(一) 選拔試驗鴨隻
本試驗設計以小族群系譜選育的方式，於1992年選取行政院農業委員會畜產試驗所宜蘭分所選育產蛋性能多代之褐色菜鴨L105品系公28隻母106隻，作為試驗用種鴨群，繁殖第一代鴨群公117隻母165隻進行受精持續性測定，於測定後按受精蛋數性狀的無偏差育種價估值將其分為兩群:選拔品系為含有最高育種價估值公23隻母48隻;對照品系為取樣自代表第一代相同性狀育種價估值分佈之公20隻母46隻，進行繁殖下一代作為試驗用鴨群。每代供測定鴨隻預計繁殖選取對照品系公60隻母120隻，選拔品系公120隻母240隻，作為試驗用種鴨群，進行受精持續性試驗。於每代受精持續性測定試驗之後，按受精蛋數性狀的無偏差育種價估值選留受精持續性較長之個體公20隻母60隻，於44~46週齡時進行純系配種，於達50~52週齡孵化產生下一代，供繼續選育試驗使用。從第一代至第八代總共有選拔品系公1045隻母1747隻及對照品系公839隻母1492隻供分析使用，並計算每代選留親代、數量、選拔百分率及對照品系之選拔差(如表1)。
(二) 選拔強度(百分率)
自1992年起繁殖第一代褐色菜鴨鴨群公117隻母165隻，於26, 29與32週齡進行鴨受精持續性之試驗後，按受精蛋數性狀的無偏差育種價估值將其分為兩群: 第一代選拔品系實際配種鴨隻為含有最高育種價估值公23隻母48隻，其選拔百分率分別為公鴨19.7%，母鴨29.1%;對照品系為取樣自代表第一代相同性狀育種價估值分佈之公20隻母46隻，隨後各代之運作方式依圖 1之方式進行，例如第一組逢機選留公1隻留原組，每隻種母鴨逢機留1隻新母鴨移至第二、三、四組，依此配種模式繁殖產生新一代。因此，為瞭解對照品系依此模式運作下是否影響調查性狀之表現，經計算對照品系各代之逢機選拔差結果為介於-0.160至+0.196範圍之間，平均為-0.104，顯示經過設計之對照品系其無意間發生之選拔作用極小；如將選拔品系分代計算選拔強度結果，於母鴨之選拔百分率介於20.2%~31.4%之間，平均為24.7%，公鴨則為10.9%~19.7%之間，平均為15% (如表1)。
(三) 近親係數
經八代選拔之後計算選拔與對照品系每代母鴨之近親係數平均值與標準偏差結果，公鴨之近親係數平均值與母鴨近似，假設種原來源無親屬關係，則第一代與第二代之近親係數平均值均為0，對照品系係經過循環配種之設計方式，每代近親係數之增加有限，而選拔品系親代之選拔，則依高遺傳估值之排序避開全同胞與半同胞之配種方式來進行，因此選拔品系較對照品系之近親係數值顯示增加速度較快，但仍然只是適度緩慢的逐漸增加，至第八代時分別為選拔品系0.106*0.028與對照品系0.060*0.024(如表2)。
(四) 調查項目性能與表型相關
為探討延長鴨屬間雜交受精持續性之選育效果，試驗設計以小族群褐色菜鴨含有選拔與對照品系之系譜選育方式，配合動物模式的分析使用，設定選拔性狀為受精蛋數，即褐色菜鴨母鴨於26，29與32週齡時，採用10-15隻公番鴨之混合精液一次人工授精0.05ml後，共進行三批次孵化作業，於第一代至第六代每批次各計算2-15天的入孵蛋，入孵後每批次於第7天驗蛋而獲得受精蛋數。第七代(2000年)以後，各連續收集受精後第2-18天的蛋共三批次進行孵化作業，每隔9天進蛋一次，檢查記錄每隻母鴨種蛋之受精孵化情況，並計算母鴨蛋受精後之入孵蛋數 (Ie)、受精蛋數 (F)、孵化小鴨數 (H)、胚胎死亡數 (M)、受精蛋最長持續天數 (Dm)及受精率、孵化率。將每代資料累積後利用系譜之親屬關係資料，進行選拔性狀最佳線性無偏差預測值 (BLUP)之統計分析後，供評估比較受精持續性各性狀之差異及遺傳改進使用。兩品系從第一代至第六代累積資料，經統計分析各項性能之平均值±標準偏差結果如表3所示，由斜度與峰度之計算值顯示F、H、Dm三項性狀之分布與常態分布稍有差別，尤其在Ie性狀之分布達顯著之歪度 (Skewness)與峰度 (Kurtosis)，兩品系均為負偏歪度與尖峰度， 此與褐色菜鴨高產蛋且每次僅收集15天之蛋有關。