高山美利奴羊数据采集应用

王洮生，王丽娟

(甘肃省绵羊繁育技术推广站,甘肃 张掖 734031)

通过绵羊防疫分群鉴定围栏系统的建立，育种多功能室的融入，自动称重与数据采集记录系统的引进，五分制鉴定技术规程的制定推广应用，ASReml、Foxpro、SPSS及Excel数据的共享交换。这些育种基础设施的技术提升是省绵羊站高山美利奴羊选种技术流程优化的前提和基础，保障高效科学育种的基础条件,该套技术流程在全省值得应用推广。

1 育种设施的技术改造

育种基础设施的升级改造是省绵羊繁育技术推广站近年来工作的一个重要方面。育种设施改造有一个明显的共同特点，就是降低劳动强度、提高性能测定和数据采集的准确性和工作效率。

1.1 绵羊防疫分群鉴定围栏系统

引入澳大利亚简易羊分群技术，在一个羊可以自由通行的围栏组成的主通道内一侧设计一个带手柄可以开关的侧门，侧门关闭则主通道开启，羊只可以沿主通道继续前行，侧门开启则主通道关闭， 羊只则通过侧门进入另一侧的圈内，通过这种方式可以对母羊和羔羊进行分群(断奶时)、对公母进行分群，对大小羊进行分群管理等；防疫与鉴定羊通道，由并行的宽0.7 m两个围栏通道组成，前端延伸接三个鉴定组通道，从两通道接三通道处设计分群门，便于将两侧通道分别进入公、母羊(断奶)，中间通道公母混合，完成鉴定后再进行公、母分群，两主通道可圈满挤紧羊以便进行防疫注射，两主通道和三个鉴定通道上设计钢结构顶棚，以遮阳防雨；羊称重鉴定保定装置(实用新型专利)，由三角铁焊接成的可以卡套在平板地磅或自动称重器上的长方型底坐、保定装置主框架、带手柄可以伸缩扣紧保定侧板和出口活动门组成，保定侧板上留有鉴定窗口，供鉴定人员打开羊只体侧毛丛进行鉴定评分，待鉴定的羊只通过上述鉴定围栏通道，可以直接进入该装置，让鉴定人员进行鉴定。

1.2 绵羊育种多功能室

绵羊育种多功能室是可以承担常规人工授精、胚胎移植、腹腔镜子宫角人工授精、种羊分群防疫鉴定以及其它试验研究多项功能的实验室。实验室为四间座北朝南长方形建筑，建筑的西侧为钢管结构分群围栏，用于羊群进入时按群号分群，围栏与实验室最后侧(西北角)贯穿西东的羊通道相连，羊通道从西向东分别设计四个分群门，分别为西侧的公羊圈和东侧的3个相邻的待配发情母羊圈相连，用于采集的公羊管理和分组管理不同的选配母羊组。实验室的西半侧(两间)与公羊圈相连的是采精操作间和精液处理间，东侧与3个待配发情母羊圈相连(隔段隔开，留3个门控制羊只进出)的是人工授精或胚胎移植操作间，这个操作间向西又与精液处理操作间由门相连。精液处理室与人工授精操作间墙体设计火墙，为人工授精操作间和精液处理室供热。整个实验室内羊通道、公羊圈、人工授精操作间操作位置均设计漏粪地板。

2 自动称重与数据采集记录系统

由新西兰生产的Tru-Test品牌动物自动称重数据采集记录系统，我站配备3套该系统,从2019年开始，这套系统正式投入使用。与传统的称重与鉴定记录相比，该套系统的巨大优势在于：能够自动称取和记录动物体重，自动记录除体重外鉴定时通过记录仪键盘录入的任何其它项目信息；能够对动物个体的生长增重情况和鉴定群体体重性状进行即时的统计；可以将记录的育种信息以Excel表的格式下载到电脑里，也可将羊只历史的或终身的育种信息上传到记录仪里，供鉴定时即时调用参考；可以将上传到记录仪里的所有育种信息通过LID(终身耳号)关联，建立包括不同时期育种信息的(以LID关联)大的数据表；可提供可以自如设计种羊鉴定或数据记录项目格式的路径，为不同类别的鉴定数据采集提供了方便；可通过电子耳标识读器(棒)自动识别显示记录动物个体的VID(可视耳标)和其它育种信息(如果已提前上传)；利用汉语拼音定义要鉴定的和记录的项目名称，有效克服了记录仪的英文介面带来的使用陌生感。

