越长，胸围胸深较小，可视为颈长因子。主成分3特征根为1.089，贡献率为9.899%，胫长(0.602)特征向量系数最大，其次为胫围(0.494)，胸深、胸围和背宽均为负值，可视为胫部因子。主成分4特征根为0.917，贡献率为8.337%，胫围(0.552)的特征向量系数最大，体质量、体斜长和胫围均为负值，可称为胫围因子。主成分5特征根为0.670，贡献率为6.090，特征向量系数以半潜水长(0.445)最大，其次为颈长(0.305)，反映了颈部的信息，可视为颈部因子。

3 结论与讨论

3.1 不同日龄樱桃谷鸭体质量与体尺性状指标的特征及其相关性

在家禽遗传选育中，体质量和体尺性状是重要的表型性状，且这2种性状关系密切，利用两者的相关性可进行家禽早期生长的选育，加快选育进程[16-17]。从整体来看,本研究中18日龄樱桃谷鸭的变异系数比45日龄的略大，说明18日龄樱桃谷鸭有待选择的余地相对较大，对其进行选育效果可能相对明显。

家禽体质量与体尺性状指标的相关性可受到品种、性别和周龄等因素的影响[4,18-19]。本研究中，18日龄和45日龄樱桃谷鸭体质量与体尺性状之间、不同体尺性状之间的相关分析结果有一定的相似之处，如两者的体质量与多项体尺指标之间(体斜长、胫围、胸围、胸骨长、胸宽和背宽)呈显著或极显著的正相关，这与李秀等[5]、李丽等[9]在山麻公鸭、绍兴公鸭上的研究结果基本一致。在体尺指标之间，18日龄和45日龄樱桃谷鸭的胸围与胸深、胸宽之间呈现极显著的正相关，但45日龄樱桃谷鸭的2个相关系数均比18日龄大，说明胸部性状指标可能受到生长发育的影响。18日龄樱桃谷鸭体质量与体斜长的相关系数最大，这与汤绮明等[6]对雷州黑羽公鸭的研究结果一致。故可以优先考虑把体斜长作为18日龄樱桃谷鸭估算体质量的体尺指标。

3.2 不同日龄樱桃谷鸭体质量与体尺性状指标主成分分析

根据特征根和贡献率的生物学意义，特征根的高低反映的是复合性状遗传方差的高低，而累计贡献率反映各复合性状相对于所有复合性状对遗传方差贡献的百分率。特征向量表示复合性状中各性状对复合性状贡献的度量，其绝对值和符号分别反映了各性状对该主成分作用的大小和性质[6,20]。本研究对18日龄和45日龄樱桃谷鸭的11项性状进行了主成分分析，两者均简化成5个主成分，且贡献率都在85%以上；两者的主成分1贡献率都是最大的，分别为36.081%和41.826%，且均为整体体型因子，综合反映的信息量最大，但两者的主成分1反映信息的侧重点略有不同。18日龄樱桃谷鸭的主成分1中，背宽、体质量和体斜长对主成分贡献率均大于0.8，且大小相近；而45日龄樱桃谷鸭的主成分1中，体质量、体斜长和胸深对主成分贡献率均大于0.8，且大小相近。出现这些现象的原因可能是不同日龄樱桃谷鸭生长发育特征不同，也可能是饲养环境包括日粮营养改变所导致。从各个主成分的特征向量可知，18日龄樱桃谷鸭中对主成分的贡献率最大的体型性状指标分别为背宽、胫长、胸骨长、颈长和胫围，45日龄樱桃谷鸭中对主成分的贡献率最大的体型性状指标分别为体质量、颈长、胫长、胫围和半潜水长。

综上，在樱桃谷鸭的选育中，选择的指标应至少包括体质量、体斜长、颈长、胫长和胫围这5个指标。