Использование генетических маркеров в селекционно-племенной работе с молочным скотом

УДК 636.22/.28.082 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИОННОПЛЕМЕННОЙ РАБОТЕ С МОЛОЧНЫМ СКОТОМ

Э. И. ДАНИЛКИВ Брянская государственная сельскохозяйственная академия

Впервые проведена многолетняя работа в стаде крупного рогатого скота по комплексному применению групп крови на разных этапах селекционного процесса. Показано значение иммуногенетического анализа для оценки генотипов племенных животных, сертификации племенной продукции, формирования генетической структуры породы. Разработаны принципиально новые подходы к проведению селекции под постоянным иммуногенетическим контролем на основе оперативного контроля происхождения ремонтного молодняка в раннем возрасте.

Ключевые слова: группы крови, эритроцитарные антигены, контроль достоверности происхождения, генетические маркеры, крупный рогатый скот.

ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация селекционного процесса неразрывно связана с использованием достижений современной генетики. Селекция крупного рогатого скота в большей степени преследует цель достижения программируемых результатов с целью объединения высокого потенциала продуктивности с приспособленностью к эксплуатации в условиях промышленных технологий. В этих условиях возрастает значение объективного контроля хода породообразовательного процесса.

Племенная работа все больше выходит на уровень генетического анализа селекционных процессов в породах крупного рогатого скота. Без знания генотипа животного нельзя в полной мере судить о его индивидуальности, наследственности и изменчивости, ориентируясь лишь на фенотипические проявления признаков.

Продолжаются разработки методов использования иммуногенетических тестов с селекции животных. В целях стабильного совершенствования хозяйственно полезных качеств животных выявляются наследственные аллельные формы, которые служат для поддержания оптимальной изменчивости в стадах и породах.

До последнего времени главной задачей иммуногенетической службы остается контроль достоверности происхождения племенных животных, преимущественно быков-производителей, которые используются методом искусственного осеменения на плем-предприятиях. Но проверка происхождения, даже при условии, что она сочетается с корректировкой родословных, не решает перспективных вопросов селекции. Ее основное назначение - предупредить снижение эффективности методов отбора и подбор по происхождению, не допустить искаженной оценки производителей по качеству потомства. Одновременно имеются веские предпосылки к использованию иммуногенетических методов для углубленной селекционной работы, перевод ее на более высокий уровень за счет дополнения генеалогических данных информацией о топах крови племенных животных. Для

реализации такой задачи необходимо решение широкого круга теоретических, методических, организационных и технических вопросов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ Нами были разработаны методические и организационные аспекты, использования в селекции полиморфизма эритроцитарных антигенов. Работа является составной частью научных исследований, выполненных в соответствии с научно-техническими программами и заданиями по генетике животных в период 1980-1993 г.г. в Институте разведения и генетики животных Украинской академии аграрных наук (ранее - УкрНИИ разведения и искусственного осеменения крупного рогатого скота) под руководством доктора сельскохозяйственных наук Б.Е. Подобы.

Исследования основаны на определении эритроцитарных антигенов у крупного рогатого скота разного возраста и пола. На разных этапах проведения работ для тестирования использовали банк реагентов с разным набором моноспецифических сывороток.

Углубленное изучение роли генетических маркеров в селекционном процессе и разработка методов использования групп крови при работе в заводском стаде выполнено на поголовье животных племзавода «Чайка» Киевской области.

При изучении связи между факторами, аллелями и продуктивными качествами использовали данные зоотехнического учета, а также материалы оценки быков-производителей по качеству потомства по каталогам за 1987, 1989, 1991, 1998 годы, выращенных в племзаводе «Чайка» и прошедших испытание по качеству потомства на племпредприятиях восьми областей Украины. Основой для решения селекционных вопросов служили материалы экспертизы происхождения племенного молодняка.

Результаты исследований использованы при разработке планов селекционноплеменной работы в стадах черно-пестрого скота и по породе в целом. Реализация выполненных исследований способствовала повышению эффективности селекционного процесса по созданию новой украинской черно-пестрой молочной породы.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Иммуногенетика - один из молодых разделов генетики животных. Формально годом ее рождения считают 1947 год, когда Ирвином был предложен этот термин, хотя истоки иммуногенетики относятся еще к концу 19-го началу 20-го столетия. Большинство иммуногенетических лабораторий проводят исследования, которые охватывают производство реагентов, их идентификацию, открытие новых антигенов, определение их принадлежности к генетическим системам, изучение специфики отдельных систем, закономерностей синтеза антител против разных антигенов.

Определение групп крови животных основано на постановке реакции гемолиза эритроцитов из проверяемых образцов крови с моноспецифическими сыворотками-

реагентами, которые выявляют соответствующие эритроцитарные антигены. Производство реагентов для определения эритроцитарных антигенов - это сложный процесс, который связан с проведением изоиммунизаций, анализом выработанных антител.

