Прогнозирование эффекта гетерозиса при кроссе линий свиней

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТА ГЕТЕРОЗИСА ПРИ КРОССЕ ЛИНИЙ СВИНЕЙ

Н.А.Мальцев - главный технолог, ООО «Восточный» Е.С.Маринина - главный зоотехник-селекционер, ООО «Восточный» В.В.Гарай - доктор с.-х. наук, профессор, ФГБНУ ВНИИплем С.В.Павлова - кандидат с.-х. наук, ФГБНУ ВНИИплем

На основании проведенных исследований был разработан блок программных средств «ФИАС - PROM, который предназначен для формирования баз данных и решения селекционно-генетических задач с использованием методов количественной оценки показателей продуктивности - общей, специфической комбинационной способности и расчета гетерозисного потенциала при кроссах линий, типов, пород в селекционно-генетических и селекционно-гибридных центрах и промышленном свиноводстве.

В основе гибридизации лежит интенсивное использование всех достижений научной мысли в области популяционной генетики и селекции животных. Ее эффективность определяется участием в ней пород и линий, проверенных на комбинационную способность (КС), генетическая обусловленность которой дает возможность прогнозировать результаты скрещивания специализированных линий свиней.

Комбинационная способность является наследственным свойством и определяется в процессе генетического анализа, предусматривающего организацию регулярных скрещиваний родительских форм, испытание гибридов на продуктивность, расчет общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности родителей.

В настоящее время испытание линий, типов и пород свиней на сочетаемость проводится чисто эмпирическим путем, а при ручной обработке и анализе информации это требует больших затрат средств и времени. Для решения данной проблемы, впервые сотрудниками лаборатории информационного обеспечения в селекции свиней ВНИИплем разработаны программные средства автоматизации зоотехнического учета для формирования баз данных, на основе которых проводится оценка общей и специфической комбинационной способности при кроссах линий и пород на селекционногенетических центрах и на репродуктивных фермах комплексов.

Была создана специализированная база данных с использованием системы управления банка данных (СУБД). Система имеет блочную структуру.

В автоматическом режиме формируются необходимые данные для решения любой из информационно-справочных или вычислительных задач.

Материал и методы исследований. Для оценки и прогнозирования эффекта гетерозиса была использована база данных селекционногенетического центра ООО «Восточный» Удмуртской республики.

При оценке общей и специфической комбинационной способности использованы диаллельные скрещивания пород крупной белой, ландрас, дюрок, йоркшир и проанализированы следующие признаки: многоплодие, молочность, масса гнезда в 2 месяца, скороспелость, среднесуточный прирост, затраты корма, толщина шпика, длина туши, масса окорока и площадь «мышечного глазка».

Для расчета применены четыре генетико-математических метода Гриффинга (1956). При использовании любого из методов Гриффинга вначале при помощи двухфакторного дисперсионного анализа устанавливались различия между гибридами, обусловленные влиянием обеих родительских форм и их взаимодействием.

Затем проводился расчет варианс комбинационной способности, и определялись эффекты общей комбинационной способности для каждой родительской популяции, специфической комбинационной способности и реци-прокные эффекты - для каждого сочетания по соответствующим формулам.

Продуктивность потомства от соответствующего подбора животных различных линий и типов прогнозировали с помощью первой генетикоматематической модели Снедекора, предусматривающей фиксированное значение величины каждого эффекта:

хук и еук>

где: xijk - показатель признака у потомства F (гибридов);

u - среднепопуляционный эффект, равный средней величине этого признака у родителей;

gi, gj - эффекты ОКС у исходных родительских форм;

Sij - эффект СКС при спаривании родителей { и j;

Гу - реципрокный эффект; ер - случайные отклонения.

Результаты исследований. Дисперсионный анализ выявил достоверность генотипических различий, обусловленных влиянием материнской, отцовской специализированных линий ^<0,001) и их взаимодействием ^<0,01).

