李 尚 蘆春蓮 宋佳純 李美杰 劉義杰 曹洪戰(zhàn)

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北 保定 071001；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650000）

隨著非洲豬瘟出現(xiàn)，豬的生長(zhǎng)性狀（達(dá)100 kg 體重日齡和背膘厚度）提升不明顯，總產(chǎn)仔數(shù)從2016 年的12.31 頭增加至2021 年的13.15 頭。近年來，改善農(nóng)場(chǎng)環(huán)境、生物安全措施以及重視育種選擇均有利于提高豬繁殖性能[1]。但高產(chǎn)母豬增加了仔豬死亡率[2-3]，仍是養(yǎng)豬生產(chǎn)中面臨的重要問題[4-5]。此外，產(chǎn)仔數(shù)增加會(huì)降低仔豬的初生重，增加仔豬與功能性乳頭的比率，延長(zhǎng)分娩時(shí)間等[6-7]，這些變化可能會(huì)對(duì)母豬和仔豬的健康和福利造成不利影響。

從育種角度分析，將生存性狀納入遺傳選擇目標(biāo)可以促進(jìn)更多有活力的仔豬出生[8]。但仍存在一些問題，如對(duì)生存性狀選擇可能會(huì)對(duì)某些有益性狀產(chǎn)生負(fù)面影響[9]；而且母豬繁殖性狀間具有很強(qiáng)的相關(guān)性，增加了選育難度[10]。多元統(tǒng)計(jì)分析（主成分分析和聚類分析）為解決上述問題提供了參考，且已有研究使用綜合評(píng)分模型和指標(biāo)聚類圖確定豬繁殖性能的選育指標(biāo)[11-13]，但隨著母豬產(chǎn)仔數(shù)提高，仍需對(duì)大白豬繁殖性狀進(jìn)行研究。繁殖性狀的選擇標(biāo)準(zhǔn)主要包括總產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)[14]，對(duì)其他重要性狀的關(guān)注較少。本文整合大白母豬的表型，通過多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)繁殖性狀進(jìn)行評(píng)估，獲得能夠客觀代表繁殖性能的重要指標(biāo)，為大白豬繁殖性狀的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

大白母豬由河北省衡水市種豬場(chǎng)提供。選擇2020年7月至10月分娩的244頭大白母豬（與配公豬為大白）作為研究對(duì)象（1胎38頭，2胎146頭，3胎60頭）。所用繁殖性狀數(shù)據(jù)經(jīng)GBS 系統(tǒng)導(dǎo)出，生產(chǎn)信息由場(chǎng)內(nèi)育種專員記錄，豬個(gè)體記錄清晰、系譜完整。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究繁殖性狀主要包括總產(chǎn)仔數(shù)（TNB）、產(chǎn)活仔數(shù)（NBA）、健仔數(shù)（NHB）、初生窩重（TBW）、平均初生重（ABW）、斷奶仔數(shù)（WN）、斷奶窩重（TW）、平均斷奶重（AWW）、存活率（SR）、產(chǎn)程（FD）、出生間隔（PBI）、有效乳頭數(shù)（ETN）。其中健仔數(shù)指初生體重不小于0.8 kg、無遺傳缺陷、活力較好的仔豬頭數(shù)。仔豬21日齡記錄斷奶重。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 22.0 軟件對(duì)12 個(gè)繁殖性狀進(jìn)行主成分分析，以提取在總變異中保持盡可能多信息的主成分（主成分特征值＞1，貢獻(xiàn)率＞85.0%[15]；有效乳頭數(shù)在主成分分析中未被考慮）。計(jì)算特征向量[成分矩陣中的每個(gè)值（主成分1、2、3、4）分別除以相應(yīng)特征值的平方根]。采用組間連接法以平方歐氏距離為測(cè)度，對(duì)具有相似性狀的變量進(jìn)行R 型聚類分析。計(jì)算各個(gè)聚類中每一個(gè)性狀與其余性狀之間的相關(guān)指數(shù)均值[16]。

式中：r為Spearman相關(guān)系數(shù)；m為變量（性狀）的數(shù)量；最大的性狀作為此類的典型性狀。

使用Origin 2021 的Correlation Plot 分析繁殖性狀間的Spearman 相關(guān)。“*”為FDR 校正P＜0.05，“**”為FDR校正P＜0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 母豬繁殖性狀描述統(tǒng)計(jì)（見表1）

表1 母豬繁殖性狀描述統(tǒng)計(jì)