Полученные в иммуногенетических лабораториях антигены проходят специальную проверку в международных сравнительных испытаниях, которые систематически проводит международное общество по изучению групп крови животных. Благодаря идентификации реагентов, результаты тестирования животных любой лабораторией идентичны и могут отличаться лишь набором использованных реагентов.

Изучение режимов хранения образцов крови показало, что важным условием для продолжительного сохранения эритроцитов является соблюдение ряда правил при отборе и хранении проб крови.

Совокупность комбинаций разных генетических систем создает строго индивидуальный тип крови. Вероятность встретить двух животных с одним типом крови близка к нулю. Такая высокая специфичность обеспечивает дифференциацию всех особей в пределах популяции, стада, линии и идентификацию всех животных.

Доказано строгое наследование групп крови, следовательно любое животное может иметь только тот антиген, который был хотя бы у одного из родителей. В свою очередь, это животное может передать потомству те антигены, которые содержат его эритроциты.

Антигенная характеристика животного не изменяется в течение всего постэмбрио-нального его развития. Это имеет большое значение, так как позволяет провести идентификацию животных, установить соответствие животного его племенному свидетельству.

Методика установления достоверности происхождения предусматривает проведение генетического анализа групп крови потомка и его двух родителей. При этом учитывают главное: потомок наследует в каждом локусе групп крови один аллель от отца, другой - от матери. Поэтому при отсутствии той или иной групп крови у родителей она не может появиться у потомка.

В СССР первые исследования соответствия записей о происхождении иммуноге-нетическому анализу были выполнены П.Ф. Сороковым, который определил ошибочную регистрацию происхождения у четверти исследуемых животных.

Различают две группы ошибок в регистрации происхождения: ошибки вследствие недосмотра со стороны обслуживающего персонала; ошибки, которые обусловлены биологическими особенностями размножения животных. Чаще всего бывают ошибки, которые обусловлены технологическими моментами искусственного осеменения и перепуты-вания семени при его получении, расфасовке, криоконсервации и хранении, подменой его при осеменении. Кроме того, уже после рождения телят, возможное их перепутывание и подмена, зарастание ушного номера или потеря метки, ошибки при записи в журнал регистрации приплода. Еще одна группа ошибок связана с повторным осеменением самок дру-

гими быками, если период между осеменениями менее 21 дня, то установить точное происхождение теленка по отцу невозможно и обычно считают отцом по данным последнего осеменения.

Результаты первого этапа внедрения иммуногенетических исследований показали, что в среднем несоответствие в записях о происхождении установлено в размере 25,5%. Такое состояние племенного учета не может обеспечить эффективности применяемых методов селекции. Задача иммуногенетического контроля заключается не только в том, чтобы зафиксировать ошибки в записях о происхождении, но и способствовать налаживанию племенного учета.

В процессе осуществления иммуногенетической экспертизы в различных категориях племенных хозяйств Украины определялись формы проведения контроля происхождения. Нами разработан и внедрен метод оперативного иммуногенетического контроля, сущность которого заключается в том, что отбор крови для тестирования производится регулярно по мере рождения телят и формирования технологических групп в возрасте 1-3 месяцев. Такую работу проводили в племзаводе «Чайка» на протяжении 15 лет.

Внедрение метода оперативного иммуногенетического контроля происхождения племенных животных позволило обеспечить точные родословные, повысить общую культуру ведения зоотехнической работы, дало возможность предупредить снижение эффективности селекции, поскольку важной предпосылкой достижения генетического прогресса является правильные родословные племенных животных.

Одним из направлений использования данных иммуногенетических исследований в селекции - это изучение генетической структуры селекционируемых популяций, стад, линий по маркерным генам. Основой для этого является анализ распределения маркеров (факторов и аллелей групп крови) в стадах, линиях быков-производителей и в целом по породе. Полученные результаты позволяют установить степень генетической изменчивости исследуемых групп животных, выявить генетические связи между ними. Теоретической основой применения групп крови для генетического анализа является положение о том, что распределение факторов и аллелей групп крови в значительной степени отражают закономерности и характер распределения других генов, дает возможность судить о степени общности сравниваемого селекционного материала.

Контроль достоверности происхождения при создании новых пород и ее структурных единиц обеспечивается в первую очередь паспортизацией быков-производителей и их спермы. Важным элементом генетической экспертизы является определение генотипов быков-производителей, что создает возможность проводить контроль достоверности происхождения всего потомства, вовлекаемого в селекционный процесс. В некоторых случаях генотип является основой для проведения корректировки родословных и решения вопроса о дальнейшем назначении ремонтного молодняка.

