超聲波技術助力活體牛肉質量特征和胴體牛肉品質的遺傳預測_abio生物試劑品牌網
活體牛肉質量特征和胴體牛肉預測
活體肉牛最常測量的性狀包括 12-13 根肋骨的脂肪厚度、肋眼面積和肌內脂肪百分比。在胴體上測量時，12-13 根肋骨的脂肪厚度和肋眼面積用于計算美國農業部的產量等級。我們還知道，這兩個測量值，特別是脂肪厚度，是胴體可切割性差異的重要原因。
對 USDA 質量等級影響最大的性狀是大理石花紋評分。雖然這是影響牛肉適口性的最重要常用性狀，但它僅能解釋牛肉適口性差異的一小部分。大理石花紋評分是第 12 和 13 根肋骨之間的肋眼中肌內脂肪量的估計值。超聲波也可用于估計活牛肋眼中的肌內脂肪量。它不是大理石花紋評分的估計值，而是肋眼中肌內脂肪量的直接估計值。
準確度、精確度和可重復性
為了使超聲波測量能夠用于測量脂肪厚度、肋眼面積和肌內脂肪百分比，它們必須準確、精密和可重復。準確度和精密度不一定是一回事。精密度是一種技術正確對測量結果進行排序的能力。準確度不僅意味著排序正確，還意味著所進行的測量與某些客觀比較相同。因此，測量結果可能精密但不準確。
例如，假設一組飼養公牛的真實平均脂肪厚度為 0.6 英寸，其中最肥的為 1.2 英寸，最瘦的為 0.2 英寸。超聲波可能會正確地對公牛進行排序，但會高估每只動物 0.5 英寸。超聲波測量結果可能會顯示最瘦的公牛為 0.7 英寸，最肥的為 1.7 英寸，平均脂肪厚度為 1.1 英寸。換句話說，動物之間的差異是相同的（1.7 - 0.7 = 1.0 和 1.2 - 0.2 = 1.0）。這些測量結果雖然精確，但并不準確。如果超聲波測量結果也準確，那么最小的超聲波測量值可以識別出0.2英寸的瘦公牛，1.2英寸的肥公牛，以及0.6英寸的群體平均值。為了進行遺傳預測，只需正確排序當代動物群體即可。對于用于銷售育肥牛的預測，測量結果也應該準確。
有用的測量結果還應該是可重復的。例如，如果某一天對一組牛進行了超聲波測量，第二天再進行測量結果是否相同？如果生產商使用的是經驗豐富、訓練有素的超聲波技術人員，答案應該是肯定的。對于測量背膘和肋眼面積，研究清楚地表明，如果使用合格的技術人員，超聲波可以成為收集活牛胴體信息的有用工具。最近，牛肉改良聯合會贊助了年度超聲波認證項目。要獲得認證，技術人員必須通過測量第12-13根肋骨脂肪厚度和肋眼面積的準確度、精密度和重復性測試。
預測肌內脂肪百分比是超聲技術的一個新興領域。全國范圍內已有多個研究小組正在研究這一領域。早期結果令人鼓舞。
胴體品質的遺傳預測
過去以及現在，肉牛生產商大多按磅計酬，無論是斷奶小牛、育肥牛還是屠宰時的肥牛。正如預期的那樣，后代差異 (EPD) 已用于改變生長，它們也可用于改變胴體品質。內布拉斯加大學和佐治亞大學對安格斯牛后代進行的研究表明，胴體 EPD 確實有效，并且是通過選擇改變胴體性狀的有效方法。在內布拉斯加州的研究中，六頭大理石花紋 EPD 高的公牛和六頭大理石花紋 EPD 低的公牛與母牛交配。在佐治亞州的研究中，選擇了九頭大理石花紋 EPD 高但背膘 EPD 低于該品種平均水平的公牛和三頭對照系公牛進行交配。屠宰后代并收集胴體數據（表 1 和 2）。結果表明，當使用胴體 EPD 作為種馬選擇的基礎時，可以增加大理石花紋，同時將背膘保持在可接受的水平。
