閆奕源，李花妮，石鳳英，魏曉冉，韓文朋，李光奇，孫 皓，吳桂琴*

（1.北京市華都峪口禽業(yè)有限責(zé)任公司，北京 101206；2. 北京市蛋雞工程技術(shù)研究中心，北京 101206；3.禽蛋品質(zhì)改良與安全技術(shù)北京市工程實(shí)驗(yàn)室，北京 101206）

現(xiàn)代家禽業(yè)是建立在純系選育、祖代和父母代擴(kuò)繁、商品代生產(chǎn)的三級(jí)繁育體系上，從純系到商品代的高效繁育依賴于人工授精技術(shù)的廣泛應(yīng)用。人工授精技術(shù)使優(yōu)秀公雞的基因得以快速?gòu)V泛傳播，從而快速改良群體遺傳水平，同時(shí)使收集種蛋的時(shí)間較自然交配大為縮短，極大地提高了生產(chǎn)效率[1]。然而，在實(shí)際育種生產(chǎn)中，人工授精的間隔通常為5 d，以保證被輸精母雞維持較高的受精率，這對(duì)于規(guī)模化種禽企業(yè)來(lái)說(shuō)人工成本較高[2-3]。因此，延長(zhǎng)人工授精間隔、降低輸精頻率，同時(shí)不顯著降低母雞受精率成為普遍關(guān)心的問(wèn)題。

人工授精的間隔主要取決于母雞的儲(chǔ)精能力，即儲(chǔ)存和持續(xù)釋放精子至膨大部受精的能力。雞輸卵管的子宮和陰道連接部（Uterovaginal Junction，UVJ）有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)，即儲(chǔ)精腺（Sperm Storage Tubes，SST），能夠?qū)⒕觾?chǔ)存于生殖道內(nèi)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十天之久。隨后精子被逐漸釋放，向輸卵管上游移動(dòng)，最終在輸卵管膨大部完成受精[4]。母雞的儲(chǔ)精能力受公雞精液品質(zhì)、輸精技術(shù)、母雞生殖道內(nèi)酸堿微環(huán)境等多重因素影響[5]，直接度量十分復(fù)雜，但可以通過(guò)母雞總體受精率和持續(xù)受精能力來(lái)衡量。本研究旨在利用育種核心群對(duì)母雞儲(chǔ)精能力相關(guān)的不同性狀進(jìn)行遺傳分析，從而為育種生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 本實(shí)驗(yàn)所使用雞群為自北京市華都峪口禽業(yè)有限責(zé)任公司自主培育的“京紅1 號(hào)”和“京粉1 號(hào)”配套系育種核心群的母本品系。該品系來(lái)源于洛島白標(biāo)準(zhǔn)品種，已持續(xù)選育15 個(gè)世代，其主選性狀為產(chǎn)蛋數(shù)和蛋品質(zhì)性狀。所有雞只均為單籠飼養(yǎng)，自由采食。

在雞只28、43、46 周齡時(shí)對(duì)母雞進(jìn)行系譜輸精。輸精采用原精液，公母比例為1∶11。每天15：00 開始對(duì)母雞進(jìn)行輸精，連續(xù)輸精2 d，第3 天到第14 天收集雞蛋，并對(duì)母雞身份信息和產(chǎn)蛋日期進(jìn)行記錄。使用巷道式孵化器進(jìn)行孵化，在孵化第15 天時(shí)進(jìn)行受精率統(tǒng)計(jì)。根據(jù)受精與否將雞蛋分為未受精蛋、胚胎死亡和受精蛋。在實(shí)驗(yàn)中，胚胎死亡和受精蛋均視為受精蛋。實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行2 個(gè)世代（12 和13 世代），系譜涵蓋1～13世代所有個(gè)體。

1.2 數(shù)據(jù)處理 本實(shí)驗(yàn)分析與母雞儲(chǔ)精能力相關(guān)的性狀：入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)、受精率、最大連產(chǎn)受精蛋數(shù)、有效持續(xù)天數(shù)和最大持續(xù)天數(shù)。其中，最大連產(chǎn)受精蛋數(shù)定義為連續(xù)2 d 人工輸精后，連續(xù)產(chǎn)受精蛋的最大持續(xù)天數(shù)；有效持續(xù)天數(shù)定義為連續(xù)2 d 人工輸精后，產(chǎn)第1 個(gè)受精蛋和最后1 個(gè)受精蛋之間的間隔天數(shù)；最大持續(xù)天數(shù)定義為連續(xù)2 d 人工輸精后到產(chǎn)最后1 個(gè)受精蛋之間的間隔天數(shù)。

在擬合模型之前，對(duì)原始數(shù)據(jù)中明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。1 d 內(nèi)入孵數(shù)在2 個(gè)以上會(huì)影響連產(chǎn)受精蛋數(shù)的統(tǒng)計(jì)，而總?cè)敕鯏?shù)過(guò)小會(huì)導(dǎo)致受精率的計(jì)算出現(xiàn)較大誤差。因此，1 d 內(nèi)入孵數(shù)在2 個(gè)以上（含2 個(gè)）和總?cè)敕鯏?shù)小于6 的數(shù)據(jù)不適于進(jìn)行下游分析，也予以剔除。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用以下4 個(gè)模型進(jìn)行方差組分估計(jì)：

