猪新生儿代谢成熟度的预测

《Scientific Reports》：Prediction of neonatal metabolic maturity in pigs

　　

摘要

提高仔猪存活率是育种者的关键目标，因为更高的存活率能够改善动物福利，并提升生产力和盈利能力。出生时发育不完全的仔猪更容易早死。非常不成熟的仔猪具有独特的头部形态，这可能是新生儿严重发育不良的指标。与体重单独相比，这种表型可能更准确地反映发育状况、生理成熟度和生存潜力。通过对头部形态的分析，研究将278头新生仔猪（99头兰德瑞斯猪、87头大白猪、92头LR\(\times \)LW杂交猪）按照其成熟度进行了分类。此外，还使用质子核磁共振技术对出生后几小时内收集的仔猪血清样本进行了代谢组学分析。以下统计数据基于55种具有非零方差的代谢物。研究人员从中选取了14种代谢物，利用ExtraTrees和GLM方法建立了预测模型。这两个模型在训练样本和测试样本中均准确预测出了所有由头部表型定义的严重发育不良病例（100%）。有些在形态上被归类为成熟的仔猪，在代谢水平上却被预测为不成熟（测试样本中的比例为31.7%）。这种由14种代谢物组成的特征组合能够以定性评分（成熟与否）以及两个定量评分（平均预测值和预测稳定性）来量化成熟度，从而评估预测的可靠性。该预测模型被应用于来自不同农场、具有不同遗传背景的仔猪血清样本的数据集。由于无法获取头部形态数据，研究者通过考虑其他与出生相关的表型（如出生体重和体质指数）来评估该模型的有效性。虽然传统上成熟度是根据生物测量指标来定义的，但我们提出了一种在代谢水平上定义这一复杂性状的创新方法。识别这种分子特征有助于未来解析复杂性状（如成熟度）的遗传结构的相关实验。这种基于14种代谢物的新生儿成熟度预测模型采用了一种微创的血清样本分析方法，对于遗传选择和营养干预具有潜在价值。