目前只有少數品種協會計算胴體EPD。更多協會未計算胴體EPD的主要原因是缺乏胴體數據以及數據收集困難。超聲波技術或可為計算胴體EPD提供新的數據來源。
基于胴體數據的胴體 EPD
迄今為止，胴體EPD的生成均基于目標種公牛的屠宰后后代數據。這些數據大多基于設計的種公牛后代測試得出。為了計算EPD，這些后代測試必須經過正確設計，以確保當代群體結構正確以及當代群體間種公牛的關聯性。這些后代測試可能要求生產者將目標種公牛與其他參考種公牛隨機配種到一組母牛，這些母牛的后代將在單一環境中飼養直至屠宰。這些參考種公牛很可能是已經擁有屠宰后后代胴體數據的公牛。對于此類評估，您會發現人工授精、大量母牛的可用性以及在屠宰過程中追蹤后代的能力至關重要。根據這些數據，可以使用的特征包括脂肪厚度、肋眼面積、大理石花紋評分、熱胴體重量、美國農業部（USDA）的產量和質量等級以及腎臟、骨盆和心臟脂肪百分比。
雖然這可能是計算胴體EPD最準確的方法，但也存在其他缺點。大多數種畜生產商無法獲得所需的大量母牛。然而，能夠進行人工授精的商業公牛客戶或許可以提供母牛數量的來源。假設一位純種牛生產商想要收集他兩頭年輕公牛的胴體數據。這就需要將這兩頭公牛隨機與一組母牛以及至少一頭已有后代胴體數據的參考公牛交配。為了便于討論，我們假設人工授精的受孕率為50%，并且要求同期群體中每頭公牛至少產下15個同性別的后代。假設從受孕到屠宰沒有死亡，且性別比例為1:1，那么這項小型測試將需要180頭母牛，最終獲得45頭閹牛的胴體數據，每頭公牛15頭。
您還可以看到，這是一個耗時且可能相當昂貴的過程。假設直到一頭年輕的種公牛達到一歲，你才決定進行后代檢測。考慮到牛犢出生需要一年時間，屠宰前還需要14-18個月，因此種公牛至少要到四歲甚至五歲才能收集到相關數據并用于基因評估。然而，在大多數情況下，公牛的年齡通常比預期要大得多，這時主人才決定進行后代檢測。因此，我們需要一種更及時的方法來確定胴體性狀的遺傳價值。
雖然后代檢測需要種畜生產商的認真投入，但它是唯一經過驗證的胴體價值遺傳預測方法，嚴肅的育種者不能忽視它。
收集養殖動物的超聲波數據
超聲波技術或許能讓我們更快地確定種公牛胴體性狀的遺傳價值。與實際胴體數據不同，超聲波技術能夠快速、無損地測量活體動物的相同性狀。盡管關于何時以及如何采集這些測量數據仍存在許多不確定性，但美國各地已有數所大學正在開展這方面的研究。
測量什么以及何時測量
與收集商業后代的屠宰數據不同，這種方法涉及測量種畜。測量很可能側重于年輕公牛。這些公牛群顯然包括種公牛的子代，但也可能包括其他潛在的純種種公牛。因此，從某種意義上說，這種方法也是一種后代測試。
這些測量很可能針對的是采用高能量斷奶后日糧培育的周歲公牛群。平均而言，公牛的外部脂肪和肌內脂肪含量不如閹牛那么多。為了進行遺傳預測，必須存在足夠的變異，以確保對動物進行正確的排序。
目前，公牛的測量可能應使用與您的品種協會相同的周歲體重測量指南（即推薦的周歲年齡范圍和您品種協會內當代群體的定義），盡管目前尚無科學依據來確定最佳范圍。這很可能由各個品種協會根據待定的研究結果來確定。
也可能測量生長小母牛。有人擔心，給一群生長中的小母牛飼喂足以顯示脂肪變化的日糧，會對未來的生殖產生影響。對于母牛來說，在一歲后測量脂肪可能更合適，這樣可以更清楚地顯示外部和肌內脂肪的含量。
