Wood模型对北京黑白花奶牛个体泌乳曲线的拟合,分析及有关参数的估计

Wood模型对北京黑白花奶牛个体泌乳曲线的拟合,分析及有关参数的估计
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Wood模型对北京黑白花奶牛个体
本文利用Wood模型对北京市黑白花奶牛的879个秘乳期逐个进行了拟台.拟台过程中采用最小二
乘法估计参数a,bc一并进行了剩余标准差RSD和拟台度的计算.对于不符台正常秘乳曲线的泌乳
期进行剔除.得到a,bc均大于零的72个泌乳期.再进～步副昧<0.30的秘乳期,得到633个正常
的泌乳期且按场队.胎执对参数abC.进行了方差分析,按胎1虞耐参数a,b,c日0遗传力及遗
传相关荨遗传参数进行了估计.旨在技到影响w..d蟪型拟合奶牛泌乳曲线的请因素及其遗传学基矾.
为进一步1故好奶串产扔l生能的早期预测,搞好奶牛育种工作提t一定的依据. 前言
奶牛泌乳曲线是在一定的座标系上所描绘的奶
牛肌产犊开始到干奶时的产奶量随时间呈规律性变
化的曲线.在正常的泌乳条件下,曲线的特点是:
日产奶量在泌乳开始的数周内迅速上升,上升到一
定高峰水平后便处于一个较为稳定的时期.后便
缓慢下降,下降幅度随泌乳日的增加而加大以致
千奶.为了提前定量了解奶牛个体产奶性能,自本
世纪二十年代以来许多学者曾试图对泌乳曲线建立
适用数学模型.
Brody(1923)和Gaines(1927)提出简化
的指数模型Y一=Ae(y一为t时期的产奶量;e为
自然对数的底数:A,k为模型参数),此模型能
表达产奶量逐渐下降的规律,却不能表达整个船乳
期的规律;Sikka(1950)提出了抛物线指数模型
Y一=Ae¨…(A,b,c为模型参数),此函数
后来在印度拟合哈里阿那牛的泌乳曲线时,在
0.90以上:Khandekar(19S6)提出了乡项式模
型{yt=&+&+&+&.工n()(&I,&￡,3,h 看的牛乡了,或急于赶时间客易忽视即造成伤人事
故.
通过五年实践证明,线性鉴定为奶牛业的遗传
育种工作提供了大量的较为准确的信息资料,虽在
总性能指数(TPI)中只占20嘶的权重,但在莪国
为模型参数),该模型在描述卡拉瑞士(Karan-
Swiss)牛的泌乳曲线时..值为0.99.在此之后.
其它国外学者也陆续提出了描述泌乳曲线的模型,
但在应用范围和准确度上均存在缺陷.直到1967年
Wood提出不完全伽玛函数模型}Y一= (4)
6,c为参数),许多国家的研究人员就本国奶牛拙
乳曲线研究后认为采用Wood模型较好,如美国,
日本等国已利用Wood模型来评定乳用性能.关于
Wood模型的研究和应用,近年来国内也有报导;
陈幼春等利用修正的Wood模型LnY?=Lno.86+
工n+6工"(f)一c尉泌乳曲线进行了拟台.估计奶
量与实际奶量的相关(R)在0.92以上,并给出了
简易计算上升率(b)及下降率(c)的方法,徐慧
茹,张斌等在北京黑白花奶牛中利用Wood模型拟
台了泌乳曲线复相关系数(R)为0.93—0.g9.但
是他们都是对群体进行泌乳曲线的拟合,而对每头
单个泌乳期进行拟合和参数估计的报导却不乡.本
文对879个单个泌乳期进行拟合.并进行了参数估
计,试图对指导生产和进一步搞好奶牛育种工作起
到一定作用.
牛场逐步走向机械化的今天,意必更为重要,因为
机械化高效率的生产要体型标准的奶,当前线性
鉴定在我国已处在推广应用阶段,作为一种新型的
比较科学体型评定方法,已越来越多的被认识和受
至lj重视,予计不A将来将得到全面应用.
0*北京农业大学畜牧系100094?t北京市双桥农场畜牧持场100024 '29'
,,
材料与方法
作者取材于北京市双桥农场所属三个牛场即双
轿一长营,豆各庄l08B年1月一l99O年l2月的8T9头
产奶记录其中双挢693头,长营79头,豆各庄107
头.每个泌乳月平均取三次记录,完整泌乳期305
秀共取3o个计数点.采用下述方法进行分析,
Wood模型,
l'l—dn)
其中tY一皇第t时龄的产奶量
a一平均产奶量参数
b一泌乳曲残上升率参数
c泌乳曲线下降率参数
e.自然对数的底数
t一记录产奶时的顺序产奶时间
式(1)攥型从形式上看应为多元非线性模型
也就是说b,c等参数与随机变量n为非线性关系但这种非线性关系能够应用对数转换.使其出非线性变为线性回归方程.
