金開林,陳兆賢,侯紹云,熊 斌,熊應龍,何宇峰
(1.冕寧縣農業(yè)農村局,四川 冕寧 615600;2.涼山州原生農業(yè)綜合開發(fā)有限責任公司,四川 冕寧 615600;3.涼山州農業(yè)農村局,四川 西昌 615000)
瀘寧雞是產于四川省冕寧縣的地方家禽品種,屬于肉蛋兼用型優(yōu)良地方遺傳資源,中心產區(qū)位于四川省涼山州冕寧縣瀘寧區(qū),該雞種具有早期生長快、肉質鮮美、體型較大、產蛋多、抗病力強、耐粗飼、耐應激等特點。群體中存在白羽烏骨雞,由于數量少,過去很少有相關研究,課題組在與涼山州原生農業(yè)綜合開發(fā)有限責任公司合作進行瀘寧雞保種繁育的過程中,對白羽烏骨雞進行了家系繁育,為了保種選育有據可依,應用主成分分析法對白羽烏骨家系的生長發(fā)育性狀進行了研究分析,以便找出影響白羽烏骨家系個體的主要性狀。
主成分分析是把原來多個變量化為少數幾個綜合指標的一種統(tǒng)計分析方法,從數學角度來看,主成分分析法是一種降維處理技術。其具體分析方法如下。
假定有n個樣本,每個樣本有p個變量描述,這樣就可以構成一個n×p階的數據矩陣:
(1)
怎樣才能從眾多變量的數據中抓住主要的變量指標,就需要進行降維處理,即用較少的幾個綜合指標來代替原來較多的變量指標,而且使這些較少的指標既能盡量多地反映原來較多指標所反映的信息,同時它們之間又是彼此獨立的。如何選取這些綜合指標(即新變量),最簡單的方法就是取原來變量指標的線性組合,適當調整組合系數,使新的變量指標之間相互獨立且代表性最好。
如記原來的變量指標為X1,X2,……,Xp,它們的綜合指標(新變量指標)為Z1,Z2,……,Zm(m≤p),則:
(2)
式中,系數1ij由以下原則來決定:①Zi與Zj(i≠ j;i,j=1,2,……,m)相互無關。②Z1是X1,X2,……,XP的一切線性組合中方差最大者;Z2是與Z1不相關的X1,X2,……,XP的第一,第二,……,第m主成分,其中Z1在總方差中占的比例最大,Z2,Z3,……,Zm的方差依次遞減,在生產實際中進行主成分分析,經常是挑選前幾個最大的主成分,這樣既可以減少變量的數目,又抓住了主要矛盾,簡化了變量之間的關系。
通過以上說明可以看出,找出主成分就是確定原來變量Xj(j=1,2,……,p)在諸主成分Zi(i=1,2,……,m)上的荷載1ij(i=1,2,……,m;j=1,2,……,p),從數學上可以知道它們分別是 X1,X2,……,XP相關矩陣的m個較大的特征值所對應的特征向量。
主成分分析是畜禽遺傳育種中研究應用最多的一種多元統(tǒng)計方法,其原理是利用降維的思想,使復雜的問題簡單化,抓住主要矛盾進行分析。其基本步驟為:確定分析變量,收集數據,原始數據的標準化處理,由標準數據求斜方差矩陣,求R的特征值、特征向量和主成分的方差貢獻率,提取主成分,求主成分分值,計算綜合分值。
瀘寧雞來自涼山州原生農業(yè)綜合開發(fā)有限責任公司,通過對瀘寧雞擴繁群后代的選擇,將白羽烏骨雞組成家系繁育群,按公母1:10的比例組群,并采用人工授精方式配種,在相同條件下孵化飼養(yǎng),飼養(yǎng)到19周齡時,隨機抽樣測定相關指標作為分析材料。