正如考慮出生體重或斷奶體重等性狀一樣，定義同齡群體結構也很重要。同齡群體是指由具有相同表現機會的同性別動物組成的管理群體。任何違反此定義的，例如在不同的牧場飼養或飼喂不同的日糧，都構成一個單獨的同齡群體。對于遺傳評估，同齡群體對于消除不同環境的影響并提供分析這些群體之間存在的遺傳聯系的方法至關重要。因此，準確的同齡群體定義至關重要。
然而，與其他一些超聲領域一樣，目前尚無研究表明哪種同齡群體結構合適。我們能否將在不同牧場飼養的動物分組到同一個同齡群體進行超聲檢測？更具體地說，這些早期環境差異是否會掩蓋超聲波測量到的基因差異？這些問題目前尚無答案。面對此類變量時，協會的最佳利益在于使用最保守的當代群體定義。
誰應該進行超聲波測量？如前所述，牛肉改良聯合會認證的超聲波技術人員已接受過準確性、精確度和可重復性的評估。測量費用約為每頭牛 10 至 20 美元。一些位于同一地區的生產商可以與一位技術人員合作，以降低個體測量成本。
收集的信息包括牛的紋身、注冊號、出生日期和體重；超聲波脂肪厚度、肋眼面積和大理石花紋；技術人員姓名；測量日期；以及同期群體。
潛在問題
從使用超聲波作為收集數據進行EPD計算的角度看，仍有許多問題需要進一步研究。然而，大多數研究人員都同意，超聲波可能有助于對肋眼面積進行遺傳預測。人們更關注的是第12-13根肋骨的脂肪厚度和肌內脂肪。更具體地說，如果是閹牛，用超聲波測量同一批公牛的脂肪厚度和肌內脂肪，它們的排名會一樣嗎？它們是同一種性狀嗎？直覺上，我們會說是的。性別差異以及公牛這些性狀可能存在的有限變異，可能會導致遺傳預測方法的困難。
使用超聲波測量第12-13根肋骨的脂肪厚度和肋眼面積的設備、軟件和數據收集方法已經相當標準化。然而，目前至少有五種不同的方法可以用超聲波測量肌內脂肪的百分比。主要的區別在于用于分析超聲波圖像的軟件和算法。其中一些方法已經經過開發人員的驗證。然而，目前尚不清楚哪種技術最準確，能夠測量出遺傳力最高的性狀。
所有這些領域的研究要么正在進行中，要么即將展開。一些品種協會目前正在收集結構化超聲波數據，或者已經制定了數據收集計劃。
EPD 的計算
毫無疑問，超聲波技術提供了一種潛在的方法，可以比基于胴體數據進行的設計父本后代測試更快地計算動物胴體EPD。然而，基于屠宰數據的后代測試仍然有用。用于計算胴體EPD的數據類型至少有三種不同的可能性。首先，可以僅使用基于設計父本后代測試的胴體數據。這是目前唯一經過研究驗證的方法。其次，可以使用一個主要基于育種動物的、僅使用超聲波數據的系統。第三，可以開發一個同時結合超聲波和胴體數據的系統。盡管第一種方法是目前唯一已知的有效方法，但確保第二種和第三種方案的成功將符合行業和研究團體的最佳利益。大多數尚未建立胴體數據收集項目的品種協會，或者在已建立胴體數據收集項目的協會中尚未參與胴體數據收集項目的育種者，距離建立可行的遺傳預測系統還有很長的路要走。如果該行業確實轉向真正的基于價值的營銷體系，那么那些可以為客戶提供胴體特征基因信息的團體將更具競爭力。
活體肉牛最常測量的性狀包括 12-13 根肋骨的脂肪厚度、肋眼面積和肌內脂肪百分比。在胴體上測量時，12-13 根肋骨的脂肪厚度和肋眼面積用于計算美國農業部的產量等級。我們還知道，這兩個測量值，特別是脂肪厚度，是胴體可切割性差異的重要原因。
對 USDA 質量等級影響最大的性狀是大理石花紋評分。雖然這是影響牛肉適口性的最重要常用性狀，但它僅能解釋牛肉適口性差異的一小部分。大理石花紋評分是第 12 和 13 根肋骨之間的肋眼中肌內脂肪量的估計值。超聲波也可用于估計活牛肋眼中的肌內脂肪量。它不是大理石花紋評分的估計值，而是肋眼中肌內脂肪量的直接估計值。
