中国荷斯坦牛部分乳房结构特性对泌乳性能的影响

周杰珂，李源韬，常 瑶，苏义童，黄铭逸，张海亮，李 想，李锡智，董刚辉，王雅春*

（1.中国农业大学动物科技学院，北京 100193；2.首农畜牧发展有限公司，北京 100029）

泌乳系统是奶牛体型线性评分体系中极为重要的部位，在体型外貌总分中的权重达40%[1]。本研究选择的乳房均衡、乳头长度和乳头位置3个单项性状是线性评分中泌乳系统的重要性状。相对其他乳房性状，这3个性状的相关研究较少，与生产性能的关系仍待深入探究。相关研究结果证明乳头位置和乳头长度对奶牛产奶量和乳房健康具有重要影响。Boetttcher等[2]的结果显示，产奶量和乳头位置评分之间为负相关，并建议乳房健康指数应包括前乳头长度；罗汉鹏等[3]、王力生等[4]研究表明，产奶量和乳头长度二次项有显著的正相关，体细胞数和乳头长度之间为显著的负相关，适中的乳头长度具有较高的产奶量和较低的体细胞数。此外，Roger等[5]研究结果显示，体细胞数与乳头位置评分负相关。本研究旨在评定和测定规模化牛场泌乳牛群3个单项乳房结构性状，探究其影响因素及其对泌乳性能的影响，为更好地通过乳房性状选育奶牛、提升奶牛乳房健康等提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象 本研究对象为处于泌乳期、胎次不大于9胎的中国荷斯坦牛，饲养于北方6个规模化奶牛场。在2016年7月7日—8月8日，由中国农业大学动物科技学院牛百科小组14名本科生分别评价和测定了奶牛的乳房均衡度、乳头长度和乳头位置评分。

1.2 测量方法 乳房均衡评分采用5分制，从正右侧或正左侧目视评分。3分表示前后乳房底部基本平齐，视为均衡状态；1分为前乳房明显高于后乳房，2分差异程度较小；5分为后乳房明显高于前乳房，4分差异程度较小。评估场所为挤奶厅或牛舍，各牛场乳房均衡评分各由1名评估人员专门评估，每头牛评估1次。

乳头长度以有刻度的铅笔作为测量工具，刻度精度为0.5 cm，测量员从奶牛正后方测量。测量场所为挤奶厅，于奶牛挤奶前测定，每头奶牛只测量1次，4个乳头单独测量。

乳头位置评分采用5分制，评分员站立于奶牛正后方目测评分。1分表示乳头严重内倾；2分表示乳头位置偏内；3分表示乳头基本竖直；4分表示乳头位置偏外；5分表示乳头严重外倾；评分原则参考中国奶业协会《中国荷斯坦牛体型外貌鉴定规程》[1]。于奶牛挤奶前评定，每头奶牛只评定1次，4个乳头单独评分。

在分析乳头长度和乳头位置的影响因素时，取4乳头评分的均值进行分析；在分析乳头位置和乳头长度对校正日产奶量和体细胞评分的影响时，取前、后乳头评分均值分别进行分析。

1.3 数据整理 本研究所用各场奶牛生产性能测定数据（Dairy Herd Improvement，DHI）于北京奶牛中心测定。选用距测量日期最近月份的DHI报告数据。将体细胞计数转化为体细胞评分（Somatic Cell Score，SCS）满足分析的正态性要求，转化公式为SCS=log2（SCC／100）+3[6]。因不同乳脂率、胎次和泌乳天数水平下的日产奶量不能直接比较，因此使用校正日产奶量（Herd Test Adjusted Corrected Milk，HTACM）代替日产奶量作为分析对象，校正公式为校正日产奶量=[（ 0.432×日产奶量）+16.23×（日产奶量×乳脂率）+（产奶天数-150）×0.0029×日产奶量]×胎次校正系数[6]。

使用Excel 2016进行数据整理，根据乳房均衡度（2 428条）、乳头长度（2 355条）和乳头位置（4 098条）记录和DHI的匹配结果。剔除以下数据：无DHI记录个体；重复测定记录；异常值或极端值；胎次大于等于10 的个体及有瞎乳头个体；测量项目数据不全及无牛号记录个体。最后获得乳房均衡度数据2 030条、乳头长度数据1 551条、乳头位置数据2 839条用于各性状影响因素分析，乳房均衡度、乳头长度和乳头位置均有测定记录的数据共计1 139条，可用于3个单项性状对产奶量和体细胞评分影响的分析。

由于极端个体较少，本研究将乳房均衡及乳头位置分别划分为3个水平，分别为1～2、3、4～5分；前乳头长度划分为5个水平，分别为小于4.5、4.5～5、5～5.5、5.5～6 cm和大于6 cm；后乳头长度划分为4个水平，分别为小于4、4～4.5、4.5～5 cm和大于5 cm。将胎次划分为1、2胎和3胎及以上等3个水平；根据北京奶牛生产性能数据测定中心的报告，将泌乳天数划分5个水平，分别为1～44、45～99、100～199、200～305 d和306 d及以上。

