胎次与公猪对巴马香猪产仔数影响及产仔数统计对样本量要求的研究

莫家远，高九昱，赵铭伟，奉玲丽，黄 叶，陈奎蓉，吕冬玲，张琰芳，梁 晶 ,兰干球

（广西大学动物科学技术学院，广西南宁 530004）

巴马香猪是广西特有的优良地方品种，具有肉质优良、体型小、性成熟早和耐粗饲等优点[1]，但其同时存在瘦肉率低、生长速度慢和繁殖力较低等问题。繁殖性状是猪生产中重要的经济性状之一，主要包括总产仔数、产活仔数、泌乳力和乳头数等。产仔数是衡量母猪繁殖性能的主要指标之一，加拿大猪遗传改良中心（CCSI）认为产仔数权重应占母系指数的50% 以上[2]；产仔数性状是由微效多基因控制的低遗传力性状，遗传力仅为0.1左右[3]，在育种上难以获得明显的遗传进展，如杨剑波等[4]研究发现巴克夏× 梅山猪等杂交并没有显著提高产仔数。前人研究表明产仔数与母猪胎次有很大关联，Knecht等[5]发现第1胎产仔数显著低于第5胎，Gerardo等[6]发现第3、4胎产仔数最高，有研究发现母猪产仔数在第3～5胎达到高峰后逐渐降低[7-9]。性状的准确测定是育种工作的基础，2003年巴马畜牧局统计发现巴马香猪的平均产仔数为10.07头[10]，然而经过15年的选育后巴马香猪的平均产仔数可能与以前测定的数据有一定差异，且在研读《中国畜禽遗传资源志·猪志》[10]时发现，很多中国地方猪种统计产仔数等数据时所采用的样本量都较少，如宁乡猪（50头）、陆川猪（150头）和莱芜猪（144头）等，其统计准确性可能有待提高。因此本研究对巴马香猪保种群体历年产仔数数据进行了整理、分析，同时使用C#编写了软件研究不同样本量对产仔数统计准确性的影响，为进一步确定巴马香猪母猪最佳利用年限和对巴马香猪产仔数性状进行研究提供了理论基础。

1 材料与方法

1.1 数据来源 从母猪繁殖卡片上采集广西巴马原种香猪农牧实业有限公司小巴猪场989头巴马香猪母猪历年产活仔数数据共6 125窝、杜洛克公猪配巴马香猪母猪后的产活仔数数据共712窝。

1.2 主要软件 实验用到的软件包括Excel、R语言、Exceltools2.0、SPSS19.0、Adobe Illustrator CC 2017与Graph prism。

1.3 数据过滤 使用R语言过滤3倍标准差外的数据，剔除胎次少于4胎的巴马香猪母猪数据命名为纯种（巴巴）产仔数；将杜洛克配巴马香猪后产活仔数数据命名为杂交（杜巴）产仔数。

1.4 R语言绘图与分析 使用R语言对纯种（巴巴）产仔数和平均产仔数、杂交（杜巴）产仔数进行直方图绘制、密度曲线拟合、相关统计量计算和正态分布检验。

1.5 SPSS分析 使用SPSS19.0对过滤后的数据进行各胎次间Pearson相关系数计算、单因素方差分析、相关统计量计算和回归方程拟合，以及对纯种（巴巴）产仔数与杂交（杜巴）产仔数进行单因素方差分析和相关统计量计算，结果以平均数± 标准差表示，P＜0.01表示差异极显著，P＜0.05表示差异显著（下同）。

1.6 可靠性分析

1.6.1 R语言绘图与分析 选取过滤后产仔胎次在9胎以上的母猪数据命名为9胎纯种（巴巴）产仔数，使用R语言对其各胎次产仔数进行绘图和分析。

1.6.2 显著性检验 使用SPSS19.0对9胎纯种（巴巴）产仔数各胎次进行单因素方差分析和相关统计量计算。

1.6.3 不同胎次平均产仔数差异分析 分别计算9胎纯种（巴巴）产仔数中第1～11胎、第2～11胎、第3～11胎和第5～11胎平均产仔数，并对4种方法计算的平均产仔数进行R语言绘图与分析和SPSS单因素方差分析。

1.7 产仔数统计准确性分析

1.7.1 数据集 将上述过滤后的数据共753头猪平均产仔数作为所有样本数据集，计算其平均数和标准差。

1.7.2 软件编写 使用C#，编写Exceltools2.0软件实现如下功能：在输入的数据集中随机抽取不同位置的a个数据，计算其平均数，重复执行b次，并计算和输出b次a个数据平均数的平均数和标准差。

1.7.3 准确性分析 使用编写的软件分别对以10%样本量为梯度的a（75、149、224、298、373、447、522、596、671）进行b（1、3、5、7、10、30、50、70、100）次计算，根据结果计算其变异系数。