对式(1)取对数后得,
n.=fM+blnt—c,(2)
~tna=A,tnt~X,一.,则有
-l毒A+bX一-ct(3)
式(3)模型从形式上看巳为多元线性模型.
也就是说b,c等参数与随机变量.1为线性关系
记rl墨∑(一A一6+cf),根据最小=乘法
和概值原理.被使Ⅱ昌z(1,'—A-bX一+c,)t取最
小值.必须使Ⅱ对A,b,c的偏导数分别为零,即
詈等一2∑(},一一占一+)=.
%}=一2∑(r一一6X+cf).
告=2∑(¨一一bxI+c啦一.
用矩阵表示为t
X
EtY
l∑t∑暑fl16l享f∑?【
\Z—fZf/—c\∑lf
估计参数的鼹为t
,A,/n∑z,,.1r∑Y*t,
』EY*,XYtJ(4)\一c/fZ?fZ,\Z'一
求出A,b,一c后,则a一,b—b,c;～
(一c).
W0od模型的拟台效果可用RsD及来估计t
剩余标准差D:五:至()
拟合度R~=t-等(6)
当离回归平方和z(1,-l一争)z对总平方和z
(一i一)s的比例越小.则越大拟合效果则
'越好.
作者取符合正常泌乳曲线且月>o.8o的633个泌乳期,其中一胎180个二胎154个.三胎9日个. 四眙B5个,五胎e4个,弃眙37个,七胎1T个.按睛次统计a,b,c,并按场队.胎次对ab,c及
进行方差分析,以胎次分组估计_ab,c的遗传力
及其之间的遗传相关.以上过程是通过dBASE]~ 建立数据库,并借助于SPSS和HA VEY软件完成的.
结果
1.利用Wo0d模型拟台732个泌乳期得到参数a,b,c,RSD,R.作进步统计得,垒群平均
RSD=3.26.一O.81.
按场队,胎次归纳如下
裹1不同场队的RSD与Rt
场队双桥长营豆告庄
_
RSD3.372.553.00
R'0.640.510.49
泌乳期
2.对633个泌乳期按胎次统计a,b,c如表4
3.对633个泌乳期分别以场队,胎次作关于a,
b,c,.的方差分析,结果见表5,
4.对633个船乳期按胎次分组估计a,b,c的
遗传力及遗传相关,见表6
分析与讨论
用Wood模型拟台奶牛泌乳曲线,国内几位学
者普遍认为是可行的(R>o.9o).但研究方法大
多是把不同泌乳期数据按胎次等因素分组,然后在
组内相应计数点平均以得到平稳的数据这样作为
实际值来估计参数,配台曲线致使拟台效果较好.
而本文采用的是单个泌乳期的资料逐头进行拟台
出表3可见普遍较低,R≥o.8o的泌乳期只有185
个,占25.3师.鉴于Wood模型对群体泌乳曲线拟
台效果较好而对于当前泌乳月的单个泌乳期来说.
寰2不同胎敬的RSD与R
胎次'5
I
RSD2.9B3.3B3.503.493.3T3.2O3.34
R'0.47o.640.T40.68O.720.丁jo.BT
—
泌乳期104926B3818
囊5落在不同批台鹿范目的泌乳期豆其比饼
范囝R'>0.80o.7o~R,<o.800.50<R'<0.T00.39<R'<0.50R≮0.30 J
泌乳期185儿9
—
25.3l9.725.3l6.213.5
裳4不同胎攻的Wood曩翟◆散平均值
b
13.1B0.290.^2
I6.480.310.5T
3IB.580.3B0.B4
14.350.410.B6
519.B90.280.51
B15.960.3Oo.55
13.330.350.B4
囊5Wood曩翟各●豫F一
_
F值
变因bR'
场队11.85T324.9712●●B.2∞9-8.3314-¨
胎次5.0855*¨2.5.459.7233",t.~20.4424",t.~
(P<O.001)?(P<0.05)
囊6Wood柱翟备◆豫的遗传力估一.
囊翟厦遗传相关
(上三角为表型相关.下三角为遗传相关
对角线为遗传力估值)
参数b
b0.0O40.0160.861
0.6500.9380.1-6
ab,c兰个参数不好确定,笔者(1991)曾指出,
可利用同1头公牛女儿一定时期的资料.按205天及胎次分组,制定一个小组参数,然后预刮属于该小
组处于当前泌乳月的奶牛的产量,方法是否合理,
有待于深八研究.
由表s知胎次对Bc的影响极显着(P<o.oo1),
对b曲影响显着(P<o.o5),由表4知第五胎的B最高.第一胎的a最低.第四胎的c最高,第一胎的c
最砥.说弭高胎次的牛泌乳高峰来得快.同时下降
速度也决,而低胎次牛高峰来得晚,但高峰的延续
31
译文?