由表1可知，母豬各繁殖性狀的基本統(tǒng)計(jì)量包括數(shù)據(jù)量、平均數(shù)、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、最小值、最大值和變異系數(shù)。ETN 變異系數(shù)最低，為8.24%；其次是ABW 和SR，均低于15.54%。FD、PBI、TW 和NBA/ETN 變異系數(shù)相對(duì)較高，均高于23%，表明這些性狀在個(gè)體間差異較大。

2.2 繁殖性狀的相關(guān)性分析（見圖1）

圖1 繁殖性狀相關(guān)性分析

由圖1可知，TW與AWW（r=0.66）、WN（r=0.62）、SR（r=0.53）、ABW（r=0.23）、TBW（r=0.19）呈正相關(guān)（P＜0.01）。SR 與TNB（r=-0.18）、NBA（r=-0.17）呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與TW（r=0.53）、WN（r=0.45）、AWW（r=0.27）、ABW（r=0.26）呈正相關(guān)（P＜0.01）。ETN 僅與NBA/ETN相關(guān)（r=-0.37，P＜0.01）。

由于ETN 與大部分繁殖性狀無顯著相關(guān)性，故未將其納入主成分分析。

2.3 繁殖性狀的主成分分析

對(duì)繁殖性狀的12個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，各主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率見表2。

表2 繁殖性狀的總方差解釋和成分矩陣

由表2可知，4個(gè)PC的特征值大于1，分別為4.514、2.740、1.731 和1.212，貢獻(xiàn)率分別為37.617%、22.831%、14.429%和10.103%。前4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)84.980%，可以反映原變量信息。

4個(gè)主成分的主成分系數(shù)見表3。

表3 4個(gè)主成分的主成分系數(shù)

為評(píng)價(jià)豬的繁殖性能，根據(jù)主成分系數(shù)表和性狀標(biāo)準(zhǔn)化值計(jì)算相應(yīng)的F值。

F1=0.460×NBA+0.445×NHB+0.438×NBA/ETN+0.383×TNB+0.379×TBW+0.011×TW-0.040×SR+0.103×WN-0.086×AWW-0.083×FD-0.231×PBI-0.166×ABW。同樣方法計(jì)算F2、F3和F4。

以4 個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率為權(quán)重得到主成分的綜合得分，F(xiàn)=37.617%F1+22.831%F2+14.429%F3+10.103%F4，各指標(biāo)的綜合得分為F=0.176 NBA+0.199 NHB+0.168 NBA/ETN+0.125 TNB+0.233 TBW+0.149 TW+0.080 SR+0.083 WN+0.118 AWW+0.004 FD-0.047 PBI+0.065 ABW。

2.4 繁殖性狀聚類分析（見圖2）

圖2 繁殖性狀聚類分析（平方歐式距離法）

由圖2 可知，取歐式距離為16.0 時(shí)可將13 個(gè)性狀分為5 類，即NBA、NHB、NBA/ETN、TBW 和TNB 聚為一類；WN、TW 和SR 聚為一類；FD 和PBI 聚為一類；ABW和AWW聚為一類；ETN單獨(dú)為一類。每個(gè)類別中最大的作為此類的典型性狀，分別為NBA、TW、FD、PBI、AWW、ABW和ETN。

3 討論

據(jù)報(bào)道，隨著每頭母豬年提供斷奶仔豬數(shù)（PSY）提高，約20%的初生仔豬在斷奶前死亡[17]，本研究發(fā)現(xiàn)，仔豬斷奶前死亡率高（13%）。仔豬高死亡率給生產(chǎn)和福利均帶來不利影響。本研究相關(guān)性分析表明，繁殖性狀間存在不同程度的相關(guān)性，對(duì)一個(gè)性狀的選擇必須經(jīng)過全面衡量。主成分分析和聚類分析可對(duì)復(fù)雜的性狀作降維處理，以獲得一些能夠客觀代表繁殖性能的重要性狀[18]。