Дисперсионный анализ результатов диаллельных скрещиваний показал высокую достоверность данных по многоплодию, молочности, массе гнезда в 2 месяца по материнской, отцовской специализированной линии и их взаимодействию (табл. 1).

Таблица 1

Результаты дисперсионного анализа воспроизводительных качеств свиноматок

Причина варьирования Общее Линии Взаимо- действие Случайные отклонения

материнская отцовская

Многоплодие, 362 3 3 9 347,2

гол. М 0,50 22,18*** 11,66*** 1 79*** 0,19

Молочность, 362 3 3 9 347,2

кг М 20,14 350,39*** 224,58*** 31,45* 15,22

Масса гнезда 362 3 3 9 347,2

в 2 месяца, кг М 182,45 8134,8*** 2327,8*** 531,2*** 86,05

Таким образом, в формировании эффекта гетерозиса по продуктивным качествам свиноматок существенную роль играют все генетические составляющие комбинационной способности.

По откормочным и мясным качествам (табл. 2) достоверные данные проявились у отцовской и материнской специализированных линий и при их взаимодействии - по скороспелости (Р<0,01), среднесуточному приросту и затратам корма (Р<0,001).

Таблица 2

Результаты дисперсионного анализа откормочных и мясных качеств гибридных свиней

Причина варьирования Общее Порода Взаимодей- ствие Случайные отклонения

материнская отцовская

Скороспелость, 362 3 3 9 347,2

дн. М 76,32 100439*** 700,65*** 175,92** 60,28

Среднесут. прирост, 362 3 3 9 347,2

г М 3721,4 92857,8*** 54740,2*** 18555,7*** 2123,68

Затраты корма, 362 3 3 9 347,2

к.ед. М 0,101 4 28*** 3,69*** 0 19*** 0,03

Толщина шпика, 362 3 3 9 347,2

мм М 2,26 60 4*** 106,97*** 0,48 0,89

Длина туши, 362 3 3 9 347,2

см М 3,82 20,24*** 26,81*** 1,49 3,54

Масса окорока, 362 3 3 9 347,2

кг М 1,05 10,85*** 6 48*** 0,42 0,94

Площадь «мышеч- 362 3 3 9 347,2

ного глазка», см2 М 11,89 99 01*** 120,58*** 6,08 10,34

Далее проводился анализ варианс комбинационной способности по от-

кормочным и мясным качествам с использованием методов 1,2,3,4, который

установил достоверное влияние всех генетических факторов общей комбинационной способности.

Анализ варианс специфической комбинационной способности показал существенное влияние вышеуказанных факторов на скороспелость, среднесуточный прирост, затраты корма, толщину шпика.

Установлена положительная комбинационная способность по многоплодию, молочности и массе гнезда в 2 месяца у свиноматок пород крупная белая и ландрас. Свиньи пород йоркшир и дюрок характеризовались отрицательной величиной эффекта во всех вариантах скрещивания и ухудшали эти показатели (табл. 3).

Таблица 3

Эффекты общей комбинационной способности свиноматок по воспроизводительным качествам, оцененные методом 4

Показатели Метод Кб Ир Лн Дю

Многоплодие 4 0,534 -0,413 0,274 -0,395

Молочность 4 2,455 -1,421 0,462 -1,497

Масса гнезда в 2 мес. 4 9,899 -7,454 0,843 -3,288

На основании анализа варианс по откормочным и мясным качествам методом 4 произведен расчет эффектов ОКС, СКС, среднепопуляционного эффекта и реципрокных спариваний.

Оценка эффектов общей комбинационной способности позволила установить, что положительные результаты имели специализированные линии пород йоркшир и ландрас - по среднесуточному приросту, длине туши, массе окорока и площади «мышечного глазка» (табл. 4).