模型I 中，y 是觀察值向量，b 是固定效應(yīng)向量，包含世代和批次，a 是育種值向量且服從N (0，)，pe是永久性環(huán)境效應(yīng)向量且服從N (0，)，e 為隨機(jī)參加向量且服從N (0，)，并且pe 和e 不相關(guān)，X、Z和W 分別為和b、a、pe 對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)矩陣。

模型II 中，y 是觀察值向量，b 是固定效應(yīng)向量，包含世代和批次，a 是育種值向量且服從N (0，)，e 為隨機(jī)參加向量且服從N (0,)，X 和Z 分別為b 和a對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)矩陣。

模型III 中，y 是觀察值向量，b 是固定效應(yīng)向量，包含世代和批次，a 是育種值向量且服從N (0，)，s 為公雞效應(yīng)向量服從N (0，)，e 為隨機(jī)參加向量且服從N (0，)，并且s 和e 不相關(guān)，X、Z 和W 分別為和b、a、s 對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)矩陣。

模型IV 中，yt為第t 個(gè)性狀的表型值向量，b、a 和e分別為固定效應(yīng)向量、加性效應(yīng)向量和殘差向量，X、Z 和W 分別為和b、a、s 對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)矩陣，該模型的方差協(xié)方差矩陣：，其中A 為分子血緣關(guān)系矩陣，D 為加性效應(yīng)，R 為殘差矩陣。

采用DMU 軟件中AI-REML 算法對(duì)各方差組分進(jìn)行估計(jì)，并計(jì)算遺傳參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)質(zhì)控和性狀分布 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控后，各批次約有73%～96%的數(shù)據(jù)可用于下游分析（表1）。

表1 數(shù)據(jù)質(zhì)控統(tǒng)計(jì)

由圖1 可見，反映母雞持續(xù)受精能力的6 個(gè)性狀的表型值存在不同程度的變異，入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)、受精率、有效持續(xù)天數(shù)、最大持續(xù)天數(shù)的分布均呈不同程度的向左偏移，而最大連產(chǎn)受精蛋天數(shù)的分布則更加均勻。

2.2 持續(xù)受精能力遺傳參數(shù)估計(jì) 本實(shí)驗(yàn)中獲得多批試數(shù)據(jù)，首先對(duì)描述母雞持續(xù)受精能力各性狀進(jìn)行重復(fù)力估計(jì)。表2 顯示，各指標(biāo)的重復(fù)力估計(jì)值在0.15～0.33，表明這些性狀單次測(cè)量的代表性有限，需要對(duì)多次測(cè)量值進(jìn)行取平均值后再進(jìn)行分析。因此，后續(xù)分析均是基于各性狀多個(gè)批次數(shù)據(jù)的平均值。

將各性狀的3 次測(cè)量值進(jìn)行平均之后作為各性狀的表型值，使用單性狀動(dòng)物模型BLUP 進(jìn)行遺傳力估計(jì)（表3），可以看出入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)和受精率的遺傳力較高，分別為0.12、0.18 和0.19，而最大連產(chǎn)受精蛋天數(shù)、有效持續(xù)天數(shù)、最大持續(xù)天數(shù)的遺傳力較低，均小于0.1。在所有性狀中受精率的估計(jì)遺傳力最高，達(dá)0.19。為了研究衡量持續(xù)受精能力的各個(gè)指標(biāo)和早期性狀之間的相關(guān)性，采用多性狀動(dòng)物模型估計(jì)各性狀之間的表型相關(guān)和遺傳相關(guān)。從定義上看，最大連產(chǎn)受精蛋數(shù)、有效持續(xù)天數(shù)、最大持續(xù)天數(shù)能夠反映母雞的持續(xù)受精能力，但這些性狀遺傳力過(guò)低，育種實(shí)踐中實(shí)際操作性不強(qiáng)。此外，多性狀模型中加入過(guò)多性狀會(huì)造成模型難以收斂，因此，本研究?jī)H分析了受精蛋數(shù)、受精率和早期性狀之間的遺傳相關(guān)。從表4 可以看出，受精蛋數(shù)和早期性狀之間的表型相關(guān)較低，甚至呈負(fù)相關(guān)，遺傳相關(guān)也較低；受精率和早期性狀之間也呈現(xiàn)出較低的表型相關(guān)和遺傳相關(guān)。

表2 不同指標(biāo)的估計(jì)重復(fù)力

表3 不同性狀的估計(jì)遺傳力

圖1 各統(tǒng)計(jì)量的分布圖

表4 儲(chǔ)精能力性狀和早期性狀的表型相關(guān)和遺傳相關(guān)

