不同月龄青海藏羊体尺与体重的相关性及主成分分析

Correlation and principal component analysis of body size and weight in Qinghai-Tibetan sheep at different months

摘要

为探究不同月龄青海藏羊体尺与体重之间的关系，选取145只青海藏羊（公羊70只、母羊75只），测定其初生、3月龄、6月龄、8月龄和10月龄的体尺体重数据，采用SPSS 19.0和SAS 8.0软件进行相关性、通径和主成分分析。结果表明：1）在不同月龄阶段，公、母羊体重的变异系数最大；在体尺指标中，管围的变异系数最大。2）在初生、3月龄、8月龄、10月龄时，体重与体高、体长、胸围和管围均呈极显著正相关，各体尺性状间也均呈极显著正相关。3）对公、母羊体重直接作用最大指标均为体高，其次为体长和胸围。4）基于主成分的特征向量和贡献率，在初生阶段，公羊选取前2个主成分，母羊选取前3个主成分；3月龄阶段，选取公羊前3个主成分，母羊选取前1个主成分；6月龄阶段，公、母羊均选取前3个主成分；8月龄阶段，选取公羊前3个主成分，母羊选取前2个主成分；10月龄阶段，选取公羊前3个主成分，母羊选取前2个主成分。公、母羊的第一主成分均为体型因子，反映了青海藏羊的整体体型结构特征。综上，除6月龄外，各月龄体重与体尺性状均呈极显著正相关，不同阶段的主成分反映了青海藏羊不同阶段的生长发育特征，且第一主成分体型因子起主导作用。本研究结果可对不同月龄青海藏羊当前育种方案进行优化调整，为后期青海藏羊的选种选育提供理论依据。

Abstract

In order to explore the relationship between body size and body weight of Qinghai-Tibetan sheep at different months of age， 145 Qinghai-Tibetan sheep （70 rams and 75 ewes） were selected in the study， and the body size and body weight data were determined at newborn， 3-month， 6-month， 8-month， and 10-month ages， and correlation， path， and principal component analysis were carried out using SPSS19.0 and SAS8.0 software. The results showed that： 1） Among different age groups， the coefficient of variation of body weight was the largest for males and females at different ages， and the coefficient of variation of tube circumference was the largest among the body-size indicators. 2） There was a highly significant positive correlation between body weight and body height， body length， chest circumference and tube circumference at newborn， 3-month， 8-month and 10-month ages. There was also a highly significant positive correlation between various body size traits. 3） The indicators that had the largest direct effect on body weight of males and ewes were body height， followed by body length and chest circumference. 4） In terms of the eigenvectors and contribution rates of the principal components， at the newborn stage， the first 2 principal components were selected for rams and the first 3 for ewes. At the 3-month-old stage， the first 3 principal components were selected for rams and the first 1 for ewes. At the 6-month-old stage， the first 3 principal components were selected for both males and females. At the 8-month-old stage， the first 3 principal components were selected for rams and the first 2 for ewes. At the 10-month-old stage， the first 3 principal components were selected for rams and the first 3 for ewes. And at the 10-month-old stage， the first 3 for rams and the first 1 for ewes were selected for rams. At the 8-month-old stage， the first 3 principal components were selected for rams and the first 2 principal components were selected for ewes. The first principal component of both rams and ewes was the body size factor， reflecting the overall body structure of Qinghai-ibetan sheep. In conclusion， except for the age of 6 months， there was a highly significant positive correlation between body weight and body size traits at all ages. The principal components at different stages reflected the growth and development characteristics of Qinghai-Tibetan sheep at different stages， and the first principal component was the body size factor， which played a dominant role. Thestudy could optimize and adjust the current breeding program of Qinghai-Tibetan sheep of different ages， and provide a theoretical guidance for the selection of Qinghai-Tibetan sheep in the later stage.

