中国地方品种绵羊体质指数的地理变异

2020-12-10刘雪颖刘桂琼种玉晴姜勋平

西南农业学报 2020年8期

刘雪颖，刘桂琼，种玉晴，姜勋平

(华中农业大学动物科技学院，湖北武汉 430070)

【研究意义】体质指数(Body Mass Index，BMI)是衡量人或动物胖瘦程度的重要指标[1-3]，也是能量储备指标[4]。机体能量储备是繁殖和胴体品质等生产力特征性能的重要决定性因素之一。在绵羊上的研究表明，BMI与产肉和产奶等多项重要经济性状相关[5]，在生产中具有多种用途，例如可以作为胴体组成预测的非侵入性技术指标[6]。【前人研究进展】影响BMI的因素众多，受到广泛的重视和研究，其中在人体上的研究最为全面和深入。在人体上，BMI与纬度和年平均温度显著相关[7]；BMI从北到南随纬度的降低而逐步下降[8-9]；在各个区域，男性BMI都显著高于女性[10-11]。在动物上，涉及较少。有研究表明绵羊商用品种、引入品种和毛用品种的分布与气温和降水高度相关[12]；环境因素与体重体尺及能量代谢密切相关[13-14]。【本研究切入点】我国横跨纬度约50°，跨经度约60°，国土面积大，由辽阔的平原、高原、丘陵和山脉组成，地形错综复杂，地势由西向东逐渐降低，宛如阶梯[15]。常用“三大阶梯”来描述全国地势总轮廓。第一级阶梯的海拔在2600 m以上，第二级阶梯海拔在1000～2600 m，第三级阶梯海拔在1000 m以下[16]。我国地方品种绵羊分布在不同的海拔纬度，所处地理环境差异较大。贝格曼法则指出,高纬度恒温动物往往比来自低纬度恒温动物个体高大，导致其相对体表面积变小，使单位体重的热散失减少，有利于抗寒[17]。体型受环境因素影响且具有纬度效应已得到验证[18]，考虑到体质指数与体型的关系，有理由假设体质指数也具有相同的规律。【拟解决的关键问题】本研究的目的在于弄清中国绵羊体质指数现状及其影响因素，为改善绵羊生产管理中的品种选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 数据测定和发掘

中国地方绵羊共42个品种，根据地理分布和遗传关系，可分为3个系：蒙古系绵羊、藏系绵羊和哈萨克系绵羊。

本试验测定了其中2个品种—湖羊和乌珠穆沁羊的成年体重、体长。乌珠穆沁羊选自内蒙古自治区锡林郭勒盟乌拉盖农乃分场，共50只，公母各半。湖羊选自湖北宜昌志清和种羊场，共50只，公母各半。测定方法按照行业标准(NY/T 1236-2006)进行。受测羊只禁食24 h，禁饮2 h，在自然状态下称体重；在坚实平坦地面端正站立，用杖尺测得胸突到坐骨结节后端的直线距离作体长。此外，还从《中国畜禽遗传资源志-羊志》和相关文献中挖掘了各品种的体重和体长数据。根据每篇文献中各个性状的样本数和均值加权平均计算得到相应性状的均值。

MG: 蒙古羊; JZ: 晋中绵羊; HB: 呼伦贝尔羊; SN: 苏尼特羊; WR: 乌冉克羊; UQ: 乌珠穆沁羊; HU: 湖羊; LZM: 鲁中山地绵羊; SSF: 泗水裘皮羊; WD: 洼地绵羊; STH: 小尾寒羊; THF: 太行裘皮羊; YXFT: 豫西脂尾羊; BYBL: 巴音布鲁克羊; LOP: 罗布羊; TAN: 滩羊; TONG: 同羊; LZLT: 兰州大尾羊; GLLT: 广灵大尾羊; LTH: 大尾寒羊; TB: 西藏羊; WN: 威宁绵羊; DQ: 迪庆绵羊; LPBB: 兰坪乌骨绵羊; NLB: 宁蒗黑绵羊; SPG: 石屏青绵羊; TC: 腾冲绵羊; ZT: 昭通绵羊; HZ: 汉中绵羊; GDBF: 贵德黑裘皮羊; MXBF: 岷县黑裘皮羊; KZ: 哈萨克羊; AT: 阿勒泰羊; BB: 巴什拜羊; DL: 多浪羊; HT: 和田羊; KG: 柯尔克孜羊; TKG: 塔什库尔干羊; TFB: 吐鲁番黑羊; BC: 巴尔楚克羊; QB: 策勒黑羊; YC: 叶城羊图1 中国绵羊的地理分布Fig.1 Geographical distribution of Chinese sheep

