模拟MUN加入育种后的选择反应

1 “Can Nitrogen Excretion of Dairy Cows Be Reduced by Genetic Selection for Low Milk Urea Nitrogen Concentration?” “(https://doi.org/10.3390/ani11030737)”
此文章需要多看其方法使用,各性状之间的公式推导。
目的与方法:首先,估计在三种选择方案下,奶尿素氮(MUN)浓度、奶的泌乳量(MY)、脂肪(FY)和粗蛋白(CPY)以及成熟奶牛活重(LWT)可能的相关反应,这三种方案对MUN的相对重视程度不同;相对重视程度为0%(MUN0%:相当于目前新西兰的养殖价值指数),经济价值的标志;相对重视程度为20%的正选择(MUN+20%),以及相对重视程度为20%的负选择(MUN-20%)。其次,针对这三种情况,估计在以牧草为基础的放牧条件下,尿素氮(UN)排泄量可能发生的变化。
结果:预测当前指数下每头牛每年的遗传反应为:16.4 kg MY、2.0 kg FY、1.4 kg CPY、-0.4 kg LWT和-0.05 mg/dL MUN。指数中MUN的正向选择导致年反应为23.7 kg MY、2.0 kg FY、1.4 kg CPY、0.6 kg LWT和0.10 mg/dL MUN,而指数中MUN的负向选择导致年反应为5.4 kg MY、1.6 kg FY、1.0 kg CPY、-1.1 kg LWT和-0.17 mg/dL MUN。MUN-20%降低了MUN和奶牛生产力,而MUN+20%则提高了每头奶牛的MUN、产奶量和LWT。与基准年相比,随着牛奶产量的增加,三种情况下每头奶牛干物质摄入量(DMI)都增加了,因此对存栏率(SR)进行了调整,以控制牧草覆盖率。矛盾的是,在MUN+20%的情况下,调整SR以维持年饲料需求的十年选择,实际上每公顷UN排泄量减少了3.54千克,同时与基准年相比增加了63千克MY、26千克FY和16千克CPY。在MUN0%指数下选择十年,每公顷减少了10.45千克UN和30千克MY,增加了32千克FY和21千克CPY,而MUN-20%指数则减少了14.06千克UN和136千克MY,与基准年相比增加了32千克FY和18千克CPY。
结论: 所有三个方案都增加了以粪便形式排出的氮的分配。在当前的经济环境下,排除MUN的选择指数比包括MUN的选择指数更有经济效益,无论选择是支持还是反对MUN。从环境的角度来看,将MUN纳入育种价值指数并没有实质性的好处,因为N浸出更多的是SR的功能,而不是单个奶牛UN排泄的功能。这项研究表明,需要关注牧区放牧环境结果选择的整个系统后果。

方法: 每天DMI与被动N摄入由MY, FY,CPY, MUN, LWT(活体重量)估计。
再由每天DMI和被动N摄入计算UN和FN

MY, FY,CPY, MUN, LWT的曲线(泌乳期)由Wilmink function估计:


image.png

yt代表在t DIM的预测值, a, b, c分别为产犊后产奶量(或活体重), 泌乳高峰前的斜率,泌乳高峰后的斜率。-k 泌乳高峰的时间相关的参数(文章假设为-0.05)。

每天的用于维持和泌乳的代谢能量需要根据AFRC技术委员推荐(一本书)的计算。
每天urinary nitrogen(UN)预测(1 to 270 DIM):


image.png

Fecal N(FN):


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IN : N intake = 粗蛋白/6.25 (因为N在蛋白中的占比)
MN: milk N = CPY/6.25
RN : retaind N = 活体重改变 x 0.16 (每千克的活体重改变需要需要0.16kg的粗蛋白),(注意:个人认为应该除以以6.25,将粗蛋白转为N)

对于DIM 271 到365,这一段时间在新西兰奶牛不泌乳(冬季),所以MN=0
UN:


image.png

FN:
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有文献报道本地的奶牛的代谢能量,饲料粗蛋白,和中性洗涤纤维估计DMI和蛋白使用率和粪便氮排泄

育种计划

使用传统的后裔测定,来估计加入MUN后,选择指数的选择反应。

genetic gain通过选择目的的四种选择方式计算:因为雄性和雌性的世代间隔和评估信息来源不同,所以分开计算。
第一种: cow to cows(CC):选择是种母牛的母亲必须是种母牛; 选出母牛(间隔4.8年),选择比例:0.90
第二种: cows to bull (CB):选择种母牛的母亲必须是种公牛; 选出母牛(间隔4.0年),选择比例:0.002
第三种: bulls to cow (BC ):选择种公牛的母亲必须是种母牛; 选出公牛(间隔6.6年),选择比例:0.10
第四中:bulls to bulls (BB):选择种公牛的父亲必须是种公牛; 选出公牛(间隔6.3年),选择比例:0.03

计算选择指数和预测育种目标反应

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P与G也需要对cow和bulls分开估计。

各性状对总体选择后的相关反应:


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选择指数的准确性:


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