不同日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀的主成分分析

吳金華，李慶山，譚淑雯，李 華，景棟林

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 生命科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 南海 528231)

近年來，16～18日齡肉鴨市場交易量越來越大，而對其體質(zhì)量與體尺性狀的研究卻鮮有報道，理論研究明顯落后于市場需求，小日齡肉鴨的生長速度和體質(zhì)量成為今后研究的重點，如何高效、準(zhǔn)確地利用相互之間有著復(fù)雜關(guān)系的體尺性狀尤為重要。主成分分析(Principal component analysis，PCA)是利用降維的數(shù)據(jù)處理方法，將多個實測指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個相互獨立的綜合變量來代表和綜合反映原來指標(biāo)大部分的信息，使各項性狀之間復(fù)雜的關(guān)系進一步明朗化[1-3]，在家禽育種中有著廣泛應(yīng)用。前人利用該方法對不同鴨品種的體質(zhì)量與體尺性狀信息進行了分析，表明體質(zhì)量與體尺性狀之間存在較多的關(guān)聯(lián)性，并將數(shù)量眾多的性狀指標(biāo)簡化成了少數(shù)幾個的主要成分，為以后的品種選育、遺傳改良提供了一定的理論依據(jù)[4-9]。

櫻桃谷鴨因具有生長快速、抗病力強、飼料轉(zhuǎn)化率高、瘦肉率高和肉質(zhì)好等特點，一直受到國內(nèi)外養(yǎng)殖者的青睞[10-12]，市場上絕大多數(shù)人將其飼養(yǎng)到6～7周齡上市[13-14]，這也是目前對大型肉鴨育種時的目標(biāo)周齡。但是小日齡肉鴨和傳統(tǒng)上市肉鴨由于日齡不同，性狀測定時所反映出來的育種信息也不一樣，二者的體質(zhì)量與體尺性狀之間的相關(guān)信息有何相似與區(qū)別，目前并不清楚。為此，采用主成分分析方法，對18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的體質(zhì)量與體尺性狀數(shù)據(jù)進行分析，探討不同日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀之間的關(guān)系，以期篩選出能夠反映主要信息的綜合性變量，為今后櫻桃谷鴨的選育和改良提供思路與方法。

1 材料和方法

1.1 材料

隨機選取廣東省佛山市三水某養(yǎng)殖場飼養(yǎng)的18日齡和45日齡的櫻桃谷鴨各60只(公母各半)進行測量。所有櫻桃谷鴨均采用地面平養(yǎng)方式飼養(yǎng)，飼養(yǎng)管理條件相同。試驗所采用的飼料營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼料營養(yǎng)水平

1.2 方法

參照《家禽生產(chǎn)性能名詞術(shù)語和度量統(tǒng)計方法》(NY/T 823—2004)[15]中的方法分別測量18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的體型指標(biāo)，同一指標(biāo)由專人現(xiàn)場測量。測定的指標(biāo)分別是體質(zhì)量(X1)、體斜長(X2)、頸長(X3)、半潛水長(X4)、胸寬(X5)、胸深(X6)、胸圍(X7)、胸骨長(X8)、背寬(X9)、脛長(X10)和脛圍(X11)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進行整理，運用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析和主成分分析，選取前幾個特征根較大(累計貢獻率≥85%)的主成分代表原來數(shù)據(jù)信息。

2 結(jié)果與分析

2.1 櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)

從表2可以看出，18日齡櫻桃谷鴨的體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)的變異系數(shù)整體上比45日齡的稍微大，但二者的各指標(biāo)的變異系數(shù)均小于10%，其中18日齡櫻桃谷鴨的變異系數(shù)最高的是體質(zhì)量(7.969%)，半潛水長最小(2.982%)；45日齡櫻桃谷鴨的變異系數(shù)最高的是體質(zhì)量(8.190%)，背寬的變異系數(shù)最小(2.142%)；其余性狀指標(biāo)的變異系數(shù)大部分在6%左右。由此可見，各項性狀指標(biāo)的變異系數(shù)均較小，說明測定數(shù)據(jù)質(zhì)量合格，可以進行下一步分析。