經計算兩品系各項性狀之重覆勢與表型相關，顯示兩品系之分析結果均非常接近，五項性狀重覆勢之值介於0.26~0.43之間，F與H之表型相關兩品系分別為0.75與0.76，F與Dm 分別為0.76與0.73，除M與 H有表型負相關外，其餘各性狀之間均為低到高之表型正相關 (如表4)。Lin et al. (1998) 比較選拔與對照品系之血液生理值分析結果於紅血球數、血中尿素氮、白蛋白、總膽紅素、膽固醇、鎂、鈣及磷等性狀均有顯著之差異。Chang et al. (2000) 設計以ESR3,4 與 ESR3,6當引子，分析第五代選拔品系鴨隻顯示於194bp與100bp及281bp與118bp有多態性環帶片段出現。Huang et al. (2001)由AFLP所增殖出之DNA片段產物，分析褐色菜鴨基因組DNA之遺傳多態性。試驗結果顯示，以EcoRI/TaqI 16種的篩選性引子組合，均可對褐色菜鴨基因組DNA中增殖出多態性環帶。在選拔和對照兩系的菜鴨群中分別產生了668和664條之多態性環帶，所選用之各種引子組合對於選拔和對照兩系菜鴨群所產生多態性環帶數目的平均範圍分別為19~77和24~78條，其中以EcoR+AAG / Taq+AAG之引子組合對於兩系菜鴨群分別可產生77和78條之多態性環帶，再經由電泳的圖示結果，可看出以EcoR+AAC/Taq+AAT之引子組合可對於兩系群菜鴨中之基因組DNA增殖出差異性較大的環帶態樣，顯示此些DNA片段可能與褐色菜鴨受精持續及產蛋等相關性狀有關係。有利於進一步探討AFLP環帶與菜鴨重要經濟性狀相關性之遺傳訊息。另調查選拔品系母鴨之表型特徵及其他經濟性狀結果：平均初產日齡為109天，平均初產體重1202公克，初產蛋重33.5公克，40週平均體重1210公克，平均40週產蛋數150個，公鴨頭頸部暗褐色，母鴨全身毛色淡褐色，腳橙黃色，喙黃褐色，為一具優良受精持續性之小型蛋鴨種。
(五) 遺傳參數與遺傳相關
依據Tai et al. (1994)初步試驗結果，使用具系譜之褐色菜鴨配以公番鴨之混合精液進行人工授精，並依系譜收集親屬相關資料分析其遺傳變異，結果顯示由受精至受精後15天之受精率的遺傳率為0.34 (h2s+d)，如另外利用REML方法將褐色菜鴨選拔受精持續性第一代資料使用巢狀模式估計之受精蛋數、孵化小鴨數及受精蛋最長持續天數之重覆勢分別為0.47、0.53與0.24，孵化小鴨數及受精蛋最長持續天數之遺傳率分別為0.10與0.21 (如表5) (Cheng, 1995)。
Cheng (1995)報告使用動物模式分析選拔褐色菜鴨受精持續性累積三代資料之結果，選拔及對照品系之受精蛋數的遺傳率分別為h2=0.286與h2=0.179，受精蛋最長持續天數之遺傳率分別為h2=0.258與h2=0.203 (如表6)，初步資料估算結果顯示受精持續性具有中等以上之遺傳變異。
Poivey et al. (2001)進一步依系譜累積收集褐色菜鴨受精持續性六代相關資料分析其遺傳變異，結果顯示由受精至受精後15天，選拔及對照品系之入孵蛋數、受精蛋數、孵化小鴨數、胚胎死亡數及受精蛋最長持續天數之遺傳率分別為0.14與0.10; 0.30與0.26; 0.18與0.19; 0.06與0.09; 0.28與0.21。由遺傳相關之分析結果顯示兩品系各性狀之相關估值均非常接近，於Ie與M及 H之間均為低度正相關，F與H之遺傳相關兩品系分別為0.86與0.91，F與Dm 分別為0.96與0.92，H與Dm 分別為0.90與0.82，均為高度遺傳正相關 (如表7)，另外使用Henderson III 與 REML方法分別估計此五項性狀遺傳參數之平均值±標準機差 (如表8)，顯示兩品系受精蛋數的遺傳率介於0.19~0.46之間。
(六) 選拔與對照品系受精率及孵化率之比較