并且从羊志中收集了每个品种年平均气温、无霜期、年平均降水量、相对湿度和年平均日照时数共5个环境因子数据。

1.2 BMI 计算和统计分析

BMI 计算公式为：BMI=BW/BL2，其中，BW是体重(kg)，BL是体长(m)。用方差分析比较BMI在蒙古系、藏系和哈萨克系这三系绵羊间及性别的差异，并检验海拔和纬度对BMI是否存在显著影响。对数据进行标准化处理后，用多元逐步回归分析分析BMI与环境因子的关系(SAS v9.4)。利用Adobe Illustrator CS6绘制绵羊品种分布图。

2 结果与分析

2.1 中国绵羊的分布

从图1可以看出，中国地方绵羊集中分布在第二级阶梯和北纬25°～45°。新疆、云南和内蒙古3个省份绵羊品种数量较多，分别有13、6和5个。

蒙古系绵羊主要分布在二、三级阶梯上，2017年存栏量约8992.9万只。藏系和哈萨克系绵羊主要分布在一、二级阶梯，2017年藏系绵羊存栏量约2822.6万只，哈萨克系绵羊约2958.5万只。蒙古系和哈萨克系绵羊分布区的纬度都相对较高，在北纬31°～53°。哈萨克系绵羊处于北纬35°以上，蒙古系绵羊除个别品种外也分布在北纬35°以上，而藏系绵羊大都分布在北纬35°以下。

2.2 BMI在品种和性别间的差异

蒙古系绵羊共计20个品种。从表1、4可以看出，蒙古系绵羊BMI均值为101.450，品种间变异范围很大，为56.82～170.46。公羊的BMI均值为107.85，范围为75.85～170.46，BMI最大的为同羊，最小的为晋中绵羊。母羊的BMI均值为95.05，范围为56.82～127.83，BMI最大的为同羊，最小的为晋中绵羊。

表1 蒙古系绵羊体重、体长和BMI

续表1 Continued table 1

藏系绵羊共计11个品种。从表2、4可以看出，藏系绵羊BMI的均值为93.33，范围为76.75～105.35。公羊的BMI均值为95.15，范围为76.75～105.35，BMI最大为汉中绵羊，最小为贵德黑裘皮羊。母羊的BMI均值为91.50，范围为79.51～101.63，BMI最大为腾冲绵羊，最小为贵德黑裘皮羊。

表2 藏系绵羊体重、体长及BMI

表3 哈萨克系绵羊体重、体长及BMI

哈萨克系绵羊共计11个品种。从表3～4可以看出，哈萨克系绵羊BMI的均值为107.36，范围为75.77～169.69。公羊的BMI均值为118.25，范围为93.62～169.69，其中BMI最大的为吐鲁番黑羊，最小的为叶城羊。母羊的BMI均值为96.47，范围为75.77～122.73，其中BMI最大的为巴什拜羊，最小的为塔什库尔干羊。

对蒙系、藏系和哈萨克系绵羊BMI作方差分析(表4)，系间无显著差异(P>0.05)。将公母羊的BMI分别统计，蒙系、藏系和哈萨克系绵羊间也无显著差异(P>0.05)。

BMI在性别间的差异显著，具有明显的雌雄二型性(P<0.05)，公羊和母羊的BMI分别为107.249±22.827和94.494±15.664，其中公羊BMI比母羊大13.50 %。

2.3 BMI与海拔和纬度的关系

根据纬度高低将42品种绵羊分为4个组：>45°, 35°～45°, 25°～35°，<25° 。根据海拔高低将绵羊又可以分为3个组: >2600 m, 1000～2600 m, 30～1000 m。