準確度、精確度和可重復性
為了使超聲波測量能夠用于測量脂肪厚度、肋眼面積和肌內脂肪百分比，它們必須準確、精密和可重復。準確度和精密度不一定是一回事。精密度是一種技術正確對測量結果進行排序的能力。準確度不僅意味著排序正確，還意味著所進行的測量與某些客觀比較相同。因此，測量結果可能精密但不準確。
例如，假設一組飼養公牛的真實平均脂肪厚度為 0.6 英寸，其中最肥的為 1.2 英寸，最瘦的為 0.2 英寸。超聲波可能會正確地對公牛進行排序，但會高估每只動物 0.5 英寸。超聲波測量結果可能會顯示最瘦的公牛為 0.7 英寸，最肥的為 1.7 英寸，平均脂肪厚度為 1.1 英寸。換句話說，動物之間的差異是相同的（1.7 - 0.7 = 1.0 和 1.2 - 0.2 = 1.0）。這些測量結果雖然精確，但并不準確。如果超聲波測量結果也準確，那么最小的超聲波測量值可以識別出0.2英寸的瘦公牛，1.2英寸的肥公牛，以及0.6英寸的群體平均值。為了進行遺傳預測，只需正確排序當代動物群體即可。對于用于銷售育肥牛的預測，測量結果也應該準確。
有用的測量結果還應該是可重復的。例如，如果某一天對一組牛進行了超聲波測量，第二天再進行測量結果是否相同？如果生產商使用的是經驗豐富、訓練有素的超聲波技術人員，答案應該是肯定的。對于測量背膘和肋眼面積，研究清楚地表明，如果使用合格的技術人員，超聲波可以成為收集活牛胴體信息的有用工具。最近，牛肉改良聯合會贊助了年度超聲波認證項目。要獲得認證，技術人員必須通過測量第12-13根肋骨脂肪厚度和肋眼面積的準確度、精密度和重復性測試。
預測肌內脂肪百分比是超聲技術的一個新興領域。全國范圍內已有多個研究小組正在研究這一領域。早期結果令人鼓舞。
胴體品質的遺傳預測
過去以及現在，肉牛生產商大多按磅計酬，無論是斷奶小牛、育肥牛還是屠宰時的肥牛。正如預期的那樣，后代差異 (EPD) 已用于改變生長，它們也可用于改變胴體品質。內布拉斯加大學和佐治亞大學對安格斯牛后代進行的研究表明，胴體 EPD 確實有效，并且是通過選擇改變胴體性狀的有效方法。在內布拉斯加州的研究中，六頭大理石花紋 EPD 高的公牛和六頭大理石花紋 EPD 低的公牛與母牛交配。在佐治亞州的研究中，選擇了九頭大理石花紋 EPD 高但背膘 EPD 低于該品種平均水平的公牛和三頭對照系公牛進行交配。屠宰后代并收集胴體數據（表 1 和 2）。結果表明，當使用胴體 EPD 作為種馬選擇的基礎時，可以增加大理石花紋，同時將背膘保持在可接受的水平。
| 表 1 內布拉斯加州對低和高大理石花紋 EPD 種馬后代的研究結果。 |
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| 閹牛 | 小母牛 | |||
| 特征 | 低的 | 高的 | 低的 | 高的 |
| 百分比選擇 | 四十七 | 77 | 四十七 | 72 |
| 產量等級 | 2.82 | 2.90 | 2.52 | 2.47 |
| 來源：摘自 1994 年內布拉斯加州牛肉報告。 | ||||
| 表 2 來自佐治亞州的研究結果，該研究評估了高大理石花紋 EPD 和對照系公牛的后代。 |
