根據2007至2010年參加「乳牛人工授精班」的酪農所作的育種問卷調查顯示，95%以上的酪農渴望藉由正確快速的數位化遺傳育種資訊e化資訊導入牛群管理，以孕育優質後裔牛群。我國乳母牛的生產性能改進可經由DHI計畫，透過測乳採樣獲得個別牛隻的生產記錄，再將這些紀錄轉換為有用的管理報表資訊，提供酪農有系統的逐步提升後裔女兒牛生產性能，但因為後裔子代的遺傳性能有一半是來自雄親牛，因此乳業先進國家，除了DHI計畫之外，選拔種公牛之遺傳改進也是重點育種策略，選拔計畫中精確的公牛生產體型遺傳評估資訊，可作為酪農進行育種選留計畫應用、管制選拔風險與選配改進後裔牛群的決策支援參考，因此選擇正確的公牛(冷凍精液)，將會漸進提高選育性狀的選拔強度與正確度，增進後裔女兒牛終生生產效益。在國內有80%的荷蘭乳牛配種是採人工授精的方式，如何讓酪農獲得詳盡正確的國際優質種乳公牛遺傳評估資訊以進行乳牛選精配腫(圖1)，是新竹分所努力的目標之一。

圖1. 上圖左至右：乳牛人工授精班授課與問卷調查、精子解凍活力檢查、冷凍精液輸送概況與新世代酪農系統重視e化資訊應用。

我國乳牛育種計畫之研提

　　歷年來酪農於 DHI 系統運作下，實施以進口優良冷凍精液進行乳牛矯正配種，全國泌乳牛性能 (305-2X-ME) 已提昇至 7,500kg 以上，惟對於其他重要經濟性狀如使用年限、功能體型、繁殖效率或健康性狀，則仍有進步改善的空間。依據「國內貿商進口冷凍精液」資料庫統計資料顯示，我國冷凍精液進口量每年平均達 78,880 劑，其中美、加為主要進口國 (佔94%以上)，這些精液若施配於我國牛群，其遺傳性能對我國乳牛生產表現將影響深遠，但由於這些資訊多為英文，而且零散於國外各育種機構或精液公司，酪農經常缺乏完整的選精配種資訊參考，以致不利於作成正確的育種決策來選育本身牛群。

圖 2. SIGB系統所涵蓋的功能性模組示意圖。

　　有鑑於此，筆者於 2 0 0 9 年農委會之「科技計畫 E 化領域產銷決策支援系統的評議會議」中，研提「優質荷蘭種乳公牛選配改進後裔性能決策支援系統」(Decision Support System of Selecting Elite Holstein Dairy Bull for Mating toImprove Progeny Performance, SBIP) 之乳牛育種計畫。該計畫在農委會資訊中心的經費支持下，預計分三年逐步完成系統建置，第1階段 (2010年) 是先開發「荷蘭種乳公牛遺傳評估資訊查詢系統」(SIGB)(圖2)， 隨後將朝向公牛模擬選配的機制方向發展，讓 DHI 酪農戶同時擁有完善的母牛的育種系統與公牛資訊資源導入牛群經營管理，提升我國乳業競爭能力。

SIGB 乳牛育種與經營管理系統之研發

　　新竹分所所規劃建置之「荷蘭種乳公牛遺傳評估資訊查詢系統」(SIGB)」，是我國首創全新的中文化專業乳牛育種網路平台，網站資訊彙整國際先進乳業國家最新的公牛生產體型評估資訊，配合歷年來台灣進口的冷凍精液，將各國重要的公牛遺傳資源如系譜資料、遺傳檢測、生產性能與體型評分予以整合更新，並結合荷蘭乳牛育種與繁殖專業知識，呈現最新穎、精確之荷蘭種乳公牛育種管理資訊；對應於國內母牛之 DHI 計畫，則開發包括競爭力指標顯示模組、功能取向動態排行榜、DHI資訊觀測站與經營管理線上報表群(至少10種)等DHI延伸管理等功能模組，進一步完成國內酪農進行優質荷蘭種乳公牛選配改進後裔性能決策支援系統，以落實推動酪農產業知識的開發、應用與管理，將我國酪農產業導向知識經濟與數位 (e) 化管理的時代。