Таблица 4

Эффекты общей комбинационной способности специализированных линий

по откормочными, мясным качествам, оцененные разными методами

Показатели Метод Кб Йр Лн Дю

Скороспелость, дн. 4 0,63 -0,83 -3,58 3,78

Среднесуточный прирост, г 4 -8,7 9,7 30,9 -31,9

Затраты корма, к.ед. 4 0,12 0,07 -0,38 0,19

Толщина шпика, мм 4 0,21 -0,71 -0,68 1,18

Длина туши, см 4 0,24 0,21 0,57 -1,02

Масса окорока, кг 4 -0,340 0,185 0,156 -0,340

Площадь «мышечного глазка» см2 4 -0,76 0,93 0,91 -1,07

Далее была проведена оценка эффектов специфической комбинационной способности по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам (табл. 5, 6).

Таблица 5

Эффекты специфической комбинационной способности специализирован-

ных линий по воспроизводительным качествам различных сочетаний

Сочетания пород Метод Многоплодие, гол. Молочность, кг Масса гнезда в 2 мес., кг

матки хряки

Кб х Йр 4 -0,122 0,773 -4,414

Кб х Лн 4 0,245 -0,025 3,272

Кб х Дю 4 -0,123 -0,748 1,142

Йр х Лн 4 -0,123 -0,748 1,142

Йр х Дю 4 0,245 -0,025 3,272

Лн х Дю 4 -0,122 0,773 -4,414

Эффекты специфической комбинационной способности позволили выявить лучшие сочетания по отдельным признакам. Более высокие величины СКС рассчитанные 4-м методом выявлены по многоплодию в сочетаниях Кб х Лн, Йр х Дю; по молочности - Кб х Йр, Лн х Дю; по массе гнезда в 2 месяца - Кб х Лн, Кб х Дю, Йр х Лн и Йр х Дю.

Таблица 6

Эффекты специфической комбинационной способности специализирован-

ных линий по откормочным и мясным качествам в различных сочетаниях

Сочетания пород Метод Скороспе- лость, дн. Среднесут. прирост, г Затраты корма, к.ед. Толщина шпика, мм Длина туши, см Масса окорока, кг Пл. «мыш. гл.», см2

матки хряки

Кб х Йр 4 1,417 -9,731 -0,003 -0,032 0,075 -0,014 -0,313

Кб х Лн 4 0,47 -11,023 0,006 0,093 -0,04 -0,114 -0,124

Кб х Дю 4 -1,883 20,755 -0,003 -0,062 -0,035 0,128 0,437

Йр х Лн 4 -1,833 20,755 -0,003 -0,062 -0,035 0,128 0,437

Йр х Дю 4 0,47 -11,023 0,006 0,093 -0,040 -0,114 -0,176

Лн х Дю 4 1,417 -9,731 -0,003 -0,032 0,075 -0,014 -0,313

Анализ данных таблицы 6 показал, что лучшие комбинации по скороспелости, среднесуточному приросту, толщине шпика и массе окорока имеют свиноматки специализированных линий крупной белой породы с хряками породы дюрок. По всем семи показателям положительные эффекты специфической комбинационной способности имели сочетания свиноматок специализированных линий породы йоркшир с хряками породы ландрас.

На основании эффектов ОКС, СКС и реципрокных эффектов с учетом среднепопуляционной величины по изучаемым признакам, по математической модели Снедекора, программным модулем производится прогноз по каждому показателю продуктивности по всем вариантам скрещивания.

Наряду с детальным анализом по всем исследуемым признакам, встает вопрос о комплексной оценке различных вариантов скрещивания. Для достижения этой цели был рассчитан гетерозисный потенциал (ГП) различных вариантов скрещивания согласно методике Савченко (1984).

Исходными данными для расчета послужили гетерозисный эффект по основному, коэффициент регрессии и гетерозисный эффект по ассоциированному признаку.

