与妊娠期奶牛牛奶中妊娠相关糖蛋白水平相关的因素及其在检测日与产奶量的相互作用

《Journal of Dairy Science》：Factors associated with milk pregnancy-associated glycoprotein levels in pregnant dairy cows carrying pregnancies to term and their interaction with milk yield at test day

繁殖性状遗传参数与趋势分析表明，中国荷斯坦奶牛的AFC（0.159）、NS（0.043）和CR（0.044）遗传力较低，但存在显著遗传相关（CInt-DO 0.99，CR-NS -0.79），需通过基因组选择和针对性选育提升繁殖效率。

　　
中国荷斯坦奶牛繁殖性状的遗传分析及趋势研究

摘要：
本研究基于山东省63个规模化奶牛场2014-2023年的生产数据，系统评估了中国荷斯坦奶牛繁殖性状的遗传参数及进化趋势。研究涵盖关键经济性状：受胎率（CR）、开放天数（DO）、首配年龄（AFC）、服务次数（NS）和产犊间隔（CInt）。通过联合传统家系分析和基因组选择理论，揭示了繁殖性状间复杂的遗传关联网络，并建立了动态遗传增益评估模型。

数据预处理方面，采用3倍标准差法剔除异常值，建立包含55,245头个体的完整家系谱系。特别值得注意的是，研究团队创新性地引入永久环境效应（σc2）在方差组分分解中，有效区分了遗传变异与环境干扰的影响。通过二元模型与多元模型的协同应用，实现了性状间遗传关联的精准解析。

遗传参数估计显示：首配年龄（AFC）遗传力最高（0.159），表明该性状存在显著的遗传改良潜力；而受胎率（CR）和产犊间隔（CInt）遗传力最低（0.043-0.048），提示需要更精细的遗传评估方法。值得注意的是，服务次数（NS）的遗传力（0.043）显著高于早期研究报道的0.0118，这可能与数据采集质量提升及模型优化有关。

多性状遗传关联分析发现，产犊间隔与开放天数存在0.99的极高遗传相关，说明这两个性状在遗传机制上高度协同。受胎率与服务次数的强负相关（-0.79）揭示了人工授精次数与繁殖效率的拮抗关系，这为优化繁殖管理策略提供了理论依据。特别值得关注的是，首配年龄与开放天数存在0.64的正向遗传相关，提示过早初配可能增加后续繁殖障碍风险。

动态遗传趋势分析表明，近十年产犊间隔呈现0.06天/年的负向进化趋势，这与同期开放天数缩短0.38天/年的改进方向一致。受胎率的遗传趋势虽为负值（-0.69），但年变化率（-0.12%）显示持续优化态势。值得注意的是，2015-2021年间受胎率遗传趋势出现转折，这可能与2017年国家启动繁殖性状基因组选择项目相关。

讨论部分揭示了三个关键发现：首先，繁殖性状的遗传力普遍偏低，但AFC（0.159）和NS（0.043）仍存在可操作的遗传增益空间。其次，环境效应在繁殖性状遗传解析中起关键调节作用，永久环境方差贡献率最高达41.99%。第三，遗传趋势的不均衡性反映了现行育种策略的局限性，特别是传统生产性状选择对繁殖性状的负向影响。

研究创新性体现在：1）建立多环境互作模型，准确分离永久环境效应；2）开发动态遗传趋势评估系统，实现年度遗传增益可视化；3）构建包含健康性状的复合选择指数，突破单一产奶量选择的遗传天花板。这些方法突破为我国荷斯坦牛繁殖性状改良提供了新的技术路径。

当前遗传改良面临的主要挑战包括：1）低遗传力性状的环境敏感性较强，2023年开放天数标准差达103天，显著高于遗传方差贡献；2）近亲繁殖导致遗传多样性下降，谱系分析显示近交系数年均增长0.15%；3）生产性状与繁殖性状的遗传拮抗（如产奶量与初配年龄的r=-0.21），需建立多目标优化选择模型。

未来研究建议：1）建立全生命周期数据采集体系，将应激管理、营养摄入等环境因子纳入遗传模型；2）开发基于机器学习的混合选择指数，整合基因组预测值与表观遗传标记；3）构建区域性遗传数据库，动态跟踪遗传进展。这些技术突破将有助于将遗传增益率从当前的0.5%提升至1.2%以上。

本研究的实践意义在于：为制定国家荷斯坦牛核心育种群管理方案提供科学依据。建议在现有DHI体系基础上，增设繁殖性状专项检测，建立每头牛的终身繁殖档案。同时，应将首配年龄作为核心育种目标，配合产犊间隔的遗传调控，预计可使繁殖成本降低18-25%，这对我国奶牛业提升国际竞争力具有战略意义。

研究局限主要在于：1）数据采集未完全标准化，部分牧场存在记录缺失；2）永久环境效应量化存在模型误差；3）未考虑胎次效应的交互作用。后续研究计划引入区块链技术建立数据溯源系统，并开发多胎次遗传关联模型。

这项突破性研究为全球荷斯坦牛繁殖改良提供了重要参考，其开发的遗传评估系统已被纳入农业农村部《全国奶牛遗传改良计划（2026-2030）》技术规范。通过整合基因组选择与大数据分析，预计到2030年可实现首配年龄降低至650天以内，受胎率提升至75%以上的行业目标。