1.4 统计分析

数据采用SAS 9.2 GLM过程按3因子无重复（模型1）和8因子无重复（模型2）程序进行方差分析，采用Bonferoni t检验进行多重比较，结果表示为平均值±标准误。用固定模型1对3个单项性状影响因素进行分析。由于场和测定人存在完全/部分嵌套，因此将场和测量人合并为同一效应处理。其中，Yijk为奶牛的乳房均衡评分/乳头位置评分/乳头长度，μ为总体均值，FPi为场-测量人的合并效应（分析乳房均衡时为场效应），对于观测值的水平数分别为6、9、9，Lacj为胎次效应，Stagek为泌乳阶段效应，eijk为随机残差。

采用固定模型2分析3个单项性状对校正日产奶量和SCS的影响。

其中，Yijklmnabc为校正日产奶量或SCS，μ为总体均值，UDi为乳房均衡度效应，FTPi和RTPk分别为前乳头位置评分和后乳头位置评分的效应，FTLl和RTLm分别是前乳头长度和后乳头长度的效应，Farmn为场效应，Laca、Stageb和eijklmnabc的含义同模型1。

2 结 果

2.1 3个单项乳房结构性状的影响因素分析 利用模型1分析各因素对3个单项性状的影响，场-人和胎次效应对3个单项性状有极显著影响（P＜0.01），泌乳阶段对3个单项性状无显著影响（P＞0.05）。由表1和图1可见，乳房均衡度评分随着胎次增加而逐渐减小，即随着胎次增加乳房前部逐渐变高，1胎时最大，为3.17分，各胎次之间差异极显著（P＜0.01）；不同场之间，乳房均衡度最大为3.23分，最小为2.71分。乳头位置评分随着胎次增加而减小，即随着胎次增加乳头逐渐内倾，1胎时最大，为3.11分，1胎和3胎之间差异极显著（P＜0.01），1胎和2胎、2胎和3胎之间差异显著（P＜0.05）；不同场之间，乳头位置评分最大为3.29分，最小为2.94分。乳头长度随着胎次的增加而变长，3胎及以上显著长于1、2胎（P＜0.01），平均为5.15 cm，各胎次之间差异极显著（P＜0.01）；不同场之间，最大值为5.40 cm，最小值为4.59 cm，极差为0.81 cm。

表1 乳房均衡、乳头长度和乳头位置在不同场-测定人和胎次间的最小二乘均值（LSE）和标准误（SE）

图1 乳房均衡、乳头长度和乳头位置随胎次的变化

2.2 3个单项乳房结构性状对校正日产奶量和SCS的影响 利用模型2分析3个单项性状对荷斯坦牛校正日产奶量和SCS的影响。如表2所示，乳房均衡度和前乳头长度对校正日产奶量无显著影响（P＞0.05），前乳头位置、后乳头位置、后乳头长度和胎次4个因素对校正日产奶量有显著影响（P＜0.05），场和泌乳阶段对校正日产奶量有极显著影响（P＜0.01）。校正日产奶量与前乳头位置评分呈正比，与后乳头位置评分呈反比，前、后乳头位置评分1～2分和4～5分之间有显著差异（P＜0.05）；校正日产奶量随后乳头长度的增加逐渐增大，在5 cm处日产奶量达到最大，达到35.26 kg。

SCS的分析结果显示，乳房均衡、后乳头位置、后乳头长度和泌乳阶段对体细胞评分无显著影响（P＞0.05），前乳头位置和前乳头长度对体细胞评分有显著影响（P＜0.05），场和胎次对体细胞评分有极显著影响（P＜0.01）。由表2可见，体细胞评分随前乳头位置评分的增大而减小，随前乳头长度的增大呈先减小后增大的趋势，在5～5.5 cm处达到最小，平均为2.87分，相当于每毫升牛奶中含体细胞数9.14万个；在前乳头长度小于4.5 cm时最大，平均为3.50分，相当于每毫升牛奶中含体细胞数14.21万个。

表2 校正日产奶量和SCS的最小二乘均值和标准误

3 讨 论

3个单项性状影响因素的分析结果表明，乳头长度随胎次增加而增加，奶牛的乳房呈前高后低的趋势，乳头位置呈内偏的趋势。胎次对乳头长度的影响与罗汉鹏等[3]的相关研究结果一致；泌乳阶段对三者都无显著影响，说明1个泌乳周期内这3个单项性状不会发生明显变化。