表2 18和45日齡櫻桃谷鴨的體質(zhì)量與體尺性狀參數(shù)

2.2 櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)的相關(guān)性

由表3可知，18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的體質(zhì)量與體斜長、脛圍之間均呈極顯著正相關(guān)水平(P<0.01)；體質(zhì)量與胸圍、胸骨長之間達到顯著正相關(guān)水平(P<0.05)；體質(zhì)量與胸寬、背寬之間也呈極顯著或顯著正相關(guān)(P<0.01或0.05)；而且胸圍與胸深、胸寬之間達到極顯著正相關(guān)水平(P<0.01)。18日齡櫻桃谷鴨頸長與胸深的相關(guān)性達到了顯著正相關(guān)水平(P<0.05)；脛長與半潛水長之間達到極顯著正相關(guān)水平(P<0.01)，與胸圍呈現(xiàn)顯著負相關(guān)(P<0.05)，與其他指標(biāo)均無顯著相關(guān)性(P>0.05)。45日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與半潛水長、胸深之間呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；頸長與背寬之間達到極顯著正相關(guān)水平(P<0.01)，與半潛水長達到顯著的正相關(guān)水平(P<0.05)，與其他指標(biāo)之間無顯著相關(guān)性(P>0.05)；脛長與體斜長之間呈顯著的正相關(guān)(P<0.05)，與其他指標(biāo)之間均無顯著相關(guān)性(P>0.05)。

相關(guān)分析只是對體質(zhì)量與體尺性狀之間的直觀分析，18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的各項體尺性狀之間存在著不同水平的相關(guān)性，說明體質(zhì)量與各項體尺性狀指標(biāo)間的關(guān)系復(fù)雜。在櫻桃谷鴨眾多體尺性狀中，如何高效利用體尺性狀作為選育指標(biāo)，還需進行主成分分析。

2.3 櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)主成分分析

分別對18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的11項體質(zhì)量與體尺性狀進行主成分分析，按照累計貢獻率達到85%以上的要求，18日齡櫻桃谷鴨選取了前5個主成分(累計貢獻率85.147%)，45日齡櫻桃谷鴨選取了前5個主成分(累計貢獻率87.277%)，入選主成分的特征根、貢獻率、累計貢獻率見表4。

頸動脈及下肢動脈不穩(wěn)定斑塊發(fā)生率與AHI呈正相關(guān)，OSAHS與動脈硬化、血壓、血糖等數(shù)據(jù)呈正相關(guān)，嚴(yán)重的OSAHS患者更易出現(xiàn)高血壓、2型糖尿病、高脂血癥，頸動脈以及下肢動脈硬化等癥狀[32-33]。另外，有研究證實睡眠呼吸暫停與周圍動脈疾?。≒AD）發(fā)病率之間密切相關(guān)，并且兩者的相關(guān)性還受到種族差異影響，Nagayoshi等[34]在評價了1844名睡眠呼吸暫?；颊叩膰?yán)重程度后發(fā)現(xiàn)，其與PAD的相關(guān)性在黑人中顯著增高。

對于18日齡櫻桃谷鴨來說，主成分1—5的特征向量數(shù)據(jù)代入主成分公式，分別如下：

F1=0.834X1+0.820X2+0.286X3+0.426X4+0.564X5+0.474X6+0.610X7+0.414X8+0.860X9-0.063X10+0.714X11；

表3 18和45日齡櫻桃谷鴨的體質(zhì)量與體尺性狀間的相關(guān)系數(shù)