Graphical abstract

关键词

青海藏羊 / 体尺 / 体重 / 相关性 / 主成分分析

Key words

Qinghai-Tibetan sheep / body size / body weight / correlation / principal component analysis

藏羊，又称藏系羊、西藏羊，是我国三大粗毛羊品种之一^［1］，主要分布在平均海拔3 500 ｍ的青藏高原，具有抗严寒、耐粗饲、体质强壮、善于攀爬等特点^［2］。藏羊作为青藏高原畜牧业的主要家畜之一，是高原地区广大农牧民重要经济来源。青海藏羊是我国优良的毛、肉、皮兼用型地方品种，体格较大、身躯修长，胸深广开阔，背腰平直呈长方形，适应高原行走和觅食。其头部粗糙、额宽鼻隆，公羊角粗大，呈扁平螺旋或捻曲状向外伸展，母羊角相对扁平略小、多呈捻曲状。根据生态环境、生产特性及经济价值，将该品种划分为高原型、山谷型与欧拉型三类，其中以高原型为主要类型^［3］。

体尺是评估羊只生长状况与遗传潜力的重要指标，其数据不仅能直观反映羊只的体格大小与生长发育状况，还可客观反映个体或群体的生产性能水平，以及对外部环境的适应能力等^［4］。体重在衡量动物的经济价值和饲养效率方面具有重要作用。因此，体重与体尺指标的相关研究日益受到重视。主成分分析是一种数学降维方法，其核心是将多变量转化为少数几个综合变量以简化数据集，在多元统计分析中的重要统计方法^［5］。于航等^［6］对西藏河谷型绵羊表型指标进行主成分分析，结果表明，14个表型指标提取的前2个主成分分别为体格大小和头部大小。张强龙等^［7］应用多元统计方法对6月龄的欧拉羊进行体尺体重的聚类和主成分分析，提取的3个主成分主要为重量因子、宽度因子和长度因子。李雪等^［8］探究成年和田羊体尺体重的关联性，发现成年和田羊体重与各体尺性状之间均呈极显著正相关，并建立了和田羊生长性状主成分评估模型。目前，对青海藏羊不同月龄体尺与体重进行相关性和主成分分析的相关研究较少，因此，本研究选取初生、3、6、8、10月龄5个阶段的青海藏羊公、母羊为研究对象，对其体尺与体重指标进行相关性、通径及主成分分析，以了解青海藏羊群体生长发育规律，为不同月龄藏羊的选育提供科学依据。

1　材料与方法

1.1　试验动物

本研究试验地位于青海省种羊繁育推广服务中心，该区域地理位置独特，南临青海湖，北接青大玛滩。整体海拔呈梯度分布：场部海拔在3 200~ 3 900 m，区域平均海拔为3 200 m；其中丘陵山地区域平均海拔3 500 m，最高海拔3 900 m。气候类型属典型的大陆性气候，具有冬春干旱、多风、寒冷，夏季凉爽，雨热同季等鲜明特点，为青海藏羊的生长繁育提供了典型的高原环境。在青海省种羊繁育推广服务中心选取统一饲养管理、健康无病、年龄和体重基本一致的145只青海藏羊，其中公羊70只，母羊75只，测定初生、3月龄、6月龄、8月龄和10月龄的青海藏羊的体尺和体重。试验期间全程采用“舍饲补饲与高寒草甸放牧”相结合的混合饲养模式，兼顾自然放牧优势与营养供给稳定性：放牧阶段以青海本地天然高寒草甸草场为依托，使其自由采食针茅、嵩草等原生牧草，充分契合其生物学采食特性；舍饲补饲环节严格遵循“早晚各一次”的规律，保障营养供给的稳定性。同时每日清扫羊舍，清除粪便、残留饲料和杂物，每周实施一次全方位消毒作业。羔羊采用自由饮水方式，确保水分摄入充足；免疫程序严格按照羊场标准化规程执行，全程做好免疫记录与健康监测，确保试验数据的真实性与可靠性。

1.2　测定指标

参照《家畜育种学》^［9］和《肉羊生产性能测定技术规范》^10］，测定青海藏羊的体重（Y）、体高（X₁）、体长（X₂）、胸围（X₃）、管围（X₄）5个主要性状，体重以kg为单位，体尺性状以cm为单位。

1.3　数据分析

对收集的数据进行整理，剔除无号的个体数据，运用“Ｘ±３σ”的方法剔除异常值和极端值等不合理的数据。采用SPSS 19.0软件对数据进行描述性统计，以体重指标与各体尺指标为变量进行相关性分析，通径分析计算各月龄体尺性状对体重的直接和间接作用。采用SAS 9.2软件进行主成分分析，计算青海藏羊主成分特征值和贡献率、累计贡献率、特征向量，选取在不同性状中累计贡献率>85%的主成分^［11］。

