Способ формирования племенного молочного стада крупного рогатого скота с использованием генетических факторов
METHOD OF FORMING A PEDIGREE MILK CATTLE HERD USING GENETIC FACTORS

Изобретение относится к животноводству, в частности, к способам формирования племенных молочных стад крупного рогатого скота.
Известен способ формирования молочных стад крупного рогатого скота при чистопородном разведении путем кросса линий и внутрилинейного подбора с элементами инбридинга (Борисенко Е.Я. Разведение сельскохозяйственных животных / Е.Я. Борисенко. Изд. 4-е, перераб. - доп. - М.: Колос, 1967. - С. 393-401).
Способ заключается в том, что спаривают особей, принадлежащих к разным линиям (кросс линий). Он позволяет улучшать молочные признаки животных с привлечением выдающихся производителей. Однако массовый подбор по данному способу недостаточно эффективен в связи с разной продуктивностью подбираемых маток.
Внутрилинейный способ ведет к генетической однородности животных и росту инбрдинга, а также к снижению генетической изменчивости. Темпы совершенствования признаков при этом не превышают величину генетического тренда.
Известен способ подбора и формирования племенных молочных стад крупного рогатого скота, взятый в качестве прототипа, путем использования быков-производителей наиболее распространенных линий в породе. Подбор быков к маткам осуществляют с учетом возраста, линейной принадлежности маток и их продуктивности (Бегучев А.П., Безенко Т.И., Голосов В.А., Духин И.П. и др. Скотоводство / А.П. Бегучев, Т.И. Безенко, В.А. Голосов, И.П. Духин и др. Под ред. Л.К. Эрнста и др. Изд. 2-е, перераб. - М.: Колос, 1984. - С. 318-325).
Недостаток способа состоит в том, что быки-производители не различаются по генетическим факторам между собой и матками стада. Кроме того, при этом осуществляется групповой подбор по генеалогической принадлежности маток.
Задача предлагаемого изобретения:
- совершенствование признаков молочности коров (удоя, содержания жира и белка в молоке);
- поддержание генетической изменчивости в стаде коров или ее повышение;
- получение пропорциональной численности потомства основных линий.
Технический результат изобретения достигается тем, что предложен способ формирования племенного молочного стада крупного рогатого скота с учетом генетических факторов, включающий использование быков-производителей наиболее распространенных линий в породе, подбор маток к быкам с учетом линейной принадлежности маток и их продуктивности, особенностью которого является то, что коров стада распределяют по интервалам значений величины признака молочности согласно среднеквадратическому отклонению от среднего по стаду: менее -0,5σ; -0,5σ … + 1,0σ; более +1,0σ и внутри интервала группируют по принадлежности к генеалогическим ветвям линий;
отбираемые в стадо быки-производители имеют в составе генотипа ЕАВ-локуса аллели, желательные или интродуцируемые (новые), редкие по частоте встречаемости в стаде данного хозяйства, а также отличаются их ранжированием по величинам родительских индексов быков (РИБ) удоя, массовой доле жира, массовой доле белка в молоке;
индивидуальный подбор к коровам быков-производителей осуществляют при отнесении их в группы менее -0,5σ по удою только по методу кросса линий и его разновидностей; при удое от -0,5σ до +1,0σ - по методу внутрилинейного подбора; при удое более +1,0σ осуществляют все виды подбора с улучшением других признаков, например, живой массы, экстерьера и др., а также заказное спаривание к коровам, отобранным в группу быковоспроизводящих;
при соответствии выше отмеченным требованиям выбор быка-производителя производят из линии, наиболее удаленной относительно линии коровы, обладающего признаками, обеспечивающими улучшающий подбор по главному признаку распределения коров в стаде по статистическим интервалам (кривой распределения) и с одновременным участием в вариантах подбора двух и более быков-производителей из каждой линии.
Исходным приемом преобразования племенного молочного стада является распределение коров по их продуктивным признакам на статистической кривой в условные производственные группы согласно среднеквадратическому отклонению от среднего по стаду. В зависимости от расположения коровы на кривой распределения по молочной продуктивности в стаде для спаривания с быком-производителей используют разнородный и однородный подбор по их генеалогической принадлежности. При разведении от двух до пяти линий и улучшаемых признаках: удой, массовая доля жира в молоке, массовая доля белка в молоке, - быков-производителей отбирают с учетом редких и желательных для стада аллелей ЕАВ-локуса. Выбор разнородного спаривания - кросс линий и его модификации осуществляют на основании наибольшей их генетической удаленности, а внутрилинейный подбор, с допущением отдаленного инбридинга, - на основании генетической близости, но разноименных аллелей ЕАВ-локуса у потенциальных родителей.