维生素C能予防新生犊牛腹泻
加工生产奶油的农户斑定用脱脂乳和幼犊B
粮饲养赫斯坦母犊.购运棱牛是从325公里外的大乳牛群.并不是所有犊牛生后不久都吃到初乳.购
买的犊牛日令为l一3B.用封闭保温卡车一次运给新畜主4---0头犊牛.
农户在一个房子中把犊牛单个的圈着.要和牛
群其它犊分开达三周.用带奶头瓶子一天喂三次垒乳达一周.然后用带奶头瓶子喂新群脱脂乳达3—4 个月.—周令后增加劫犊B粮,自由采食,一天滑
槽两次.两周令后给优质苜蓿,自由采食.到场对
给犊牛注射维生索A.D,E.不注射疫苗.
头3o天犊生长发育良好,问题最小.在我的咨
询中,发生腹泻犊牛殛时用普通抗菌药治疗,效
果迅速而良好.约两年后,腹泻问题变为更严重.
几乎所有犊牛都要作广泛治疗才行.甚至作nN.和静脉电解质液治疗.死亡约2o嘶.2o嘶生长发育依然不良.腹泻严重是由于感染碌于该牛群地区新近流=f亍的臆孢子虫病.
我读过几篇关于用维生素C治疗和予防人类病
毒病的文章.由于畜主对犊牛腹泻不顾一切的需要另一种治疗,于是我提议给犊VClOOOmg片荆作予防补充之用.头一周令,每次给犊一片每天三
次.第二周令一片.每天两次.直到犊牛每日反刍
咀嚼其食团或食一公斤幻犊B粮前,每一天一片. 头80头给予Vc的犊.没有一头死亡.仅2O嘶
作过躔泻的其它治疗按照这样不规则试验,其它
两个乳牛场也予防性的试验了Vc,即使他们的发病率不像第一个畜主的犊那么严重,可把犊死亡率降低到.了?从那以后几个肉牛场也发现给放牧季节
前生的犊Vc片也有好处.
Vc缺乏造成粘膜屏障功能紊乱.损害对传染
性病原的抵抗力,产生基底膜胶原不足.V e直接
与胶原产生有关.中等Vc缺乏不到两周.粘膜渗
透性就会发生改变.给予成熟天竺鼠8—1o天环血病饮食胶原产生就受到影响.
因在急慢性疾病情况下组织利用Vc量增加,于
是V需要增加.V e与抗原一抗体反应有关.注入抗原后可能由于在抗原反应中,细胞消耗Vc增加
所以发现白血球中V e水平降低.
现代化乳牛犊饲养工作中有三种情况需补充
V e;1.生长迅速动物其组织需要它,2.B粮V e
含量低的3.许多患病机体需适宜抗体反应.Vc
对免疫系统是必不可少重要成份.此处报告的临床病例证明给新生犊增补V e确有良好反应.粘
膜屏障恢复缓慢.就要予防缺乏.这是一个重要管理目的.在农场并没有简单经济方法确定新生犊V e状态.因此给犊牛补充V e似乎是予防疫病的良好方法.
译自《加拿大兽医杂志》1991,No.3.184. DonCHemin@way德惠锐译
粥较长,下降得慢.
由表5还可知胎次对的影响极显着(P<
0.001).本文结果以第三胎拟合效果.最好,达到
0.74(见表2).而第三胎通常是中国黑白花奶牛一生中产奶量最高的泌乳期.这是因为诙眙次的奶牛已经达到最好的生理状态,使泌乳能力得充分地发挥.与Wood模型要求相符,所以拟合效果最好. 就场队而言.由表5可知场队效应对a.b.c,
的影响扳显着(P<o.001).拟台效果最好的是
双桥,也只有0.64(见表1).据Wood称Wood
模型拟台泌乳曲线要达到较理想的效果必须有较好的饲养管理东平,因此这说明--4"场队的饲养管理
水平都需要尽快提高.
由表6知Wood模型参数a的遗传力为o.059.b
的遗传力为0.016,c的遗传力为0.1l6其中b与c 之间存在很强的遗传相关(o.938),这与近年来国
内的报导一致.
本研究q~Wood模型参数是利用对数最小二乘
法求解的.这相当于误差项与模型是相乘的关系,
这是不合理的.而不做对数转换改用非线性最小二乘直接从Wood模型中求解各参数这样做会提高
拟合精确度,但非线性最小二乘法涉及迭代收敛问题.这又与选代初值有关.因此由线性改为非线性
的问题尚有待于进一步探讨.
总之,影,l~Wood模型拟合泌乳曲线效果的因
素主要包括:场队的饲养管理水平,泌乳高峰的时
间及胎扶.此外,还可自B包括季节,年气候状'兄等. 而就Wood模型本身来讲.参数a,b起主要作用,
c剐起次要作用.考虑到b,c之问存在很强的遗传
相关.可把b,eft,为一个因素作进一步的研究.。