2　结果与分析

2.1　青海藏羊公母羊体尺及体重描述性统计

由表1和表2可知，公、母羊体重指标变异系数均大于体尺指标变异系数。公羊体重的变异系数在初生阶段最大（7.14%），8月龄阶段最小（4.98%）；母羊体重的变异系数在3月龄阶段最大（6.42%），10月龄阶段最小（5.24%）。在不同月龄中，公、母羊管围的变异系数均最大。初生和3月龄阶段，公羊体高的变异系数均最小，分别为3.17%和2.67%；6月龄阶段，公、母羊体长的变异系数均最小，分别为3.15%和2.33%；8月龄阶段，公、母羊体高的变异系数均最小，分别为1.63%和1.99 %。10月龄阶段，公羊体高的变异系数最小（3.03%），母羊体长的变异系数最小（2.63%）。

2.2　青海藏羊公母羊体重与体尺的相关性分析

应用SPSS 19.0软件对各月龄藏羊体重与体尺性状之间的相关性进行分析（图1和图2）。公、母羊在初生、3月龄、8月龄和10月龄时，体重与其他4个性状均呈极显著正相关，其中，公羊相关系数为0.412~0.916，母羊相关系数为0.319~0.958；6月龄公、母羊体重与其他4个体尺性状相关性均不显著。在初生阶段，公羊相关系数最大为体高（0.815），最小为管围（0.554），母羊相关系数最大为体长（0.632），最小为管围（0.365）；3月龄阶段公羊相关系数最大为胸围（0.702），最小为管围（0.586），母羊相关系数最大为体高（0.920），最小为管围（0.753）；在8月龄阶段，公羊相关系数最大为体高（0.614），最小为管围（0.412），母羊相关系数最大为体高（0.788），最小为管围（0.604）；在10月龄阶段，公羊相关系数最大为体高（0.916），最小为胸围（0.499），母羊相关系数最大为体高（0.888），最小为管围（0.600）。

2.3　青海藏羊公母羊体重对体尺的通径分析

由表3和表4可知，公羊初生、6月龄、8月龄和10月龄阶段体高对体重直接作用最强，直接系数依次为0.833、0.200、0.660和1.084；3月龄阶段胸围对体重直接作用最强，直接系数为0.395。初生、8月龄和10月龄阶段体长对体重的间接作用最大，间接系数依次为0.621、0.634和0.847；3月龄阶段管围对体重的间接作用最大，间接系数为0.565； 6月龄阶段胸围对体重的间接作用最大，间接系数为0.350。母羊初生和6月龄阶段体长对体重的直接作用最大，直接系数分别为0.464和0.148；3月龄、8月龄和10月龄阶段体高对体重的直接作用最大，直接系数分别为0.616、0.981和0.937。初生、3月龄和6月龄阶段胸围对体重的间接作用最大，间接系数分别为0.520、0.847和0.142；8月龄阶段体长对体重的间接作用最大，间接系数为1.278；10月龄阶段管围对体重的间接作用最大，间接系数为0.799。由此可知，体高、体长和胸围对青海藏羊体重影响显著。

2.4　青海藏羊公母羊体尺体重性状主成分分析

2.4.1　适合性检验

Kaiser-Meyer-Olkin（KMO）检验是一种评估数据适合进行因子分析的指标。KMO值为0~1，值越接近1，表示数据越适合因子分析。通常，KMO值大于0.5才认为数据适合因子分析^［12］。由表5可知，在初生、3月龄、6月龄、8月龄和10月龄阶段，公羊数据集的KMO值依次为0.842、0.844、0.775、0.791和0.756，母羊数据集的KMO值分别为0.793、0.890、0.649、0.784和0.784，表明变量间的偏相关性较弱；公母羊不同月龄数据集的Bartlett球形检验的显著性均小于0.01，表明10组数据集变量间的相关性较强。因此，本研究的10组数据集均可用于后续的主成分分析。

