王 丹，周靖航，劉麗元，乃比江，邱文卿，徐慶磊，尤震晨，黃錫霞*，楊光維*

（1.新疆農業(yè)大學動物科學學院，新疆烏魯木齊 830052；2.寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021；3.新疆伊犁州畜牧科學研究所，新疆伊寧 835000）

新疆褐牛體尺體重相關性及主成分分析

王 丹1，周靖航2，劉麗元2，乃比江3，邱文卿1，徐慶磊1，尤震晨1，黃錫霞1*，楊光維3*

（1.新疆農業(yè)大學動物科學學院，新疆烏魯木齊 830052；2.寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021；3.新疆伊犁州畜牧科學研究所，新疆伊寧 835000）

在建立新疆褐牛9分制的鑒定標準過程中，通過對伊犁地區(qū)新源縣、尼勒克縣、昭蘇縣3個牛場中的569頭新疆褐牛成年母牛進行測量，選取13個體重體尺性狀進行相關性及主成分分析。結果表明：新疆褐牛體重與體高、體斜長、胸圍、腹圍、尻寬、尻長、后腿寬度、后腿厚度、后腿半圍等具有極顯著相關性（P＜0.01）；13個主成分中第1主成分的貢獻率最大，反映了新疆褐牛的外貌整體結構信息，第2和第3主成分反映了后軀特征和尻部特征。

主成分分析；體尺；體重；9分制外貌鑒定；新疆褐牛

在畜牧研究和生產中，常常會用一種指標來描述研究對象某方面的特征。如可用某一階段的體重、體高、體長、胸圍和管圍等指標來描述家畜個體的生長發(fā)育情況[1]，用pH、肉色、大理石紋等指標來描述肌肉的品質等[2]，這些指標其含義部分重疊，各指標間的關系錯綜復雜。為了找出幾個相互獨立的體尺指標盡可能反映9分制外貌鑒定中眾多體尺的信息，可采用主成分分析法[3]。目前，常采用體高、體斜長、胸圍、管圍4個體尺性狀制定體重估計公式[4-5]。新疆褐牛以其耐寒、耐粗飼、抗逆性強等特點與優(yōu)點遍及天山南北[6]，其群體規(guī)模和生產水平都得到了較大提高，作為新疆地方特色的兼用牛品種對增加農牧民經濟收入有著舉足輕重的作用。新疆褐牛作為乳肉兼用牛，可以結合本品種特征選用與體重相關性較高的體尺性狀來估測其體重。因此，對現有群體的體尺等指標進行分析很有必要。本文選取9分制外貌鑒定中的13個性狀，運用主成分分析法以及多元線性回歸方法，探討體尺性狀與體重之間存在的關聯性，以期揭示新疆褐牛各性狀間的相互關系，為新疆褐牛選育和生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源 2016年分別在伊犁地區(qū)昭蘇縣、尼勒克縣以及新源縣開展新疆褐牛體型外貌的9分制鑒定，所測頭數為569頭新疆褐牛2～6歲成年母牛，3個牛場的飼養(yǎng)方式均為半舍飼半放牧形式，所有新疆褐牛體重均為現場實測數據。

1.2 測定指標 按照家畜體尺測量鑒定的方法[7]對牛進行測定新疆褐牛的9分制外貌鑒定。測定指標包括體重（X1）、體高（X2）、體斜長（X3）、胸圍（X4）、腹圍（X5）、胸底寬（X6）、尻寬（X7）、尻長（X8）、坐骨端寬（X9）、后腿寬度（X10）、后腿厚度（X11）、后腿高度（X12）、后腿半圍（X13）。1.3 統(tǒng)計分析 數據利用Excel進行統(tǒng)計，剔除錯誤記錄，并應用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行分析。通過主成分分析方法分析新疆褐牛的體尺體重等13個性狀指標的相關系數、貢獻率、相關矩陣的特征值和特征向量。

2 結果與分析

2.1 主要體尺性狀的平均數與變異性指標 由表 1可知，不同性狀指標之間的變異系數有所不同，后腿厚度的變異系數最大，為19.03%，其次為體重、后腿高度、尻寬、胸底寬、后腿寬度。其余性狀坐骨端寬、尻長、后腿半圍、胸圍、腹圍、體斜長、體高變異系數均小于10%。體高和體斜長的變異系數分別為4.05%、5.56%，變異幅度變化最小。其中后腿厚度和體重的變異幅度變化最大，選育潛力也相對較大。

