本文以现代动物遗传繁育学理论为指导,以山东荷斯坦奶牛群体改良为目标,在系统调查登记济南郊区代表性荷斯坦牛群体、分析制约荷斯坦奶牛群体改良因素基础上,综合运用现代计算机技术、分子生物技术和胚胎工程技术,开展了多项奶牛群体改良和育种技术研究,完成主要工作如下:1、本研究针对我国奶牛育种和现代奶牛场管理的需要,结合我国当前推行的乳用性能测定(DHI)和9分制体型线性鉴定体系,以Visual Foxpro8.0软件包为工具,开发了可在Windows操作平台运行上的现代奶牛登记与群体管理软件系统。该系统包括奶牛信息登记、信息查询、精液管理与选配、报表浏览、用户管理等模块,可对奶牛基本信息、系谱、奶牛图像、DHI测定、体型外貌评定、生产管理、繁殖、疾病治疗、精液等信息进行规范有效的采集和管理,从而方便地实现奶牛良种登记、奶牛评定、牛群繁殖和生产管理等功能。目前已在山东多家奶牛场和奶业小区投入生产运行。完成对济南市近郊主要牛场荷斯坦奶牛的品种登记、生产性能测定和体型线性评定,为奶牛群体改良提供了高效的技术平台;2、应用AFLP标记技术检测分析了中国荷斯坦奶牛的遗传结构,发现牛(群)的遗传杂合性与生产性能、功能寿命、体细胞数存在相关,杂合度高的个体通常具有较高的产奶量、较长的在群时间、较低的体细胞数和较短的产犊间隔。保持奶牛群体的遗传杂合性,有助于奶牛整体性能水平的提高。本研究利用双亲平均育种值和遗传距离对子代305天产奶量(Ymilk)、体细胞数(Yscc)和在群时间(YFHL)进行了预测,筛选出的最佳回归方程如下:研究结果表明,在实践中利用AFLP揭示的不同家系公牛与母牛群体间的遗传差异,可望用来预测后代的群内杂种优势和生产性能,在此基础上建立基于AFLP-DNA指纹的奶牛分子辅助选配技术是可行的。3、山东地区的荷斯坦母牛中,DGAT1基因K232A位点KK型表现为高的乳脂率、乳蛋白率和低的305天产奶量,AA型与之相反,KA型介于二者之间。对于305天产奶量、乳脂率和乳蛋白率, A基因的加性替代效应值分别为499.6kg(P<0.01)、-0.18% (P<0.01)和-0.07% (P<0.05),对产奶量的显性效应为270.5kg(P<0.01)。Leptin基因R4C位点对乳成分有显著影响,RR基因型比RC型牛乳脂量高34kg、乳蛋白量高8.8kg,比CC基因型乳脂量高30.4kg、乳蛋白量高20.8kg,R为有利等位基因,其基因加性效应为提高乳脂率0.25%和提高乳蛋白率0.1%。4、研究提出了充分利用国内外优异奶牛遗传材料的山东荷斯坦奶牛群体遗传改良技术策略,包括:建立以DHI、体型鉴定为核心的荷斯坦奶牛品种登记和科学管理体系;充分利用引进国外遗传材料和现代繁殖生物技术建立高产核心示范群;充分利用进口精液快速提高牛群质量,分享世界荷斯坦奶牛育种成果;广泛使用后裔测定验证公牛,按平衡育种原理科学选种选配;合理利用黄牛分阶段级进杂交繁育奶牛;应用繁殖生物技术建立奶牛、肉牛协同繁育的一体化生产改良新模式;健全奶牛育种和种质管理制度,自主培育或合作培育优秀种公牛等。