大尾寒羊体尺指标的主成分分析

摘要：选取了成年大尾寒羊的体长、体高、体重、胸围、尾长、尾宽，利用ＳＰＳＳ软件对以上体尺指标进行主成分分析。结果表明，主成分分析将体尺指标区分为3个相对独立的主成分，3个主成分的累积贡献率为８７．０４２％。第一主成分的贡献率为５９．０４３％，其中的高载荷指标有体高和体长，将其命名为高度因子；第二主成分的贡献率为１６．９１９％，其中的高载荷指标有体重和胸围，命名为躯体因子；第三主成分的贡献率为１１．０８１％，其中的高载荷指标有尾长和尾宽，命名为尾形因子。第一主成分贡献率占累积贡献率的一半以上，说明它是大尾寒羊成年个体体尺变异的主要来源，因此，在大尾寒羊的选育工作中应以第一主成分为主体进行选择，来提高大尾寒羊的选育效率。

关键词：大尾寒羊；体尺指标；主成分分析

中图分类号：Ｓ８２６文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）14－2912-03

Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｂｏｄｙ Ｓｉｚｅｓ of Ｆａｔ－ｔａｉｌｅｄ Ｓｈｅｅｐ

ＢＡＩ Ｊｕｎ－ｙａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ－ｌｉｎ，ＰＡＮＧ Ｙｏｕ－ｚｈｉ，ＷＡＮＧ Ｙｕ－ｑｉｎ，ＺＨＡＯ Ｓｈｕ－ｊｕａｎ，ＣＵＩ Ｘｉａｏ

（Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｎａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Principal components analysis on ｂｏｄｙ ｓｉｚｅ indices ｏｆ ａｄｕｌｔ ｆａｔ－ｔａｉｌ ｓｈｅｅｐ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｏｄｙ ｈｅｉｇｈｔ， ｂｏｄｙ ｌｅｎｇｔｈ， ｂｏｄｙ ｗｅｉｇｈ，ｃｈｅｓｔ ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ， ｔａｉｌ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔａｉｌ ｗｉｄｔｈ was conducted ｂｙ ＳＰＳＳ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｂｏｄｙ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆａｔ－ｔａｉｌ ｓｈｅｅｐ’s ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｂｅｔｗｅｅｎ－ｇｒｏｕｐ ｌｉｎｋａｇｅ， Ｗａｒｄ＇ｓ ｍｅｔｈｏｄ， Ｆｕｒｔｈｅｓｔ ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｃould ｌｅｄ ｔｏ ｓｉｍｉｌａｒ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓanalysis ｄｉｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｓｉｚｅ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｗｈｏｓｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ８７．０４２％， as ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｉｒｓｔ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｗａｓ ５９．０４３％， while ｉｔｓ ｈｉｇｈ－ｌｏａｄ ｉｎｄｅｘ ｗｅｒｅ ｂｏｄｙ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｂｏｄｙ ｌｅｎｇｔｈ named as ｈｅｉｇｈｔ ｆａｃｔｏｒ． Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ’s ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ １６．９１９％； its ｈｉｇｈ－ｌｏａｄ ｉｎｄｅｘ ｗｅｒｅ ｂｏｄｙ ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｃｈｅｓｔ ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ ｎａｍｅｄ as ｂｏｄｙ ｆａｃｔｏｒ． Ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｌｏａｄ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｗｉｔｈ a ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ １１．０８１％ ｗｅｒｅ ｔａｉｌ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔａｉｌ ｗｉｄｔｈ ｃａｌｌｅｄ ｔａｉｌ ｓｈａｐｅ ｆａｃｔｏｒ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｈａｌｆ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， thus ｉｓ the ｍａｊｏｒ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｕｌｔ ｆａｔ－ｔａｉｌ ｓｈｅｅｐ’s ｂｏｄｙ ｓｉｚｅ ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ considered ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： fａｔ－ｔａｉｌｅｄ ｓｈｅｅｐ； ｂｏｄｙ ｓｉｚｅ； ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ

