Оценка наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота и их применение в практической селекции

УДК 636.082.

оценка наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота и их применение в практической селекции

Н.В. СЕМЕНОВА, соискатель НИИСХ Северо-Востока, ул. Ленина, 166а, Киров, 610007, Россия

E-mail: niish-sv@mail.ru

Резюме. Исследования проводили с целью оценки наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков в популяции молочного скота Кировской области с использованием линейных статистических моделей смешанного типа. В статистической модели учтены эффекты аддитивной генетической ценности отца (рандоминизированный), стада, года отела, сезона отела, возраста и живой массы при отеле, генетической группы (кровность первотелки по голштинской породе) и неучтенных факторов (рандоминизированный). Наследуемость удоя составила 33%, содержания жира в молоке - 44, количества молочного жира - 35, разового удоя - 23, времени доения - 26, интенсивности молоковыведения - 24%. Все оценки были статистически значимы (а<0,05). Достоверные положительные генетические корреляции установлены между удоем молока и количеством жира (+0,91), количеством жира и содержанием жира (+0,40). Генетической взаимосвязи удоя, разового удоя, времени доения с жирномолочностью не наблюдали. Разовый удой характеризовался высокой положительной генетической корреляцией с удоем молока и количеством жира (+0,6), а также временем доения (+0,5) и слабой положительной взаимосвязью с интенсивностью молоковыведения (+0,3). Генетическая корреляция интенсивности молоковыведения с продуктивными признаками была положительной (+0,1 -+0,2), с временем доения - отрицательной (-0,6). Моделировали варианты селекции производителей: только по количеству молочного жира с долей отбора 33% (вариант I), поэтапный отбор быков по разовому удою с долей отбора 90%, количеству молочного жира с долей отбора 40% и интенсивностью молоковыведения с долей отбора 90% (вариантII). Эффективность каждого варианта оценивали по величине генетического превосходства. При поэтапном отборе быков генетическое превосходство составило по выходу жира 16,5 кг, по удою — 369 кг, по содержанию жира в молоке 0,04%, по интенсивности молоковыведения — 0,085 кг/мин. и было выше, чем при одноэтапном отборе.

Ключевые слова: наследуемость, генетические корреляции, продуктивные признаки, технологические признаки, молочный скот, генетическое превосходство. Для цитирования: Семенова Н.В. Оценка наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота и их применение в практической селекции //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №4. С. 44-46.

Среди традиционных для молочного скота признаков (удой, жир, белок) существуют такие, которые влияют на затраты труда и экономику производства (интенсивность молоковыведения, время доение, разовый удой) [1]. В странах с высокоразвитым молочным скотоводством признаки молокоотдачи включают в комбинированный критерий отбора (селекционный индекс) [2]. Имеются сведения о наличии генетических ассоциаций интенсивности молоковыведения с числом соматических клеток [3] и продуктивным долголетием [4].

В России и за рубежом эффективность селекции определяется оценкой быков по качеству потомства. Наиболее простой вариант включения технологических признаков в селекционный процесс - поэтапный отбор

быков: сначала по молочной продуктивности, затем по технологическим признакам их дочерей. Однако оценить возможность селекционного улучшения, можно только зная характер наследуемости и генетических взаимосвязей между этими признаками. За рубежом с этой целью используют биометрические модели смешанного типа, которые позволяют исключить влияние паратипических факторов и получить несмещенные оценки генетических параметров [5].

Цель наших исследований - установить оценки коэффициентов наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота Кировской области, а также изучить эффективность включения этих признаков в селекционный процесс.

