Генетическое маркирование в селекции скота

Genetic marking in cattle selection
N. Popov A. Nekrasov E. Fedotova
Скачать статью в PDF

Обоснована целесообразность формирования и оптимизации генетической изменчивости по иммуногенетическим и зоотехническим показателям в стадах крупного рогатого скота молочных пород.

Ключевые слова: селекция крупного рогатого скота, иммуногенетика, EAB-локус, быки-производители, черно-пестрая порода, голштинская порода, холмогорская порода, генетическая изменчивость в породе, молочная продуктивность, генетический паспорт стада, генетическая ценность в популяции, селекционный дифференциал, геномная оценка быков, аллели-маркеры, аллелотип стада

 

Николай ПОПОВ, доктор биологических наук, профессор
Александр НЕКРАСОВ, кандидат сельскохозяйственных наук
Елена ФЕДОТОВА
ВИЖ им. Л.К. Эрнста

 

Голштинская порода — улучшающая по удою и экстерьеру при скрещивании, в том числе с родственными породами. Положительные изменения характеристик продуктивности и телосложения, всплеск проявления признаков происходят при спаривании животных разных линий (для этого специально отбирают материнские и отцовские формы). Цель планирования таких вариантов подбора — получение экономического результата благодаря эффекту гетерозиса при использовании «чужого» (неродственного) быка-производителя или быка, имеющего наименьшую степень родства к стаду по родословной.

Сегодня селекционеры применяют генетические маркеры, которые хорошо дополняют зоотехнические характеристики лучших племенных качеств животных. К сожалению, этим и ограничивается функция маркеров, так как специалисты не уделяют им такого внимания, как другим признакам, совершенствование которых приносит более ощутимый экономический эффект.

Мы обратились к изучению становления генетической структуры большинства отечественных пород крупного рогатого скота, поскольку такие исследования в стране практически не проводят. Сегодня селекционерам навязывают мнение о необязательном сохранении генеалогической структуры пород. В результате специалисты не стремятся ее поддерживать. Опасность кроется в том, что все это происходит на фоне снижения генетической изменчивости в популяциях скота черно-пестрой, холмогорской, голштинской и других пород. Обсуждение причин сложившейся ситуации нельзя ограничить рамками статьи. Проблема заслуживает внимания широкого круга ученых и всех специалистов, причастных к разведению крупного рогатого скота отечественных пород.

В СПК «Соколовка» Кировской области создано высокопродуктивное стадо скота черно-пестрой породы с использованием быков-производителей разных линий голштинской породы. Ранее хозяйство имело статус племзавода по разведению животных холмогорской породы.

Совершенствование их признаков проходило в несколько этапов при иммуногенетическом мониторинге аллелотипа стада. Аллели групп крови отражали технологию разведения и в племенной работе служили своеобразным рычагом при улучшении основных селекционных признаков скота.

Мы поставили перед собой следующие задачи: улучшить селекционируемые признаки, проводя при этом мониторинг генетической изменчивости в племенных стадах и породе, определить лучших быков-производителей по результатам их оценки по качеству потомства, выявить взаимосвязь между генофондом пород и формированием новой генеалогической структуры популяции, найти способы отбора быков-производителей для стада при искусственном ограничении генетического разнообразия и генетической изменчивости в пределах генофонда породы.

Анализируя работу со стадом в период 1985–2004 гг., изучили данные первичного зоотехнического учета, племенных карточек коров и быков-производителей. С 2005 г. селекцию вели при участии сотрудников ВИЖ им. Л. К. Эрнста. В 2006 г. стадо племенного завода отнесено к черно-пестрой породе без изменения статуса хозяйства. Каждые два года выделяли ведущие группы коров, по их признакам корректировали программы разведения, осуществляли отбор быков-производителей и их индивидуальный подбор к маткам стада. Быков отбирали по родительским индексам признаков и генетической ценности в популяции. Паспортизацию по аллелям групп крови проводили в лабораториях ОАО «Кировплем» и ВИЖ им. Л. К. Эрнста. Были созданы единые программы селекции для стад СПК «Соколовка» и ООО «Агрофирма Строитель» Кировской области.

Промеры животных выполняли с помощью мерных инструментов, а данные быков-производителей брали из каталогов племенных предприятий — АО «ГЦВ», АО «Московское» по племенной работе» и ОАО «Кировплем». Генетические паспорта стад составляли дважды с промежутком в семь лет. Общий аллелофонд пород корректировали согласно справочному каталогу аллелофонда ЕАВ-локуса крупного рогатого скота. Ранжирование скота по гаплотипам групп крови проводили по показателям наивысшей лактации. Отбор и подбор быков-производителей осуществляли по авторским методикам. В 2018 г. средний удой коров по стаду (1 тыс. голов) составлял 7019 кг, содержание жира в молоке — 3,85%, белка — 3,07%.