1.8 作图 使用Graph Prism绘制抽样变异系数折线图；使用Adobe Illustrator CC 2017后期处理。

2 结果

2.1 数据过滤 数据过滤后剩余纯种（巴巴）产仔数4 873窝；杂交（杜巴）产仔数696窝，用作后续分析。

2.2 R语言分析 结果显示纯种（巴巴）平均产仔数(图1-C）和纯种（巴巴）产仔数（图2-A）正态分布检验P值＞0.01，服从正态分布；杂交（杜巴）产仔数不符合正态分布。

2.3 SPSS分析

2.3.1 巴马香猪各胎次间Pearson相关系数计算 由表1可知，总平均产仔数与第1～11胎产仔数均有极显著相关；除第1胎产仔数与第7～11胎产仔数不显著相关，第8胎产仔数与第1～2胎产仔数不显著相关，第10胎产仔数与第1～5、7胎产仔数不显著相关，第11胎产仔数与第1～4、6～10胎不显著相关外，其他胎次均显著或极显著相关。

2.3.2 巴马香猪各胎次间显著性检验 由表2可知，纯种（巴巴）第5～11胎产仔数差异不显著，但第9胎产仔数极显著高于第1～4胎产仔数；第4～8胎与第10～11胎产仔数差异不显著，但第6～8胎和10～11胎产仔数极显著高于第1～3胎产仔数；第3～5胎产仔数差异不显著，但极显著高于第1～2胎产仔数；第2胎产仔数极显著高于第1胎产仔数。

2.3.3 纯种（巴巴）各胎次回归方程 纯种（巴巴）第1～11胎产仔数回归方程Y=8.637+0.167X，R2=0.674，方差分析与T检验结果均为极显著。

2.3.4 纯种（巴巴）和杂交（杜巴）产仔数显著性检验由表3可知，纯种（巴巴）平均产仔数极显著低于杂交（杜巴）；纯种（巴巴）产仔数为2～16头，杂交（杜巴）产仔数范围为5～15头；众数皆为10头，分别占21.20%和26.00%。

2.4 9胎纯种（巴巴）产仔数相关分析 由图1、2可知，第1～11胎（图1-F）、第2-11胎（图2-C）、第3-11胎（图2-D）和第5-11胎（图2-E）平均产仔数P值均大于0.01，服从正态分布。由表4可知，第5～11胎平均产仔数极显著高于第1～11胎、第2～11胎和第3～11胎；第3～11胎平均产仔数极显著高于第1～11胎；第1～11胎与第2～11胎平均产仔数差异不显著。

2.5 准确性分析

表1 纯种（巴巴）各胎次间Person相关系数

2.5.1 Exceltools2.0软件检测 使用C# 编写软件后在输入文档tmep中输入1～10共10个数，在参数文档config中输入抽样频率5和重复次数3，检验抽样结果是否会产生重复抽样，计算出来的结果是否准确，软件可靠后进行后续分析。

2.5.2 变异系数的计算 利用软件进行3次拟合，将3次的结果进行进一步的平均数计算；计算3次结果平均数与参考数据集平均数的变异系数，将变异系数取绝对值作为抽样变异系数，抽样变异系数以‰为单位表示。由表6可知，抽样频率为75时，抽样70次以上变异系数低于1‰；抽样频率为149次和224次时，抽样30次以上变异系数低于1‰；抽样频率为298次时，抽样70次以上变异系数低于1‰；抽样频率为373次时，抽样3次以上变异系数低于1‰；抽样频率为447、522、596次和671次时，抽样1次以上变异系数低于1‰。

3 讨论

产仔数作为一个复杂的数量性状，不仅受到基因[11-12]、季节[13]、营养水平[14]等因素影响，还受母猪年龄的影响，即随着母猪生产胎次的增加，产仔数会产生一定变化。母猪在第1胎时由于刚体成熟甚至刚性成熟，身体机能和激素水平还没有达到最佳状态，因此母猪在第1胎时产仔数最低；随着身体机能的完善，母猪产仔数会升高并维持一定时间，随后由于身体机能发生老化、生理代

谢下降、卵巢疾病和衰老等原因，产仔数逐渐下降[15]。巴马香猪属于优质地方品种，可用于生产高品质猪肉，但是由于缺少系统的育种工作，导致很多记录缺失，在产仔数等方面研究缺乏，也导致了在巴马香猪产业化生产中没有足够的理论指导。