2.4.2　各主成分的特征值和贡献率

对青海藏羊公、母羊不同月龄体尺体重进行主成分分析，得到的主成分特征值、贡献率和累计贡献率见表6和表7。按照累计贡献率在85%以上的标准，初生阶段，选取公羊前2个主成分，母羊选取前3个主成分；3月龄阶段，选取公羊前3个主成分，母羊选取前1个主成分；6月龄阶段，公、母羊均选取前3个主成分；8月龄阶段，选取公羊前3个主成分，母羊选取前2个主成分；10月龄阶段，选取公羊前 3个主成分，母羊选取前2个主成分。

2.4.3　主成分的特征向量和信息表达式

不同月龄青海藏羊公羊入选主成分特征值对应的特征向量见表8，主成分的信息表达式分别为：

1） 初生阶段

F1＝0.426Y＋0.478X₁＋0.445X₂＋0.450X₃＋0.434X₄

F2＝0.697Y＋0.302X₁－0.096X₂－0.403X₃－0.501X₄

2） 3月龄阶段

F1＝0.431Y＋0.462X₁＋0.426X₂＋0.480X₃＋0.435X₄

F2＝0.191Y＋0.184X₁＋0.623X₂－0.289X₃－0.677X₄

F3＝0.871Y－0.224X₁－0.403X₂－0.064X₃－0.159X₄

3） 6月龄阶段

F1＝0.174Y＋0.478X₁＋0.505X₂＋0.526X₃＋0.458X₄

F2＝0.977Y＋0.016X₁－0.091X₂－0.174X₃－0.087X₄

F3＝0.059Y－0.496X₁－0.340X₂＋0.066X₃＋0.794X₄

4） 8月龄阶段

F1＝0.369Y＋0.468X₁＋0.486X₂＋0.491X₃＋0.410X₄

F2＝0.774Y＋0.271X₁－0.178X₂－0.269X₃－0.472X₄

F3＝0.444Y－0.443X₁－0.363X₂－0.119X₃＋0.679X₄

5） 10月龄阶段

F1＝0.458Y＋0.496X₁＋0.483X₂＋0.383X₃＋0.405X₄

F2＝-0.324Y－0.279X₁＋0.127X₂＋0.858X₃－0.256X₄

F3＝-0.520Y－0.246X₁＋0.104X₂－0.049X₃＋0.810X₄

由表达式可知，初生阶段，对F1贡献较大的是体高、胸围、体长、管围、体重，反映了初生羔羊的整体体型结构，可称为体型因子；F2中体重的特征向量最大，可称为重量因子。3月龄时，对F1贡献较大的是胸围、其次为体高、管围、体重和体长，反映了整体体型结构，可命名为体型因子；F2中管围的特征向量系数的绝对值最大，其次是体长，因此可称为肢体因子；体重对F3的贡献最大，可称为重量因子。6月龄时，胸围、体长、体高和管围对F1的贡献较大，反映了整体体型结构，因此称为体型因子；F2中体重的特征向量最大，可称为重量因子；F3中管围的特征向量最大，可称为肢体因子。8月龄阶段，对F1贡献较大的是胸围、体长、体高和管围，反映了整体体型结构，可称为体型因子；F2中体重的特征向量最大，可称为重量因子；管围对F3的贡献最大，可称为肢体因子。10月龄阶段，体高、体长、体重和管围对F1的贡献较大，因此F1可命名为体型因子；胸围对F2的贡献最大，可称为围度因子；管围对F3的贡献最大，因此称为肢体因子。

