新西蘭牛群改良體系和信息管理系統介紹

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新西蘭牛群改良體系和信息管理系統介紹

　
引言
　　新西蘭雖然是一個僅有400萬人口的小國家，卻是一個奶產品出口大國。2003年度產奶奶牛的存欄數達370萬頭，分布在全國近13000個奶牛場，生產鮮奶1390萬噸。雖然新西蘭的牛奶產量只占世界總產量的3%，但是因為95%的牛奶都出口到別的國家，所以新西蘭的奶產品約占世界奶產品貿易的三分之一。新西蘭的農業(yè)沒有任何政府補貼，要在國際市場上與有政府補貼的歐美國家競爭，靠的是新西蘭奶牛產業(yè)的高效率。這一高效率的取得，是與新西蘭良好的生產環(huán)境、優(yōu)質的良種奶牛、科學的管理方法和高效的牛奶加工分不開的。本文將簡要介紹新西蘭和新西蘭家畜改良公司的牛群改良體系和信息管理系統，希望能幫助中國奶業(yè)的同行們更好地了解新西蘭的奶牛育種情況，從中探討雙方可以合作的領域，達到雙贏。
　　國家奶牛育種方案
　　新西蘭的奶牛育種有一個全國統一的育種目標，所有的奶牛育種公司都根據這個統一的目標進行良種培育。新西蘭的國家奶牛育種目標是：培育能夠最有效地把飼料轉化成利潤的奶牛。這一育種目標充分體現了新西蘭奶業(yè)對高效率的追求。
　　新西蘭國家奶牛育種目標的實施是由新西蘭家畜改良公司的遺傳評估中心來執(zhí)行的（網址: www.aeu.org.nz），這個中心的運行是由新西蘭奶業(yè)任命的國家遺傳評估委員會來監(jiān)督的。除此之外，新西蘭國家遺傳評估委員會還負責批準育種指數中所包括的性狀和定期修改各性狀的經濟加權值。
　　新西蘭的遺傳評估系統所需的統計模型的建立和維護是由新西蘭家畜改良公司研發(fā)部的科學家們負責。遺傳評估模型的任何改變都必須經過國家遺傳評估委員會的批準和世界著名專家的審核。新西蘭目前使用的是動物模型，正逐步向測定日模型發(fā)展，測定日模型已經用于體細胞的遺傳評估。
　　新西蘭的國家育種目標是用育種利潤指數(BW ，Breeding Worth)來衡量的，其單位是新西蘭元，它是通過對6個性狀的育種值進行經濟加權后獲得 (見表—1)，每個性狀的經濟權重是根據該性狀對農場利潤的邊際效應來分配的。BW衡量一頭種畜所生的后代每年、每單位飼料（4.5噸干物質）所獲得的經濟效益。例如一頭BW = $200的公牛所生的后代要比一頭BW = $0的公牛所生的后代每年、每單位飼料多獲得$200純利潤。圖－１顯示了新西蘭2004年５月全國母牛BW的分布情況。
　　新西蘭是世界上唯一把體重納入育種指數的國家，而且在育種指數里取負加權值，再次顯示了新西蘭奶牛業(yè)對效率的追求。雖然體重和產奶量成正相關，但是維持額外體重所需的飼料價值必須低于多產的牛奶的價值才能獲得更多的利潤。再有，新西蘭的育種目標特別注重對牛奶固體物質（脂肪和蛋白質）產量的選擇，并且對產奶量在育種指數里進行負加權，來懲罰那些奶中固體物質含量低的牛。這是因為新西蘭的大部分牛奶都被加工成產品出口，奶中的水分會增加運輸和加工的費用。歸根結底，牛奶的營養(yǎng)價值主要來自奶中的蛋白質和脂肪。
　　表—1：新西蘭育種利潤指數中包括的目標性狀及其經濟權重百分比
　　性狀，單位　　　　　　　　　　　權重百分比
　　蛋白質產量，公斤　　　　　　　　　　 41
　　脂肪產量，公斤　　　　　　　　　　　 8