Благодаря использованию в Российской Федерации лучшего мирового генофонда голштинской породы повысилась продуктивность коров за лактацию в массивах помесного скота. Однако далеко не на всех предприятиях отмечено увеличение содержания жира и белка в молоке. Весьма важно, что по питательным свойствам молоко высокопродуктивных помесных коров уступает молоку коров улучшаемых исходных пород. Уровень кровности (голштинизация) достиг предела, превышение которого приведет к снижению проявления лучших качеств животных отечественных пород. Их дальнейшее чистопородное разведение следует проводить с обязательной оценкой сложившейся генетической изменчивости по показателям суммарного поголовья ведущих племенных заводов и выборочных стад товарных хозяйств.

При совершенствовании стад СПК «Соколовка» и ООО «Агрофирма Строитель» была поставлена цель увеличить количество жира и белка в молоке наряду с повышением удоев коров.

Генетическую структуру стада формировали параллельно с улучшением молочности (этот признак был в приоритете). Согласно показателям коров ведущей группы корректировали тип телосложения и конституцию животных. По сравнению с показателями коров предыдущего поголовья холмогорской породы рост коров черно-пестрой породы в холке увеличился на 16,5 см, глубина груди — на 10,4 см, косая длина туловища — на 11,2 см при повышении живой массы на 91,3 кг. Средние удои выросли на 3337 кг, массовая доля жира в молоке — на 0,36%. В результате выход молочного жира за стандартную лактацию увеличился вдвое.

У коров, отнесенных к новому стаду, аллели ЕАВ-локуса представлены в следующих долях: 88,5% — голштинские, 7,5% — холмогорские, 4% — специфические аллели черно-пестрой породы. Направленная селекция позволила довести уровень удоя за первую лактацию до 6963 кг, а за лучшую — до 8350 кг. Массовая доля жира в молоке увеличилась до 3,86%, белка — до 3,13%. В большей мере улучшающий эффект обеспечили быки-производители голштинских линий, преимущественно голландской, датской, немецкой, а также отечественной селекции («непецинский» и «ленинградский» тип скота черно-пестрой породы).

Для селекционной работы отобрали быков-производителей с высоким потенциалом продуктивности. Матери отцов современного стада превосходили матерей отцов матерей по удою на 485 кг, по массовой доле жира в молоке — на 0,16%, белка — на 0,15% (рисунок). Сегодня приоритетное направление селекции — на увеличение содержания белка в молоке. Важны высокие коэффициенты корреляции между содержанием жира и белка в молоке (r = 0,875), а также между величиной удоя и живой массой (r = 0,282).

Продуктивность матерей отцов матерей и матерей отцов по родословным коров нового стада

Изменение генетического паспорта стад СПК «Соколовка» и ООО «Агрофирма Строитель» связано в основном с интродукцией аллелей ЕАВ-локуса чистопородных быков-производителей голштинской породы. Распространение получили аллели B1G2KO4Y2A’1E’3I’O’Y’I’, B2O1D’, B2O1B’, G2Y1D’, O2A’2K’, B1I1I’, O4E’3F’2G’O’G’ наряду с наиболее высокочастотными, или дрейфующими, аллелями I2, G2Y2E’Q’, O4Y2A’1I’, O4D’E’3F’2G’O’, O4E’3G’.

Широкий спектр контролируемых аллелей-маркеров обусловливает устойчивость уровня групповой гомозиготности (Ca = 0,0494), что препятствует нарастанию внутрипородного инбридинга. Аллелотип стада ООО «Агрофирма Строитель» оставался промежуточным между черно-пестрой и голштинской породами. Его изменение будет зависеть от степени «открытости» этих субпопуляций, а также от интенсивности использования быков-лидеров. Ими могут стать как помесные, так и чистопородные голштины, если их параметры соответствуют требованиям программы селекции и если эти животные являются носителями новых, в том числе редких для этих стад, аллелей.

