肉鸡赖氨酸需要量最佳拟合模型荟萃分析研究

◆作者：陈丽欣 王润莲,2 谭钧元 陈泽妍

◆单位：1. 广东海洋大学动物科学系；2. 广东海洋大学深圳研究院

赖氨酸作为必需氨基酸之一，同时也是畜禽的第一或第二限制性氨基酸，在畜禽的养殖管理中，往往需要额外添加适当水平的赖氨酸，以提高蛋白质的营养价值，从而提高肉鸡的生长性能、屠宰性能及肉品质等。

曲线拟合（Curve Fitting）是一种通过拟合的曲线方程揭示自变量x 与因变量y 之间的内在规律，其基本思路是通过采用连续的曲线近似地刻画或逼近离散点群的函数关系的一种数据挖掘的处理方法（乔立山等, 2004）。对离散的数据进行拟合的目的是为了探明庞大的试验数据之间隐藏的规律，同时通过分析研究原始数据的形态和曲线的特征，找到一条最适合表达实验数据变化趋势的最佳拟合曲线。曲线拟合方法的研究在自然科学、社会科学和经济活动等预测领域具有重要的理论意义和应用价值（盛立锃, 2015）。曲线拟合的方法模型有很多，如二次曲线模型、折线模型、指数曲线模型等（陈静文等, 2019）。目前，在生物试验方面应用中，虽有采用一种或几种曲线拟合进行营养素需要量的研究，但针对特定的营养素筛选最适合拟合模型方法的研究不多。本研究对前人赖氨酸需要量相关研究的原始数据进行收集、整理，并采用多种拟合曲线进行趋势拟合分析，通过荟萃分析（Meta-Analysis）分析方法获得一条用以表达赖氨酸水平对肉鸡生长性能影响的最佳拟合曲线。

1 试验材料及方法

1.1 试验因素与水平的选择

选择赖氨酸水平作为单因素试验研究，确定选择的数据中，赖氨酸水平的设置大于或等于5。

1.2 效应指标的选择

测定指标的选取需要具有针对性、灵敏性、可行性，同时还要与研究主题密切相关。本次试验所选不同赖氨酸水平对日增重的影响为效应值进行模拟计算，且数据间差异显著性显著（P＜0.05）。

1.3 数据收集与整理

搜索近年赖氨酸水平研究方面的相关文献，确定符合要求的数据，共30 组不同赖氨酸水平对日增重影响的剂量- 效应数据，列表1。

表1 不同赖氨酸水平对肉鸡增重影响的剂量- 效应数据

1.4 拟合分析

为观察数据的变化规律，采用Vedenov 和Pesti 博士的Excel workbook(NRM. xls)对30 份数据分别进行趋势分析（Pesti 等,2009），使用以下三种模型。

1.4.1 抛物线模型

符合抛物线模型的条件是动物对某一营养素的反应呈曲线，且反应效应值对营养素摄入量不足和过量的反应是对称的。二次曲线模型正属于抛物线模型的一种，其模型方程式为：y＝b0＋b1x＋b2x2。二次曲线的最适需要量是效应值y 的最大值时所对应的营养素水平x。

1.4.2 折线模型

包括线性折线模型：y＝m＋k （r－x） 和二次折线模型：y＝m＋k（r－x）2。其中，y 为反应效应值，m 为最大值，k 为速率常数，r 为需要量，x 为营养素水平。根据拟合指数R2和最佳拟合出现的频度确定最佳拟合曲线。

2 结果与分析

2.1 不同模型的拟合情况

将30 组试验数据趋势拟合分析结果列表2。结果表明，多数数据组的三个模型的R2皆大于30%，有个别试验组出现了R2相同的情况。数据组2 的线性折线模型和二次折线模型的R2分别为3.44%和2.23%，明显偏低。

表2 不同的模型拟合度R2 结果

2.2 不同模型的平均拟合度比较

由表3 可见，二次曲线模型的R2为90.28%，线性折线模型和二次折线模型的R2分别为87.23%、88.81%。从均值来看，二次曲线模型的R2最高。

表3 各模型的拟合度均值

2.3 不同模型的最佳拟合频度结果

由表4 可见，二次曲线模型作为最适模型的试验组有：1、2、6、10、17、21、23、28、29 共10 组，其频率为10/30；以线性折线模型作为最适模型的试验组有：4、9、12、13、18、19、20、22、24、25、26、27、30 共13 组，其频率为13/30；以二次折线模型作为最适模型的试验组有：3、5、7、8、11、14、15 共7 组，其频率为7/30。线性折线模型出现最佳拟合的频度最多。

表4 不同模型的最佳拟合频度结果

3 讨论

本试验从拟合程度来看，二次曲线模型> 二次折线模型>线性折线模型；就最佳拟合出现的频率来看，线性折线模型> 二次曲线模型> 二次折线模型。总体而言，二次曲线在三个模拟方程中最优，但其他两种模型的拟合度和二次曲线差别不是很大，且线性折线模型最佳拟合出现的频度在三个模型中呈现最高，因此，建议在以后的试验中除了最先考虑采用二次曲线模型以外，也可以考虑两种折线模型。线性折线模型是以往很多试验中广泛采用的一种曲线拟合模型（陈春梅等，2006）。

荟萃分析法又被称为“Meta-analysis”（荟萃分析），是一种对不同研究结果进行收集、合并及统计分析的方法（刘芳，2017）。本研究查阅已经发表的肉鸡赖氨酸需要量研究结果，收集不同赖氨酸水平对肉鸡日增重影响的剂量- 效应值，利用三种常见的拟合模型进行统计分析，从大量结果找出适合赖氨酸需要量研究的最佳拟合模型。

本研究收集和整理了30 组赖氨酸水平研究的结果，对于荟萃分析而言，数据量越大，结果的规律性越明显，因此，进一步扩大数据量，将会得到可靠性更高的结果。

4 结论

本试验选用30 组具有代表性赖氨酸水平对肉鸡生长性能影响的试验数据，采用二次曲线、线性折线模型和二次折线模型等三种趋势拟合模型进行了趋势拟合，结果得出二次曲线模型的拟合度最高，线性折线模型出现最佳拟合的频度最多。建议在赖氨酸营养需要量研究中优先考虑二次曲线模型和线性折线模型。

参考文献:(略)