肉羊不同杂交组合生长曲线模型筛选及分析

沈嘉玘,孙渭博,施海娜,梁永虎,杨博辉,岳耀敬,袁 超,郭婷婷,文亚洲,卢曾奎*,张利平

(1.甘肃农业大学 动物科学技术学院,甘肃 兰州730070;2.中国农业科学院 兰州畜牧与兽药研究所,甘肃 兰州730050;3.庆阳市农业科学研究院,甘肃 庆阳745000;4.甘肃省绵羊繁育技术推广站,甘肃 张掖734031)

生长曲线模型能直观反映家畜生长发育过程中的动态变化,通过分析生长曲线模型揭示家畜生长发育规律可为其制定科学饲养管理方案[1-2]。建立家畜生长曲线模型能够较好地描述其有界增长现象,利用SPSS软件就可以完成生长曲线拟合[3]。曹妍等[4]利用生长曲线模型探究伊犁鹅的生长发育规律和生产潜力,发现Gompertz模型对伊犁鹅体重拟合度最好(R2>0.9900),且曲线呈“S”型,适合伊犁鹅生长发育性能的预测。李涛等[5]探究新疆褐牛不同杂交组合生产性能,对美系、德系和加系杂交牛0～24月龄体重和体尺数据进行生长曲线拟合,发现Logistic模型拟合度最佳;而且,美系杂交牛的体重、体高和胸围生长曲线优于德系和加系,具有良好的推广价值。基于此,本试验选用澳洲白、杜泊和萨福克羊为父本,地方品种湖羊为母本进行杂交试验。测定不同杂交组合1～6月龄羔羊体重,利用Brody、Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy模型进行生长曲线绘制及拟合,探究不同杂交组合羔羊体重发育规律,为筛选推广杂交羔羊最优杂交组合模式提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验动物

试验于2021年1月到2021年7月在甘肃省某肉羊制种有限公司进行。选择澳湖(A×H)187只、杜湖(D×H)232只、萨湖(S×H)129只,共计548只羔羊用于后续试验。所有羔羊45d断奶,饲喂相同的饲料并自由饮水。饲粮配方参照《中华人民共和国农业行业标准-肉羊饲养标准》(NY/T816-2004)进行配制。试验羊群全部采用舍饲饲养,饲养管理条件相同,定期做好消毒、防疫和驱虫等工作。

1.2 体重指标测定

对不同月龄羔羊使用称重器空腹度量体重(单位:kg),精确到小数点后两位。

1.3 4种体重曲线模型筛选

选择Brody、Logistic、Von Bertalanffy和Gompertz模型对1～6月龄不同杂交组合羔羊体重进行生长曲线绘制及拟合分析。生长曲线模型拟合公式及参数如表1所示。运用非线性方程估计模型初始值,A值为观测模型极限生长量,将1和2月龄观测值代入曲线表达式求出B和k值。利用SPSS进行非线性拟合时,初始值的选择简单,对最终结果影响较小[6-7]。确定曲线初始参数值A、B和k后,运用SPSS 23.0中的非线性回归分析进行迭代计算,然后将参数值代入方程表达式中获得曲线方程,其中Brody生长模型无拐点体重和日龄。

表1 4种生长曲线模型及参数

1.4 数据统计分析

通过Excel对数据进行初步统计,根据拉依达准则用SPSS 23.0软件中的分析描述功能,计算标准化数值(Z-score)且数据服从正态分布。剔除Z分数低于-3和高于3的数据后进行拟合分析。使用SPSS 23.0软件对体重数据进行单因素(ANOVA)方差分析,结果用“平均值±标准差”表示,P<0.05被认为具有统计学意义。利用SPSS 23.0软件中非线性回归分析,输入Logistic、Gompertz、Von Bertalanffy和Brody生长曲线模型表达式及初始参数值,分别对1～6月龄体重进行生长曲线拟合分析。根据四种生长曲线模型表达式,计算预测体重。用GraphPad Prism 8.0软件绘制生长曲线。