Как показывает историческая практика разведения, совершенствование признаков более надежно при улучшающем по продуктивности подборе быков-производителей к маткам. Закрепление и дальнейшее повышение показателей у животных и большая наследуемость сопряжены с улучшающим по этому признаку подбору. По уровню племенной ценности по потенциалу главных признаков селекции их быки-производители превосходят большую часть стада. При этом величину потенциала удоев, массовой доли жира и массовой доли белка в молоке выражают родительским индексом быков (РИБ), который рассчитывают по данным родословных их материнских предков.
Быки-производители, отбираемые по программам селекции в стадо из племпредприятий по искусственному осеменению, близки или равнозначны по показателям, хотя и принадлежат разным генеалогическим (заводским) линиям. Эффект их подбора зависит от селекционного дифференциала - разности между РИБ и показателями коровы по лучшей из лактаций, а также комбинации форм генов при неродственном подборе (кроссировании). Поэтому недостатком в подборе, даже лучших по РИБ быков-производителей, без учета продуктивности коров является лишь возможность достижения улучшения признака в стаде на уровне генетического тренда. Тогда как при низких показателях селекционных признаков важно внести изменчивость в генотипы потомков последующего поколения, что достигают разнородным подбором, т.е. кроссированием различных форм. В этих случаях величина средних показателей признаков у потомков смещается в сторону улучшения, а пределы размаха изменчивости выше, чем у матерей. Последующей селекцией потомков, отобранных по показателям собственной продуктивности, увеличивают уровень признака в целом по стаду.
Отрицательный результат возможен лишь при ухудшении условий кормления и содержания потомков по сравнению с материнским поколением.
Близкий по величине эффект может быть лишь при скрещивании пород, при этом одна из них должна являться улучшающей по одному или более признакам. Для племенного животноводства, в частности, для разведения скота локальных пород, скрещивание или невозможно, или ограничивают использованием помесных быков-производителей (прилитие крови). В этом случае добиться улучшения нескольких признаков в двух поколениях маловероятно, так как обязательным условием является сохранение большинства признаков скота местной породы. А генеалогическая структура нарушается, так как число линий увеличивается на величину быков-производителей, привлеченных из другой улучшающей породы. Кроме этого, внесение дополнительной гетерозиготности (изменчивости) влияет на качество молочной продукции, возникает диспропорция поголовья основных линий породы, разводимой в стаде.
Техническим результатом повышения признаков молочности и пропорционального получения потомства по разводимым линиям является проявление эффектов кросса и одновременно-улучшающего подбора при внутрилинейном подборе, а также направленного улучшения и других признаков у лучшей части коров стада (ведущей группы), насчитывающей до 18% коров стада. Пропорциональное число потомков по линиям вытекает из обязательного подбора быков другой линии к коровам, у которых уровень проявления признаков ниже на величину 0,5 σ (среднеквадратического отклонения) и без исключения - обязательного внутрилинейного подбора к коровам, у которых признак колеблется от -0,5 σ до +1 σ к среднему по стаду.
Данный вариант не исключает подбор коров и быков-производителей из линий, сочетающихся по улучшаемому признаку. Но через 2 поколения пропорция между поголовьем основных линий в стаде стабилизируется. Это произойдет, если предусмотрено обязательное разведение основных линий и исключена дискредитация при подборе основных быков-производителей, фиг. 1.
При этом число единовременно отбираемых быков-производителей по линиям может не совпадать, а нагрузка по числу маток на каждого из них колебаться, или может быть неравновесной. Целесообразность такого подхода особенно ясна для коров, отнесенных к быковоспроизводящим, на которых запланирован заказной подбор с целью получения ремонтного быка. В основном, это коровы с рекордной по признакам селекции продуктивностью.
Генетическое маркирование по аллелям ЕАВ-локуса (групп крови) ведущей части коров молочных стад выявляет желательные аллели для размножения в стаде потомков с данными гаплотипами. Их ранжирование по отдельным признакам определяет приоритеты отбора быков-производителей из основных линий в породе по генотипу ЕАВ-локуса. Наряду с желательными аллелями-маркерами для привнесения генетической изменчивости важно осуществлять мониторинг генотипов, несущих редкие для породы аллели-маркеры. Их сочетание в генотипах быков-производителей увеличивает эффект подбора по уровню проявления главных признаков селекции, в котором отражается уровень гетерогенности. Редкие аллели могут быть одноименны другим породам, они в популяции являются продуктом эволюции породы и чаще передаются через матерей, которые, в свою очередь, являются резерватом генетической изменчивости и ценных качеств предшествующей селекции внутри породы.
Аллели ЕАВ-локуса наследуются кодоминантно и с вероятностью 50:50 оба аллеля родителей будут составлять генотипы потомков.
