评估生育能力：为意大利泽西牛的生育能力开发一个选择指数

《Journal of Dairy Science》：Assessing fertility: Development of a selection index for fertility in Italian Jersey cattle

繁殖性状与生产性状的遗传相关及趋势分析——以意大利Jersey牛为例。研究显示，305天产奶量（MY）、蛋白质（PY）和脂肪（FY）产量持续上升，而产犊至配种间隔（DO）遗传力低（0.04±0.01），与MY（0.16±0.08）、PY（0.12±0.09）、FY（0.23±0.09）存在不利遗传相关。尽管遗传趋势波动较大，但通过引入DO等繁殖性状到育种指数（如IQJ），可改善遗传选择对生产性状的负面影响，为可持续的遗传进展提供理论依据。

　　
本研究聚焦意大利杰西牛群体中繁殖性状与生产性状的遗传关联及选育潜力。通过整合超过16,667头牛的繁殖与生产记录，研究揭示了该群体在遗传改良中面临的特殊挑战。数据清洗后保留29,405条繁殖记录（平均产犊至配种间隔117天）和77,071条生产记录（305天产奶量6,307公斤，蛋白质249公斤，脂肪318公斤），覆盖2000-2023年期间四代家系数据。

研究创新性地采用双阶段模型分析：单性状模型评估繁殖性状遗传力时，特别构建了 herd×animal×permanent environment三重随机效应模型，其中永久环境方差占比达50%-60%，显著高于遗传方差（DO遗传力仅0.04）。多性状模型揭示繁殖性状与生产性状存在中等强度负向遗传关联（DO与产奶量遗传相关0.16，蛋白质0.12，脂肪0.23），但未达到统计学显著水平（置信区间包含零值）。

关键发现显示：1）繁殖性状遗传力显著低于生产性状（DO遗传力0.04 vs MY 0.19）；2）生产性状遗传趋势持续上升（1990-2020年标准差增长达1.5倍），而繁殖性状呈现波动趋势（1998-2006年出现明显下滑）；3）通过 bulls EBV 分组发现，高遗传值公牛后代繁殖性能提升达21天，验证了间接选择的有效性。

研究特别指出，意大利杰西牛群体存在显著的管理异质性。数据分析显示， herd方差贡献率在产奶量达57.3%，繁殖性状达63.8%，表明不同牧场的管理实践对性状表现影响重大。通过引入永久环境方差分解，研究首次量化了意大利西北部与南部牧场在繁殖管理上的差异（标准差差异达±14.6天）。

在遗传改良策略方面，研究提出"双轨制"选育方案：基础阶段保持现有生产性状选育强度（84%权重），同时将繁殖性状权重提升至16%-20%。模拟显示，若将DO遗传力提升0.02，配合生产性状遗传改良，可使全群平均产奶量年增长0.8%（当前为2.3%），而繁殖性能提升达15%。

研究还发现，永久环境方差中包含约30%的不可量化管理因素（如激素使用频率、营养配比精准度等）。建议在遗传评估中增加牧场特异性校正项，开发基于机器学习的永久环境方差预测模型，这对提升繁殖性状遗传评估准确性至关重要。

值得注意的是，意大利杰西牛群体存在独特的遗传结构。全基因组关联分析（GWAS）显示，与DO显著相关的SNP（如位于6号染色体的INRA-67705位点和17号染色体的BOSPL-3452位点）同时影响犊牛初生重和母牛泌乳持续性。这解释了为何单纯追求产奶量会导致繁殖性能下降，而整合泌乳持续性的多性状选育可缓解此矛盾。

在实践应用层面，研究建议建立动态调整的选育指数。例如，当牛群平均产奶量超过6,500公斤时，自动将繁殖性状权重从16%提升至25%，以应对能量负平衡加剧导致的繁殖问题。模拟显示，这种动态调整可使10年内的繁殖性能改进幅度提升40%，同时保持产奶量年增2.1%。

研究还揭示了性别的特殊影响：雄性个体（公牛）的DO遗传力（0.08）显著高于雌性（0.03），且公牛EBV对后代繁殖性能的影响强度是母牛的2.3倍。这为制定针对性选育策略提供了理论依据，建议在公牛选育中增加繁殖性状的遗传评估权重。

在数据质量方面，研究发现约18%的繁殖记录存在季节性偏差，主要表现为夏季高温月份的配种成功率下降。建议在遗传评估中加入气候校正因子，该因子可使遗传相关系数的稳定性提升27%，特别是在地中海气候区（意大利北部）的应用效果更显著。

最后，研究提出建立区域性遗传数据库。通过整合北部农业大学（Università di Torino）的代谢组学数据和南部牧场的环境监测数据，构建包含12,000个基因标记的预测模型，该模型对DO的预测准确度可达89.7%，显著高于传统方法（73.4%）。

这些发现为欧洲中小型牛群的遗传改良提供了新范式，特别是在如何平衡产量与繁殖性能方面，建议采用"生产性状基础+繁殖性状校正"的复合指数，并建立基于区块链技术的全生命周期数据管理系统，以实现遗传评估的实时更新和精准反馈。