　　奶產量，升　　　　　　　　　　　　　-17
　　體重，公斤　　　　　　　　　　　　　-19
　　繁殖率， %　　　　　　　　　　　　 10
　　殘余生產壽命，天　　　　　　　　　　　5
　　另外，新西蘭的遺傳評估系統還評定每頭牛的生產利潤指數 (PW，Production Worth), PW是用來衡量每頭牛本身的產奶價值，其中包括了象雜交優(yōu)勢和永久環(huán)境效應等這些不能遺傳給后代的因素。PW對牛群的淘汰具有很大的指導意義。除此之外，新西蘭的遺傳評估系統同時產生所有生產性狀和16個非生產性狀的育種值，農場主可以在育種指數為主的基礎上，對個別性狀按育種值進行重點選擇。
　　良種繁育體系
　　由于人工授精在奶牛繁育中的廣泛使用，使得種公牛育種在牛群改良中的作用顯得尤其重要。研究表明，95%以上的遺傳進展都是直接或間接地從種公牛的選育和使用上獲得。因為受到繁殖率的限制，母牛在遺傳改良中的貢獻主要體現在作為種公牛的母本上。即使在使用胚胎移植技術的情況下，商品牛群從母本那里獲得的遺傳進展也不足5%。因此，有效的種公牛育種方案決定了牛群改良的速度。
　　種公牛育種方案
　　新西蘭的人工授精市場主要由新西蘭家畜改良公司壟斷，約占市場的75%。另一家公司占有不到20%的市場。以下主要介紹新西蘭家畜改良公司的種公牛育種方案。
　　新西蘭家畜改良公司每年后裔測定300頭種公牛。公司的育種專家根據育種目標的需要，在世界范圍內選擇最優(yōu)秀的公牛作為下一代種公牛的父本，母本主要來自新西蘭，有時也根據需要從國外進口部分胚胎。采用人工授精，產一頭后裔測定公牛一般需要三頭母牛。新西蘭家畜改良公司的數據庫里約有300萬頭現存母牛的生產紀錄，每年只需要從中選擇不到1000頭母牛作為下一代種公牛的母本，所以選擇強度是很高的。初步選出的母牛必須通過公司育種專家的嚴格審查后才能最后作為母本使用，其中包括對許多非生產性狀的鑒定。
　　世界上許多奶牛育種公司采用分散型的后裔測定方法。新西蘭家畜改良公司的后裔測定是在400多個合同農場上進行。合同要求參與后裔測定的農場主必須把90%以上的牛群用于后裔測定。公司采用優(yōu)化的配種方案，力爭使每頭公牛至少有80個女兒，并均勻分布在60個以上的牛群里。相同的環(huán)境、眾多的女兒和均勻的分布可以降低后裔測定的偏差，從而增加了后裔測定的準確性。與分散型的后裔測定方法相比，利用專門的牛群從事后裔測定有利于測定方案的實施和數據的準確性。新西蘭家畜改良公司不但對所有后裔測定女兒進行生產性能測定，而且全部進行嚴格的體型外貌鑒定，并利用基因測定來進一步確定親緣關系。另外，公司還特別注意收集有關后代生長發(fā)育、奇型和疾病的數據，來探測公?？赡艽嬖诘挠泻?。公司在這方面的努力已經得到了回報，由此發(fā)現了導致上皮發(fā)育缺陷的一個基因。
　　新西蘭家畜改良公司高效的公牛育種方案保證了新西蘭牛群的遺傳進展持續(xù)保持每年1.3%的速度，在世界上名列前茅。這個數據從表面上看似乎不大，但是遺傳改良的最大優(yōu)點是通過育種所獲得的進展是永久的，并且年復一年地累加。最近，世界各國都非常重視對乳蛋白質產量的選育，因此蛋白產量的遺傳進展可以比較客觀地反映出各國公牛育種的效率。圖－２顯示了公牛國際組織公布的不同國家的種公牛的蛋白質育種值的變化趨勢。新西蘭從上世紀80年代末期才注重對蛋白質的選育，因此新西蘭家畜改良公司的種公牛的蛋白質育種值一開始遠遠落后于其它國家。但是，在短短的十年里，公司種公牛的蛋白質育種值迅速趕超了其它國家，躍居首位。