表1 主要體尺性狀的平均數平均值與變異性指標

2.2 體尺性狀間的相關性 由表2可知，新疆褐牛體重與體高、體斜長、胸圍、腹圍、尻寬、尻長、后腿寬度、后腿厚度、后腿半圍等具有極顯著相關性（P＜0.01），相關系數分別為0.337、0.544、0.579、0.593、0.557、0.308、0.320、0.424、0.340；后腿高度與后腿厚度和后腿半圍呈不顯著負相關（P＞0.05）。體高與后腿寬度、腹圍與后腿寬度、尻長與后腿寬度和后腿厚度間具有弱相關性，相關系數分別為0.217、0.224、0.206、0.275（P＜0.05），呈顯著相關。

2.3 主成分分析

2.3.1 KMO檢驗 KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）檢驗統(tǒng)計量是用于比較變量間簡單相關系數和偏相關系數的指標。KMO值越接近于1，意味著變量間的相關性越強，原有變量越適合作因子分析[8-9]。Kaiser給出了常用的KMO度量標準：0.9以上表示非常適合；0.8表示適合；0.7表示一般；0.6表示不太適合；0.5以下表示極不適合[9-10]。通過SPSS分析結果顯示，KMO值為0.748，所有的性狀適合進行因子分析。

2.3.2 各主成分的特征值和貢獻率 對新疆褐牛體尺，體重性狀指標進行主成分分析，得到13個主成分值見表3。按貢獻率在10%以上，選取前3個主成分，入選主成分的特征值、貢獻率和特征向量見表4。由表3和表4可得，前3個主成分包含了總信息量61%的遺傳信息。第1主成分的特征值為4.579，貢獻率為35.224%，反映的綜合信息量最大。第2主成分的特征值為1.951，貢獻率15.007%，第3主成分的特征值為1.406，貢獻率為10.813%。根據計算出的特征向量，前三主成分關系式可表達如下:

Y1= 0.727X1+0.368X2+0.526X3+0.792X4+ 0.827X5+0.593X6+0.308X7+0.353X8+ 0.269X9-0.056X10+0.350X11-0.132X12+0.123X13

表2 主要體尺性狀指標間的相關分析

表3 體尺性狀相關矩陣的特征值及累計貢獻率

Y2= 0.309X1+0.398X2+0.323X3+0.194X4+0.037X5+ 0.011X6+0.191X7+0.466X8- 0.007X9+0.807X10+0.630X11-0.018X12+0.887X13

Y3= 0.263X1+0.139X2+0.375X3+0.169X4+0.046X5-0.530X6+0.666X7+ 0.582X8+0.524X9+0.291X10-0.020X11+0.843X12-0.072X13

由主成分1的表達式可知，體重、體斜長、胸圍、腹圍、胸底寬的特征值較大，對第1主成分的貢獻率也較大，基本上反映了新疆褐牛的外貌整體結構信息。在第2主成分中，后腿寬度、后腿厚度、后腿半圍的特征向量值比較大，反映了后軀特征。在第3主成分中，尻寬、尻長和坐骨端寬的特征值最大，主要反映了尻部特征。

表4 主成分的特征值和特征向量

3 討 論

3.1 新疆褐牛體尺的相關性分析 新疆褐牛體重與體高、體斜長、胸圍、腹圍、尻寬、尻長、后腿寬度、后腿厚度、后腿半圍等具有極顯著相關性，與體重相關性最大的體尺性狀為腹圍和尻長。藺宏凱等[11]研究結果顯示，新疆褐牛體高與十字部高、體斜長、胸深、髖寬間具有中等及以上程度相關性，相關系數分別為0. 761、0.578、0.396、0.397，與其他體尺指標間無顯著相關，付雪峰等[12]研究結果表明，舍飼新疆褐牛犢牛的4個體尺間均存在極顯著的正相關。魯西黃牛的體尺與體重相關性最大的性狀為胸圍和管圍[13]。王永奇等[14]研究結果表明，大額牛體重與頭長、頭深、十字高、胸深、胸寬、尻長和管圍等的相關系數在0.42～0.62，體重和體斜長和胸圍的相關系數分別為0.67和0.81。閩南黃牛體重與體高、體長、胸圍、十字部高均存在極顯著的正相關[15]。本研究均與以上研究結果相似。新疆褐牛的體型特征、體重與體尺指標間存在顯著的線性關系，在體尺選擇方面可根據不同養(yǎng)殖場的育種計劃，利用這些較強的相關關系達到選育目的。