一般鴨人工授精之間隔時間，依品種之不同而異，菜鴨與北京鴨兩品種為同一屬，其受精後可持續維持受精蛋之時間較久，平均約4-5天仍有受精之效果 (劉等, 1980)。如果是番鴨與菜鴨間人工授精，則為不同屬品種，Huang and Chow (1975)設計以2天, 3天, 4天, 5天及10天人工授精一次，其受精率分別為 80.98, 70.91, 62.12, 46.12及22.22%，在田間試驗每4天受精一次結果，受精率為40-60%之間。Rouvier et al. (1984)綜合報告指出生產土番鴨時於3-4天人工授精一次，共收集420,335個土番鴨蛋入孵的結果，受精率平均約71%。劉與戴 (1984)報告指出公番鴨精子在母菜鴨或母改鴨輸卵管內受精能力的維持時間均較短，平均約3天，於第4天即有顯著下降趨勢，比雞需每隔7天，火雞每隔14天做人工授精一次均短很多。Tai et al.(1994)報告使用混合番鴨精液人工授精褐色菜鴨後2-4天，其受精率為87%~82%，第5天即降為72%，第6天為53%，第7天為40%後迅速降低。因此生產土番鴨時為了達到高受精率，就必須縮短人工授精間隔時間，最好為2~3天人工授精一次，導致投入之勞力成本增加。Cheng et al. (1997)報告褐色菜鴨經三代的受精持續性選拔之後，比較選拔及對照品系受精蛋數與孵化小鴨數兩性狀之遺傳改進分別為25% 與28%，平均每代的遺傳改進量約可達8-9%。鄭等 (1998)進一步比較兩品系之入孵蛋數、受精蛋數、孵化小鴨數、胚胎死亡數及受精蛋最長持續天數之表型值各性狀選拔差異分別為+0.17,+1.22, +0.83, +0.40個與+1.50天，統計選拔及對照品系受精後2-8天之平均受精率分別為75.43 與64.17%；孵化率為55.44與 49.10%。另Cheng et al. (1999a,b)報告經六代的選育結果比較受精率、孵化率與胚胎死亡率之變化，選拔與對照品系之差異分別為14.31、7.81與6.50% (如表9)，如比較兩品系經一次人工授精後2至8天之差異，由第一代至第六代受精率之差異分別為13.0、6.7、6.4、15.0、11.3與26.7%，孵化率之差異分別為12.4、4.2、5.8、11.6、6.3與15.4%。由2至15天之平均受精率與孵化率之曲線變化結果，選拔品系之曲線逐代向右移動。顯示鴨之屬間雜交經一次人工授精後，受精率與孵化率均已獲得顯著改進 (如圖3)。
(七) 選拔反應與遺傳反應估值
為延長鴨屬間雜交受精能力之持續性，鄭等 (1997)報告從第一代至第五代總共收集有選拔品系公700隻母1072隻，對照品系公461隻母872隻進行統計分析與遺傳反應評估，經四代的選育結果使用Cheng (1995)估計之遺傳參數，預估選拔品系之入孵蛋數、受精蛋數、孵化小鴨數、胚胎死亡數與受精蛋最長持續天數的遺傳反應 (使用BLUP動物模式估計)，分別為+0.324, +1.644, +1.175, +0.158個與+1.769天，與Cheng (1995)估計分析前三代選拔資料之結果相當一致。如比較選拔及對照品系入孵蛋數的表型差異為+0.22個，受精蛋數為+1.40個，孵化小鴨數為+1.08個，胚胎死亡數為+0.32個，受精蛋最長持續天數為+1.56天 (如表10，表11)。選拔品系之入孵蛋數及受精蛋數的遺傳改進，經四代的選拔結果分別可達到33%與32%，平均每代的遺傳改進量約為8-9%，顯示屬間雜交之受精能力持續性具有累加性基因效應，經四代的選拔亦無顯著增加胚胎死亡率的遺傳效應。初步結果顯示利用小族群之系譜選育，配合動物模式的分析使用，可有效選拔改進褐色菜鴨之受精能力持續性，預期繼續選拔以後將可減少受精次數，達每週受精一次之目標。