大尾寒羊原属寒羊的大尾型，脂肉性能好，属农区绵羊品种［１］。大尾寒羊本来分布面积较大，数量较多，后因细毛羊改良，分布面积缩小，数量下降。现主要分布于河北南部的邯郸、邢台和沧州地区的部分县，山东聊城地区的临清、冠县以及河南的郏县等地［２］。大尾寒羊具有屠宰率和净肉率高、尾脂肪多的特点［２］。由于其脂肪蓄积在尾部，胴体内脂肪少，肉质鲜嫩、味美，以羔羊肉较佳。膘情好的羊其脂尾出油多，炼油率可达８０．０％。大尾寒羊性成熟早，一年四季均可配种，年可两产或两年三产，一般一胎产双羔者居多，个别的一胎产３羔、４羔，产羔率为１８５．０％～２０５．０％［１］。羊毛一年剪2次或3次，所产羊毛毛色洁白，有花穗结构，毛股有６～８个弯曲，花穗清晰美观，弹性、光泽好，既轻便又保暖。该研究对大尾寒羊的体长、体高、体重、胸围、尾长、尾宽进行测量，利用ＳＰＳＳ软件对以上６个体尺指标进行主成分分析，以获得体尺指标的聚类图和具有代表性的主成分。研究结果可以为大尾寒羊的生产和育种提供参考依据，在加速品种选育方面和实际生产中有重要意义。

１材料与方法

１．１大尾寒羊体尺指标数据来源

试验用体尺指标资料均来自于平顶山地区大尾寒羊。单独测量６０只成年大尾寒羊６项体尺指标，分别为：体高、体长、体重、胸围、尾长、尾宽。所有数据资料均随机抽取，现场测量。

１．２大尾寒羊体尺指标测量方法

测量工具在使用前要仔细检查。测量时要使被测个体站在平坦的地方，姿势保持端正。人一般站在被测个体的左侧。测量时应尽可能使被测个体保持姿势端正、自然放松。测量工具尽可能贴近所测部位表面，防止悬空测量。体尺测量参照体尺测量标准［３，４］。

１．３统计分析

将大尾寒羊体尺指标的Ｅｘｃｅｌ数据文件转化为ＳＰＳＳ数据文件后，采用ＳＰＳＳ软件中的主成分分析模块进行主成分分析。具体如下：

（１）将ｎ个样本的ｍ个变量，通过变换将原变量Ｘｉ转换成主成分。主成分是原变量的线性组合，即将Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｍ综合成ｋ（＜ｍ）个变量（Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｋ），综合变量Ｆ１，Ｆ２，…Ｆｋ分别称作原变量的第１、第２、…、第ｋ个主成分。

（２）以不同特征值的方差贡献率（ｉ＝１，２，…，ｋ）为加权系数，利用综合评价函数Ｆ＝β1F1+β2F2+…,βkFk，计算各个体得分，然后对各个体的体尺进行综合评价。

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２结果与分析

２．１描述统计分析

大尾寒羊各体尺指标的描述统计量见表１，河南大尾寒羊体重的变异系数最大，为２２．９１％，其次为尾宽和尾长，分别为１２．０２％和１１．５6％，说明该品种体重的变化较大，同时也意味着河南大尾寒羊在体重方面有较大的选择潜力。其他体尺指标的变异系数比较小。

２．２相关分析

从表２中可以看出，除了尾宽与体长、尾宽与胸围之间的相关系数比较低，其相关系数分别为０．２７０和０．２０１，而且相关系数只达到显著水平（Ｐ＜０．０５）。其他两两性状之间的相关系数均很高，呈现强正相关，而且相关系数都达到了极显著水平（Ｐ＜０．０１）。尤其是体高与体长、体重、胸围、尾长、尾宽呈强的正相关，这说明体重较高的个体胸围也较大。

２．３主成分分析

表３列出的是主成分分析的特征根和累积贡献率结果，根据特征根和贡献率的生物学意义，特征根（特征根方差）的大小代表着复合性状方差的大小，而累积贡献率（累积方差贡献率）代表着复合性状相对于所有复合性状对遗传方差贡献的百分率［５-７］。从表４可以看出，若要使累积贡献率达到８５％以上，须取前３个主成分，其特征根值可使累积贡献率达到８７．０４3％。这就是说用这３个主成分解释６个体尺指标总体信息，其信息损失部分较小，信息损失仅占１２．９５7％。由表５可知，被提取出的前3个主成分的特征值分别为λ１＝３．５４３，λ２＝１．０１５，λ３＝０．６６５。

