Маркерная селекция, направленная на воспроизводство генотипов, обеспечивающих высокую молочную продуктивность у симментальского скота

МАРКЕРНАЯ СЕЛЕКЦИЯ, НАПРАВЛЕННАЯ НА ВОСПРОИЗВОДСТВО ГЕНОТИПОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ВЫСОКУЮ МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ У СИММЕНТАЛЬСКОГО СКОТА

М.М. Боев, В.В. Волобуев

Аннотация. Выявлена связь уровня удоев с антигенами групп крови. Проанализировано проявление форм наследования в связи с наличием и соотношением в генотипе маркеров, ассоциированных с молочной продуктивностью.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, маркерная селекция, генотип, продуктивные качества, симментальская порода.

Известные зоотехнические методы не дают высокой надежности и уверенности в правильности подбора пар. В тоже время научные методы прогноза проверки сочетаемости пар по качеству потомства не могут считаться удовлетворительными, так как требуют много времени и средств. Результаты подбора в основном зависят от наследственных качеств у отобранных для скрещивания животных. Для предвидения результатов спаривания необходимы глубокие и всесторонние знания особенностей отдельных животных, стад и пород в целом [1].

В последние годы все большее внимание уделяется изучению полиморфных генетических систем белков крови, лимфы, спермы и использованию их в качестве методов более объективной оценки племенных достоинств животных и управлению селекционными процессами. Особое значение придается полиморфизму эритроцитарных антигенов, т.е. группам крови [2].

Антигены образуются на эритроцитах в период эмбрионального развития животного и не изменяются в течение всей его жизни. Поэтому они могут выступать в роли генетических маркеров наследственного материала и служить пожизненным показателем структуры организма, родственных групп, стад пород животных в целях более углубленной оценки их особенностей.

Число возможных комбинаций эритроцитарных антигенов с учетом всех систем огромно и превышает общее поголовье коров во всем мире. Этим объясняется индивидуальные различия животных одного вида по типу крови, так как каждой особи соответствует своя комбинация кровяных факторов.

Стремление исследователей использовать аллели групп крови в качестве маркеров продуктивности пока не увенчались успехом. Выводы о сопряженности между полиморфными системами и селекционными признаками у животных, полученными на материалах конкретного стада не могут быть экстраполированы на другие популяции. Их можно использовать в селекционной работе лишь у животных данного стада.

Корреляция между аллелями полиморфных систем и показателями продуктивности возникают вследствие использования производителей, отличающихся от маточного стада, как по признакам продуктивности, так и по аллелям отдельных систем [3]. Такие взаимосвязи сохраняются лишь в первом поколении. Во всех случаях наличие соответствующих маркеров у животных указывает на их происхождение и, соответственно, на унаследование единичного, но целостного набора хромосом присущего стаду, линии или конкретному животному. Однако, как правило, в последующих поколениях хромосомы этих генотипов перераспределяются на множество различных комбинаций и ранее выявленные связи исчезают [5]. На индивидуальном уровне маркирование наследственной информации аллелями полиморфных систем позволяет провести лишь только уточняющий анализ родственных племенных животных, прежде всего, производителей [3]. Аллели не могут использоваться в селекционной работе как маркеры высокой продуктивности, так как в потомстве разных быков они могут действовать неодинаково. Подобные кор-

реляции Е.В. Эйдригевич, В.В. Раевская назвали, «ложными сцеплениями», а В.Н.Тихонов - «псевдо корреляциями». Эти корреляции возникают в потомстве отдельных быков - улучшателей, дочери которых по уровню продуктивности превосходят средние показатели стада.

Следует отметить, что при установлении связи групп крови с продуктивными качествами крупного рогатого скота в большинстве случаев исследователями [4] учитывались только аллели В-системы (ЕАВ-локуса групп крови), наиболее многочисленной по количеству эритроцитарных антигенов, а антигены из других оставались без внимания.