Cheng et al. (2000)報告經六代的選拔以後，受精蛋數的遺傳改進每代可達到35%之遺傳標準差，受精蛋最長持續天數及孵化雛土番鴨數之相關反應亦達到35%與23%之遺傳標準差，鄭等 (2000) 初步估算受精蛋數之遺傳改進，經七代選拔之後，受精蛋數共改進2.8個遺傳標準差，於受精蛋最長持續天數及孵化雛土番鴨數之相關反應上亦有改進效果 (2.9遺傳標準差)。Cheng et al. (2002a,b)報告顯示，於第八代共選取選拔品系公114隻母204隻及對照品系公94隻母157隻供試驗測定使用，試驗結果選拔及對照品系之入孵蛋數、受精蛋數、孵化蛋數、胚胎死亡數及受精蛋最長持續天數之表型值分別為15.52±3.02與15.16±2.96 ; 7.00±2.21與4.39±1.77 ; 5.12±2.27與3.10±1.80 ; 1.89±1.49與1.29±1.16 ; 8.46±2.46與5.59±2.12天；比較兩品系之選拔差異各性狀分別為+0.36, +2.61, +2.02, +0.60個與+2.87天 (如表12，表13)，另比較選拔與對照品系第二代及第八代的受精率邏輯曲線，統計分析兩品系受精後由第2天至第8天之受精率，分別為92.12與88.12; 95.94與87.02; 95.58與82.91; 94.07與68.29; 91.51與57.71; 85.23與38.63; 70.50與24.71%，合計七天平均受精率分別為選拔品系89.18%與對照品系63.79% (如圖4，表14)；比較選拔與對照品系第二代及第八代的孵化率之邏輯曲線，兩品系受精後由第2天至第8天之孵化率分別為61.35與59.14; 64.80與61.30; 70.77與58.20; 68.83與47.69; 68.11與43.46; 68.97與26.78; 50.28與19.40%，2至8天合計之七天平均孵化率為64.67與 45.06% (如圖5，表14)，比較兩品系經八代的選育結果，受精蛋數之差異已達2.61個，受精蛋最長持續天數則持續增加至2.87天之多，更顯示選拔改進褐色菜鴨受精持續性，需要有對照品系來供比較，選拔結果顯示選拔品系已可達每週受精一次之目標，如能應用於選拔改鴨、北京鴨或番鴨之受精能力持續性，土番鴨之生產效率將可進一步提升，因此綜合結論為本項選拔結果具有成效且值得應用到其他鴨種，另外此兩品系將可作為探討鴨受精能力遺傳基因分析DNA標記很好之試驗材料。
Figure 3. Comparison of fertility rate and hatchability rate of Brown Tsaiya by using single artificial insemination (AI) with Muscovy pooled semen on G1 to G6 in selected line (S) and control line (C) (Fertility %:ratio of fertile eggs to eggs set;Hatchability%:ratio of hatched alive ducklings to eggs set) (Cheng et al., 1999b)
Differences in number of fertile eggs at candling (Figure 6), number of total dead embryos (Figure 7), number of hatched mule ducklings (Figure 8), maximum duration of fertility (Figure 9) between selected (S) and control (C) lines for the phenotypic [S-C(P)] and predicted genetic [S-C(G)] mean values across seven generations of selection.Source: Cheng et al. (2002b)
