藍(lán)康澍,李 潔,牛至寒,沈成龍,王勇勝*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西楊凌 712100)

荷斯坦奶牛作為世界上產(chǎn)奶量最高、養(yǎng)殖數(shù)量最多的奶牛品種[1],為人類(lèi)提供了豐富、優(yōu)質(zhì)的奶源。尤其在當(dāng)今人們生活水平不斷提高的情況下,人們對(duì)優(yōu)質(zhì)牛奶的需求越來(lái)越高。但是近年來(lái)對(duì)奶牛的不當(dāng)篩選使得奶牛繁殖性能降低,奶牛在泌乳高峰期時(shí),能量需求會(huì)高于供應(yīng),造成負(fù)能量平衡,此時(shí)奶牛會(huì)調(diào)動(dòng)機(jī)體代謝來(lái)增加泌乳所需的能量供應(yīng),使得奶牛在提高泌乳量的同時(shí)降低自身體況指數(shù)。而體況指數(shù)的降低又會(huì)造成奶牛繁殖性能(如產(chǎn)犢間隔、受孕率等)降低[2]。因此,傳統(tǒng)選育方法僅通過(guò)泌乳奶牛的體況指數(shù)進(jìn)行篩選以提高泌乳產(chǎn)量是不可取的[3]。奶牛的繁殖性能降低一直都是限制奶牛產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要因素之一[4]。這些都提示了我們需要在提高產(chǎn)奶量的同時(shí),對(duì)奶牛繁殖性能進(jìn)行提升。

作為雌性生殖系統(tǒng)的重要組成部分,卵巢對(duì)雌性動(dòng)物的繁殖性能起決定性作用,卵巢不僅能夠產(chǎn)生卵子,還作為內(nèi)分泌腺分泌可調(diào)節(jié)生殖過(guò)程的生殖激素[5]。許多研究都開(kāi)始以卵巢性狀為研究對(duì)象,研究如何建立高繁殖力牛群[6]。但是有關(guān)卵巢性狀之間相關(guān)關(guān)系的研究仍較欠缺,了解卵巢性狀之間的關(guān)系更有助于對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和未來(lái)卵巢發(fā)育規(guī)律相關(guān)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析。

因此,通過(guò)對(duì)大樣本(n=389)發(fā)情后期中國(guó)荷斯坦奶牛的卵巢性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)和回歸性分析,并建立卵巢性狀的最優(yōu)回歸方程,為后續(xù)牛卵巢生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律研究提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 卵巢收集與分型 試驗(yàn)中的卵巢來(lái)源于同一屠宰場(chǎng)(陜西西安屠宰場(chǎng))。根據(jù)所收集卵巢卵泡及黃體、白體的出現(xiàn)情況,間接對(duì)卵巢來(lái)源個(gè)體進(jìn)行發(fā)情周期分期。分期標(biāo)準(zhǔn)如下:卵巢上無(wú)較大卵泡(直徑>8 mm)和黃體的判定為發(fā)情前期;卵巢上有較大卵泡(直徑>8 mm)且沒(méi)有黃體的判定為發(fā)情期;卵巢上含有Ⅰ型或Ⅱ型黃體的判定為發(fā)情后期;卵巢上含有Ⅲ型和Ⅳ型黃體的判定為發(fā)情間期(表1,黃體分型標(biāo)準(zhǔn)參照王艷東等[10]的研究)。

表1 黃體分型標(biāo)準(zhǔn)[10]

1.1.2 卵巢性狀測(cè)量 最終共計(jì)收集390頭發(fā)情后期奶牛的卵巢。采用兩把鐵尺垂直放置對(duì)卵巢的長(zhǎng)(x1)、寬(x2)和高(x3)進(jìn)行測(cè)量并記錄,將卵巢放于無(wú)菌電子天平進(jìn)行稱(chēng)量并記錄卵巢重量(y)數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)整理 將測(cè)量所得數(shù)據(jù)錄入Excel 2019進(jìn)行整理,剔除不合理數(shù)據(jù),最終獲得389頭奶牛的卵巢的長(zhǎng)、寬、高和重量數(shù)據(jù)。

1.2.2 相關(guān)性分析 使用SPSS 23.0軟件對(duì)卵巢表型統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分析。采用SPSS軟件中的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)方法對(duì)卵巢長(zhǎng)、寬、高和卵巢重量進(jìn)行相關(guān)性分析,并利用Pearson法對(duì)卵巢性之間的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分析。

A.長(zhǎng)和寬的測(cè)量;B.長(zhǎng)和高的測(cè)量,單位為cm

1.2.3 通徑分析 隨后以卵巢重量y為因變量,卵巢長(zhǎng)(x1)、卵巢寬(x2)和卵巢高(x3)為自變量進(jìn)行通徑分析,對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分解。

1.2.4 逐步回歸分析 最后再對(duì)卵巢性狀進(jìn)行逐步回歸分析,構(gòu)建回歸模型,建立卵巢重量和卵巢長(zhǎng)、寬、高的最優(yōu)回歸方程。