　　SIGB系統由於事涉龐大的資料庫建置與整理，需要網路硬體佈建、資訊安全管理、乳牛遺傳育種知識、乳業資料庫結構、語言轉譯編輯及與國外各官方育種機構外文洽商的畜產領域專業人才所組合的研究團隊，故筆者於系統規劃之初，即以戒慎戰兢的心態積極投入，然僅政府網域名稱伺服器(GSN Domain Name Server)的異動申請，崎嶇轉折即耗約半年時光，幸賴各專業研究人員於各開發領域的努力投入，歷經艱辛煎熬頻繁討論修正，系統雛型終於誕生，筆者對於參與本系統開發的研究人員致上最高敬意，本系統預計2011年初開始啟用，網址為「www.tlrihc.gov.tw」(圖3)。

圖 3. SIGB系統之規劃與招標(左上)、研究團隊之一(中上)、軟硬體佈建測試(左下)、宣導說明會(中下)                       與政府網域名稱伺服器(GSN Domain Name Server)的申請證明(右)。

　　整個SBIP學術網站平台，幕後有完整的資訊設備規劃，硬體設備係以刀鋒伺服器 (Jcnet Blade server) (Intel Xeon 2.26GHz) 為資料庫核心處理模組，存放各式乳牛生產性能資料庫並進行資料的編輯與運算，搭配網路儲存管理系統(NAS)、高效能入侵防禦系統、網路管制模組及超高速乙太網路交換器等資訊安全管理設備作為硬體主架構 (圖4)。

圖 4. 位於畜產試驗所新竹分所的高速電腦設備所包含之 SBIP 系統機櫃建置。

SIGB 系統的主要規劃內容

1.建構 SBIP 決策支援系統網站：

1.1 收集國際優良種乳公牛遺傳資訊

　　SIGB系統收集包括美國優良種公牛名錄(sire summary)或加拿大CDN 之種公牛性能遺傳評估資料(圖5)。自2010年春起，研究團隊即積極聯繫美、加等國之乳牛育種專業機構 (如美國農部或美國荷蘭牛協會等) 進行有關AI證明公牛遺傳性能資訊收集、查驗、洽購、授權與轉匯等工作，作為網站資料庫籌建之資料來源。目前 (2010/10) 已獲授權建立的公牛生產性狀資料超過14萬筆，至少100項以上的遺傳評估欄位，親屬對應關係資料更高達450萬筆以上，另購取之公牛體型性狀資料包括骨架、體軀、腿蹄、特徵、乳房等性狀群則有2000筆以上。

圖 5. 收集與購取來自美國農部動物改良實驗室 (USDA-AIPL)(左) 與荷蘭牛協會 (右) 之優良種乳公牛生產與體型遺傳評估資訊。

1.2 整合國際優良種乳公牛遺傳資訊

　　以Microsoft SQL Server 2008程式語言撰寫各項控制模組，整合前述各國荷蘭種乳公牛系譜、生產、體型及圖像等資料檔案(圖6)，建構SBIP系統所需之「國際種乳公牛遺傳資訊關聯資料庫」之資料來源。

圖6. SIGB系統整合來自乳牛育種機構資料如Gen Check (左)、乳牛冷凍精液公司如 WorldWide Sires (中) 與 (右) 之資料。

1.3 建置SBIP乳牛育種網站平台

　　本系統以WebSphere Application Server（WAS）作為應用程式伺服器，採用 Muti-tier 多層式網路架構設計平台，可因應未來系統維護的彈性及擴充性，作業系統為 Windows Server 2008，並以 SQL Server 編輯資料庫資料，設計優點在於直覺式選取所需的元件應用，減少程式排版的時間，直覺式模組能針對選取元件直接coding (編譯)，亦可與 Office 軟體進行互動而輕鬆做出資料庫連線等多元化管理。網站入口先以SBIP的一段簡單動畫呈現該系統所要表達的意念，並於VMware的配置下，建置新竹分所SBIP網站平台(www.tlrihc.gov.tw;未來不定期版面規劃與美工編輯)(圖7)。