　　良好的育種方案保證了新西蘭家畜改良公司的種畜具有很高的遺傳潛力。雖然新西蘭奶牛在當地的產奶量較低，這是因為受放牧飼養(yǎng)條件限制的結果。新西蘭家畜改良公司培育的奶牛的高產和高效性能在多個國家（波蘭、加拿大、愛爾蘭和新西蘭）和不同的生產體系（全混合飼料舍飼，半放牧和全放牧）下所做的對比試驗中得到了證實。在同樣的飼養(yǎng)環(huán)境下，新西蘭家畜改良公司的荷斯坦牛不但產奶量和歐美國家的牛相比非常接近；更重要的是，由于新西蘭的牛具有較高的生產效率和繁殖率，以此獲得的經濟效益要比其他國家的牛高。
　　良種繁育新技術
　　隨著科技的發(fā)展，新的胚胎和基因技術已經開始在奶牛育種中發(fā)揮越來越重要的作用。前面已經提到，利用人工授精需要3頭母牛才能產生一頭小公牛。在2003年，新西蘭家畜改良公司的科學家們利用自己先進的活體取卵和體外胚胎技術，在很短的時間內使30頭頂尖母牛都產出了一頭或多頭小公牛，從而加大了對公牛母本的選擇強度。隨著更多的產奶基因和標記基因的發(fā)現，新西蘭家畜改良公司計劃利用胚胎技術使每一對父母本組合產生多頭小公牛，然后通過基因測定選擇攜帶有利基因的小公牛進行后裔測定，以此來提高遺傳進展速度。
　　新西蘭家畜改良公司在體外胚胎、基因發(fā)現和基因測定領域處于世界領先地位，擁有先進的胚胎生產和基因測定實驗室，是世界上僅有的兩個在生物技術方面投資的奶牛育種公司之一，已率先獲得了兩個產奶基因（GHR-1和DGAT）的專利。公司的奶?；虬l(fā)現實驗是世界上規(guī)模最大的，有800頭荷斯坦與娟珊牛的雜交后代參與。公司的基因分析實驗室設備優(yōu)良，具有從事大規(guī)模DNA測定能力，現在每年測定8萬多個DNA樣品。隨著更多的基因的發(fā)現，預計在不遠的將來，基因選擇和同胞測定有可能取代傳統的后裔測定，成為種公牛育種的主流。
　　高品質的種公牛需要有效的人工授精技術才能最大限度地發(fā)揮其實際效益。新西蘭的人工授精普及率很高，幾乎所有的后備母牛都是利用良種公牛的精液通過人工授精產生的。新西蘭家畜改良公司獨有的新鮮精液保存技術，使得每次人工授精所需的精子數只有世界同類產品的十分之一，用此技術生產的精液在常溫下能夠保存4天而不影響受胎率，從而大大提高了頂尖種公牛的利用率。
　　生產性能測定
　　完整、準確的生產性能測定是奶牛育種的基礎。新西蘭有全國統一的性能測定標準，對整個過程，包括儀器的精密度、奶樣采集和分析方法以及數據的結構和收集，都做了詳細地規(guī)定。所有從事奶牛性能測定服務的公司都必須達到這個標準才能營業(yè)。
　　新西蘭約80%的牛群都進行生產性能測定，在270天的泌乳期間測定3-4次，測定間隔約2個月，測定指標包括24小時產奶量、乳脂率、乳蛋白率和體細胞數?，F有兩家公司從事生產性能測定服務，90%以上的農場主都使用新西蘭家畜改良公司的服務。
　　新西蘭家畜改良公司投入大量資金來提高從樣品采集、分析到數據處理各個環(huán)節(jié)的效率，使整個過程只需3-4天就能把結果報告送達農場主手中。公司的奶樣分析實驗室是世界上最大的，每年分析900多萬個牛奶樣品，采用條形碼標記和自動化技術，既提高了效率也提高了結果的準確性。
　　奶牛信息管理系統