表5 不同性狀的公雞效應(yīng)剖分結(jié)果

2.3 公雞效應(yīng)分析 為了研究與配公雞對(duì)母雞持續(xù)受精能力的影響，本研究在模型中將公雞作為隨機(jī)效應(yīng)，估計(jì)其效應(yīng)方差。由表5 可見，對(duì)于入孵蛋數(shù)，公雞的效應(yīng)很小，僅占總方差的1.24%；但對(duì)于受精蛋數(shù)和受精率，公雞效應(yīng)占總方差比例超過(guò)了11%，并且直接加性效應(yīng)和公雞效應(yīng)存在較弱的負(fù)遺傳相關(guān)?？梢园l(fā)現(xiàn)，采用表5 中方差組分重新計(jì)算入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)和受精率3 個(gè)性狀的估計(jì)遺傳力，其估計(jì)值均比不考慮公雞效應(yīng)時(shí)低。

3 討 論

提高母雞儲(chǔ)精能力、延長(zhǎng)人工授精間隔、減少輸精頻率在家禽生產(chǎn)領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究基于育種核心群，對(duì)母雞持續(xù)受精能力相關(guān)性狀進(jìn)行了遺傳分析。在反映母雞持續(xù)受精能力的6 個(gè)性狀中，入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)和受精率為綜合性狀，是母雞產(chǎn)蛋性能和受精能力的綜合體現(xiàn)；而有效持續(xù)天數(shù)、最大連產(chǎn)受精蛋天數(shù)、最大持續(xù)天數(shù)較為直接地反映母雞持續(xù)受精能力。本研究表明，有效持續(xù)天數(shù)、最大連產(chǎn)受精蛋天數(shù)、最大持續(xù)天數(shù)這3 個(gè)性狀無(wú)論是重復(fù)力還是遺傳力，均低于入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)和受精率，表明這些性狀受到一些未知、無(wú)法控制的因素影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，提高母雞的持續(xù)受精能力固然重要，但獲得足夠多的有效受精蛋數(shù)同樣很重要，選擇持續(xù)受精能力（天數(shù)）可以改善持續(xù)受精能力，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)胚胎早期死亡率上升，導(dǎo)致最終得到的孵化雞只變少[6]。本研究中，受精蛋數(shù)和受精率的遺傳力估計(jì)值為0.18 和0.19，以往研究表明受精率的估計(jì)遺傳力在0.13～0.44，因此本研究的遺傳力估計(jì)值在合理范圍之內(nèi)[7-8]?？紤]到受精率為比率性狀，育種實(shí)踐中可以通過(guò)選擇受精蛋數(shù)來(lái)提高母雞的持續(xù)受精能力。Cheng 等[9-10]研究表明，使用受精蛋數(shù)來(lái)提高鴨子的持續(xù)受精能力是可行的。

考慮到育種工作中母雞持續(xù)受精能力表型收集的相對(duì)滯后性，通過(guò)早期性狀對(duì)母雞持續(xù)受精能力進(jìn)行間接選擇具有實(shí)際意義。本研究發(fā)現(xiàn)，受精蛋數(shù)與受精率這2 個(gè)性狀和早期性狀之間遺傳相關(guān)很弱，這與Liu 等[11]的研究結(jié)果相似。因此，利用早期性狀對(duì)母雞持續(xù)受精能力進(jìn)行間接選擇的效果不佳。

黎麗霞等[12]研究發(fā)現(xiàn)，人工授精的輸精量對(duì)矮小褐殼蛋雞母雞的持續(xù)受精能力無(wú)顯著影響。盡管如此，公雞仍然可能通過(guò)精液品質(zhì)影響精子在母雞生殖道內(nèi)的活動(dòng)，最終影響受精率等性狀。本研究發(fā)現(xiàn)，公雞效應(yīng)在受精蛋數(shù)和受精率這2 個(gè)性狀的表型方差中均超過(guò)了11%，表明公雞對(duì)母雞的受精率具有顯著影響?；旌夏Ｐ椭屑尤牍u效應(yīng)后，遺傳力估計(jì)值下降了25%～27.8%，這表明在對(duì)受精蛋數(shù)和受精率進(jìn)行遺傳分析時(shí)，應(yīng)該考慮公雞效應(yīng)，否則會(huì)導(dǎo)致估計(jì)的遺傳力偏高。

4 小 結(jié)

本研究在育種核心群中對(duì)入孵蛋數(shù)、受精蛋數(shù)、受精率、最大連產(chǎn)受精蛋天數(shù)、有效持續(xù)天數(shù)、最大持續(xù)天數(shù)進(jìn)行了遺傳分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)受精蛋數(shù)是育種生產(chǎn)中對(duì)母雞持續(xù)受精能力進(jìn)行選擇的適宜性狀。受精蛋數(shù)和母雞早期性狀之間的相關(guān)性較弱，通過(guò)早期性狀對(duì)母雞持續(xù)受精能力性狀進(jìn)行間接選擇并不可行。此外，還應(yīng)考慮人工授精時(shí)與配公雞的效應(yīng)，避免遺傳參數(shù)估計(jì)出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響選種準(zhǔn)確性。