腕表搭載Cal.3638自動(dòng)上鏈機(jī)心，機(jī)心由鑲有39枚紅寶石軸承的464個(gè)部件組成，動(dòng)力儲(chǔ)存可達(dá)7天。12點(diǎn)鐘位置的小表盤(pán)顯示時(shí)辰數(shù)字及字符（24小時(shí)一周期）；3點(diǎn)鐘位置顯示五行元素和十天干（10年一周期）；9點(diǎn)鐘位置顯示農(nóng)歷月（12個(gè)月一周期）、農(nóng)歷日（30天一周期）及閏月；12點(diǎn)鐘位置的年份視窗顯示當(dāng)年所屬生肖（12年一周期），月相盈虧顯示則位于表盤(pán)6點(diǎn)鐘方位。2018為中國(guó)狗年，一只生肖狗昂首立于12點(diǎn)鐘位置，寓意2018吉犬“旺”年，福祿呈祥。

2 結(jié)果

2.1 卵巢數(shù)據(jù)整理及相關(guān)性分析

對(duì)389枚卵巢數(shù)據(jù)進(jìn)行表型統(tǒng)計(jì)。表2為卵巢性狀的“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”。

表2 中國(guó)荷斯坦奶牛的卵巢性狀統(tǒng)計(jì)量(n=389)

對(duì)卵巢重量與卵巢長(zhǎng)、寬和高的相關(guān)性分析如表3所示,可得卵巢長(zhǎng)、寬和高3種性狀均與卵巢重量顯著相關(guān),其中卵巢高與卵巢重量的相關(guān)性最高(r=0.480),其次是卵巢長(zhǎng)(r=0.473)和卵巢寬(r=0.385)。卵巢長(zhǎng)、寬、高3種性狀之間僅有卵巢高和卵巢長(zhǎng)呈顯著相關(guān),其他均不顯著,且卵巢高與卵巢寬呈負(fù)相關(guān)。

表3 中國(guó)荷斯坦奶牛卵巢長(zhǎng)、寬、高和卵巢重量相關(guān)系數(shù)

2.2 卵巢重量與卵巢長(zhǎng)、寬、高的通徑分析

為進(jìn)一步明確自變量之間的關(guān)系,研究各自變量對(duì)因變量的直接影響力和間接影響力,以卵巢重量為因變量,卵巢長(zhǎng)、寬和高為自變量進(jìn)行了通徑分析。根據(jù)公式:相關(guān)系數(shù)=直接影響力+間接影響力,列出以通徑系數(shù)P為變量的多元一次方程:

由:

r1y=P1+r12P2+r13P3

r2y=r12P1+P2+r23P3

r3y=r13P1+r23P2+P3

得:

0.473=P1+0.079P2+0.256P3

0.385=0.079P1+P2-0.072P3

0.480=0.256P1-0.072P2+P3

對(duì)該多元一次方程進(jìn)行求解,得出通徑系數(shù):P1=0.334;P2=0.389;P3=0.422

直接通徑系數(shù)也可直接通過(guò)SPSS 23.0進(jìn)行逐步回歸分析,從輸出結(jié)果中“標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)”一欄中得到。

2.3 卵巢重量與卵巢長(zhǎng)、寬、高相關(guān)系數(shù)分解

對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行分解以更好地研究自變量對(duì)因變量的直接作用以及間接作用。卵巢長(zhǎng)、寬和高對(duì)卵巢重量的直接作用從大到小為:x3>x1>x2,對(duì)卵巢重量的間接作用從大到小為:x1>x3>x2(表4),其中卵巢寬對(duì)卵巢重量的直接作用最大(P=0.389),卵巢長(zhǎng)對(duì)卵巢重量的直接作用最小(P=0.385)。結(jié)果表明,卵巢長(zhǎng)、寬和高主要通過(guò)直接作用對(duì)卵巢重量產(chǎn)生影響(直接作用>間接作用)。

表4 中國(guó)荷斯坦奶牛卵巢性狀相關(guān)系數(shù)的分解

2.4 卵巢長(zhǎng)、寬、高對(duì)卵巢重量的逐步回歸分析

通過(guò)SPSS 23.0軟件進(jìn)行逐步回歸分析,以卵巢重量y為因變量,卵巢長(zhǎng)x1、卵巢寬x2和卵巢高x3為因變量,建立最優(yōu)回歸方程。在變量逐步回歸的過(guò)程中,首先引入變量x3建立模型1;再引入變量x2,建立模型2;最終引入變量x1建立模型3。根據(jù)逐步回歸分析結(jié)果(表5),模型3為最優(yōu)回歸模型(R=0.715),相應(yīng)回歸方程為:y=0.192x1+0.291x2+0.321x3-11.335(表6)。該回歸方程達(dá)到極顯著水平(P<0.01),具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表5 中國(guó)荷斯坦奶牛卵巢長(zhǎng)、寬、高對(duì)卵巢重量回歸模型

表6 中國(guó)荷斯坦奶牛卵巢長(zhǎng)、寬、高對(duì)卵巢重量回歸系數(shù)