2 结果与分析

2.1 不同月龄杂交羔羊体重和日增重描述性统计

由表2可见,不同杂交组合羔羊体重在品种间和品种内均差异不显著(P>0.05)。杂交公羔1～3月龄体重增幅较快,3～6月龄增幅较为平缓。杂交母羔1～2月龄体重增幅较快,2～3月龄增幅较慢,3～4月龄增幅上涨,4～6月龄增幅趋于平缓(图1)。总体而言,杂交羔羊具有早期生长发育快的优势,但杂交母羔日增重早期波动大,应加强补饲合理搭配饲粮。

图1 不同杂交组合羔羊日增重曲线

表2 不同月龄杂交羔羊体重

2.2 不同杂交组合羔羊体重曲线模型拟合结果

澳湖4种生长曲线模型的拟合程度非常接近,R2均在0.95以上,公羔和母羔生长曲线拟合结果相似(表3)。Gompertz和Von Bertalanffy模型对澳湖公羔生长拟合效果最好(R2>0.990)且两种模型的拐点体重较为接近,其中Gompertz模型拐点体重为11.18 kg,拐点日龄为35 d;Von Bertalanffy模型拐点体重为9.18 kg,拐点日龄为25 d。Von Bertalanffy模型对澳湖母羔生长拟合效果最好(R2>0.950),拐点体重7.64 kg,拐点日龄28 d。总体来看,Von Bertalanffy模型公羔和母羔最大日增重为198 g和167 g,符合澳湖实际生长情况且R2较高。澳湖四种生长模型曲线与实测体重生长趋势基本一致(图2)。澳湖公羔1～3月龄预测日增重与实测日增重接近,3～4月龄实测日增重低于预测日增重。澳湖母羔1～2月龄实测日增重远低于预测日增重,2～4月龄实测日增重高于预测日增重,4～6月龄趋于一致。

图2 澳湖羔羊体重和日增重生长曲线

表3 澳湖羔羊体重曲线模型分析

杜湖4种模型的拟合程度非常接近,R2均在0.90以上(表4)。Brody和Von Bertalanffy模型对杜湖生长拟合效果最佳(R2>0.990),但Brody曲线模型无拐点体重和日龄。杜湖公羔Von Bertalanffy模型拐点体重为9.2 kg,拐点日龄为30 d,杜湖母羔拐点体重为9.98 kg,拐点日龄为33 d。Von Bertalanffy模型杜湖公、母羔最大日增重为185 g和146 g,符合杜湖羔羊体重实际生长现状。杜湖1～6月龄羔羊Von Bertalanffy模型体重与实测体重生长趋势基本吻合,拟合效果最佳(图3)。杜湖公羔实测日增重与预测日增重增长趋势相同。杜湖母羔1～2月龄实测体重增长趋势明显低于预测值,2～6月龄增长趋势与预测值趋于一致。

图3 杜湖羔羊体重和日增重生长曲线

表4 杜湖羔羊生长曲线模型分析

萨湖公羔四种生长曲线拟合度几乎相同,R2均大于0.997(表5)。Gompertz和Von Bertalanffy拟合度最高,萨湖母羔Brody和Von Bertalanffy体重曲线拟合度最佳。Brody体重曲线没有拐点体重与拐点日龄。萨湖公羔Gompertz模型拐点体重为10.87 kg,拐点日龄为38 d;Von Bertalanffy模型拐点体重为8.95 kg,拐点日龄为30 d。萨湖母羔Von Bertalanffy模型拐点体重为8.88 kg,拐点日龄为25 d。总体而言,Von Bertalanffy模型公羔和母羔最大日增重分别为 204 g和181 g,符合萨湖体重实际生长现状且R2很高。萨湖羔羊四种体重曲线同实测体重基本吻合(图4)。萨湖1～2月龄公羔实测日增重同预测日增重增长趋势一致,2～3月龄实测日增重低于预测日增重之后趋于一致。萨湖1～2月龄母羔实测日增重大幅度下降且低于预测日增重,2～3月龄逐渐增长且趋势趋于稳定。