(八) 田間試驗結果
為比較褐色菜鴨經選育受精持續性八代後之選拔品系與民間鴨場鴨隻之受精持續性能，於2002∼2003年間選取本所選拔品系、宜蘭L105產蛋品系與民間鴨場鴨隻於宜蘭分所進行田間比較試驗，將各鴨場參試鴨隻於不同週齡時以公番鴨混合精液受精後，進行鴨隻受精持續性能檢定，各鴨場鴨隻於40、43、47與50週齡時以公番鴨混合精液0.05ml人工授精後，調查入孵蛋數、受精蛋數、孵化小鴨數、胚胎死亡數及受精蛋最長持續天數之表型值(如表15，表16)，結果顯示選拔品系於各不同週齡之受精蛋數、孵化小鴨數及受精蛋最長持續天數之成績均優於其他鴨場 (P<0.05)，如將40、43、47與50週齡共四次調查結果平均計算各鴨場受精後之入孵蛋數、受精蛋數、孵化小鴨數、胚胎死亡數及受精蛋最長持續天數之表型值(如表17)，於入孵蛋數分別為15.64±2.76、15.69±2.90、15.82±2.43、15.76±2.72個；受精蛋數為7.19±2.04、5.15±1.68、3.78±1.89、4.32±1.88個；孵化小鴨數為5.26±2.18、3.70±1.60、2.82±1.69、3.17±1.77隻；胚胎死亡數為1.93±1.63、1.45±1.31、0.97±0.99、1.15±1.11個；受精蛋最長持續天數為8.20±1.95、6.12±1.83、4.83±2.16、5.51±2.03天，檢定結果顯示選拔品系之受精蛋數比民間宜蘭鴨場多2.87個，比屏東鴨場多3.41個受精蛋，於孵化小鴨數及受精蛋最長持續天數之成績亦均優於其他鴨場，試驗結果亦發現，源自本所宜蘭分所之L105產蛋品系亦均較民間鴨場者為佳 (P<0.05)。
(九) 公褐色菜鴨混合精液配母褐色菜鴨之受精持續性
為瞭解以公番鴨混合精液配母褐色菜鴨受精後經多代選拔之選拔品系，於褐色菜鴨純系配種時是否可得到相同之遺傳改進，將第八代兩品系鴨隻於屬間雜交測定結束後，於64週齡時，使用公褐色菜鴨混合精液配母褐色菜鴨進行純系配種，進行鴨隻受精持續性能測定之結果，由第2天至第15天之受精蛋數分別為8.36 與 5.32 個，選拔品系比對照品系多3.04個受精蛋，孵化小鴨數分別為6.67 與 4.75隻，於受精蛋最長持續天數分別為9.64 與 6.48天。另與民間鴨場鴨隻進行比較時，試驗以公褐色菜鴨混合精液配母褐色菜鴨，於32週齡時測定受精持續性結果，統計選拔品系、L105產蛋品系、屏東鴨場、宜蘭鴨場之平均入孵蛋數分別為16.34±1.72、16.35±0.98、15.75±2.36、16.36±1.41個；受精蛋數分別為8.78±1.53、7.96±1.97、7.53±2.23、7.54±1.83個；孵化小鴨數分別為7.68±2.19、6.50±2.14、6.71±2.33、6.22±2.08隻；胚胎死亡數為1.10±1.54、1.46±1.15、0.82±0.84、1.32±1.52個；受精蛋最長持續天數分別為9.88±1.56、8.69±2.17、8.16±2.29、8.49±2.06天 (如表18)，比較結果褐色菜鴨選拔品系純系配種之受精持續性仍顯著地高於其他民間品系 (仍未發表資料)，其中以屏東鴨場較差，但其差異與屬間雜交之差異比較結果，顯示選拔結果可能具有品種及個體之親合力存在，試驗結果顯示純系間之差異減少，但對選拔品系純系褐色菜鴨仍有正面之影響；此是否暗示母鴨個體對公鴨之親合力不同，故具差異性，則仍待進一步驗證。
(十)成果自評與建議
選拔改進褐色菜鴨之受精能力持續性，試驗結果顯示可減少生產土番鴨時之受精次數，達每週受精一次之目標。研究成果除可改善受精率與孵化率外，亦可增加胚胎蛋之生產供製造疫苗使用，除提供養鴨產業降低生產成本外並具學術應用價值。綜合結論顯示，本項選拔具有成效且值得應用到其他鴨種，另外此兩品系亦可作為探討鴨受精能力遺傳基因分析DNA標記很好之試驗材料。