Пример 1. В племенном заводе ООО «Ермоловское» Воронежской области селекционная работа по формированию племенного молочного стада крупного рогатого скота с использованием генетических факторов на основе настоящего изобретения проводилась с 2006 года. Исходная численность стада составляла 500 коров красно-пестрой породы. Распределение коров стада на статистической кривой по условным производственным группам согласно величин суммарного содержания жира и белка в молоке представлено на фиг. 1а, а их распределение согласно величине удоев - на фиг. 1б. К группе коров со среднеквадратическим отклонением от среднего по стаду менее -0,5σ (удой от 4100 кг до 5445 кг, суммарное содержание жира и белка в молоке 6,15 … 7,13%) применяли кросс, топкросс, улучшающий подбор по содержанию жира и белка в молоке и удою. К группе коров со среднеквадратическим отклонением от среднего по стаду -0,5σ … +1,0σ (удой от 5444 кг до 6794 кг, суммарное содержание жира и белка в молоке 7,13 … 8,03%) применяли внутрилинейный подбор, отдаленное родство, подбор через материнскую и третью линию (сменяемость линий). К группе коров со среднеквадратическим отклонением от среднего по стаду более +1,0σ (удой 6794 кг и выше, суммарное содержание жира и белка в молоке более 8,03%) подбор применяли с приоритетом по другим признакам, все виды подбора, включая однородный подбор.
Основные параметры способа формирования племенного молочного стада крупного рогатого скота с использованием генетических факторов в ООО «Ермоловское» Воронежской области (2006-2017 гг.) представлены в таблице 1.
За период с 2006 по 2016 годы в стаде коров племенного завода число аллелей ЕАВ-локуса возросло с 46 до 52, а гомозиготность в стаде уменьшилась с 5,3% до 4,2%. Удой коров дочерей за 305 дней первой лактации, по сравнению с удоем коров-матерей, возрос на 702 кг (соответственно (6105±55,8 кг и 5403±63,6 кг); а по лучшей лактации - на 496 кг (7008±47,6 кг и 6512±58,5 кг), табл. 2.
В результате формирования стада на новой генетической основе удой коров вырос с 5512 кг (2006 год) до 6890 кг (2016 год) или на 1378 кг молока, а соотношение поголовья коров трех плановых линий составило 115:132:113 и 46 голов неплановых линий (2016 год).
Пример 2. В племзаводе ФГУП «Пойма» Луховицкого района Московской области по разведению крупного рогатого скота голштинской черно-пестрой породы преобразование стада коров на основе предлагаемого способа осуществляется с 1997 года.
Распределение коров по удою, типы и виды подбора представлены на фиг. 2, где А - пороговый уровень удоев при отборе коров-первотелок и взрослых коров в стадо, Б - средний удой по стаду, В - уровень удоев при отборе коров в ведущую группу.
Поголовье плановых линий М. Чифтейна 95679 в 2007 году составило 1416 голов; Р. Соверинга - 1614 голов; У. Идеала - 1854 головы, а внеплановых С.Т. Рокита 252803 - 74 головы, П. Говернера 882933-265 гол.
Число аллелей ЕАВ-локуса насчитывало 57 при гомозиготности 4,8%. В 2016 году уровень гомозиготности в ФГУП «Пойма» составлял 5,7%, а уровень продуктивности - 7772 кг молока жирностью 4,16%, или за 10 лет удой в среднем по стаду вырос на 1512 кг молока, а массовая доля жира - на 0,31%.
1
2
4
1
1
3
2
2
В стаде использованы быки-производители одной линии с редкими аллелями, в частности, Гранд 5170 с генотипом BGKOYA'E'O'I'Y'I'' / I'I'' и Хит 7777 - ОА'K' / I'I''. Аллели по ранжированию в стаде через поколение заняли два первых ранга по удою потомков-носительниц этих аллелей, таблица 3. Аллель I'I'', ранее имевший в стаде невысокое распространение, занимает третье место при ранжировании по удою. Использование быков-производителей одной линии не привело к увеличению гомозиготности и инбредной депрессии по удою, однако значительно увеличилась продуктивность по стаду.
Основные параметры способа формирования племенного молочного стада крупного рогатого скота с использованием генетических факторов в стаде ФГУП «Пойма» Московской области представлены в таблице 4.
Динамика молочной продуктивности коров с 2010 по 2015 годы в ФГУП «Пойма» представлена в таблице 5.
В ФГУП «Пойма» (голштинская порода) при кроссах дочери превзошли матерей на 1425 кг молока (Р<0,001) и 0,01% жира, а при внутрилинейном подборе разница составила 805 кг и 0,07% соответственно. Относительно материнского поколения оптимизировалось соотношение численности потомства плановых линий, при этом поголовье коров возросло на 280 голов.