2.研發公牛遺傳性能資訊中文化查詢系統 (SIGB)。

　2.1 建立「國際優良種乳公牛遺傳性能關聯資料庫」

　　該資料庫須包含前述各國荷蘭種乳公牛系譜 (上溯3代，未來5代)、生產性狀 (含各項性狀之預測傳遞能力Predicted TransmittingA b i l i t i e s , P T A s ) 、體型性狀 (標準傳遞能力StandardTransmitting Abilities, STAs)、體型及圖相等最新關聯資料(圖8)。

圖8.公牛生產性狀(左上)與體型性狀(右上)資料庫，公牛圖庫(左下)與體型評鑑量表(右下)。

2.2 建置公牛遺傳資訊中文化查詢系統

　　此模組為2010年開發階段最重要的核心功能，所有種乳公牛遺傳性能資訊皆轉譯為中文，轉譯過程倍其艱辛。酪農可透過最熟悉的NAAB code查得該公牛的圖像(多為sire summary 的熱門公牛)、生產性能、體型性狀或後裔女兒牛圖像，珍貴資料預定每年更新兩次，提供酪農選育優質荷蘭種乳公牛選配改進後裔性性能之決策最新依據(圖9)。

2.3 建立牛隻遺傳檢測資訊系統

　　本系統可依據「國際優良種乳公牛遺傳性能關聯資料庫」動態顯示該公牛祖親三代之樹狀式(及表格式)系譜與遺傳檢測資訊搜尋結果(圖10)，「系譜」資料讓我們清楚該公牛的「種源」，是乳牛育種與遺傳評估最基礎也是最重要的資訊，「遺傳檢測」資料則讓我們瞭解該公牛是否有不良遺傳缺陷的基因，避免引進國內牛群造成遺傳危害。這些荷蘭乳牛遺傳疾病資訊，包括不含紅色皮毛基因( B / R ) 、不含牛淋巴球黏力缺乏症〈TL〉基因、不含複合性脊椎畸型症〈TV〉基因與不含單譜症不良遺傳基因(TD)等項目，此功能模組讓酪農自公牛評估至選精配種決策有參考依據，未來可結合畜產試驗所提供的國內乳母牛遺傳檢測服務系統，以健全公母牛同步遺傳檢測資訊查詢。本系統提供公牛遺傳資訊查詢的加值應用，進一步掌握乳業大國種乳公牛資訊，可提升酪農產業應用層次。

2.4 建立荷蘭牛近親係數動態查詢系統

　　由於乳牛為純種育種，其近親資訊變得極為重要，當牛隻進行近親交配時，會增加同型基因的程度，尤其是不良隱性同質基因（aa），因此後裔女兒牛容易出現如活力不佳、受胎率降低、體型變小或生產性能下降等現象，我們稱為「近親衰退」。根據研究近親係數每增加1% 時，各產量性狀之近親衰退損失，第一胎乳產量約減少82.7磅，目前美國荷蘭乳牛群近親係數已高於5%。因此，防止近親係數增加的措施早已列為選拔種公牛育種重點計畫，本系統模組於顯示個體牛隻系譜樹狀圖的同時，亦清楚標示各親屬個體牛的近親係數估算值(圖11)，提供網路動態查詢，讓酪農瞭解牛隻系譜中各近親程度，提供酪農牛群配種之參考。

圖11. 公牛近親係數與系譜的樹狀顯示與表格顯示，對酪農選精配種避免近親衰退助益甚大(左上、右上)。                 未來DHI母牛可使用Matvec估算工具來計算其近親程度(左下、右下)。

3.建立我國進口公牛精液 (DTIS ) 管理系統

3.1國內貿易商進口精液關聯資料庫建立

　　自2002年以來新竹分所遺傳育種室即依據行政院農委會來函之乳牛冷凍精液申請進口貨品同意書與農委會新竹防疫檢疫局傳真之進口乳牛冷凍精液影本，開始進行我國荷蘭乳牛冷凍精液進口資料數位建檔工作，無論是申請公司、進口地區、精液號碼、申請劑量、進口國、進口精液乃至發證文號、冷凍胚等紀錄，均成為SBIP系統中 「國內貿易商進口精液關聯資料庫」(DTIS) 之資料建檔來源。(圖12)　