由表4可见，分布在北纬45°以上的绵羊品种有5个，其平均BMI为123.789±20.087；分布在北纬35°～45°的绵羊品种有23个，其平均BMI为97.767±19.299；分布在北纬25°～35°的绵羊品种有13个，其平均BMI为98.445±18.250；分布在北纬度25°以下的绵羊品种有1个，其BMI为89.225±0.898。海拔在2600 m以上的绵羊品种有6个，它们的平均BMI为89.283±8.908；海拔在1000～2600 m的绵羊品种有29个，它们的平均BMI为103.798±23.350；分布在1000 m以下的绵羊品种有7个，它们的平均BMI为98.676±7.403。

海拔对BMI的影响不显著(P>0.05)，纬度对BMI有显著的影响(P<0.01)，海拔与纬度交互作用不显著(P>0.05)。

2.4 BMI与环境因子的关系

考虑到纬度引起的环境差异，分析了环境因素对体重指数的影响。有3个环境因素进入回归模型(表5)，它们分别是年平均降水量(AAP)、相对湿度(RH)和年平均日照时数(AASD)。回归方程表示为BMI= 2.151E-15-0.347AAP+ 0.585RH+ 0.302AASD。模型R2为0.194，即这3个环境因子可以解释19.4 % BMI的变异。

表4 各类别BMI的差异

相对湿度和年平均日照时数与体质指数呈正相关，年平均降水量与体质指数呈负相关。相对湿度对体质指数的影响较大，其次是年平均降水量和年平均日照时数。

3 讨论

3.1 BMI与纬度及环境因素的关系

恒温及外温动物体型的地理变化是一种非常普遍的现象，已经在猪[60]、驼鹿[61]和昆虫[62]等动物上都得到了验证。这种变化被解释为纬度效应或者环境温度和降水的趋势影响[18]。考虑到体质指数和体型的相关性，假设体质指数也具有相同的变化规律，本试验的结果证实了这一假设。

表5 BMI与环境因子的多元回归分析结果

BMI与环境因子的回归分析结果表明，相对湿度和年平均日照时数与BMI呈正相关，年降水量与BMI呈负相关。降水量越高，越偏向低纬度低海拔的地区；日照时数越长越偏向高纬度高海拔地区。纬度越高，BMI越大。除此之外，可能与天然牧草的可获得量有关。这些环境因素会影响牧草的产量和营养物质的积累以及反青期[63-65]。而环境因子只能解释部分BMI变异，可能与饲养方式的改变有关。我国规模化羊场数量早在12年前就达到25.3万，并且增长迅速[66]。舍饲或半舍饲逐渐取代放牧成为我国主要的饲养方式。优质的青贮饲料以及高浓度饲料的搭配成为绵羊主要的食物来源。此外，舍饲降低了绵羊的能量消耗，这有助于营养物质的沉积[67]。作为肥胖指数，体质指数与脂肪沉积也密不可分。BMI有别于体型不受环境温度的影响，可能是舍饲条件下环境温度被控制在适宜的范围内，人们根据气候变化有相应的保温隔热措施[68-69]。此外，已有的大量研究表明，BMI受到MC4R和FTO等基因调控，其通过食欲调节或能量消耗影响体重指数[70-71]，这可能是环境因素只能解释部分BMI变异的另一个原因。有关BMI变异的具体影响因素有待进一步探讨。

3.2 BMI与性别的关系

绵羊BMI具有明显的雌雄二型性，公羊极显著高于母羊(P<0.01)。这种性别间的差异可能是性选择的结果，雄性个体为了获得更多交配权而参与争斗，经过长期的自然选择，使雄性拥有较大的体格、体重及角斗力。雌性个体在妊娠期间行动迟缓，维持较小的体重有利于降低被天敌捕食的风险，从而提高生存率[72-73]。此外，公羊和母羊的体成熟月龄相同，都为12～15月龄，母羊的性成熟为6-10月龄[74]，在性成熟后体重达成年体重70 %时开始配种妊娠，此时母羊将大部分营养用于妊娠及哺乳，不利于母羊自身的生长。