不同月龄青海藏羊母羊入选主成分特征值对应的特征向量见表9，主成分的信息表达式分别为：

1） 初生阶段

F1＝0.417Y＋0.422X₁＋0.512X₂＋0.499X₃＋0.371X₄

F2＝-0.315Y－0.480X₁－0.081X₂＋0.158X₃＋0.800X₄

F3＝0.833Y－0.517X₁－0.142X₂－0.135X₃＋0.030X₄

2） 3月龄阶段

F1＝0.447Y＋0.458X₁＋0.457X₂＋0.456X₃＋0.417X₄

3） 6月龄阶段

F1＝0.004Y＋0.470X₁＋0.584X₂＋0.584X₃＋0.311X₄

F2＝0.775Y＋0.333X₁＋0.103X₂－0.102X₃－0.518X₄

F3＝0.630Y－0.389X₁－0.102X₂＋0.059X₃＋0.661X₄

4） 8月龄阶段

F1＝0.433Y＋0.472X₁＋0.476X₂＋0.474X₃＋0.373X₄

F2＝0.059Y－0.354X₁－0.262X₂－0.135X₃＋0.886X₄

5） 10月龄阶段

F1＝0.415Y＋0.453X₁＋0.468X₂＋0.465X₃＋0.434X₄

F2＝0.676Y＋0.385X₁－0.176X₂－0.330X₃－0.505X₄

由表达式可知，初生阶段，对F1贡献较大的是体长、胸围、体高、体重，反映了初生羔羊的整体体型结构，可称为体型因子；F2中管围的特征向量最大，可称为肢体因子；体重对F3的贡献最大，可称为重量因子。3月龄阶段，对F1贡献较大的是体长、胸围、体高和管围，可反映整体体型结构，因此称为体型因子。6月龄阶段，对F1贡献较大的是体长、胸围、体高、体重，可反映整体体型结构，因此称为体型因子；F2中体重的特征向量最大，可称为重量因子；管围对F3的贡献最大，因此称为肢体因子。 8月龄阶段，对F1贡献较大的是体长、胸围、体高和体重，反映了体型结构，可称为体型因子；F2中管围的特征向量最大，可称为肢体因子。10月龄阶段，体长、胸围、体高和管围对F1的贡献较大，因此将F1称为体型因子；体重对F2的贡献最大，可称为重量因子。

3　讨 论

3.1　青海藏羊体重与体尺表型分析

体重和体尺作为家畜重要的表型特征，在动物育种中具有关键作用，是评价动物生产性能的关键指标。本研究结果显示，在青海藏羊初生、3月龄、6月龄、8月龄、10月龄这5个阶段，公羊和母羊的体重指标变异系数均高于体尺指标，表明体重指标具有较大的选择潜力和提升空间。此外，体重会受到营养供给、饲养环境等多种因素的协同影响。本研究采用的“放牧+舍饲”混合模式虽保障了营养供给的稳定性，但天然牧草的季节性波动可能在一定程度上放大个体的体重差异，而这种差异恰好为育种过程中筛选优良个体提供了理想的表型基础。该结论与唐丽等^［13］对和田羊、陆会宁等^［14］对兰小杂交羊F1代羔羊的研究结果基本一致。在初生、3月龄、8月龄和10月龄阶段，藏羊公羊体尺指标中变异系数最小的均为体高，这与陈俞任等^［15］对白萨福克羊、杨存明等^［16］对和田羊的研究结果一致，说明体高的整齐度较高。值得注意的是，6月龄公羊体高变异系数并非最小，这可能与该时期公羊进入性成熟前期、生长发育重心向生殖系统转移有关，骨骼生长速率的暂时性放缓，从而可能导致群体体高发育的同步性下降。此外，母羊群体体尺指标的变异规律与公羊存在一定差异，这可能是由性别及繁殖相关生理调控机制差异所致。因此在后续研究中，将结合性别差异展开深入探究。

3.2　青海藏羊体重与体尺相关性分析

相关系数用于衡量体尺与体重的相关性，两者可反映体型特征并预测生产性能，具有重要的实践价值^［17］。本研究结果表明，公羊、母羊初生、3月龄、8月龄、10月龄的体重与各项体尺指标间均呈极显著正相关，且各体尺性状之间也均存在极显著正相关。廖圆圆等^［18］研究发现，公滩羊各个体尺性状之间及各体尺与体重之间对体重都呈现极显著相关；李娟等^［19］研究发现，高原型藏系羊初生体重与体尺指标呈极显著正相关；何军敏等^［20］研究发现，萨福克羊公羔和母羔0日龄体重与各体尺均有正相关关系。毛静艺等^［21］研究发现，除管围外，其余各体尺性状与体重呈正相关，且各体尺性状之间均为正相关。以上研究结果均与本研究结果一致。然而在本研究中，6月龄公、母羊体重与其他4个体尺性状均不显著，可能是由于6月龄是青海藏羊从羔羊向育成羊过渡的关键阶段，优先发育体高、体长等体尺性状，以适应高原放牧的基本需求，同时体重增长缓慢。因此，今后在进行青海藏羊优良品种选育时，要综合考核体重和各项体尺指标，以取得较好的选育效果。