Число генов, оказывающих влияние на количественные признаки, превышает три, четыре или пять. Если бы генетические различия по молочности и жирномолочности зависели лишь от немногих генов, то гомозиготность по ним давно была бы достигнута, и дальнейшее повышение продуктивности зависело бы только от улучшения условий обитания.

Основываясь на том, что синтез каждого эритроцитар-ного антигена обусловлен действием одного гена и что антигены передаются от родителей потомкам, как наследственные единицы отдельно от других антигенов и совместно, нами было изучено селекционное значение каждого из 48 выявленных эритроцитарных антигенов. Эритроци-тарные антигены и определенные их комплексы представляют элементы генотипа, которыми обусловлены особенности организма, в том числе связаны с его продуктивными качествами. В результате проведенных исследований выявлена связь 15 эритроцитарных антигенов с величиной удоев и 22 антигенов с жирно-молочностью. При этом нами выделены антигены-стимуляторы в качестве маркеров повышенных удоев и репрессоры, в качестве маркеров пониженных удоев. В результате выявления генетических маркеров открывается возможность раннего и более достоверного прогнозирования молочной продуктивности. Это позволяет значительно повысить эффективность племенной работы.

Задачей наших дальнейших исследований является изыскание путей использования генетических маркеров для направленного создания генотипов у животных, обеспечивающих высокую молочную продуктивность у крупного рогатого скота, целенаправленного изменения структуры генотипа животных в желательном направлении и более точного контроля селекционных процессов в стаде и корректировки их направленности.

Исследования выполнены в племзаводе ОПХ Курского НИИ АПП. Материалом исследований служили племенные карточки (форма 1 и 2 МОЛ), а также иммунологические карточки с 1985 по 2010 гг., составленные на основании проведенного анализа крови в лаборатории им-муногенетики НИИ Лесостепи и Полесья в г. Харькове, ныне институт животноводства Украинской академии аграрных наук и Всероссийского НИИ животноводства.

С 1985 г. в хозяйстве введена генетическая паспортизация племенных животных. Определение эритроцитарных антигенов проводилось по общепринятой методике (П.Ф. Сороковой, 1974,1981) с использованием 48 моноспецифических сывороток по 10 системам групп крови.

В целях ускорения селекции следует использовать новые генетические методы и приёмы, способные в значительной степени повысить эффективность осуществляемой племенной работы. Одним из таких прогрессивных и доступных методов является генетическое маркирование по группам крови.

Проведенные исследования позволили выявить различия по молочной продуктивности у животных различных генотипов (таблица 1).

В первую группу отнесены животные (35 голов), в генотипе которых отсутствовали маркеры удоя, во вторую -коровы (103 головы), в генотипе которых имелись только стимуляторы (маркеры повышенных удоев). В третью группу вошли коровы (19 голов), содержащие в генотипе только репрессоры, т.е. маркеры пониженных удоев, а в 46 группах были животные с разным соотношением в генотипе антигенов - маркеров - стимуляторов и репрессоров.

Наиболее высокие удои были характерны для коров, в генотипе которых имелись антигены стимуляторы. Они

Удои у коров других генотипов колебались от 4570 кг до 4639 кг, то есть занимали промежуточное положение. У коров других генотипов удои были на 300-349 кг молока выше, чем у матерей, но разница Д-М бала достоверной (Р>0,99) только у коров генотипа 70-30 %.

Следовательно, уровень удоев у коров тесно связан с антигенами маркерами удоев - повышенный с наличием или преобладанием в генотипе стимуляторов, а пониженный с их отсутствием или меньшинством.

Степень генетического влияния матерей на удой дочерей более высокая и достоверная у коров, в генотипе которых только репрессоры (0,427, Р>0,95). У коров, в генотипе которых только стимуляторы (100%) корреляция дочери-матери по удою отсутствует (0,074).