Выбор результирующего параметра был произведен на базе матричной модели множественной линейной регрессии. Так по воспроизводительным качествам расчетным путем выбрана масса гнезда в 2 месяца, а по откормочным и мясным - среднесуточный прирост.

Гетерозисный эффект по основному признаку рассчитывался:

То =go+g¿+s¿j.

Уо - гетерозисный эффект по основному признаку;

уи - гетерозисный эффект по к-му ассоциированному признаку;

Ьк - коэффициент регрессии к-го ассоциированного признака.

Также были рассчитаны показатели гетерозисного эффекта по ассоциированным признакам.

Т =gk+gІ+SkJ, где

gkl - сумма эффектов общей комбинационной способности отцовской породы по к-му ассоциированному признаку;

gk - сумма эффектов общей комбинационной способности материнской породы по к-му ассоциированному признаку;

$к} - сумма эффектов специфической комбинационной способности по к-му ассоциированному признаку.

На завершающем этапе был рассчитан гетерозисный потенциал сочетаний различных вариантов скрещивания пород по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам (табл. 7, 8). При этом учитывалась связь ассоциированных показателей с результирующим с помощью полученных коэффициентов регрессии.

Оу= То+ЕЪг Т+ЕЬг Тг+ЕЬТк где

Оц - гетерозисный потенциал сочетаний;

- гетерозисный эффект по основному признаку;

Ь\, Ьк - коэффициент регрессии;

Т], Тк - гетерозисный эффект по к-му ассоциированному признаку.

Таблица 7

Показатели гетерозисного потенциала сочетаний по воспроизводительным качествам

Сочетания пород Метод Многоплодие Молочность Гетерозисный потенциал, кг

матки хряки

Кб х Ир 4 -0,0001 0,4045 -1,57

Кб х Лн 4 0,1082 0,99 15,11

Кб х Дю 4 0,0016 0,988 8,74

Ир х Лн 4 -0,0151 0,674 -4,81

Ир х Дю 4 -0,033 0,5155 -6,99

Лн х Дю 4 -0,0187 0,8172 -6,06

Анализ таблиц свидетельствует о том, что максимальным значением гетерозисного потенциала по основному признаку (масса гнезда в 2 месяца) имели сочетания КБ х Лн и Кб х Дю (15,11 кг и 8,74 кг соответственно), а по откормочным и мясным (среднесуточный прирост) - сочетания свиноматок крупной белой породы с хряками породы ландрас (11,85 г), а также матки породы йоркшир с хряками породы ландрас (62,59 г).

Таблица 8

Показатели гетерозисного потенциала сочетаний откормочных и мясных качеств

Сочетания пород Ме- тод Скорос- пелость Затраты корма Тол- щина шпика Длина туши Масса окоро- ка Пл. «мыш. гл.» Гетерозисный потенциал, г

матки хряки

Кб х Ир 4 -0,35 -0,001 0,03 0,04 -0,005 -0,018 -9,05

Кб х Лн 4 0,58 0,002 0,03 0,05 -0,008 0,002 11,85

Кб х Дю 4 -0,55 -0,001 -0,1 0,01 -0,014 -0,121 -20,59

Ир х Лн 4 0,95 0,001 0,08 0,03 0,009 0,198 62,59

Ир х Дю 4 -0,76 -0,001 -0,03 -0,04 -0,006 -0,017 -34,1

Лн х Дю 4 -0,20 0,001 -0,02 -0,01 -0,003 -0,020 -10,97

Использование информационных технологий позволяет автоматизировать зоотехнический учет в промышленном свиноводстве селекционно-генетических центрах проводить комплексную оценку сочетаемости различных линий, пород свиней по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам.

Литература

1. Griffing B. A generalized treatment of diallel crosses in quantitative inheritance // Heredity. - 1956. - 31 s.

2. Савченко В.К. Генетический анализ в сетевых пробных скрещиваниях // Минск «Наука и техника». - 1984. - 223с.

3. Снедекор Дж.У. Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии. - 1961.