Условия, материалы и методы. В работе использовали базы данных СЕЛЕКС 40 племенных хозяйств Кировской области за 6-летний период. После фильтрации на наличие признаков и грубые ошибки набор данных включал сведения о 27229 первотелках, дочерях 329 быков. Отметим, что активная часть молочного стада сельскохозяйственных организаций области представляет собой «синтетическую популяцию» помесных животных (~95%) холмогорской и черно-пестрой пород в среднем с 40-50% «голштинских генов». Черно-пеструю породу разводят в 40 племенных хозяйствах с общей численностью 28294 гол. и средним удоем 6031 кг. Наиболее высокой продуктивностью характеризуются ООО «Октябрьский» (8405 кг) и СПК «Красное Знамя» (8778 кг) Куменского и СПК-СХА (к-з) «Лекмин-ский» (8580 кг) Слободского района. Численность коров холмогорской породы в племенных хозяйствах составляет 10 тыс. гол., по продуктивности животных среди них лидеруют СПК ордена Ленина племз-д «Красный Октябрь» Куменского района (6227 кг) и СПК племз-д «Новый» Зуевского района (6328 кг) [6].

Для оценки генетических параметров использовали следующую модель смешанного типа:

у = s + Н + Y + S + А + Ш + G + е,

где у - признак у первотелки (скорректированное значение); s - эффект аддитивной генетической ценности отца; Н - эффект стада; Y - эффект года отела; S - эффект сезона отела; А - эффекты возраста при отеле; Ш - эффект живой массы при отеле; G - эффект генетической группы (кровность первотелки по гол-штинской породе); е - эффект неучтенных факторов (рандоминизированный).

Коэффициент наследуемости h2 служит мерой связи между двумя любыми значениями одного класса, и его величина одинакова для всех классов. Рассчитывали этот коэффициент методом «учетверенной внутриклассовой корреляции» г по вариансам (о2) и

(О:

где о2 - генетическая варианса; о„ - фенотипи-ческая варианса.

Приближенную ошибку оценки коэффициента наследуемости (Б^) определяли по формуле:

32 /?2 п -к '

где п3 - число быков; к - средневзвешенное число дочерей на быка.

Из формулы для оценки наследуемости можно видеть, что

<^=4о2.

Коэффициенты генетических корреляций рассчитывали из отношения ковариансы «между отцами» признака 1 и 2 (о ) к корню квадратному из произведения соответствующих варианс (а2 и о2):

2Ь2Х

41)1

= Чг

п + (4-Л2)/Л2

^ 83 (27229/329); № -

где п - число записей по быку коэффициент наследуемости.

результаты и обсуждение. Фенотипическое разнообразие удоя и количество жира в целом по исследованному поголовью находилось на уровне 15-16%, жирномолочности - 6%, технологических признаков — 19-21% (табл. 1). Генетическая изменчивость была в 1,5-2 раза ниже коэффициентов фенотипической изменчивости. Причем по времени доения и интенсивности молоковыведения генети-

Таблица 1. Фенотипическая и генетическая изменчивость продуктивных и технологических признаков

Признак И* а р СУ, %р а д СУ, %д

Продуктивный:

удой, кг 4587 677 15 383 8

жир, кг 173 27 16 16 9

жир, % 3,8 0,2 6 0,1 4

Технологический:

разовый удой, кг 18 3,4 19 1,7 9

время доения, мин. 10,7 2,2 21 1,1 11

интенсивность молоко-

выведения, кг/мин. 1,7 0,4 20 0,2 10

01.2 51.2

Приближенную ошибку для оценки коэффициента генетической корреляции (вг) вычисляли по формуле

«^л „

где Л2 и - коэффициенты наследуемости признаков 1 и 2 и их ошибки 'вЛ2 и вЛ22.

Все расчеты проведены в программе LSMLMW [7].

При оценке генетической эффективности использовали подходы, изложенные в работах [8, 9].

Генетическое превосходство быков (/) по j-му признаку на иом этапе отбора рассчитывали по формуле:

При этом коррелированный ответ (/ ) на селекцию по к-му признаку при прямой селекции по у-му признаку на /-ом этапе отбора определяли следующим образом:

где /1 - интенсивность селекции быков по j-му признаку на иом этапе отбора; ц - точность оценки племенной ценности быка по у-му признаку; г - генетическая корреляция между к-м и у-м признаками; аА и — аддитивные стандартные отклонения по j-му и к-му признакам.

