淺談上海地區奶牛繁殖性能

近年來，中國的奶奶業非常發展，奶奶業的奶牛數量和世界人均奶產量都達到了前所未有的水平。奶牛業為農牧民增收致富做出了重大貢獻,成為我國現代農業的支柱產業。為提高我國人民的營養水平,發揮了“一杯奶強壯一個民族”的重要作用。作為國民經濟重要組成的奶業發展迅速,得到了國家和社會各界的一致關注。隨著奶牛營養水平的提高和管理的改善,我國奶牛的單產逐步提高,規模牛場年均單產已近6.5t,高的可達8t以上。然而,無論是散養戶還是大型奶牛場,都不可避免地遇到奶牛繁殖問題,不發情、屢配不孕、流產和死胎等現象屢見不鮮,嚴重影響了我國奶業的可持續發展。在過去的幾十年中,世界奶牛繁殖性能都呈現整體下降的趨勢。據Royal等(2000)報道,英國1975年到1998年二十幾年間,奶牛一配受胎率平均每年下降一個百分點;在美國1970年到1999年近三十年間,奶牛每次受孕的平均配種次數從1.75次增加到3.0次,產犢間隔從13.5月增加到14.7月,奶牛一配受胎率平均每年降低0.45%;據2004年瑞典乳業協會公布數據顯示,在瑞典1974~2003年近30年間,奶牛產犢間隔從12.6月增加到13.2月;在西班牙1991年到2000年十年間,奶牛受胎率從43.2%降低到33.1%,而平均年產奶量從7800kg提高到10200kg。據我國某牛場的調查顯示,成母牛的繁殖比例持續走低,年繁殖率已不足70%,成母牛情期受胎率全年累計不足45%;成母牛流產率超過10%。由于奶牛繁殖力低,導致成母牛淘汰率逐年上升,奶牛平均胎次逐年降低,同時,由于泌乳期奶牛受孕率低,且許多后備母牛又因為產前死亡、育成期死亡、屢配不孕或流產等一些繁殖問題還沒有到達第一個泌乳周期,從而使得各生產環節無法緊密銜接,大大降低生產效率,增加生產成本,導致巨大的經濟損失。高產奶牛的繁殖問題嚴重影響奶牛養殖業和乳產品產業可持續發展,是造成奶牛業經濟虧損的重要原因之一,已成為一個全球性的經濟問題,受到奶業科學家、獸醫和養牛業者的普遍關注。1發酵篩選及性狀統計本研究收集了華中地區2002~2008年6000多頭荷斯坦奶牛的產犢、配種、產奶記錄及系譜,利用SAS軟件對各相關繁殖性狀進行了統計分析。2總市場維護結果表2奶牛群體平均妊娠天數為277.49±9.40d(n=6044);平均產犢間隔為466.67±78.21d(n=2684);平均初產月齡為28.93±2.89月(n=1812);成母牛繁殖率為78.21%;青年母牛繁殖率為86.43%;平均初配月齡為20.24±2.79月(n=3407),圍產期總的犢牛死亡率為14.16%;平均受胎率為68.72%;平均一配受胎率為31.90%。2.1第一泌乳期的產蚤間隔通過分析1712頭奶牛的產犢情況并跟蹤其所產犢牛初產情況發現,1712頭奶牛所產健康母犢692頭,所占比例為40.42%;能順利初產到達第一泌乳期的僅有496頭,所占比例為28.97%,可見繁殖效率是非常低的。產犢間隔是奶牛繁殖性能的一個綜合指標,我們期望的最佳的產犢間隔為365d,而該奶牛群體的平均產犢間隔為466.67±78.21d,也高于美國1999年(約441d)、瑞典2003年(396d)、我國巴里坤縣2005年(446.32d)。其平均受胎率達到中國奶業協會提出的60%水平,但是一胎牛受胎率偏低,成母牛和青年牛繁殖率都有待進一步提高。2.2圍產期死亡率早在1997年,Esslemont和Kossaibati檢測了50個英國奶牛群體,發現圍產期死亡率為7.8%,十年后Brickell等(2007)分析了英國19個牛場數據(共1097個個體),發現圍產期死亡率為7.9%,兩者結果基本一致。而本調查結果圍產期死亡率(14.16%)顯著高于這一水平。Johanson和Beger(2003)研究發現,頭胎母牛圍產期死亡率(11%)要顯著高于多胎母牛(4.6%),因為頭胎牛在產犢的時候體格還沒有發育成熟,導致難產機率增大。