表4 18和45日齡櫻桃谷鴨的體質(zhì)量與體尺性狀的特征根、貢獻率和特征向量

F2=0.051X1+0.245X2+0.105X3+0.714X4+0.073X5-0.371X6-0.515X7-0.350X8+0.021X9+0.829X10+0.069X11；

F3=0.157X1+0.168X2-0.363X3+0.018X4-0.675X5+0.109X6-0.407X7+0.756X8+0.084X9+0.140X10+0.040X11；

F4=-0.205X1-0.115X2+0.693X3-0.013X4-0.306X5+0.692X6+0.022X7-0.009X8-0.102X9+0.317X10+0.022X11；

F5=-0.370X1-0.338X2-0.467X3+0.335X4+0.094X5+0.257X6+0.226X7+0.051X8-0.095X9+0.126X10+0.466X11。

主成分1的特征根為3.969，貢獻率為36.081%，除了脛長以外，其余指標(biāo)的特征向量系數(shù)都為正值，其中背寬的特征向量系數(shù)最大(0.860)，體質(zhì)量和體斜長的特征向量系數(shù)均大于0.8?？梢姡鞒煞?可稱為18日齡櫻桃谷鴨的整體體型因子。主成分1較大，說明櫻桃谷鴨整體結(jié)構(gòu)生長發(fā)育良好。主成分2特征根為1.807，貢獻率為16.425%，特征向量系數(shù)以脛長(0.829)最大，背寬(0.021)和體質(zhì)量(0.051)均較小，且胸深、胸圍和胸骨長均為負值，主成分2可作為脛長因子，該主成分越大，脛長越長，但胸部可能發(fā)育不佳。主成分3特征根為1.418，貢獻率為12.890%，以胸骨長的特征向量系數(shù)(0.756)最大，其次為胸寬(-0.675)，可視為體長因子，該主成分較大，說明櫻桃谷鴨軀體越細長。主成分4特征根為1.220，貢獻率為11.094%，特征向量系數(shù)以頸長(0.693)最大，可視為頸長因子。主成分5特征根為0.952，貢獻率為8.657%，脛圍的特征向量系數(shù)(0.466)最大，體質(zhì)量、體斜長和頸長均為負值，該成分可視為脛圍因子。

對于45日齡櫻桃谷鴨來說，主成分1—5的特征向量數(shù)據(jù)代入主成分公式，分別如下：

F1=0.892X1+0.866X2+0.310X3+0.586X4+0.882X5+0.410X6+0.469X7+0.642X8+0.655X9+0.457X10+0.632X11；

F2=-0.175X1-0.046X2+0.696X3+0.469X4-0.268X5-0.678X6-0.759X7+0.437X8+0.523X9+0.046X10-0.110X11；

F3=-0.079X1+0.202X2+0.073X3+0.027X4-0.112X5-0.396X6-0.006X7-0.371X8-0.349X9+0.602X10+0.494X11；

F4=-0.166X1-0.306X2+0.393X3-0.022X4-0.079X5+0.272X6+0.347X7-0.010X8+0.116X9+0.552X10-0.352X11；

F5=0.125X1-0.169X2+0.305X3+0.445X4-0.171X5+0.279X6+0.019X7-0.293X8-0.164X9-0.272X10+0.200X11。

第1主成分特征根為4.601，貢獻率41.826%，相應(yīng)的特征向量系數(shù)以體質(zhì)量(0.892)最大，體斜長和胸深都大于0.8，且其余指標(biāo)均為正值且均大于0.3，故該主成分可稱為整體體型因子。主成分2特征根為2.324，貢獻率為21.125%，特征向量系數(shù)以胸圍(-0.759)最大，其次為頸長(0.696)和胸深(-0.678)?？梢?，主成分2較大時，頸長越長，胸圍胸深較小，可視為頸長因子。主成分3特征根為1.089，貢獻率為9.899%，脛長(0.602)特征向量系數(shù)最大，其次為脛圍(0.494)，胸深、胸圍和背寬均為負值，可視為脛部因子。主成分4特征根為0.917，貢獻率為8.337%，脛圍(0.552)的特征向量系數(shù)最大，體質(zhì)量、體斜長和脛圍均為負值，可稱為脛圍因子。主成分5特征根為0.670，貢獻率為6.090，特征向量系數(shù)以半潛水長(0.445)最大，其次為頸長(0.305)，反映了頸部的信息，可視為頸部因子。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)的特征及其相關(guān)性