3.1 根據(jù)主成分分析和聚類分析確定選育指標(biāo)分析

本研究中，NBA（特征向量0.460）、NHB（特征向量0.445）、NBA/ETN（特征向量0.438）、TNB（特征向量0.383）和TBW（特征向量0.379）的方差在PC1 中最大，反映了仔豬出生相關(guān)表現(xiàn)。PC2中，TW（特征向量0.538）、SR（特征向量0.484）、WN（特征向量0.412）和AWW（特征向量0.312）的方差最大，反映了仔豬斷奶表型。前兩個(gè)主成分（PC1 和PC2）解釋了總方差的60.45%，代表了大部分指標(biāo)信息；后兩個(gè)主成分（PC3和PC4）累積貢獻(xiàn)率分別為14.43%和10.10%，占比較小，更多體現(xiàn)母豬產(chǎn)程及仔豬個(gè)體重等信息。結(jié)合聚類分析結(jié)果，NBA 和TW 可作為影響母豬繁殖力的主要性狀。由于典型性狀的判斷需要兩個(gè)以上指標(biāo)，因此后兩類性狀可結(jié)合主成分系數(shù)判斷重要性，即ABW和PBI所占權(quán)重更大，因此在選育時(shí)應(yīng)盡量側(cè)重這些性狀。張力等[12]利用主成分分析確定了長(zhǎng)白母豬繁殖性狀育種的重要指標(biāo)，并指出將TW、ABW、SR 和ETN 納入育種選擇。Kramarenko等[13]評(píng)估了不同基因組間豬的繁殖性能，發(fā)現(xiàn)PC1 以TNB、NBA 和TBW 為代表，PC2 以WN、TW和AWW為代表，與本研究結(jié)果類似。

3.2 繁殖性狀相關(guān)性分析

本研究相關(guān)性分析表明，NBA 與ABW 之間呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.38），ABW 與SR 之間呈顯著正相關(guān)（r=0.26），表明產(chǎn)活仔數(shù)越多，ABW越低，仔豬SR也越低。SR 和TW 之間存在顯著正相關(guān)（r=0.53），TW 和NBA 之間無顯著相關(guān)（r=-0.02）。大白豬的NBA 和TW 之間存在正遺傳相關(guān)（r=0.45）[19]，表明選擇TW不會(huì)對(duì)產(chǎn)活仔數(shù)產(chǎn)生負(fù)面影響。TW（約20 d）可反映母豬斷奶前的泌乳能力[20]，其結(jié)合了窩產(chǎn)仔數(shù)和仔豬21 日齡體重信息，取決于初生仔豬的數(shù)量和斷奶前仔豬的存活與生長(zhǎng)情況[21]。Dube 等[22]指出，NBA 和TW 是提高母豬生產(chǎn)力最合適的指標(biāo)。更多的產(chǎn)活仔數(shù)量和更高的21日齡窩重將有利于提高母豬繁殖力。因此，推測(cè)TW 可能是一個(gè)潛在提高豬繁殖性能的性狀且對(duì)仔豬存活有益。

主成分綜合得分可以作為繁殖性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究中，正系數(shù)的性狀主要是NBA、NHB、NBA/ETN、TNB、TBW、TW和AWW，表明對(duì)母豬繁殖力具有積極作用，而PBI（系數(shù)為負(fù)）則不利于母豬繁殖力的提高。TNB的增加可能會(huì)增加PBI，對(duì)死胎率和哺乳期前24 h及斷奶前的仔豬存活率產(chǎn)生負(fù)面影響[7,23]。原因可能是較長(zhǎng)FD導(dǎo)致仔豬出生時(shí)處于缺氧狀態(tài)，從而降低了仔豬吸吮反應(yīng)，仔豬溫度平衡性差[23]。本研究中，F(xiàn)D、PBI 與SR無顯著相關(guān)，表明其對(duì)繁殖力的貢獻(xiàn)不大。ABW是與仔豬存活相關(guān)的重要性狀，直接影響仔豬體溫調(diào)節(jié)能力和生長(zhǎng)。Chris等[24]發(fā)現(xiàn)，ABW大于1.8 kg的仔豬具有較高的存活率（＞90%），而ABW 為700 g 的仔豬存活率較低（33%）。因此，提高仔豬ABW有利于斷奶前仔豬的存活。

4 結(jié)論

本研究基于多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)大白豬繁殖性狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)NBA和TW是大白豬繁殖性能的重要指標(biāo)，也應(yīng)關(guān)注ABW和PBI這兩個(gè)性狀，尤其在大窩仔豬中。分娩間隔過長(zhǎng)會(huì)給仔豬帶來的不利影響。高產(chǎn)母豬系的選擇使產(chǎn)仔數(shù)增加，但同時(shí)仔豬死亡率升高也對(duì)生產(chǎn)和福利產(chǎn)生負(fù)面影響，提示選育時(shí)要充分考慮其他性狀的影響。