故我們統計了不同胎次奶牛的圍產期死亡率(如表1)。由表1我們可以看出,第1胎的死亡率顯著高于其他胎次,第4胎、第5胎的死亡率較低,這與上述的研究結果一致。2.3牛奶不同胎次所產培育公母性別接著我們對所產犢牛的性別比進行統計分析,結果見表2、表3和表4。由表2和表3可以看出,整體公母性別比為1.18∶1,各個胎次、不同配種季節的奶牛所產犢牛均是公犢稍多于母犢,各胎次間、各季節間均無顯著差異(P>0.05),奶牛不同胎次所產犢牛公母性別比基本上符合理論值1∶1,與徐新明(2007)和王守江(2006)所得的結果一致。我們進一步分析了圍產期死亡犢牛和健康犢牛的性別比例(表4)。在圍產期死亡的852頭犢牛中,公犢為526頭,母犢為326頭,公母性別比為1.61∶1,而未死亡的5182頭犢中,公犢為2739頭,母犢牛為2443頭,公母性別比為1.12∶1。由此看出,在死亡犢牛中,公犢所占比例較高,即公犢死亡率(16.11%)比母犢死亡率(11.77%)高,可見該群體公犢更容易發生圍產期死亡(表4)。2.4分次接種與受胎通過統計分析1322頭奶牛不同胎次平均每次受孕所進行的配種次數(表5)和972頭奶牛不同胎次平均每次受孕的初次配種到受胎的天數(表6),發現小母牛初次配種受胎率比較高,未產奶牛(第0胎)每次受孕所進行的平均配種次數(1.74±0.06)明顯少于初產和經產奶牛,其每次受孕初次配種到受胎的平均天數(32.09±2.41d)明顯少于初產和經產奶牛。2007年,Bourne等跟蹤調查同一個奶牛群體(包括未產奶牛和初產奶牛)發現受胎率比較低,對于未產奶牛,平均每次受孕所進行的配種次數為1.6±0.09(n=112),而對于初產奶牛,平均每次受孕所進行的配種次數為2.4±0.18(n=78)。在生產中我們也發現,小母牛初次配種受胎率比較高,在配種階段看不出任何繁殖問題,但是一旦進入泌乳階段,其繁殖問題就會暴露出來。如Brickell等(2007)的數據發現在109頭小母牛中,在15月齡以后長達4個月的配種時間里,有10頭依然無法受孕或者發生流產,之后數月再次配種以后,初產年齡近3歲。他們通過分析大量的數據發現,由于繁殖性能低下或無繁殖性能,在15月齡到初產時間里,有3.3%的奶牛被淘汰。2.5年生時期牛奶繁殖性能調查許多研究表明,高產奶牛繁殖性能較低,故我們分析不同產奶量區段內的母牛產犢間隔(表7),初步分析產奶量與奶牛繁殖性能的關系。結果表明,隨著奶牛產奶量的提高,其產犢間隔逐步延長。說明隨著產奶量的提高,奶牛的繁殖性能逐漸降低。2006年,來自西班牙東北地區2個牧場的數據分析結果顯示相似的結果,高繁殖性能的奶牛產奶第50天的平均日產奶量為49.5kg,而繁殖性能低下的奶牛群體第50天的平均日產奶量為43.2kg。因為產奶量高的奶牛在整個產奶期間新陳代謝旺盛,體內營養物質消耗較大,飼養管理跟不上會影響奶牛的正常發情排卵。國外也做了很多有關奶牛繁殖性能的調查研究,如Grimard等(2006)對法國西部地區44個荷斯坦奶牛群體(共1285頭)的繁殖性能進行了調查研究,結果顯示有61.2%(787/1285)在配種后21~24d受孕;有15.4%(198/1285)的個體在配種后21~100d發生流產,后期胚胎死亡率為25.2%(198/787);Kuhn等(2006)分析了來自美國41個州,2668個荷斯坦奶牛群體(共362512頭)的繁殖性狀數據,結果表明,總體平均受孕率為57%。在他們所分析的群體中,初配月齡為15~16月齡的奶牛個體受孕率最高,初配月齡大于或等于26月齡的奶牛,其受孕率比小于26月齡的奶牛約低10%。3討論3.1效能性狀的改良和發展影響奶牛繁殖性能的因素很多,諸如奶牛的體況、營養水平、環境、奶牛場平時的管理和獸醫、配種員的素質等。