分析材料飼養(yǎng)到19周齡時,在早上飼喂前隨機抽樣,按農業(yè)行業(yè)標準NY/T523-2004家禽生產性能名詞術語和度量統(tǒng)計方法,測定體尺體重指標,包括:胸深(X1)、胸寬(X2)、龍骨長(X3)、脛長(X4)、盆骨寬(X5)、脛圍(X6)、體斜長(X7)、體重(X8);利用Excel和spss軟件,分別進行性狀描述分析,相關分析和主成分分析。
19周齡體尺性狀分析如表1所示,體重性狀統(tǒng)計分析如表2所示。從表1、表2可看出,各性狀平均值參數指標與中位數均較接近,表明性狀均值有代表性,從各性狀峰度值在-0.02~0.8,偏度值在-0.22~0.51,各性狀最大值與最小值經處理相差比率在36.10~183.40,表明各性狀分布離差較大,群體中存在性狀的明顯差異,表型值遺傳差異明顯,存在明顯的可選擇性。
表1 樣本體尺性狀統(tǒng)計分析
表2 樣本體重性狀統(tǒng)計分析
3.2.1 性狀相關分析
從表3可以看出除胸寬與脛長(r X2X4=0.182 2)相關性較弱,龍骨長與脛長(r X3X4=0.241 1)相關顯著(P<0.05)外,其余性狀間相關系數均達到極顯著水平(P<0.01);說明體重與體尺相關性狀間都是正相關關系,選擇這些體尺大的,都會影響體重性狀和相關性狀。
表3 樣本相關系數
3.2.2 主成分荷載與特征值貢獻率
從表4可以看出,按不低于85%的累計特征值貢獻率提取前4個主成分,特征值分別是4.810、0.907、0.682、0.557,方差貢獻率分別是60.121%、11.343%、8.529%、6.957%,累計貢獻率達到86.949%。
表4 主成分特征值及貢獻率
主成分分析的原理就是可以將多指標問題化為較少的新的指標來獲得相關重要信息,并可以包含樣本的主要信息,此例提取4個主成分已包含了樣本主要信息,可以取代樣本的綜合指標。因此可以用提取的主成分荷載進行主成分因子判斷,主成分荷載如表5所示。
表5 主成分荷載
第一主成分中8個性狀荷載系數在0.451~0.923,其中較大荷載系數是體重(0.923),其次是體斜長(0.884),可見能最大限度的結合較多原始信息,是概括指標差異的最佳線性函數,當體重大時相應的體斜長等指標會更大,因此第一主成分可定義為體斜長生長發(fā)育因子。
第二主成分中突出較大荷載系數是脛長(0.825),表明當脛長越長時,個體體重會更大,因此可為脛長因子。
第三主成分中較大荷載系數是胸寬(0.537),其次是脛圍(0.334),當胸寬較大時,胸圍相應會更大,其個體體重也會更大,可定義為胸寬因子。
第四主成分中較大荷載系數是并列的胸寬(0.362)和脛長(0.310),當胸寬和脛長同時較大時,對個體體重產生影響,鑒于第二主成分為脛長因子、第三主成分為胸寬因子,因此第四主成分可定義為胸寬脛長互補因子。
通過以上分析可以看出,所提取的4個主成分代表的主要信息定義的主要因子——體斜長生長發(fā)育因子、脛長因子、胸寬因子和胸寬脛圍互補因子,是影響瀘寧雞白羽烏骨雞生長發(fā)育性狀的主要因素。
通過對瀘寧雞白羽烏骨家系后代的主成分分析可以看出,性狀大小分布差異較大,研究樣本具有可選擇性,提取的4個主成分累計貢獻率達到86.949%,因此可以作為瀘寧雞白羽烏骨雞的選育依據,初步得出以下結論。
1)運用主成分分析所提取的4個主成分,完全包含了樣本的主要信息,可以取代樣本的綜合指標。將其作為選育依據,可以提高以群體體重為主的綜合性狀。
2)通過提取主成分最大荷載命名因子,可以得出影響瀘寧雞白羽烏骨雞個體體重的主要性狀是體斜長、脛長和胸寬。