物联网环境下奶牛育种优化探究

2015-04-18陈丽丽王穆峰吴志国孙广义

中兽医学杂志 2015年12期

姚强陈丽丽王穆峰马毅吴志国孙广义

(1天津市奶牛发展中心，天津 300384；2沧州市动物疫病预防控制中心，河北沧州 061001；

3天津惠孚饲料有限公司，天津 300316)

我国乳品消费需求潜力巨大，乳制品加工产能的快速扩张以及部分地方政府的大力扶持，刺激了我国奶牛业的快速发展。过去的5年，由于三聚氰胺等食品安全事件的影响，我国奶牛养殖业出现了低水平的过剩，奶牛养殖业出现了一定的亏损，而散户养殖模式固有的弊端极大地影响了我国奶牛养殖业的发展。因此，提出物联网环境下奶牛的育种优化探究为进一步实现中小牧场奶牛的集约化、规模化以及标准化的发展，具有重要的现实意义。

1 物联网技术在奶牛育种管理中的应用

1.1 奶牛发情检测

奶牛发情检测是奶牛繁殖育种的重要环节，准确的发情检测是成功人工授精的关键，可以有效减少漏配的奶牛，从而缩短产犊间隔，提高繁殖率，降低饲养成本和增加奶牛场的经济效益。根据众多科学研究证实，奶牛行为方式和活动量与其发情和健康状况等事件存在显著管理。

1.2 良种登记和个体选配

国外奶业发达国家具有完善的奶牛育种管理制度，奶牛品种登记和良种登记全面，完整的记录系统为奶牛的选种选配提供了完善的资料和必要的保证。通过全面的奶牛良种登记，科学地进行奶牛遗传综合评定和制定奶牛遗传改良计划，准确地选择种子母牛和培育种公牛，从而提高优质奶牛繁育水平。同时，通过对奶牛的良种登记，可以掌握奶牛的遗传变异来源，并且建立奶牛核心育种群。

2 物联网环境下奶牛优化选配策略

2.1 物联网环境下的奶牛育种流程

我国奶牛养殖业将向规模化和集约化的养殖方式转变，物联网技术将深刻改变牧场不科学的育种方式。基于物联网的奶牛育种流程主要在奶牛发情检测、妊娠管理、生产性能测定、良种登记和个体选配等各个环节进行改进优化，实现育种全流程信息化、智能化，并与奶牛生产性能监测组织、育种中心进行信息资源整合和无缝连接。物联网环境下，通过安装在牛只身体上的体征数据采集终端设备和RFID标签，实现对奶牛身份的识别和奶牛状态信息的实时采集。规模化、集约化养殖下，发情奶牛的育种授精任务为动态到达，人工授精任务调度时需兼顾奶牛的产奶量和最佳人工授精时间。

2.2 物联网环境下奶牛优化选配流程

奶牛场配种员只需要在手持终端（通常为PDA）输入奶牛编号或通过读取RFID牛只编号信息，育种系统就会自动根据后台操作数据库，查找牛只管理系统中奶牛的系谱信息。从种公牛冻精库中选出优良种公牛与母牛进行后代近交系数估算，并选择要对后代改良的各项指标和经济权重。根据近交系数和改良指标的选择，通过优化选配模型的计算，在满足近交约束和保证后代牛群具有较宽血缘的前提下，选择合适的种公牛对奶牛进行人工授精。

2.2.1 奶牛电子档案

物联网技术可以实现奶牛个体信息的自动采集、记录和存储，通过后台数据库建立通过奶牛电子档案，用户可以方便查询奶牛的系谱、体型外貌评分等资料，并可以对信息进行更新和读取。奶牛电子档案对奶牛基本信息、系谱资料、生长发育情况、体型外貌评分当前繁殖状态、历史繁殖性能、历史分娩情况、当前生产性能、历史生产性能以及疾病发生记录进行分类贮存。

2.2.2 奶牛近交系数的估算

奶牛后代近交系数的计算可以正确利用近交育种和防止近交退化。在育种工作中，近交虽然有些优点，但近交会使隐性有害基因纯合，使有害性状表现出来，造成奶牛生产性能、繁殖性能和生活力的下降等不良影响。近交育种对奶牛后代生产性能等有相当大的危害，除了在育种过程中为了增加某优秀性状的遗传稳定性而采用近交育种，一般情况下都要防止近交育种。因此，在进行奶牛育种工作时，需要估算牛只的近交系数，以防止不恰当的育种造成近交衰退的产生，保证奶牛场长期的收益。近交系数计算公式如下式所示：