但追究過去幾十年中全球奶牛繁殖性能降低的原因,筆者認為主要還是人們過度追求奶牛高產及忽略奶牛繁殖性能的選育所致。在過去的半個世紀里,由于受到經濟利益的驅動,人們過度地追逐奶牛的高產,對奶牛所做的遺傳選擇使得產奶量和體型性狀得到大幅度提高,但是與此同時導致奶牛尤其是高產奶牛的繁殖力、長壽性以及對疾病的抵抗力逐年下降。現在的高產奶牛繁殖生理狀況已經與它們的祖先以及頭胎青年牛相差甚遠。據了解,由于遺傳改良、飼養方式改進以及其他先進技術廣泛應用,奶牛養殖業有了顯著的飛躍,目前在世界范圍內奶牛個體產奶量已經達到50年前的兩倍之多。現在的頭胎泌乳牛高峰奶為每天40~45kg,二胎以上的牛只高峰奶為每天50~55kg,并且在產后的7個月內均能維持每天40kg以上的產量。奶牛產奶量的提高大約50%歸功于性狀遺傳改良,而產奶量與繁殖性狀的選擇呈負相關,故對高產性狀的成功選擇可導致母牛繁殖力的降低。研究指出,產奶量與產犢間隔、空懷天數呈正相關(+0.16~+0.64);與初次配種受胎率呈負相關(-0.62~-0.05);產奶量高的奶牛遺傳上會造成胎間距、空懷天數的延長和受胎率的降低。很顯然,在過去的幾十年里對奶牛的健康狀況、繁殖力和長壽性狀沒有給予相應的重視,這些性狀的變異程度令人吃驚,現在我們對這些性狀理所當然地應該給予足夠重視。作為次級性狀的繁殖性狀和生產效益性狀應在奶牛育種工作中得到重視。據李芬等(2006)報道,我國奶牛的奶用性狀、生長發育性狀和次級性狀三者間的經濟重要性比例為2∶1∶2。Pryce(2001)等計算分析表明,育種計劃在產奶性狀的改良基礎上,如果再加上繁殖力和生產壽命性狀的選擇,與單一產奶量性狀進行選擇相比,盡管產奶量有大幅度降低,但經濟回報卻增加了。故要提高奶牛尤其是高產奶牛的繁殖狀況,在遺傳上應注重對繁殖性狀的選擇,在飼養管理上確保奶牛擁有合適的體況。通過提高奶牛的繁殖性能,以保證其高產穩產,進而創造出穩定的經濟效益。3.2低表面能耗污染的奶牛群體遺傳多樣性研究為了解決目前奶牛繁殖問題,我們應該在育種時考慮生產性狀的基礎上,加強繁殖性狀的選育。我們知道,繁殖性狀的遺傳力較低,如一次受胎率、平均每次受孕所需配種次數、產犢間隔、初配年齡、初配到配準天數的估計遺傳力分別為2.7%、2.6%、3.4%、5.0%和1.7%。因此,人們認為遺傳因素相對于繁殖管理水平而言,顯得并不是很重要。然而,Veerkamp和Beerda(2007)調查分析發現,只有當遺傳和繁殖管理共同提高的情況下,奶牛才會具有較好的繁殖性能。這就是說,即使是在完好的管理水平下,繁殖性能差(遺傳水平低)的奶牛依然不能受孕,同時繁殖性能好(遺傳水平高)的奶牛在很差的管理水平下,也是難以受孕的。因此,我們在重視繁殖管理的同時,也應該充分重視提高奶牛群體繁殖性能的遺傳水平,培育繁殖性能好的奶牛群體,這才是改善奶牛繁殖性能的有效途徑。由于繁殖性狀的遺傳力較低,單純用常規的育種策略很難有效改善奶牛繁殖性能。隨著分子生物學技術的不斷發展,基因輔助選擇技術廣泛應用于奶牛遺傳育種,取得了顯著的成果。應用基因輔助選擇的前提是獲得大量有效的與繁殖性能相關的基因或分子標記。目前,很多人做奶牛功能性狀的QTL(Quantitativetraitlocus)的定位研究[18~21]。Kappes等(2000)研究發現,多發排卵、雙胎和受胎率性狀相關的QTL定位于奶牛第七號染色體。目前,國際上已有育種公司運用少數鑒定的繁殖性狀QTL進行遺傳選擇。另外,單核苷酸多態性(SNP)作為第三代遺傳標記,具有容量大、分布廣的特點,廣泛應用于各個性狀的遺傳分析。尤其是最近SNP芯片技術迅速發展,可以精確地將特定基因與性狀直接關聯起來,具有高通量、高靈敏度的特點,可以大大提高工作效率。高密度全基因組SNP芯片的推出,不僅使SNP的基因分型更加快捷、經濟、高通量,而且使從基因組整體水平同時考察遺傳