图4 萨湖羔羊体重和日增重生长曲线

表5 萨湖羔羊四种生长曲线模型分析

3 讨 论

在生产中,体重是衡量肉羊生产性能的重要指标,及时准确地了解肉羊生长发育性能,有利于制定科学有效的饲养方案,进而追求获得更大的经济效益。生长曲线模型提供了一组参数,这些参数描述了随时间推移的生长模式,并估计了某些年龄家畜的预期体重。本试验中,利用Brody、Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy模型分别拟合杂交羔羊1～6月龄体重生长曲线。除了澳湖母羔Logistic模型外,四种模型中Logistic模型的R2最低,因此本试验中Logistic模型是最不适合用于杂交羔羊生长曲线拟合。同一模型中,杜湖和萨湖公羔k值大于母羔,表明公羔早期发育快;而澳湖母羔k值大于公羔(Logistic模型除外),表明母羔早期发育快。

多位学者利用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy生长曲线模型对绵羊体重进行拟合,发现Gompertz生长曲线模型拟合效果最好[8-11]。而本研究中发现Gompertz和Von Bertalanffy模型拟合效果都不错,拐点日龄与上述研究一致,但Von Bertalanffy模型预测体重和日增重更切合实际。同样,张梅[12]和魏永龙[13]分别对哈萨克羊和白绒山羊进行生长曲线拟合也发现Von Bertalanffy模型拟合效果最优,适合早期生长发育评估,这与本研究结果一致。不同品种绵羊遗传特性不同,在生长发育过程中会表现出不同的发育规律。生长曲线模型一般是对整个发育过程的体现并呈“S”型,不同发育阶段生长曲线不同。因此,不同生长曲线模型在不同品种中拟合效果不同,需要根据实际情况进行综合评判后选择最佳模型。

潘晓荣等[14]从生长发育和经济效益等方面对澳湖和杜湖杂交羔羊进行比较分析,证实澳湖和杜湖为理想的经济杂交组合。但是本试验在利用Von Bertalanffy生长曲线模型分析时发现杂交组合预测体重和日增重在2～3月龄高于实测体重,这可能是由于断奶及分群饲养等原因造成的。羔羊在45 d断奶前的主要营养来源于母乳,瘤胃尚未发育完全,断奶后应激及分群饲养导致羔羊生长速度降低,这与藏羊和乾华肉用美利奴羊的研究结果一致[15-16]。另外,本试验在甘肃省环县进行,产羔期间遭遇大雪天气15 d左右期间,羊舍内温度较低,可能对羔羊早期生长发育造成极大影响。因此,针对杂交羔羊早期生长发育快的特点,可以适当提高饲养水平,尽早开食满足其快速生长的条件,以期增加经济效益。

本试验中杂交羔羊1月龄体重高于预测值,实测最高日增重可达200 g以上,说明杂交羔羊早期生长发育速度较快。公羔拟合效果普遍高于母羔,公羔体重增加趋势实测值同预测值几乎相同,说明公羔饲养水平符合预期标准。但是母羔体重增长趋势不稳定,普遍在1～2月龄增幅速度减缓,2～3月龄增幅上升后趋于稳定,因此需要进一步优化母羔饲养条件。杂交羔羊公羔1～6月龄体重、最大日增重高于母羔,说明不同杂交组合公羔体型较大且生长发育速度较快。3种杂交组合Von Bertalanffy模型拟合参数相近,澳湖拐点日龄早于杜湖和萨湖2～5 d,拐点体重低2 kg左右。梁永虎等[17]对肉用西门塔尔牛生长曲线拟合研究发现,性成熟早晚影响拐点日龄,拐点日龄越迟该品种个体成熟越晚,但是其后期体型较大。因此,澳湖、杜湖和萨湖三种杂交组合羔羊在推广使用时,可根据Von Bertalanffy模型发育特点需要保证羔羊生长期间所需营养,提高妊娠期母羊饲养水平以增加羔羊初生重。另外结合拐点日龄,在羔羊3月龄时需加强饲养管理条件和营养水平,提供充足的营养,充分发挥杂交品种生产潜力,节省达到出栏重量的时间。

4 结 论

本试验结果表明,对3种杂交组合的拟合分析表明Von Bertalanffy模型拟合效果较好,预测值与实测值接近且符合实际情况。