3 討論

卵巢作為母牛生殖系統(tǒng)中最重要的組成部分之一,一直都被作為雌性繁殖性能相關(guān)研究的對(duì)象。卵巢的長(zhǎng)、寬、高和重量作為卵巢的性狀,在一定程度下也能反映卵巢的功能。已有研究表明,牛卵巢的大小與卵巢的功能密切相關(guān)[11],體積大的牛卵巢可以分離到相對(duì)較多的腔前卵泡[10],這為繁殖性能相關(guān)研究提供了新角度?，F(xiàn)在已有不少研究以卵巢性狀為繁殖性能的潛在表型,研究相關(guān)基因與繁殖性能的關(guān)系[11-13]。此外,有研究表明,發(fā)生多囊卵巢綜合征(Polycystic ovary syndrome,PCOS)大鼠的卵巢重量顯著增加[14],證明了卵巢重量也可以應(yīng)用于卵巢相關(guān)疾病的診斷,通過(guò)超聲技術(shù)測(cè)量卵巢的長(zhǎng)、寬和高性狀以此預(yù)測(cè)卵巢的重量,作為個(gè)體是否患有PCOS的初步論證。然而,卵巢長(zhǎng)、寬、高與卵巢重量的關(guān)系鮮有人研究。即使卵巢的長(zhǎng)、寬、高可以通過(guò)影響卵巢的體積,進(jìn)而會(huì)對(duì)卵巢重量產(chǎn)生影響,但影響的大小及程度仍有待研究。

收集389頭處于發(fā)情后期的中國(guó)荷斯坦奶牛的卵巢,通過(guò)對(duì)卵巢長(zhǎng)、寬、高和卵巢重量的相關(guān)性分析,可得卵巢長(zhǎng)、寬、高與卵巢重量相關(guān)性呈極顯著,其中卵巢高與卵巢重量的相關(guān)性最大(r=0.480),說(shuō)明在卵巢高對(duì)卵巢重量的影響最大。卵巢長(zhǎng)、寬、高之間相關(guān)性幾乎不顯著,除卵巢高和卵巢長(zhǎng)呈顯著外(r=0.256),其他均不顯著,說(shuō)明卵巢長(zhǎng)、寬、高之間,除了卵巢高和卵巢長(zhǎng),相互之間幾乎沒(méi)有影響。

通徑分析可以用于研究變量間較為復(fù)雜的關(guān)系及自變量對(duì)因變量作用的方式及程度[15]。通過(guò)通徑分析對(duì)卵巢長(zhǎng)、寬、高性狀間的關(guān)系及它們和卵巢重量的相關(guān)性進(jìn)行進(jìn)一步分析,可得出卵巢的長(zhǎng)、寬和高對(duì)卵巢重量的影響均主要通過(guò)直接作用達(dá)成。卵巢高對(duì)卵巢重量的直接作用最大(P=0.422),該結(jié)果與相關(guān)性分析一致。卵巢長(zhǎng)、寬和高對(duì)卵巢重量的間接作用中,卵巢高通過(guò)卵巢長(zhǎng)對(duì)卵巢重量的間接作用和卵巢長(zhǎng)通過(guò)卵巢高對(duì)卵巢重量的間接作用最大,其中后者大于前者,分別為0.086和0.108;該結(jié)果與相關(guān)性分析結(jié)果一致,卵巢高與卵巢重量的相關(guān)性比卵巢長(zhǎng)與卵巢重量的相關(guān)性強(qiáng),且卵巢高與卵巢長(zhǎng)呈顯著相關(guān)。

逐步回歸分析通過(guò)檢驗(yàn)各自變量對(duì)回歸方程的貢獻(xiàn)來(lái)剔除貢獻(xiàn)不顯著的自變量,建立最優(yōu)回歸方程。通過(guò)對(duì)卵巢重量和卵巢其他性狀進(jìn)行逐步回歸分析建立的最優(yōu)回歸方程為:y=0.192x1+0.291x2+0.321x3-11.335,該方程達(dá)到極顯著水平(P<0.01),該方程將卵巢長(zhǎng)、寬、高3種性狀全部引入,且卵巢高的系數(shù)最高,說(shuō)明卵巢高是影響卵巢重量的主要因素,該結(jié)果與相關(guān)性分析結(jié)果一致。此外,該回歸方程的R2值達(dá)到了0.50以上(且R值大于0.70),說(shuō)明卵巢的長(zhǎng)、寬和高性狀是對(duì)卵巢重量影響最大的因素,其他因素雖然對(duì)卵巢重量也有一定影響,但都不起主要作用。

本研究從卵巢性狀作為切入點(diǎn),用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究了處于發(fā)情后期荷斯坦奶牛卵巢性狀之間的相關(guān)性,為后續(xù)卵巢發(fā)育規(guī)律研究奠定基礎(chǔ),后續(xù)研究可以在此基礎(chǔ)上,收集卵巢卵母細(xì)胞,探究卵巢性狀(包括卵巢長(zhǎng)、寬、高、黃體發(fā)育情況)與卵母細(xì)胞質(zhì)量的相關(guān)性。