因子载荷能反映各指标对主成分的贡献大小，对６个原指标变量分析处理得知前３个主成分中因子载荷量（表４），建立了３个主成分方程：

Ｆ１＝０．８１５ ０Ｘ１＋０．９３１ ０Ｘ２＋０．５５９ ０Ｘ３＋０．２５５ ０Ｘ４＋０．１３４ ０Ｘ５＋０．２０６ ０Ｘ６；

Ｆ２＝０．３３０ ０Ｘ１＋０．０８０ ７Ｘ２＋０．３１４ ０Ｘ３＋０．０９９ ６Ｘ４＋０．７９１ ０Ｘ５＋０．９１１ ０Ｘ６；

Ｆ３＝０．３１７ ０Ｘ１＋０．１９６ ０Ｘ２＋０．６４０ ０Ｘ３＋０．９２１ ０Ｘ４＋０．４２１ ０Ｘ５－０．０１２ ４Ｘ６。

第一主成分的贡献率最高为５９．０４３％，其高载荷的指标有体高和体长，这些体尺决定了大尾寒羊体形的长短高矮，反映了大尾寒羊身体高度的变化特征，故将其命名为高度因子。第二主成分的贡献率为１６．９１９％，其高载荷的指标有尾长和尾宽，主要反映了大尾寒羊尾巴形状的变化特征，故将其命名为尾形因子。第三主成分的贡献率为１１．０８１％，其高载荷的指标有体重和胸围，这些体尺与大尾寒羊体形结构均衡性密切相关，主要反映了大尾寒羊躯体的大小程度，可将其命名为躯体因子。

２．４不同个体体尺指标的综合评价

由前文分析结果可知，前３个主成分的累积方差贡献率达８７．０４3％，可用来评价不同个体的体尺指标的综合函数，根据方法１．３计算各个体体尺的综合评价函数见表５。可见，体长越长、体高越高、体重越重的个体，其体尺指标的综合函数越大。

３讨论与分析

多数研究是为了给实际生产中的选种选育提供参考和依据，如白文林等［８］应用主成分分析法，对我国６个绒山羊群体的２２项数量指标进行了多元统计分析；并用构造的主成分值进行了系统聚类。对２２项数量指标的Ｒ型系统聚类结果显示，海拔和年降水量是影响绒山羊分布的重要指标。这些结果为中国绒山羊品种遗传资源的保护和合理开发利用及区域性畜牧生产提供了重要的参考依据。赵宗胜等［９］对３个不同类型杂交肉用羊的体尺指标按数据处理结果进行主成分和聚类分析，将所分析的１７项体尺指标分为三大类，即特征类、围度类和高长度类。叶昌辉等［１０］应用主因子分析的方法对９６头雷州成年母山羊的８个主要体尺性状进行统计分析。结果表明，雷州成年母山羊的体尺性状可区分为相对独立的３个主因子，即躯体因子、高度因子和肢体因子。以上这些研究结果与此研究有部分相同地方，此研究运用ＳＰＳＳ统计软件对成年大尾寒羊的６个体尺指标进行主成分分析，所得结果均能较好地反映体尺性状的信息和他们之间的关系。主成分分析将其分为３个相对独立的主成分，其中第一个主成分的贡献率占累积贡献率的一半以上，说明它是大尾寒羊成年个体体尺变异的主要来源。由于生物体各性状间的遗传相关，会导致另一性状的选择反应［１０］，因此在选育工作中可以第一主成分为主进行选择，这样以主成分为单位的集团选择，将优于对单一性状的选择，使得主成分内所包含的性状都同时得到改良，以此来提高选育效率。

参考文献：

［１］ 李志农．中国养羊学［Ｍ］． 北京：农业出版社，１９９３．

［２］ 赵淑娟，庞有志，邓雯，等．河南大尾寒羊血液蛋白多态性与多羔性的关系研究［Ｊ］． 河南农业科学，２００８（５）：１０７－１１０．

［３］ 赵有璋．羊生产学［Ｍ］．第二版．北京：中国农业出版社，２００８．

［４］ 白俊艳，庞有志，王永伟．大尾寒羊体重与体尺的回归分析［Ｊ］．安徽农业科学，２００７，３５（１５）：４５３７－４５３８．

［５］ 文勇立，林小伟，钟光辉，等． 麦洼牦牛体型线性性状的因子分析［Ｊ］．畜禽业，２００２（６）：２－３．

［６］ 王昕， 陈宏， 曹红鹤， 等． １０个地方猪群体的系统聚类分析［Ｊ］．遗传，２００５（5）：７１５－７１８．

［７］ 刘丽娟，罗玉柱，滚双宝，等．初生仔马鹿体尺和体重的聚类与主成分分析［Ｊ］．甘肃农业大学学报，２００６，４１（５）：１－４．

［８］ 白文林，尹荣焕，罗光彬，等．中国绒山羊群体形态及生态特征的多元统计分析［Ｊ］．安徽农业科学，２００６，３４（３）：４８９－４９０．

［９］ 赵宗胜，李大全，杨晶，等．不同类型肉羊体尺的聚类与主成分分析［Ｊ］．石河子大学学报（自然科学版），１９９９，３（２）：１１１－１１８．

［１０］ 叶昌辉，何启聪， 谢为天， 等． 雷州山羊体尺性状的主因子分析［Ｊ］．西南农业大学学报，２００２，２４（１）：６１－６３．

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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