圖12. 依據「國內貿易商進口精液關聯資料庫」，即可瞭解近8年來貿易商有關乳牛冷凍精液的申請量(圖左)與                 進口量(圖右)，以及主要的進口國及進口比例等資訊。
圖13.依進口國別之精液號碼查詢進口量(左上)、依進口公司之查詢精液種類(右上)、依進口年度之查詢申請                 數量(左下)或列出近10年來熱門進口精液(右下)。

3.2 精液管理系統前端查詢模組

　　依據DTIS資料庫可呈現各種多樣化的查詢模組，酪農等使用者可依照進口量、進口商、進口國進行資料動態查詢(圖13)，更可反向動態連結公牛遺傳評估模組，雙向提供農民同時瞭解進口精液與該精液遺傳性能的育種資訊，是酪農朋友期待已久的e化育種資訊。

4.乳牛專家知識庫 (EKDD) 籌建

4.1中英文網路版乳牛字典資料庫(DDDB)

　　乳牛產業有其專業中英文常用詞彙，本網站擬於E K D D系統模組中建置DDDB資料庫，乳牛專業辭彙查詢可提昇酪農對於國際乳牛科學之學術新知吸收與資料閱讀的能力(圖14)，目前內建字彙來源包括「乳牛學」、「英漢乳業術語辭彙」、「國立編譯館畜牧學辭典」與其他專業乳牛辭彙，總計超過4萬5千筆以上寶貴資料，希望提供我國酪農應用電子工具書增進自身對乳牛科學的研究興趣。

圖14. 乳牛字典資料庫 (DDDB) 查詢模組，提供中文查詢英文辭彙 (圖左) 或反向查詢 (圖右) 2種                             功能，查詢結果顯示中文英文與來源出處等欄位。
圖15. 酪農天地 PDF電子書目錄導引閱讀系統(圖左)，讀者可輕易找到任何一期的酪農天地專刊，並                         閱讀內容文章或報導，如DHI乳質乳量排行榜(圖右)。

4.2 酪農天地 PDF電子書查詢模組

　　酪農天地由新竹分所發行已超過16 年，專刊內容為我國飼育乳牛與知識技術的寶典，更是乳牛專家知識庫的菁華，為讓酪農快速搜尋瀏覽研讀吸收，特製酪農天地 PDF電子書目錄導引閱讀系統(圖15)。

4.3 SBIP專刊知識庫

　　新竹分所為專業乳牛試驗機構，多年來發表多篇乳牛育種研究資料，本系統第一階段(2010年)擬彙整乳牛育種專刊或文章進行數位轉檔，建置xoops管理平台，陸續將出刊資料轉換為知識庫內容(圖16)。

圖16. 本網站專刊知識庫導讀文章之一：荷蘭乳牛生產與體型遺傳評估I美國優良種公牛名錄(上圖)，筆者所研究的                             乳牛遺傳參數估計英文簡報介紹(圖下方8小圖)。

致謝

　　本網站之成立承蒙農業委員會資訊中心之經費支援 [99農科-6.1.1-畜-L1(3)]，系統開發期間敬獲新竹分所張分所長、科技與經營系兩位李主任、總務課、會計室等長官同仁以及乳業協會D H I團隊各方面盡心協助，而本系統之「國際種公牛資料庫」 則來自美國農部動物改良試驗室(USDA-AIPL) 的慷慨資料授權使用，及由宋永義老師之「乳牛學」資料，新耕、陸誼、建盈公司部分「公牛圖檔」提供，在此一併敬致謝忱。

參考文獻

賴永裕、李世昌、林德育、黃鈺嘉、吳明哲。2009。台灣畜產遺傳資源知識庫建置與應用。畜產研究42(1)：19~27。

Bourdon, R. M. 2000. Understanding Animal Breeding. 2th Ed. Prentice-Hall, Inc. New Jersey,USA.

Holstein Association. Jan. 2010. Total performance index and linear type evaluations. Siresummary.