3 鉴定与数据采集的规范化

育种基础设施的技术改造和自动称重数据采集记录系统的引进与应用为鉴定与数据采集的规范化奠定了基础。2016年开始，省绵羊站技术团队与国家绒毛用羊产业技术体系育种岗位合作制定高山美利奴羊鉴定技术规程，已经在实际鉴定工作中应用5年，目前省绵羊站正在申请我省地方标准。该套鉴定技术规程力图与细毛羊育种技术领先世界的澳大利亚细毛羊鉴定进行接轨，克服过去三分制定鉴定的诸多弊端。该套技术规程除体重、毛长等数量性状外，还包括了细毛羊体形外貌与羊毛质量性状的五分制鉴定评分技术标准规定。

4 高山美利奴羊的育种信息数据库

省绵羊繁育技术推广站育种技术人员从1998年开始,将甘肃高山细毛羊1980年育成时开始到2015年高山美利奴羊培育成功,再到2020年全部育种信息资料录入微机，利用Visual Foxpro建立育种资料信息数据库，通过20多年的原始积累，以初生鉴定个体数计算，数据库记录条数已经达到131478条。数据结构设计也逐步完善，数据库包括了甘肃高山细毛羊和高山细毛羊原种个体的系谱记录、初生鉴定、断奶鉴定、育成鉴定、周岁鉴定、个体剪毛量测定记录、羊毛实验室检测记录数据。数据库包括85个字段，其中个体及父母个体识别字段9个，个体及及父母亲品种(品系)字段3个，测定日期字段8个，出生年度、年龄、性别与管理组等非遗传因素字段12个，包括体重、毛长、毛量与羊毛质量实验室检测数据在内的客观测量数量性状22个，鉴定等级体型外貌与羊毛质量主观评分性状29个，种羊照片(通用型字段)1个，备注字段1个。这套育种信息数据库，为我国研究细毛羊培育发展史、研究细毛羊品种的遗传规律、制定新的更有效的育种方案提供了非常珍贵的大数据资源。

5 应用软件

5.1 Visual Foxpro(VF)

用于高山美利奴羊育种信息数据库建设的支撑软件为Visual Foxpro(VF) ，所有常规的统计分析都是通过VF编制的小程序统计完成并输出为A4纸表格，以便于装订成年度的育种资料汇集。

5.2 MICROSOFT EXCEL

以VF存储的育种信息数据库，在需要的情况下通过 “COPY TO <文件名> TYPE XLS”命令转换成Excel数据文件，以便在Excel中进行一些基础性分析，同时用于上传到TRU-TEST自动称重数据采集记录仪的文件格式也为XLS，用于遗传评估的数据文件格式也为XLS。

5.3 SPSS软件

在SPSS中可以直接打开Excel数据文件并转存为SPSS格式文件，在SPSS中进行一般的诸如T检验、方差分析、相关分析、回归分析和一般线性模型分析。

5.4 ASReml软件

目前世界范围内广泛地应用于畜牧、渔业、农作物和林业以及医学等多个领域的专业的遗传分析工具。拟合线性混合模型的优秀数据分析软件，由NSW Department of Primary Industries的Arthur Gilmour教授开发，可利用灵活的混合线性模型和广义线性模型来处理大规模的数据，实现大数据高效、快速的分析。ASReml可对数量性状、阈值性状、分类性状等多个性状进行分析，并可实现固定效应、随机效应值的预测以及显著性检验、遗传参数、育种值的估计等。省绵羊站遗传评估团队从2015年开始连续购买其使用权，并能够成功应用于遗传参数估计、育种值估计等项工作中。