3.3　青海藏羊体重与体尺通径分析

通径分析是一种统计方法，用于研究多个变量之间的因果关系，以量化变量之间的直接影响和间接影响，揭示各变量间复杂的因果关系^［22］。本研究中，青海藏羊公羊在初生、6月龄、8月龄和10月龄时，体高对体重的直接作用最大，而在3月龄时，胸围的直接作用最大；青海藏羊母羊初生和6月龄体长对体重的直接作用最大，3月龄、8月龄和10月龄体高对体重的直接作用最大。公羊和母羊的体长对体重的间接作用均为最大。综合来看，体高和体长对青海藏羊体重的选择具有重要作用。李胜开等^［23］研究发现，隆林山羊体高和体长的直接作用高于胸围对体重的直接作用；侯晨曦等^［24］研究发现，柯尔克孜公羊、母羊的胸围和体高对体重直接作用均最大；刘孟君等^［25］研究发现，西藏河谷型绵羊体长对体重的间接作用最大；王志明等^［26］研究发现，甘肃高山细毛羊体长对体重的综合间接作用最大，这些结果均与本研究结果较为相似。在陈玲等^［27］对湖羊的研究中，发现湖羊公羊初生和6月龄胸围对体重的直接作用最大，与本研究结果不一致，可能是由于品种、饲养管理及环境条件等差异所致。本研究描述性统计结果显示，体高的变异系数最小，表明其群体内整齐度高，从单一性状层面来看，其改良潜力相对有限。但通径分析发现，体高、体长和胸围对青海藏羊体重影响较大，是影响体重的重要指标。因此，可在后期育种中，可根据后期青海藏羊选育工作的核心方向：若以增加体重为首要目标，重点关注体高、体长及胸围三大性状，通过针对性改良这些性状，最大化实现体重提升的育种目标。

3.4　青海藏羊体尺体重主成分分析

主成分分析法可简化畜禽生长性能的多个相关指标，提取少数独立的综合指标，揭示性状内在规律，明确体型特征、体尺体重指标间的关系，为家畜选种和育种提供依据^［28］。张衍震等^［29］对6月龄湖羊的研究，筛选出的第一主成分为尾形因子，第二主成分为整体体型因子，第三主成分为胸围因子；刘孟君等^［30］对霍尔巴成年母羊的14个表型指标进行主成分分析，得出PC1与体型相关指标有较高关联，PC2与体型形状指标相关，PC3与头部指标相关，耳长对因子构成的贡献最小；罗春彦等^［31］对柯尔克孜羊5个性状进行主成分分析，结果表明公羔对第一主成分起决定作用的因子是体长和体重，贡献较大的为胸围，母羔对第一主成分起决定作用的因子是胸围，贡献较大的为体重。本研究结果可知，公羊各月龄阶段筛选的第一主成分均为体型因子，初生、6、8月龄阶段第二主成分为重量因子，6、8、10月龄阶段第三主成分为肢体因子；母羊各月龄阶段筛选的第一主成分均为体型因子，初生、8月龄阶段第二主成分为肢体因子，6、10月龄阶段第二主成分为重量因子。公、母羊第一主成分均为体型因子，反映了青海藏羊的整体体型结构，说明了体型特征对青海藏羊的选育有非常重要的作用。本研究结果与沈嘉玘等^［32］对澳湖杂交一代羔羊和杜湖杂交一代羔羊、施海娜等^［33］对南湖羊、Elsaid等^［34］对苏哈吉羊、张旭等^［35］对特哈肉羊的研究结果略有差异，这可能是由于地理环境、品种差异、选育的侧重方向不同等原因造成的，还有待进一步分析探究。

4　结 论

通过对不同月龄青海藏羊公、母羊的体尺与体重指标进行相关性及主成分分析，本研究发现，在初生、3月龄、8月龄和10月龄阶段，公羊和母羊的体重均与体高、体长、胸围和管围呈极显著正相关，且各体尺性状间也呈现极显著正相关。进一步分析表明，各月龄公羊和母羊对体重直接作用最大的体尺指标为体高，其次为体长。因此，在青海藏羊后期的选育工作中，应重点关注体高和体长，同时将其他性状间的相关性作为间接选择的参考依据。本研究为青海藏羊的选种选育及生长发育指标测定提供理论依据。

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基金资助

中央引导地方科技发展专项资金项目(YDZX2023012)