Пример 3. В ПНО «Пойма» Московской области формирование стада проводили с использованием аттестованных по группам крови коров рождения 1992-1994 гг. (n=852). Уровень их молочной продуктивности являлся основой распределения по группам. У каждой из коров-первотелок группы локус ЕАВ был детерминирован одноименным аллелем. Ранжирование по показателям удоев за 305 дней (в пересчете на базовый год) приведено в таблице 6А; это лучшие по величине удоев группы стада (ж. «Зоотехния», 1998, №7, С. 5-7).
1
1
2
2
1
4
2
1
4
3
На то время аллелотип стада составляли 65 аллелей. За 5 лет предшествующей работы увеличилось поголовье с желательными аллелями BII'', OA'J'K'O' (по массовой доле жира в молоке), OYA'I'', OE'G'', Q'I'' (по удою). Группа коров с элиминируемыми аллелями уступала группе коров-сверстниц с интродуцируемыми аллелями на +442 (Р<0,01) кг молока за 305 дней первой лактации, а по их отношению к удоям матерей на +447 (Р<0,01) кг (ж. «Зоотехния», 1995 г., №2, С. 9-11). Уровень гомозиготности за 5 лет снизился по коровам двух ферм на 1,12-1,64%. Анализ сопряженности аллелей с удоями подтвердил правильность ориентации на отбор и подбор быков-производителей с желательными аллелями, а также на формирование генетической и генеалогической структуры стада.
В стаде СХПК им. Ленина Московской области в 1996-1997 гг. в аллелотипе по ЕАВ-локусу насчитывался 61 аллель. Молочная продуктивность коров-первотелок по 17 желательным аллелям (по величине удоя) показана в таблице 6Б (ж. «Молочное и мясное скотоводство», 2000, №4, С. 22-24).
2
2
1
4
1
2
1
2
1
В этом стаде, несмотря на многочисленность одновременно используемых быков-производителей, гомозиготность по ЕАВ-локусу выросла с 5,65 до 7,91%, что связано с дрейфующими и наращивающими частоты встречаемости аллелями ЕАВ-локуса GYE'Q' (q=0,2119), OD'E'F'G'O' (q=0,0676), OYA'I'' (q=0,0728), Q'I'' (q=0,0932) и др.
Данная информация, а также сведения о генотипах способствовала успешной селекции крупного рогатого скота и обмену ценными генотипами с другими хозяйствами.
4
2
1
2
2
1
Выведение и использование в стадах черно-пестрой породы быков-производителей с аллелем OYA'I'' в гомозиготном состоянии, также как у их предка быка-производителя Мастера 001, продолжало увеличивать удои в стадах. Потомки-носители второго аллеля Мастера 001 - GYE'Q' (n=1102), который широко распространен в породе, дали значительно меньшее увеличение удоев.
4
2
1
4
3
Разница между группами коров-первотелок (внучек) с разноименными аллелями составила +704 кг (Р<0,01) и +0,14% (Р<0,001) по массовой доле жира в молоке в пользу унаследовавших аллель OYA'I'' (n=926). Аналогично в популяции крупного рогатого скота Московской области внучки быка-производителя Астронавта 17 с его аллелем Q'T'' (n=159) превосходили внучек-сверстниц с аллелем OE'G'' (n=94) на +714 кг (Р<0,01) молока и 0,08% (Р<0,01) по массовой доле жира.
Все аллели из-за кодоминантного наследования проявляются фенотипически и чем больше число единовременно используемых в стаде быков с разноименными аллелями, тем ниже групповая гомозиготность у потомков, шире распространяются желательные и редкие для стада аллели.
Эффективность применяемых подборов в стаде коров СПК «Соколовка» Кировской области подтверждают данные, представленные в таблицах 7 и 8.
При внутрилинейном подборе разница в продуктивности коров-дочерей по первой лактации на уровне удоя коров-матерей 3574-4508 кг (n=17) составила в пользу дочерей по удою 1800 кг, а при кроссе линий на уровне удоя коров-матерей 3003-4231 кг (n=24) преимущество дочерей по удою составило 2201 кг.
С повышением класса матерей по удою положительный эффект подбора снижается, но он сохраняется при уровне продуктивности матерей при внутрилинейном подборе до 6414 кг, а при кроссе линий - до 6114 кг, что в целом свидетельствует о высокой эффективности предлагаемого изобретения также и в СПК «Соколовка» (таблица 8).
При сравнении известного способа подбора к быкам-производителям группы маток без их дифференциации по уровням проявления признаков молочности и без учета генотипа ЕАВ-локуса родителей, генетический тренд по удою среди дочерей был в 2 раза ниже против сверстниц, полученных в предлагаемых вариантах формирования стада в молочных породах крупного рогатого скота.
Изобретение предназначено для использования в племенных заводах и других племенных хозяйствах отрасли молочного животноводства.