表2 巴马香猪各胎次间和9胎以上猪各胎次间显著性检验

表3 纯种（巴巴）与杂交（杜巴）产仔数显著性检验

表4 9胎以上巴马香猪不同胎数平均数分析

表6 重复抽样变异系数表

本研究计算纯种（巴巴）各胎次间的Person相关系数发现，平均产仔数与各胎次产仔数均有极显著关联（Person系数为0.439～0.561），呈中度相关；第1～9胎产仔数相互之间绝大部分显著相关（Person系数为0.082～0.400）；第10～11胎与其他胎次相关性较低。Hoving等[16]和Saito等[17]研究发现，在第2胎繁殖性能较差的母猪中有很大一部分母猪在以后胎次中的繁殖性能可能很差，第2胎产仔数对以后胎次产仔数的影响取决于第1胎产仔数，说明本研究中产仔数最低的第1胎与产仔数高的第7～11胎没有显著关联的结果是准确的。在前6胎中Person系数具有逐渐上升的趋势，而且相邻两胎的Person系数大多数比胎次相差更远的大，这与王源[18]在大白猪前4胎的产仔数表型相关统计结果一致，但本实验中从第7胎开始系数之间相关性不稳定，这可能与样本量下降有关，第6胎为510头，占总数的68.46%，而从第7胎开始只有382头母猪数据，只占总数的51.28%，这可能导致第7胎以后的Person系数分析误差。

对纯种（巴巴）各胎次产仔数分析发现，巴马香猪1～11胎产仔数呈现上升趋势，其中第1胎产仔数最低、第2胎产仔数次之，显著低于其他胎次；第9胎产仔数最高，与贾娟娟[19]报道长大和大长第6胎产仔数最高不一致，与宋述荣[20]报道PIC母猪第3～5胎产仔数最高不一致，与刘建等[21]报道大约克第6胎产仔数最高不一致，与苏从成等[22]报道太湖猪第7胎产仔数最高也不一致。为避免分析结果受实际生产时某些产仔数较少的母猪可能在较低胎次被淘汰的影响，本研究挑选了159头总胎次为9胎以上的纯种（巴巴）母猪数据进行重新分析，发现第8胎产仔数最高，但只与第9胎产仔数相差了0.01头，其余结果一致。综合2个分析结果发现，第1、2胎产仔数极显著低于其他胎次，与国内外猪种的研究结果一致[23-25]；第8～9胎产仔数最高。以上结果说明了巴马香猪的最高产仔数胎次与西方商业猪种和中国地方猪种都可能存在比较大的差异，这可能与巴马香猪的种质特性有关，也说明巴马香猪母猪的利用年限可能比其他猪种更长，其深层次的分子机理值得进一步研究。同时，第2～11胎平均产仔数与第1～11胎和第3～11胎差异不显著，而第1胎产仔数与产仔数较高的胎次相关性较低，说明使用第2～11胎的平均产仔数作为本群体平均产仔数结果更适合，即在计算平均产仔数性状的时候剔除第1胎产仔数后计算更适合。

据《中国畜禽遗传资源志·猪志》记载，巴马香猪平均产仔数为10.07头，比本研究高0.71头，可能是因为本研究群体只来源于同一个群体，在缺少选育的情况下又经过10多年的近交导致产仔数下降。杜洛克公猪一般作为提高生长效率、瘦肉率等的终端父本，张琐宇等[26]利用全国种猪遗传评价信息网登记的16 103条杜洛克产仔数记录统计发现杜洛克产仔数在8.77～10.13头之间，与巴马香猪产仔数相差不大，但本研究发现纯种（巴巴）平均产仔数极显著低于杂交（杜巴）且变异程度更大，与Hagan等[27]报道杜洛克公猪的精液质量比大白猪更好、杜洛克与大白猪杂交能显著提高产仔数一致；而Smital等[28]对杜洛克、大白和皮特兰等的精子研究发现，杜洛克公猪精子浓度最高，因而分析杜洛克公猪能提高巴马香猪产仔数的原因可能是杜洛克公猪的精子质量比巴马香猪精子质量更好，在同样是人工授精的方法下，质量更好的精子能获得更高的产仔数。

本研究还通过C#编写Exceltools2.0软件研究了不同样本量对产仔数统计准确性的影响，经过软件的多次拟合计算，对结果进行统计分析发现，总体上随着样本量的升高和重复次数的增加变异系数逐渐降低，抽取1次使变异系数达到1%以下需要的样本量为75（10%），抽取1次使变异系数达到1‰以下需要的样本量为522（70%）；房晓欢等[29]在深县猪中研究指出30头（16.76%）的样本量可以代表整个群体的遗传多样性。综上所述，统计一个记录不完整的群体产仔数性状时，只需要得到10% 的母猪数据就可以将变异系数控制在1%以下。

4 结论

本研究通过R语言和C#等从多个层面对巴马香猪产仔数进行了分析，发现巴马香猪各胎次产仔数逐渐升高，第8、9胎产仔数最高；平均产仔数为（9.35±2.09）头，回归方程为Y=8.637+0.167X；杜洛克公猪能极显著提高巴马香猪平均产仔数；6胎以内相邻胎次之间Person相关系数比更远的胎次更大；剔除第1胎产仔数计算平均产仔数更具有代表性；抽取1次使变异系数达到1%以下需要的样本量为10%，抽取1次使变异系数达到1‰以下需要的样本量为70%。

致谢：感谢许其裕在本研究过程中为我编写Exceltools2.0软件使研究得以顺利完成。