3.2 新疆褐牛體尺體重的主成分分析 從本研究主成分分析結果可知，第1主成分體重、體斜長、胸圍、腹圍、胸底寬等的特征值較大，反映了新疆褐牛的外貌整體結構信息，可稱為體型外貌因子。第2主成分中后腿寬度、后腿厚度、后腿半圍的特征向量值比較大，可稱為后軀寬度因子[16]。第3主成分中尻寬、尻長和坐骨端寬的特征值最大，可稱為尻長因子。劉慶華等[15]對閩南黃牛6個體尺性狀指標進行主成分分析，篩選出的第1主成分為體高因子，第2主成分為胸圍因子；大額牛體尺性狀指標與體重的主成分分析中篩選出了8個主成分[14]，其中第1主成分的貢獻率最大，其中第1主成分反映信息與前人的研究結果相同，其他主成分因子、貢獻率、權重等與前人的研究結果有差異。前人研究結果均表明，第2主成分為尻長因子，第3主成分為后軀因子。張愛玲等[17]的研究結果將第1主成分以及第2主成分中以背高等為決定因子劃分為增重以及增高因子，這也可以為本研究提供新的參考。新疆褐牛為乳肉兼用牛，不同的牛場對其產品的需求不同，造成差異的原因之一可能是不同牛場選育的側重方向不同[18]。此外，還有可能是新疆褐牛部分群體采用放牧加補飼的飼養(yǎng)模式，長期適應草場環(huán)境所形成的外貌特征有關，還有待更進一步的分析探究。

上述主成分分析結果可為新疆褐牛9分制外貌鑒定評分標準的每個測定性狀的等級評定以及賦分提供參考。在主成分Y1中胸圍的特征值最大，本次測得數據中，胸圍的變異系數為6.15%。胸圍較大的牛心肺容積較大且血液循環(huán)較好，因此可以根據胸圍由小至大分別賦予1～9分。

4 結 論

通過對新疆褐牛的13個體尺和體重指標進行相關以及主成分分析，明確了新疆褐牛的體型特征、體重與體尺指標間的關系，可根據不同飼養(yǎng)牛場的育種計劃，以此作為新疆褐牛的選配工作的基礎性資料。

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Correlation and Principal Component Analysis of Xinjiang Brown Cattle

WANG Dan1, ZHOU Jing‐hang2, LIU Li‐yuan2, NAI Bi‐jiang2, QIU Wen‐qing1, XU Qing‐lei1, YOU Zhen‐chen1, HUANG Xi‐xia1*, YANG Guang‐wei3*

(1. College of Animal Science, Xinjiang Agricultural University, Xinjiang Urumqi 830052, China; 2.School of Agriculture, Ningxia University, Ningxia Yinchuan 750021, China; 3.Institute of Animal Husbandry Science of Yili, XinJiang Yining 835000, China)

In the process of establishing the identif i cation standard of Xinjiang brown cattle 9th point system, 569 Xinjiang brown cattle adult cattle in three cattle farms: Xinyuan County, Nileke County and Zhaoxu County of Yili Prefecture were measured and 13 body size traits correlation and principal component analysis was carried out. The results showed that the body weight of Xinjiang brown cattle had a signif i cant correlation with body height, body length, chest circumference, abdomen, rump width, rump length, hind leg width, hind leg thickness and hind legs (P ＜0.01); 13 The contribution of the fi rst principal component in the principal component is the largest, which ref l ects the overall structure of the Xinjiang brown cattle, and the second and third principal components ref l ect the hindquarters and the rump characteristics.

Principal component analysis; Nine‐point appearance identif i cation; Xinjiang Brown cattle

S823.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-09-038

2017-07-27；

2017-08-18

“十二五”國家科技支撐計劃（2011BAD28B02）；現代農業(yè)（奶牛）產業(yè)技術體系建設專項資金（CARS-37）；新疆維吾爾自治區(qū)科技計劃（201230116-7）；自治區(qū)自然科學基金計劃特培項目（2017D03031）

王丹（1993-），女，新疆人，碩士研究生，主要從事動物遺傳育種方向研究，E-mail：601437917@qq.com

*通訊作者：黃錫霞，教授，博士生導師，主要從事動物遺傳育種方向研究，E-mail：au-huangxixia@163.com；楊光維，高級畜牧師，主要從事畜牧科技研究推廣工作，E-mail：sniqx wy@163.com