6 常规统计分析与遗传评估

6.1 常规的育种资料统计

育种数据按foxpro6.0数据文件方式保存，按照数据收集时间、数据类型的不同分为产羔记录、断奶记录、周岁或成年鉴定记录、公羊鉴定记录、剪毛记录、羊毛细度分析记录、羊毛净毛率分析记录7大块。每个数据文件都有对应的自编的VF常规统计分析小程序，可将育种文件数据，即测定性状的表型值按照管理群、性别、年龄、品种类型、公羊进行分类统计汇总，汇总数据包括统计头数、平均值、标准差、变异系数、总和、平方和，主观评分性状统计不同分值的统计数及占总数的百分比。其目的是通过描述性统计，汇总不同类型羊只不同年度详细的统计参数，以便监测不同影响因素对种羊质量的影响。比如，产羔记录统计分析程序(lambing.prg),执行程序后采用人机交互式运行，程序提示要输入数据文件名、要分类统计的性状(如群别、品种类型、公羊号)，然后程序自动执行，按输入的汇总分类要求进行分类汇总，将汇总结果按照预先设计好的输出格式输出到Excel数据表中，调整页面格式后可以直接打印，装订。按公羊分类汇总输出结果包括了参加配种的公羊所生产后代羔羊的平均初生重、毛色正常比例、毛质正常比例等参数，通过这些参数可以比较不同公羊对初生性状影响的表型数据。比如，如果某只公羊的后代毛色纯白的比例明显低于其它公羊，则可认为本只公羊有对被毛颜色的遗传缺陷，可以考虑淘汰。其它数据文件的常规统计原理和作用类似。

6.2 遗传评估

基于高山美利奴羊育种信息数据库中的系谱资料信息、管理等非遗传因素信息、不同时期测定的育种性状信息，利用ASReml提供的BLUP混合线性模型，站遗传评估技术团队已经筛选建立了12个主要经济性状(包括初生重、断奶重、断奶前日增重、断奶至周岁日增重、周岁重5个生长性状和污毛量、净毛量、净毛率、毛纤维平均直径、毛纤维平均直径变异系数、体侧毛长、羊毛细度支数7个羊毛性状)的最佳的混合动物模型。并估计出了12个性状的遗传参数，根据筛选的最佳动物模型，每年对参与选种选配的公羊和育成母羊个体12个性状进行育种值估计，使重要经济性状的育种值成为选种的重要参考。

7 小结

完善育种软、硬件基础设施建设是近年来省绵羊站育种创新能力提升的基础性重点工作之一。集澳式通道法羊分群技术、羊防疫鉴定通道、羊称重鉴定保定架为一体的绵羊防疫分群鉴定围栏系统，解决了羊鉴定环节的设施化问题，大幅度降低的人员的劳动强度、减少了数据采集的误差，提高了数据采集精度，为后期的精准选种和选种技术流程的优化提升奠定了基础；融入绵羊防疫分群鉴定围栏系统设计理念的育种多功能室，解决了应精准育种要求的选配与人工授精的设施化问题，既解决了落后设施条件下，精细选配劳动强度大的问题，又通过设施改造提高了精细选配的质量和精度问题；自动称重与数据采集记录系统的引进，使满足数据采集精准化要求有了先进设备保障，实现数据的即时统计，大大提高选种决策的效率和准确度；五分制鉴定技术规程的制定推广应用，使得高山美利奴羊的鉴定与国际接轨，解决了性能测定与数据采集的规范化、标准化的问题；ASReml、Foxpro、SPSS及Excel数据的共享交换，功能的协同与互补，为高效的遗传评估、育种信息数据库建设、育种资料的常规统计与分析提供了软件保障。通过在全省应用推广,为羊产业的进一步发展作出应有的贡献。