За три поколения работы со стадом СПК «Соколовка» 23 быка-производителя существенно улучшили показатели дочерей по суммарному выходу молочного жира и белка по сравнению с аналогичными показателями матерей. В числе улучшателей — быки Версаль 7955247 с генотипом ЕАВ-локуса O2A’2J’1K’O’/O4E’3F’2G’O’G’, Дож 61774692 (I2/Q’I’), Эгли 257 (G1I1A’/O4E’3G’) и др. Наиболее часто их генотипы ЕАВ-локуса маркированы аллелями Q’I’, I2, O4E’3G’, G2O1Y2I’, G2Y2E’1Q’, реже — аллелями B2O1B’, O4Y2A’1I’, G1I1A’, O2A’2J’1K’O’, O4E’3F’2G’O’G’ и др. Средние показатели для расчета родительских индексов по удою, массовой доле жира и белка в молоке составляли соответственно 12 099 кг, 4,34 и 3,37%.

Для работы в 2015–2017 гг. отобрали маркированных желательными аллелями ЕАВ-локуса 14 быков-производителей с индексами, рассчитанными по средневзвешенным в подборе показателям (удой — 13 636 кг, массовая доля жира и белка в молоке — 4,32 и 3,33% соответственно).

В таблице 1 приведены данные за 2015–2016 гг. по продуктивности дочерей быков-улучшателей. Из нее видно, что удой и массовая доля белка в молоке значительно увеличились по сравнению с показателями матерей дочерей. При этом Лувр 1361 и Диджей 506 рождены на ФГУП «АПК «Непецино» Мос­ковской области и являются помесными. Все другие быки, кроме Подарка 4001, — голландской селекции. Некоторое снижение жирномолочности обусловлено высоким раздоем дочерей, первой лактацией и недостаточной живой массой в возрасте 12 месяцев. Это говорит о необходимости соблюдать научно обоснованные нормы кормления при выращивании молодняка.

Таблица 1. Продуктивность дочерей быков-улучшателей в стаде СПК «Соколовка» (2016 г.)

Не менее важная закономерность — повышение продуктивности коров, у которых сохранились аллели холмогорской породы: B1G2KO4, G’O’G’, QE’1Q’I’, A’1B’D’E’3F’2G’, O1A’1I’ и E’1I’. Три последних аллеля также выявлены у чистопородных голштинов, завезенных из Северной Америки, что подтверждает отдаленное родство между животными холмогорской и голштинской пород.

Поскольку спектр ветвей линий импортируемых быков-производителей голштинской породы довольно узкий, возникает необходимость в поиске генетической изменчивости, что подтверждают данные мониторинга зоотехнических и генетических признаков. Для уменьшения внутрипородного инбридинга и широкого распространения лучших качеств коров племенных заводов следует точно определить племенную ценность быков — родоначальников родственных групп и родоначальниц семейств. Родоначальниками могут стать выдающиеся животные из числа новых внутрипородных типов черно-пестрой породы. Лучшие по продуктивности коровы могут иметь генетические маркеры разводимых в прошлом пород. Эту особенность используют при выведении быков для племпредприятий.

Показатели продуктивности лучших коров СПК «Соколовка» приведены в таблице 2. Их выведение обосновано высоким рангом по удою, массовой доле жира и белка в молоке, а также детерминацей ЕАВ-локуса аллелями, по которым эти животные заняли лидирующие позиции в стаде племенного завода. Их дочери и сыновья могут быть успешно использованы при тандемной селекции в популяциях породы. Отмечен высокий селекционный дифференциал этой группы коров к стаду СПК «Соколовка» по удою (3032 кг) и по массовой доле жира и белка в молоке (0,18 и 0,09%). Ряд аллелей — желательные одновременно по двум признакам. Прежде всего важно наращивание частот аллелей D’G’I’Q’, G2O4Y2E’3O’G’, E’1, O1I’, A’1B’D’E’3F’2G’, O4Y2A’1I’. Эффективное применение перечис­ленных аллелотипов в селекции — надежный путь совершенствования признаков продуктивности животных в хозяйствах.

Таблица 2. Ранжирование высокопродуктивных коров нового типа «соколовский» по пяти показателям и их связь с аллелями ЕАВ-локуса

Широкое распространение качеств лучших коров отечественных племенных заводов среди поголовья страны — это достойная альтернатива использованию предлагаемых коммерческими компаниями быков-производителей со сверхвысокими геномными оценками. Применение таких оценок мало информированными владельцами скота может привести к ошибке.

Использование быков-производителей с зарубежной геномной оценкой в нашей стране еще не обосновано теоретически и не внедрено в отечественную систему племенного дела даже в рамках одной популяции одного региона. Часто не учитывают факторы внешней среды, которые обусловливают реализацию и формирование аллелотипов популяций скота. Немаловажное, а может быть, главное негативное последствие геномной оценки и ограничения числа молодых быков, оцениваемых по качеству потомства, — сужение генетического разнообразия. Если для таких пород, как голштинская, метод приемлем, то для локальных пород применение геномной оценки — губительный путь, особенно в хозяйствах, расположенных в зонах с экстремальными природно-климатическими условиями.