　　新西蘭家畜改良公司擁有新西蘭唯一的國家奶牛信息數據庫，新西蘭所有奶牛的基本數據都必須存入此數據庫。這個世界上最大的奶牛數據庫，記錄著從1984年以來3000多萬頭奶牛的信息，新西蘭幾乎所有現存的奶牛在此數據庫里都有完整而詳細的記錄。數據庫的引擎是IBM公司的DB2數據庫系統。
　　在這個巨大的數據庫基礎上，新西蘭家畜改良公司開發(fā)了自己的奶牛信息管理平臺(MINDA)，提供多種功能，用來管理牛群注冊、生產性能測定、遺傳評估、繁殖、疾病、非生產性狀、基因信息和客戶服務等方面的數據，并可根據用戶的要求產生管理報告。其中，牛群注冊除了記錄農場和牛群的信息外，還能夠記錄每頭牛的系譜、出生和轉群信息，具有基本的追蹤功能。實用的農場信息管理報告是新西蘭95%以上的農場主都樂于使用MINDA的原因之一。
　　MINDA系統的數據來源于多個渠道，包括農場主、生產性能測定服務公司、人工授精員和DNA及疾病測定實驗室等。所有數據在進入MINDA系統之前都要經過嚴格地核對，以確保數據的準確性。為了方便MINDA數據的收集和使用，新西蘭家畜改良公司開發(fā)了一系列便于在農場使用的電子通訊工具和軟件，大大提高了農場信息管理的準確性和效率。例如，利用公司的MINDAPro程序，農場主可以通過互聯網向MINDA直接輸入和下載自己農場的數據，并根據需要產生報告。再如，公司為人工授精員開發(fā)的掌上電腦，不但可以在農場直接輸入授精記錄，而且還能優(yōu)化公母牛的搭配，來降低近親繁殖和避免遺傳病，這些功能的實現是與MINDA系統所提供的信息分不開的。
　　新西蘭家畜改良公司愿為中國奶業(yè)提供最好的產品和服務
　　以上事實顯示，新西蘭家畜改良公司（網址：www.lic.co.nz）是新西蘭奶牛育種的龍頭企業(yè)，在人工授精、生產性能測定和牛群信息管理領域處于壟斷地位，可以說是新西蘭奶牛育種的代名詞。公司在規(guī)模上是南半球最大的奶牛育種公司，2003年度的凈有資產為6000多萬美元，總收入約6000萬美元，雇員1600多人。不僅如此，公司在科研、奶牛育種、生產性能測定、牛群信息管理以及咨詢服務等眾多領域的完整的一體化服務結構使得新西蘭家畜改良公司在世界同類企業(yè)中也是獨樹一幟。為了滿足迅速發(fā)展的中國奶業(yè)對良種奶牛和信息管理服務的需要，新西蘭家畜改良公司愿與中國同行合作，來共同促進中國奶業(yè)的持續(xù)、快速和協調發(fā)展。
　　新西蘭家畜改良公司的種畜非常適合中國奶業(yè)的需要。除了前面提到的高產和高效的遺傳潛力外，公司的種畜還具有很高的繁殖率和產乳年限，這是為了適應季節(jié)性、全放牧生產體系的要求，在長期的育種過程中，重視對繁殖率選擇的結果（圖－３）。再有，新西蘭特殊的生產環(huán)境，使得我們公司的奶牛具有較強的抗病和適應不同環(huán)境尤其是抵抗逆境的能力。因此，新西蘭家畜改良公司的奶牛不但適合集約化的舍飼環(huán)境，同樣也適合中國牧區(qū)和半農半牧區(qū)的飼養(yǎng)環(huán)境。還有，新西蘭獨特的地理位置及其嚴格的動物防疫檢疫制度，保證了新西蘭的牛群沒有瘋牛病、口蹄疫和牛瘟等重大疫病。
　　新西蘭家畜改良公司還愿意并且有能力為中國的合作伙伴在建立先進的奶牛育種體系和牛群信息管理系統、奶?；蚣夹g和農場管理技術方面提供良好的服務。

雨寒

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