Изменчивость удоя наиболее высокой была у коров, в генотипе которых отсутствовали маркеры удоя (21,8%), и у коров с равным соотношением в генотипе стимуляторов и репрессоров. Наименьшей изменчивость удоя была у коров с наличием в генотипе 100% стимуляторов и в группе коров с преобладанием ре-прессоров (70%).

Коэффициент корреляции между удоем и жирностью молока у коров всех генотипов был отрицательный, близок к нулю и недостоверный. У коров с наличием в генотипе только стимуляторов репрессоров и у коров, в генотипе которых вообще отсутствовали маркеры удоя. У коров, с наличием в генотипе одновременно и стимуляторов и репрессоров коэффициент корреляции был достоверным, меньшим в группе коров с равным соотношением в генотипе стимуляторов и репрессоров (-0,274) и большим в группах с преобладанием генотипе стимуляторов или репрессоров.

Нами проанализирована молочная продуктивность у коров, полученных при разных типах спаривания с учетом их структуры (таблица 2). Данные таблицы свидетельствуют о том, что наиболее высокие удои при внутрилинейном разведении также характерны для животных с наличием 100 % стимуляторов в их генотипе (50 голов с удоем 5220 кг). Они достоверно превосходили по удою (на 442-916 кг) коров других генотипов. Наибольшие удои были у коров с наличием только репрессоров (100 %) или их преобладанием в

превосходили по удою на 422-978кг (Р>0,99) молока коров других генотипов и на 1202 кг (Р>0,999) молока своих матерей. Наименьшие удои были выявлены у коров, в генотипе которых стимуляторы отсутствовали (0-100) или находились в меньшинстве (30-70) в соотношении с репрес-сорами. Удои коров данных генотипов составили, соответственно, 4129-4083 кг молока, что на 487-978 кг (Р>0,95) ниже, чем у коров других генотипов. Следует также отметить, что коровы с наличием в генотипе 100 % маркеров репрессоров превышали удой своих матерей всего на 155 кг молока, а с преобладанием репрессоров в генотипе (до 70 %) имели удои ниже материнских (на 88кг).

генотипе. Удои коров данного генотипа составили от 4254 до 4418 кг молока.

Такую же закономерность по продуктивности коров разных генотипов наблюдаем мы и у животных, полученных при кроссе линий и скрещивании. Так, наиболее высокой молочная продуктивность у коров от кросса линий была при наличии в генотипе 100 % стимуляторов. Их удой составил 5212 кг и был на 8361432 кг молока выше в сравнении с коровами других генотипов. Животные с наличием 100 % репрессоров или их превосходство (70 %) в генотипе имели низкие удои 3780-4079 кг молока и уступали по удою на 11331432 кг молока коровам других генотипов.

Таблица 2 - Молочная продуктивность коров в зависимости от типа спаривания и структуры геноти-

Анализ форм наследования удоя у коров разных генотипов показал, что формы наследования зависят от генотипа животных. Так, при наличии в генотипе жи-

Таблица 1 - Молочная продуктивность коров в зависимости от структуры их генотипа

Показатели Структура генотипа у коров, %

0-0 100-0 0-100 70-30 50-50 30-70

Группы 1 2 3 4 5 6

Голов 35 103 19 126 59 52

удой, кг 4570±160 5061±77 412±165 4639±66 4635±112 4083±83

% жира 3,22±0,04 3,88±0,02 3,93±0,05 3,87±0.04 4,02±0,02 4,02±0,04

мол. жира, кг 179,1 196,4 162,0 179,4 186,0 164,1

корреляция дочки-матери 0,168±0,181 0,074±0,108 0,427±0,182** - 0,116±0,093 0,252±0,131* 0,210±0,131

корреляция удой, % жира - 0,119±0,166 - 0,127±0,097 - 0,093± 0,227 - 0,398±0,076*** - 0,274±0,120** - 0,393±0,120****

Су% 21,8 15,7 17,3 16,6 18,7 15,5

при **Р>0,95, ***Р>0,99, ****р>0,999.