Точность оценки племенной ценности быка вычисляли по формуле: п

ц — среднее значение признака в популяции; ар и ад - фенотипическое и генетическое стандартное отклонение; СУрр, % и СУ^д, % - фенотипический и генетический коэффициент изменчивости.

ческая изменчивость оказалась выше, чем по продуктивным признакам.

Оценки коэффициентов наследуемости разового удоя, времени доения и интенсивности молоковы-ведения были в среднем на 30% ниже, чем у количественных признаков, но вполне достаточными для улучшения посредством селекции. Умеренная наследуемость интенсивности молоковыведения (0,24) указывает на то, что такие оценки могут быть полезными в проверке быков с тугодойными дочерьми. Все значения были статистически достоверны при уровне значимости а<0,05.

Достаточно высокие положительные генетические корреляции установлены между количеством молока и жира (+0,91), количеством и содержанием жира (+0,40). Статистически не значимая генетическая корреляция установлена между удоем и содержанием жира (-0,02; а>0,05). Поэтому, учитывая необходимость повышения жирномолочности, представляется целесообразным при улучшении молочного скота использовать в качестве основного селекционируемого признака количество молочного жира (табл. 2).

Величины генетических корреляций между интенсивностью молоковыведения и продуктивными признаками находились на уровне +0,1 -+0,2. Между жирномолочностью и разовым удоем, жирномолочностью и временем доения генетические взаимосвязи не установлены.

Наличие статистически значимой положительной достаточно высокой генетической корреляции разового удоя с количеством молока и жира (+0,6) указывает на возможность использования этого признака в практической селекции для предварительного отбора быков по качеству потомства. Установлена слабая положительная генетическая взаимосвязь интенсивности молоковыведения с разовым удоем (+0,3), значительная и отрицательная — со временем доения (-0,6; а<0,05).

Таблица 2. наследуемость и генетическая корреляция признаков.

Признак Генетические параметры

У I В I Р 1 Мй | Т V

у* 0,32±0,025 0,91±0,011 -0,02±0,063 0,61±0,042 0,43±0,054 0,12±0,064

В 0,35±0,032 0,40±0,053 0,60±0,043 0,36±0,053 0,18±0,062

Р 0,44±0,027 0,09±0,060 -0,09±0,063 0,18±0,062

МО 0,23±0,019 0,52±0,047 0,33±0,060

т 0,26±0,021 -0,60±0,053

V 0,24±0,020

*здесь и далее Y - удой, кг; В - жир, кг; F - жир, %; MD - разовый удой, кг; Т - время доения, мин; V - интенсивность молоковыведения, кг/мин.; по диагонали - коэффициент наследуемости и его ошибка.

Таблица 3. Эффективность селекции быков по продуктивным технологи ческим признакам

Вариант Этап отбора Критерий отбора % отбора Генетическое превосходство

B 1 Y F V

1 I B 33 16,5 360,8 0,040 0,04

2 I MD 90 1,7 41,8 0,001 0,012

II B 40 14,6 318,0 0,036 0,033

III V 90 0,6 9,2 0,003 0,040

I+II+III - - 16,9 369,0 0,040 0,085

Интенсивность молоковыведения измеряется на 2-3 месяце лактации. В этот период можно провести предварительный отбор быков. Однако при увеличении браковки худших быков по интенсивности молоковыведения их дочерей снижается эффективность селекции по продуктивным признакам. С учетом этого была разработана поэтапная программа селекции с включением отбора по разовому удою, которая может компенсировать такие потери. Она включала на первом этапе селекцию по разовому удою с долей отбора 90%, на втором - по молочному жиру с долей отбора 40% и на третьем - по интенсивности молоковыведения с долей отбора 90% (табл. 3, вариант 2). Для сравнения были взяты результаты прямой селекции по количеству молочного жира с долей отбора 33% (вариант 1). Для расчета прямого и коррелированного ответа на селекцию по продуктивным и технологическим признакам использовали ранее установленные генетические параметры (см. табл. 1 и 2). Генетическое превосходство (средняя племенная ценность быков по j-му признаку) при отборе быков по молочному жиру (II этап) в варианте 2 было ниже, чем в варианта 1, по молочному жиру на 1,9 кг, по удою - на 42,8 кг и по интенсивности молоковыведения - 0,01 кг/мин.