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| 特征 | 控制線 | 高大理石花紋 |
| 百分比選擇 | 75 | 95 |
| 胴體背膘 | 0.55英寸 | 0.44英寸 |
| 資料來源：佐治亞大學的研究。 公牛屠宰時，其體長平均為0.5英寸。 |
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迄今為止，胴體EPD的生成均基于目標種公牛的屠宰后后代數據。這些數據大多基于設計的種公牛后代測試得出。為了計算EPD，這些后代測試必須經過正確設計，以確保當代群體結構正確以及當代群體間種公牛的關聯性。這些后代測試可能要求生產者將目標種公牛與其他參考種公牛隨機配種到一組母牛，這些母牛的后代將在單一環境中飼養直至屠宰。這些參考種公牛很可能是已經擁有屠宰后后代胴體數據的公牛。對于此類評估，您會發現人工授精、大量母牛的可用性以及在屠宰過程中追蹤后代的能力至關重要。根據這些數據，可以使用的特征包括脂肪厚度、肋眼面積、大理石花紋評分、熱胴體重量、美國農業部（USDA）的產量和質量等級以及腎臟、骨盆和心臟脂肪百分比。
雖然這可能是計算胴體EPD最準確的方法，但也存在其他缺點。大多數種畜生產商無法獲得所需的大量母牛。然而，能夠進行人工授精的商業公牛客戶或許可以提供母牛數量的來源。假設一位純種牛生產商想要收集他兩頭年輕公牛的胴體數據。這就需要將這兩頭公牛隨機與一組母牛以及至少一頭已有后代胴體數據的參考公牛交配。為了便于討論，我們假設人工授精的受孕率為50%，并且要求同期群體中每頭公牛至少產下15個同性別的后代。假設從受孕到屠宰沒有死亡，且性別比例為1:1，那么這項小型測試將需要180頭母牛，最終獲得45頭閹牛的胴體數據，每頭公牛15頭。
您還可以看到，這是一個耗時且可能相當昂貴的過程。假設直到一頭年輕的種公牛達到一歲，你才決定進行后代檢測。考慮到牛犢出生需要一年時間，屠宰前還需要14-18個月，因此種公牛至少要到四歲甚至五歲才能收集到相關數據并用于基因評估。然而，在大多數情況下，公牛的年齡通常比預期要大得多，這時主人才決定進行后代檢測。因此，我們需要一種更及時的方法來確定胴體性狀的遺傳價值。
雖然后代檢測需要種畜生產商的認真投入，但它是唯一經過驗證的胴體價值遺傳預測方法，嚴肅的育種者不能忽視它。
收集養殖動物的超聲波數據
超聲波技術或許能讓我們更快地確定種公牛胴體性狀的遺傳價值。與實際胴體數據不同，超聲波技術能夠快速、無損地測量活體動物的相同性狀。盡管關于何時以及如何采集這些測量數據仍存在許多不確定性，但美國各地已有數所大學正在開展這方面的研究。
測量什么以及何時測量
與收集商業后代的屠宰數據不同，這種方法涉及測量種畜。測量很可能側重于年輕公牛。這些公牛群顯然包括種公牛的子代，但也可能包括其他潛在的純種種公牛。因此，從某種意義上說，這種方法也是一種后代測試。
這些測量很可能針對的是采用高能量斷奶后日糧培育的周歲公牛群。平均而言，公牛的外部脂肪和肌內脂肪含量不如閹牛那么多。為了進行遺傳預測，必須存在足夠的變異，以確保對動物進行正確的排序。
目前，公牛的測量可能應使用與您的品種協會相同的周歲體重測量指南（即推薦的周歲年齡范圍和您品種協會內當代群體的定義），盡管目前尚無科學依據來確定最佳范圍。這很可能由各個品種協會根據待定的研究結果來確定。