Иммуногенетическая оценка генофонда пород не исчерпывается анализом их структуры по поголовью быков-производителей. Существенным дополнением такого анализа составляют материалы исследований в отдельных стадах, которые можно рассматривать как микропопуляции и являются основным объектом иммуногенетического анализа. Одним из факторов эффективности использования генетических маркеров на уровне стад является специфика генетических систем. Большое количество аллелей - это результат того, что оно состоит из потомства большого количества быков-производителей, а отличия между стадами по маркерам групп крови обусловлены использованием с неодинаковой интенсивностью разных быков.

Немаловажное значение для оценки генотипических особенностей животных имеет анализ генетической структуры ведущих заводских хозяйств. Изучение аллелофонда является начальным этапом для использования генетических маркеров в системе селекционно-племенной работы. Последующие этапы работы в этом направлении связаны с исследованием генетических процессов и использованием иммуногенетических методов для анализа и оценки генотипов племенных животных. Так, в племзаводе «Чайка» за 15 лет использовалось 24 быка разных генотипов по факторам и аллелям групп крови. Соответственно просматривается значительное увеличение одних за счет интродукции голштинскими производителями и уменьшение некоторых других аллелей у групп ремонтного молодняка, вводимого в основное стадо по годам.

Перспективным элементом иммуногенетических исследований на популяционном уровне можно считать анализ распределения маркируемого наследственного материала в потомстве быков-производителей. Анализ распределения маркируемого генетического материала быков в потомстве разного пола Масловского совхоза-техникума и племзавода «Чайка» показал, что существенных отклонений от теоретически ожидаемого не обнаружено. Статистически достоверные отклонения в распределении аллелей могут дать определенную информацию относительно селективной ценности наследственного материала, который они маркируют. В стаде племзавода «Чайка» преобладают генетические процессы, направленные на удержание генетического материала, который вносят отцы. Элиминация их в целом по стаду составляет 43,5%.

Для всесторонней оценки популяции характеристику животных по маркерам желательно дополнить материалами изучения связей между ними и количественными признаками. Поиск маркеров генотипов, сочетающих в себе высокую продуктивность и приспособленность к условиям содержания, хорошую воспроизводительную способность, продолжительное продуктивное использование имеет теоретическое и практическое значе-ние.Основным критерием, по которому определяется возможность широкого использования для спаривания накопленных банков семени племенных производителей, являются результаты их оценки по качеству потомства. Иммуногенетический анализ результатов

оценки по качеству потомства 89 быков-производителей голландской черно-пестрой породы, выращенных в племзаводе «Чайка», показал, что племенная ценность в первую очередь определяется генетическим вкладом отцов, а не продуктивностью матерей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нет никаких сомнений относительно роли иммуногенетической экспертизы происхождения крупного рогатого скота и целесообразности использования групп крови в селекционно-племенной работе. Однако широкое внедрение в практику селекции иммуно-генетических методов требует возобновления работы иммуногенетических лабораторий, создания новых при племобъединениях, а также решения целого ряда организационных работ, связанных с осуществлением отбора, доставки проб крови, получения информации о результатах тестирования животных по группам крови и дальнейшего использования этих данных в селекционно-племенной работе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Данилкив Э.И., Подоба Б.Е. Контроль точности родословных и паспортизация племенных животных по группам крови // ГПК крупного рогатого скота черно-пестрой породы.- Киев: Урожай, 1984.-Т.69.-С. 35-42.

2. Данилкив Э.И. Иммуногенетическая характеристика производителей выводимых молочных пород, включенных в каталог // Каталог «Типы крови быков-производителей и коров, используемых при выведении молочных и мясных пород крупного рогатого скота».- Киев: Урожай, 1987.-С. 43-51.

3. Данилкив Э.И. Использование генетических маркеров в селекционно-племенной работе с молочным скотом: Канд. дис.- Брянск, 1998.- 196 с.

4. Данилкив Э.И. Племенная ценность быков-производителей черно-пестрой породы в зависимости от унаследованных отцовских аллелей групп крови: Матер.11 научнопрактической конф. «Проблемы развития животноводства на современном этапе».-Брянск, 1998.- С. 33-36.

5. Данилкив Э.И. Генетические маркеры продуктивных и адаптационных признаков молочного скота: Научные труды вып.1. / Селекционно-генетические и экологотехнологические проблемы повышения долголетнего продуктивного использования молочных коров.- Брянск: Изд-во БГСХА, 2004.- С. 98-100.

USING OF GENETIC MARKERS INTO SELECTION AND BREEDING WORK WITH MILK CATTLES

E. I. DANILKIV The Bryansk State Agricultural Academy

SUMMARY

For the first time long-term work on complex application blood's groups at different stages of selection process was carried out in cattle' s herd. The value of immunogenetical analysis for estimation of breeding animals' genotypes, forming of genetic structure of breed is surveyed. Essentially new approaches to carrying out selection under constant immunogenetical control on the basis of operative control of repair young growth cattle' s origin in youth was developed.