па по антигенам маркерам удоя

Показатели Структура генотипа у коров, %

тип спаривания внутрилинейное развитие

Голов 16 50 8 53 23 17

удой, кг 4778 5220 4418 4555 4713 4254

% жира 3,93 3,90 4,03 4,09 3,99 3,98

мол. жира, кг 187,8 203,6 178,0 186,3 188,0 169,3

тип спаривания кросс линий

Голов 19 37 9 42 18 17

удой, кг 4376 5212 4079 4672 4344 3780

% жира 3,93 3,87 3,87 4,01 3,94 4,10

мол. жира, кг 172,0 201,7 157,8 187,3 171,1 155,0

тип спаривания Скрещивание

Голов 11 8 3 18 4 7

удой, кг 4190 4904 4098 4502 5434 3462

% жира 4,10 3,93 3,88 4,07 3,94 4,11

мол. жира, кг 171,8 192,7 159,0 183,2 214,1 142,3

вотных только маркеров - стимуляторов в 64,3% случаев проявились у коров сверхдоминирование и доминирование отцов, т.е. прогрессивные формы наследования. Промежуточная форма наследования и доминирование матерей проявились в меньшей степени (в 20,7 и 13,8 % соответственно). Регрессия по удою в этом случае была минимальной и составила 1,2%. У животных, в генотипе которых имелись только маркеры антигены пониженных удоев (репрессоры). Основными формами наследования удоя были промежуточная форма и доминирование матерей (по 42,1%). Из прогрессивных форм наследования имели место только доминирование отцов (у 5,3% коров). Регрессия проявилась в 10,5% случаев.

Следовательно, проявление форм наследования тесно связано с маркерами повышенных удоев (стимуляторами) - сверхдоминирование и доминирование отца с их наличием, а промежуточная и регрессия с их отсутствием или меньшинством.

Список использованных источников

1 Влияние возраста родителей на продуктивные качества и продолжительность использования потомства / М.М. Боев,

B.В. Волобуев, В.В. Сейдулаева, М.М. Боев // Вестник государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - №4. -

C. 61-63.

2 Новиков А.А., Романенко Н.И., Семак М.С. Иммуно-генетические маркеры и их использование в селекции. Юбилейный сборник «Современные аспекты селекции, биотехнологии, информации в племенном животноводстве». ВНИИп-лем. - М., 1997. - С. 265-278.

3 Ефименко М.Я., Подоба Б.Е., Бирюкова О.Д. Роль генетических маркеров в системе геномной селекции: Материалы международной научной конференции «Достижения в генетике, селекции и воспроизводстве сельскохозяйственных животных» /М.Я. Ефименко, Б.Е. Подоба, О.Д. Бирюкова. -СПб.: ГНУ ВНИИГРСЖ, 2009. - С. 78-82.

4 Боев М.М, Колышкина Н.С., Боев М.М. Способ отбора крупного рогатого скота по молочной продуктивности: патент на изобретение № 2391815. - 2010. - 6 с.

5 Кольцов Д.Н., Дмитриева В.И. Мониторинг аллелей ЕАВ-локуса групп крови в селекции скота сычевской породы // Зоотехния. - 2011. - №9. - С. 2-3.

Информация об авторах

Боев Михаил Михайлович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ГНУ «Курский НИИ АПП», т. 89155157337.

Волобуев Валерий Валерьевич, аспирант ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», т. 89081284288.

МARKER SELECTION, AIMED AT REPRODUCTION OF GENOTYPES, PROVIDING A HIGH MILK PRODUCTION IN SIMMENTAL CATTLE M.M. Boev, V.V. Volobuev

Abstract. Found an association with milk production level of blood group antigens. Analyzed the expression of the forms of inheritance due to presence in genotype markers associated with milk production.

Keywords: marker selection, genotype, productive quality, milk production, simmental cattle.