也可能測量生長小母牛。有人擔心，給一群生長中的小母牛飼喂足以顯示脂肪變化的日糧，會對未來的生殖產生影響。對于母牛來說，在一歲后測量脂肪可能更合適，這樣可以更清楚地顯示外部和肌內脂肪的含量。
正如考慮出生體重或斷奶體重等性狀一樣，定義同齡群體結構也很重要。同齡群體是指由具有相同表現機會的同性別動物組成的管理群體。任何違反此定義的，例如在不同的牧場飼養或飼喂不同的日糧，都構成一個單獨的同齡群體。對于遺傳評估，同齡群體對于消除不同環境的影響并提供分析這些群體之間存在的遺傳聯系的方法至關重要。因此，準確的同齡群體定義至關重要。
然而，與其他一些超聲領域一樣，目前尚無研究表明哪種同齡群體結構合適。我們能否將在不同牧場飼養的動物分組到同一個同齡群體進行超聲檢測？更具體地說，這些早期環境差異是否會掩蓋超聲波測量到的基因差異？這些問題目前尚無答案。面對此類變量時，協會的最佳利益在于使用最保守的當代群體定義。
誰應該進行超聲波測量？如前所述，牛肉改良聯合會認證的超聲波技術人員已接受過準確性、精確度和可重復性的評估。測量費用約為每頭牛 10 至 20 美元。一些位于同一地區的生產商可以與一位技術人員合作，以降低個體測量成本。
收集的信息包括牛的紋身、注冊號、出生日期和體重；超聲波脂肪厚度、肋眼面積和大理石花紋；技術人員姓名；測量日期；以及同期群體。
潛在問題
從使用超聲波作為收集數據進行EPD計算的角度看，仍有許多問題需要進一步研究。然而，大多數研究人員都同意，超聲波可能有助于對肋眼面積進行遺傳預測。人們更關注的是第12-13根肋骨的脂肪厚度和肌內脂肪。更具體地說，如果是閹牛，用超聲波測量同一批公牛的脂肪厚度和肌內脂肪，它們的排名會一樣嗎？它們是同一種性狀嗎？直覺上，我們會說是的。性別差異以及公牛這些性狀可能存在的有限變異，可能會導致遺傳預測方法的困難。
使用超聲波測量第12-13根肋骨的脂肪厚度和肋眼面積的設備、軟件和數據收集方法已經相當標準化。然而，目前至少有五種不同的方法可以用超聲波測量肌內脂肪的百分比。主要的區別在于用于分析超聲波圖像的軟件和算法。其中一些方法已經經過開發人員的驗證。然而，目前尚不清楚哪種技術最準確，能夠測量出遺傳力最高的性狀。
所有這些領域的研究要么正在進行中，要么即將展開。一些品種協會目前正在收集結構化超聲波數據，或者已經制定了數據收集計劃。
EPD 的計算
毫無疑問，超聲波技術提供了一種潛在的方法，可以比基于胴體數據進行的設計父本后代測試更快地計算動物胴體EPD。然而，基于屠宰數據的后代測試仍然有用。用于計算胴體EPD的數據類型至少有三種不同的可能性。首先，可以僅使用基于設計父本后代測試的胴體數據。這是目前唯一經過研究驗證的方法。其次，可以使用一個主要基于育種動物的、僅使用超聲波數據的系統。第三，可以開發一個同時結合超聲波和胴體數據的系統。盡管第一種方法是目前唯一已知的有效方法，但確保第二種和第三種方案的成功將符合行業和研究團體的最佳利益。大多數尚未建立胴體數據收集項目的品種協會，或者在已建立胴體數據收集項目的協會中尚未參與胴體數據收集項目的育種者，距離建立可行的遺傳預測系統還有很長的路要走。如果該行業確實轉向真正的基于價值的營銷體系，那么那些可以為客戶提供胴體特征基因信息的團體將更具競爭力。
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