在家禽遺傳選育中，體質(zhì)量和體尺性狀是重要的表型性狀，且這2種性狀關(guān)系密切，利用兩者的相關(guān)性可進行家禽早期生長的選育，加快選育進程[16-17]。從整體來看,本研究中18日齡櫻桃谷鴨的變異系數(shù)比45日齡的略大，說明18日齡櫻桃谷鴨有待選擇的余地相對較大，對其進行選育效果可能相對明顯。

家禽體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)的相關(guān)性可受到品種、性別和周齡等因素的影響[4,18-19]。本研究中，18日齡和45日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀之間、不同體尺性狀之間的相關(guān)分析結(jié)果有一定的相似之處，如兩者的體質(zhì)量與多項體尺指標(biāo)之間(體斜長、脛圍、胸圍、胸骨長、胸寬和背寬)呈顯著或極顯著的正相關(guān)，這與李秀等[5]、李麗等[9]在山麻公鴨、紹興公鴨上的研究結(jié)果基本一致。在體尺指標(biāo)之間，18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的胸圍與胸深、胸寬之間呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)，但45日齡櫻桃谷鴨的2個相關(guān)系數(shù)均比18日齡大，說明胸部性狀指標(biāo)可能受到生長發(fā)育的影響。18日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體斜長的相關(guān)系數(shù)最大，這與湯綺明等[6]對雷州黑羽公鴨的研究結(jié)果一致。故可以優(yōu)先考慮把體斜長作為18日齡櫻桃谷鴨估算體質(zhì)量的體尺指標(biāo)。

3.2 不同日齡櫻桃谷鴨體質(zhì)量與體尺性狀指標(biāo)主成分分析

根據(jù)特征根和貢獻率的生物學(xué)意義，特征根的高低反映的是復(fù)合性狀遺傳方差的高低，而累計貢獻率反映各復(fù)合性狀相對于所有復(fù)合性狀對遺傳方差貢獻的百分率。特征向量表示復(fù)合性狀中各性狀對復(fù)合性狀貢獻的度量，其絕對值和符號分別反映了各性狀對該主成分作用的大小和性質(zhì)[6,20]。本研究對18日齡和45日齡櫻桃谷鴨的11項性狀進行了主成分分析，兩者均簡化成5個主成分，且貢獻率都在85%以上；兩者的主成分1貢獻率都是最大的，分別為36.081%和41.826%，且均為整體體型因子，綜合反映的信息量最大，但兩者的主成分1反映信息的側(cè)重點略有不同。18日齡櫻桃谷鴨的主成分1中，背寬、體質(zhì)量和體斜長對主成分貢獻率均大于0.8，且大小相近；而45日齡櫻桃谷鴨的主成分1中，體質(zhì)量、體斜長和胸深對主成分貢獻率均大于0.8，且大小相近。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因可能是不同日齡櫻桃谷鴨生長發(fā)育特征不同，也可能是飼養(yǎng)環(huán)境包括日糧營養(yǎng)改變所導(dǎo)致。從各個主成分的特征向量可知，18日齡櫻桃谷鴨中對主成分的貢獻率最大的體型性狀指標(biāo)分別為背寬、脛長、胸骨長、頸長和脛圍，45日齡櫻桃谷鴨中對主成分的貢獻率最大的體型性狀指標(biāo)分別為體質(zhì)量、頸長、脛長、脛圍和半潛水長。

綜上，在櫻桃谷鴨的選育中，選擇的指標(biāo)應(yīng)至少包括體質(zhì)量、體斜長、頸長、脛長和脛圍這5個指標(biāo)。