基于嗅探系统的肉牛 × 奶牛杂交犊牛 CH4排放表型研究：遗传参数解析与育种意义

《animal》：Repeatability and genetic parameters for phenotypes of methane emission in crossbred beef × dairy slaughter calves

为解决将 CH4减排纳入育种目标时相关性状测量难题，研究人员开展肉牛 × 奶牛杂交犊牛 CH4排放表型研究。利用嗅探系统测量相关数据，发现甲烷排放性状存在可重复性和遗传性变异，这为将其纳入肉牛育种目标提供依据。

　　在全球畜牧业蓬勃发展的当下，温室气体排放问题愈发凸显。肉牛与奶牛杂交生产模式逐渐兴起，其在提升犊牛屠宰价值的同时，也为降低温室气体排放带来新契机。然而，将甲烷（CH₄）减排纳入肉牛育种目标面临诸多挑战。一方面，精准测量 CH₄相关性状和表型的成本高昂且操作困难；另一方面，目前缺乏对肉牛 × 奶牛杂交后代 CH₄排放遗传变异的研究数据 。在此背景下，开展相关研究对实现畜牧业可持续发展至关重要。

来自国外的研究人员针对这些问题展开研究，旨在探究利用嗅探系统对肉牛 × 奶牛杂交犊牛 CH₄排放进行表型分析的可行性，并评估相关性状的重复性和遗传性，为将 CH₄减排纳入育种目标提供科学依据。该研究成果发表于《animal》。

研究人员采用了多种关键技术方法。在数据采集方面，从丹麦 5 个商业玫瑰小牛肉生产商处收集数据，涉及 9113 头肉牛 × 奶牛杂交后代。利用安装在自动饲料摄入量记录箱内的红外（IR）气体传感器，测量 CH₄和二氧化碳（CO₂）气体浓度，同时记录犊牛活重和饲料摄入量。在数据处理与分析阶段，通过一系列数据清洗步骤去除异常数据，并运用混合模型方程等统计方法估计性状的重复性、遗传参数和遗传力。

在研究结果部分：

• 气体浓度的重复性：研究发现，CH₄和 CO₂浓度相关性状在单次访问、每日和每周均值水平均存在可重复性变异。将访问数据汇总为每日或每周均值时，残差误差降低，重复性提高。其中，CH₄浓度的均值（mean_CH₄）和曲线下面积（AUC_CH₄）在方差和重复性方面表现相似，且 mean_CH₄的重复性高于中位数（median_CH₄）；CO₂浓度的均值（mean_CO₂）重复性最高。比率性状（如 ratio_means）整体重复性高于单个 CH₄和 CO₂性状，且 ratio_means 重复性高于 ratio_medians 和 ratio_peak。
• 遗传参数分析：对生长、饲料摄入和气体浓度数据进行合并分析后，发现所有研究性状的父本和母本遗传力估计值均显著不为零。父本的遗传力贡献通常高于母本，如日增重（ADG）父本遗传力为 0.16（SE 0.05） ，母本为 0.09（SE 0.06）；活重（LW）父本遗传力为 0.48（SE 0.08），母本为 0.28（SE 0.07）。此外，多个性状间存在显著遗传相关性，但干物质摄入量（DMI）与每日甲烷产量（d_CH₄）之间无遗传相关性。

在结论与讨论部分，该研究首次计算了肉牛 × 奶牛杂交犊牛 CH₄排放性状的重复性和遗传力。虽然该研究中嗅探系统单次测量的重复性低于其他系统，但通过每周均值计算可提高重复性，且估计的 CH₄产量遗传力与其他昂贵且低通量的方法相近。这表明利用嗅探系统在肉牛 × 奶牛生产环境中获取气体浓度新表型是可行的，为肉牛 × 奶牛的遗传改良计划提供了适用方法。不过，研究也存在一定局限性，如测量周期较短影响部分性状遗传力估计的准确性等。未来需进一步研究以提高参数估计的准确性，并明确如何将甲烷产量估计更好地纳入遗传选择指数，从而推动肉牛育种在 CH₄减排方面的发展，助力畜牧业可持续发展。