На чередующихся этапах селекции, направленных на консолидацию племенных качеств отдельных селекционных групп или на расширение границ генетической изменчивости в племенном стаде, количество отбираемых в стадо быков-производителей либо уменьшают, либо увеличивают. Рассмотрим пример, когда на племенном предприятии одна, лучшая на данный период, ветвь голштинской линии очень широко представлена быками. Они соответствуют стаду маток по аллелям ЕАВ-локуса, но необходимо ограниченное количество таких быков для использования в стаде (табл. 3).

Таблица 3. Сравнительная характеристика быков-производителей при отборе по оценке племенной ценности

Показатели геномной оценки, принадлежность к линии В. Б. Айдиал, аллели позволяют отобрать шесть быков-производителей, поэтому применили ранжирование по генетической ценности в популяции по трем признакам продуктивности. Лучшими по суммарному рангу оказались быки Мемори-М 54215651 (12009-4,35-4,1), Эквадор-М 107359084 (11348-4,43-3,42) и Айси-М 107640239 (9375-4,53-3,61). Быки Ларк-М, сибсы Макс-М и Мажор-М при очень высоких показателях материнских предков и геномной оценки пока не отобраны в стадо и, возможно, будут использованы после оценки по качеству потомства.

Генетические особенности животных племенных стад отражают изменчивость в породе. Сопряженность аллелей ЕАВ-локуса с признаками молочной продуктивности коров повышает эффект селекции, а также увеличивает вероятность отбора препотентных быков-производителей.

Селекция с учетом аллелофонда трех пород — холмогорской, черно-пестрой и голштинской — в СПК «Соколовка» в течение полных четырех поколений позволила увеличить продуктивность и улучшить молочный тип экстерьера коров. На предприятии средний удой за стандартную лактацию составляет более 7 тыс. кг, а за лучшую лактацию — 8350 кг, массовая доля жира в молоке достигает 3,86%, белка — 3,13%.

Генетический мониторинг — один из способов повышения эффективности селекции. В стаде широко распространились маркирующие высокопродуктивных коров аллели ЕАВ-локуса: Q’I’, I2, O4E’4G’, G2O1Y2I’, G2Y2E’1Q’, B2O1B’, O4Y2A’1I’, G1I1A’, O2A’2J’1K’O’, O4E’3F’2G’O’G’ и др. При этом сохранились аллели, одноименные и животным холмогорской породы: B1G2KO4, G’O’G’, QE’1Q’I’, A’1B’D’E’3F’2G’, O1A’1I’, A’1I’, E’1I’.

В связи с общим сужением аллелофонда в черно-пестрой породе, а также узким спектром линий улучшающей голштинской породы необходимо расширить генеалогическую структуру популяций черно-пестрой породы. Оптимизацию генеалогической структуры необходимо осуществлять с учетом аллелотипов лучших по молочности и экстерьеру коров племенных заводов и новых высокопродуктивных типов.

Отбор быков-производителей с учетом аллелей-маркеров коров первых рангов по признаку молочности повысит эффективность селекции в СПК «Соколовка» и будет препятствовать нарастанию внутрипородного инбридинга (его уровень на предприятии составляет 4,94%). Важно проводить расчет индексов генетической ценности главных признаков и их ранжирование в популяции.                

Московская область

 

ИД «Животноводство»
animal@zzr.ru
Москва, Хорошевское шоссе, 32 А, оф. 8
+7 901 578-71-29
8 800 551-73-54

Другие статьи

С целью увеличения сроков хозяйственного использования коров и повышения их пожизненной продуктивности на фермах и комплексах необходимо проводить голштинизацию молочного скота.

Читать статью

В ООО «Генофонд» Московской области выведена новая порода перепелов мясного типа радонежские.

Читать статью
Для участников рынка мясного скота последние месяцы были особенно тяжелыми. Меры по обеспечению санитарной безопасности, принятые европейскими и другими странами, потребовали от компаний поиска новых маркетинговых решений, поскольку выставки и другие мероприятия были отменены или перенесены.
Читать статью

Программа разведения птицы DOMINANT CZ предполагает получение высокопродуктивных кур с разным окрасом оперения (от светлого до темного), инкубационного яйца, суточных цыплят (финальные гибриды) и ремонтного молодняка, а также экспорт продукции в разные страны мира.

Читать статью