6月齡歐拉羊體尺和體重的聚類與主成分分析

張強(qiáng)龍，余忠祥★，閻明毅，吳 森

（1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海 西寧 810016；2.青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海 西寧 810016）

“歐拉羊”是在海拔3000m以上的青藏高原惡劣氣候條件下培育形成的地方良種，對高寒牧區(qū)嚴(yán)酷的自然環(huán)境有著很強(qiáng)的適應(yīng)能力。自2002年在青海省河南縣歐拉羊中心產(chǎn)區(qū)實(shí)施本品種選育以來，生產(chǎn)性能得到大幅度提高，已形成較為穩(wěn)定的群體數(shù)量，并于2018年被審定列為國家畜禽遺傳資源。在畜牧業(yè)生產(chǎn)中，家畜體尺數(shù)據(jù)直接反映家畜的體格大小、體軀結(jié)構(gòu)、生長發(fā)育狀況以及各部位之間相對發(fā)育關(guān)系，也間接反映家畜個體或群體的生產(chǎn)性能、生理機(jī)能、抗病能力和對外界環(huán)境的適應(yīng)能力等，在育種工作中有著重要的意義。但作為青藏高原寶貴的動物遺傳資源歐拉羊，常測的體尺主要有體高、體長、胸寬、胸深、尻寬和胸圍等，部分體尺之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，而在各體尺之間的主次關(guān)系、主成分及每個主成分的代表體尺方面的分析尚無相關(guān)報道。毛學(xué)榮、蒲小劍等通過對歐拉羊生長發(fā)育規(guī)律的研究表明，在初生～6月齡是歐拉羊生長發(fā)育最快的階段，以后生長強(qiáng)度呈遞減趨勢，歐拉羊性公、母羊前期生長發(fā)育個體間差異不顯著。鑒于此，本文應(yīng)用多元統(tǒng)計分析方法，對384只6月齡羔羊進(jìn)行體尺和體重的聚類和主成分分析，以期選出歐拉羊代表性的測量指標(biāo)，為歐拉羊今后的早期選種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試羊來源

2020年6月，在青海省黃南州河南蒙古族自治縣歐拉羊繁育基地，隨機(jī)抽取健康無病、發(fā)育良好的384只6月齡歐拉羊羔羊。

1.2 測定指標(biāo)

測定的指標(biāo)包括：體重（X1）、體高（X2）、體長（X3）、胸寬（X4）、胸深（X5）、尻寬（X6）、胸圍（X7）。主要測定工具是電子秤、測杖、軟尺等。

1.3 統(tǒng)計分析

對測量數(shù)據(jù)應(yīng)用Microsoft Excel 2007進(jìn)行整理，并用SPSS 19.0軟件進(jìn)行聚類與主成分分析，分別得出相關(guān)系數(shù)矩陣、聚類分析圖、提取主成分的特征值、貢獻(xiàn)率、累計貢獻(xiàn)率及主成分載荷矩陣。

2 結(jié)果與分析

2.1 體尺與體重的相關(guān)系數(shù)矩陣

由表1可知，6月齡羔羊6個所測體尺指標(biāo)均與體重呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），其中，胸圍與體重的相關(guān)系數(shù)最大達(dá)到0.586，體高次之為0.505，其他依次為胸寬、體長、尻寬和胸深；其余各體尺指標(biāo)間都達(dá)到了極顯著水平（P<0.01）。因此，可根據(jù)各測定指標(biāo)間的相關(guān)性，把相似程度較高的歸為一類。

表1 羔羊體重與各體尺指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣

2.2 聚類分析結(jié)果

利用系統(tǒng)聚類法，對各所測指標(biāo)根據(jù)相似性進(jìn)行了歸類，聚類分析的樹狀圖見圖1。由圖1可知，胸寬、尻寬和胸深聚為一類，后又與體重聚為一大類；體長先于體高聚為一類，后又與胸圍聚為一大類；為了進(jìn)一步定量地確定各指標(biāo)的貢獻(xiàn)及其相互關(guān)系，對這些指標(biāo)進(jìn)行了主成分分析。

圖1 羔羊體尺、體重的聚類分析樹狀圖

2.3 主成分分析結(jié)果

累積貢獻(xiàn)率代表各復(fù)合性狀相對所有復(fù)合性狀對遺傳方差貢獻(xiàn)的百分率，特征向量表示對復(fù)合性狀貢獻(xiàn)的大小，其絕對值反映了各性狀對該主成分作用的大小和性質(zhì)。本文根據(jù)累計貢獻(xiàn)率大于70%的要求，選取前3個主成分，3個主成分的累計貢獻(xiàn)率為78.176%，具有一定的代表性，其主成分載荷矩陣見表2。經(jīng)SPSS統(tǒng)計分析，各成分體尺指標(biāo)的特征向量系數(shù)見表3。

表2 各體尺指標(biāo)的主成分載荷矩陣

表3 各成分體尺指標(biāo)的特征向量系數(shù)

由表2可知，第一主成分特征根為3.592，貢獻(xiàn)率為51.309%，對第一主成分貢獻(xiàn)較大的依次為體重（X1）、胸圍(X4)、體高(X2)、尻寬（X6）、體長(X3)、胸深（X5）、胸寬（X4），可稱為重量因子，說明該6個體尺指標(biāo)對體重的影響均較大。第二主成分特征根為1.216，貢獻(xiàn)率為17.378%，其主要正相關(guān)因素是胸寬（X4）、尻寬（X6），可稱為寬度因子，負(fù)相關(guān)因素是體高（X2）、胸深（X5），其絕對值較大，說明胸寬和尻寬越寬的羊，體高和胸深較小。第三主成分特征根為0.664，貢獻(xiàn)率為9.489%，其主要正相關(guān)因素是體長（X3），可稱為長度因子，負(fù)相關(guān)因素胸圍（X7）的絕對值較大，說明體長越長的羊，胸圍較小。

由表3可得3個主成分的函數(shù)表達(dá)式分別為：

3 討論與結(jié)論

聚類與主成分分析在其他羊品種上相對報道較多，而在歐拉羊上尚無相關(guān)報道，通過對6月齡歐拉羊進(jìn)行體尺和體重的聚類和主成分分析，旨在為歐拉羊今后的選育、鑒定和評價提供了選育的方向和重點(diǎn)。本文基于6月齡歐拉羊7個主要性狀進(jìn)行了聚類分析，結(jié)果可大致劃分為特征類（體重、胸圍）、寬度類和長度類，這也與主成分分析的結(jié)果基本一致。利用主成分分析，提取的3個主成分主要為重量因子、寬度因子和長度因子，3個主成分的累計貢獻(xiàn)率為78.176%，說明在以后歐拉羊的體尺分析中還應(yīng)考慮其它體尺性狀。

利用聚類與主成分分析對6月齡歐拉羊的體重、體尺指標(biāo)進(jìn)行研究是一個有效的探索和嘗試，應(yīng)用此方法，不僅可以對歐拉羊的性狀指標(biāo)進(jìn)行分類，選出代表性的指標(biāo)，而且對后期開展選種選育及生長發(fā)育體尺指標(biāo)的測定提供依據(jù)。