Использование разработанной селекционной программы не повлияло на генетическое превосходство по содержанию жира в молоке. Вместе с тем, выбраковка

худших быков по разовому удою (I этап) и интенсивности молоковыведения (III этап) привела к повышению общего генетического превосходства, относительно прямой селекции, по молочному жиру на 0,4 кг, по удою - на 8,2 кг и по интенсивности молоковыведения почти в 2 раза.

выводы. Наследуемость продуктивных (0,32-0,44) и технологических (0,23-0,26) признаков в популяции молочного скота Кировской области вполне достаточна для проведения эффективной селекции. У животных не установлена достоверная генетическая взаимосвязь между удоем и жирномолочностью. Положительная генетическая корреляция между количеством и содержанием жира в молоке указывает на возможность выбора признака «количество молочного жира» (кг) в качестве одного из основных селекционируемых признаков. Разовый удой имеет положительную статистически значимую генетическую связь с количеством молочного жира (кг), что дает возможность использовать этот признак для ранней оценки быков. Учитывая не высокую, но положительную генетическую корреляцию интенсивности молоковыведения с продуктивными признаками (+0,1-+0,2) и значительную отрицательную со временем доения (-0,6), включение этого признака в селекционный процесс при одновременном повышении продуктивности позволит сократить время доения, а следовательно затраты труда. Поэтапная селекция быков по разовому удою (90%), количеству молочного жира (40%) и интенсивности молоковыведения (90%) способствует оптимальному генетическому улучшению признаков молочной продуктивности и интенсивности молоковыведения.

Литература.

1. Карликов Д.М. Оценка систем разведения и организация племенной работы в словиях промышленной технологии производства молока. М: ВНИИТЭИСХ, 1979. 64 с.

2. Bowman P.J., Visscher P.M., Goddard M.E. Customized selection indices for dairy bulls in Australia // Animal Science. 1996. 62. pp 393-403.

3. Rupp R., Boichard D. Genetic parameters for clinical mastitis, somatic cell score, production, udder traits, and milking ease in first lactation Holsteins// J. Dairy. Sci. 1999. 82. pp. 2198-2204.

4. Genetic evaluation of dairy sires for milking duration using electronically recorded milking times of their daughters / N.R. Zwald, K.A. Weigel, Y.M. Chang, R.D. Welper, J.S. Clay// J. Dairy Sci. 2005. 88/pp. 1192-1198.

5. Кузнецов В.М. Генетическая изменчивость и взаимосвязь признаков молочной продуктивности животных холмогорской и черно-пестрой пород //Доклады РАСХН. 2002. №2. С. 42-46.

6. Коковина Т.С. Основные составляющие эффективности молочного скотоводства Кировской области //Аграрная тема. 2011. №10(27). С. 19-18.

7. Harvey W.R. User's guide for LSMLW. 1987. 76р.

8. Кузнецов В.М. Прямой и коррелированный ответ на селекцию // Бюл. ВНИИРГЖ. Л., 1976. Вып. 21. С. 9-12.

9. Кузнецов В.М. Эффективность индексной селекции производителей в молочном скотоводстве // Сельскохозяйственная биология. 1986. №9. С. 20-26.

HERITABILITY AND GENETIC CORRELATION OF PRODuCTIVITY AND TECHNOLOGICAL TRAITS DAIRY CATTLE AND THEIR APPLICATION IN PRACTICE SELECTION

N.V. Semenova

Agricultural Research Institute of the North-East, Lenina str., 166a, Kirov, 610007, Russia, E-mail: niish-sv@mail.ru Summary. Used linear statistical model of mixed type to assess heritability and genetic correlations of productive and technological traits in dairy cattle population of the Kirov region. The statistical model included: the effect of the additive genetic value of the father

For citation: Semenova N.V. Heritability and genetic correlation of productivity and technological traits dairy cattle and their application in practice selection. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. T.29. №4. pp. 44-46