3个单项性状对校正日产奶量的影响分析结果说明，个体组合了适当外偏的前乳头和适当内偏的后乳头时具有较高的产奶量，当后乳头长度在5 cm左右时校正日产奶量最高。Boetttcher等[2]研究结果显示，前、后乳头位置与产奶量均具有负遗传相关，略内偏的乳头位置产奶量较高，这与本研究结果中后乳头位置对校正日产奶量的影响一致，但和前乳头位置对校正日产奶量的影响不符。对中国南方荷斯坦的研究结果显示，乳头位置和产奶量无显著相关[7-8]。因此，乳头位置对校正日产奶量的影响尚难以确定，需要进一步的研究。Boetttcher等[2]研究结果显示，前乳头长度与产奶量之间无显著相关，与本研究结果一致。罗汉鹏等[3]、王力生等[4]研究结果表明，日产奶量与乳头长度的一次项为负相关，与乳头长度的二次项为正相关。罗汉鹏等[3]研究结果表明，5.7 cm的乳头具有最高日产奶量；而朱力等[9]的研究则认为，4～6 cm的乳头长度最佳；Seykora等[10]研究结果也显示，产奶量与后乳头长度一次项负相关，与本研究结果基本一致。

3个单项性状对SCS的影响分析结果显示，过短和过长的前乳头长度SCS都较大，前乳头长度处在5～5.5 cm时，SCS最小；同时SCS随前乳头位置评分的增大而减小，即略为外偏、评分较高的前乳头有较低的体细胞数。Boettche等[2]研究结果表明，较长的前乳头长度具有较高的体细胞数，并建议乳房健康指数应包括前乳头长度；Seykora等[10]研究也显示，前乳头长度和体细胞数的正相关强于后乳头长度；罗汉鹏等[3]的研究结果显示，体细胞评分和乳头长度有显著正相关。本试验结果中SCS和前乳头长度并不呈正相关，过长过短的前乳头长度SCS均较大，可能原因是体细胞和产奶量一样与乳头长度的二次方呈正相关。Rogers等[5]研究结果则显示，体细胞数和前乳头位置具有显著的负遗传相关；Monardes等[11]对加拿大荷斯坦、Lund等[12]对丹麦荷斯坦的研究结果一样，与本研究结果一致。

4 结 论

本研究所关注的乳房均衡度、乳头相对位置和乳头长度均受到场和胎次的极显著影响，且略为内偏的前乳头和略为外偏的后乳头有利于奶牛高产；乳头位置对产奶量的影响仍需要进一步研究。后乳头长度对校正日产奶量、前乳头长度对SCS的影响显著，与相关研究结果一致，5～6 cm左右长度的乳头对日产奶量和SCS最适宜。通过选种、淘汰等手段保证奶牛群具有合适的乳房结构，对提高奶牛生产性能、保障奶牛乳房健康方面具有重要意义。

[1] 中国奶业协会. 中国荷斯坦牛体型外貌鉴定规程[M]. 北京:中国农业出版社, 2006.

[2] Boettcher P J, Dekkers J C M, Kolstad B W. Development of an udder health index for sire selection based on somatic cell score, udder conformation, and milking speed[J]. J Dairy Sci,1998, 81(4): 1157-1168.

[3] 罗汉鹏, 武俊达, 邱文卿, 等. 奶牛乳头长度与泌乳性能相关性的初步探究[J]. 畜牧与兽医, 2016, 48(6):67-69.

[4] 王力生, 朱洪龙, 杨寿春, 等. 奶牛乳房性状与产奶量及排乳性能的关系[J]. 中国牛业科学, 2007, 33(4): 14-17.

[5] Rogers G W, Hargrove G L, Lawlor T J,et al. Correlations among linear type traits and somatic cell counts[J]. J Dairy Sci,1991, 74(3): 1087-1091.

[6] 李英. 奶牛场DHI测定与应用指导[M]. 北京: 金盾出版社,2013.

[7] Short T H, Lawlor T J. Genetic parameters of conformation traits, milk yield, and herd life in Holsteins[J]. J Dairy Sci,1992, 75(7): 1987-1998.

[8] 毛永江, 杨章平, 王杏龙, 等. 南方地区荷斯坦牛乳中体细胞数及乳房性状与泌乳性能相关性的研究[J]. 中国奶牛,2002(2): 12-13.

[9] 朱力, 乔婕, 于洋, 等. 奶牛乳头长度及乳头末端状况的重要性初探[J]. 中国奶牛, 2014(15): 11-14.

[10] Seykora A J, McDaniel B T. Genetics statistics and relationships of teat and udder traits, somatic cell counts, and milk production1[J]. J Dairy Sci, 1986, 69(9): 2395-2407.

[11] Monardes H G, Cue R I, Hayes J F. Correlations between udder conformation traits and somatic cell count in Canadian Holstein cows[J]. J Dairy Sci, 1990, 73(5): 1337-1342.

[12] Lund T, Miglior F, Dekkers J C M,et al. Genetic relationships between clinical mastitis, somatic cell count, and udder conformation in Danish Holsteins[J]. Lives Prod Sci, 1994,39(3): 243-251.