СПОСОБ ПОДБОРА ЖИВОТНЫХ ПРИ ИНБРИДИНГЕ Российский патент 1996 года по МПК A01K67/02 

Изобретение относится к животноводству, в частности к способам разведения животных, а именно к способам спаривания особей, состоящих между собой в кровном родстве (инбридинг).

Известны следующие способы родственного спаривания:
кровосмешение, когда спариваются между собой близкие родственники, например мать с сыном, дочь с отцом, бабка с внуком, внучка с дедом, сестра с братом; при этом инбридинг констатируют по повторению в отцовской и материнской части родословной (рядах поколений) родителей спариваемых животных и отражают его показателями соответственно
I-II, II-I
I-III, III-I, II-II;
близкородственное разведение, когда спариваются, например двоюродные сестра с братом, племянница с дядей, тетка с племянником:
II-III, III-II, I-IV, IV-I
III-III, II-IV, IV-II;
умеренно родственное разведение, когда спариваются между собой особи, находящиеся между собой в умеренном родстве:
I-V, V-I, III-IV, IV-III, II-V
V-II, I-VI, VI-I, IV-IV;
отдаленное родственное разведение, когда спариваются между собой особи, находящиеся между собой в более отдаленном родстве:
III-V, V-III, II-VI, VI-II.

Известные способы инбридинга в разной степени родства применялись при создании пород сельскохозяйственных животных, а в существующих породах при линейном разведении. Однако наряду с получением иногда лучших результатов, чем в среднем по породе эмпирический инбридинг часто приводит к снижению продуктивности, ослаблению конституции, к ухудшению воспроизводительной способности животных и другим нежелательным последствиям (Е.Я. Борисенко. Разведение сельскохозяйственных животных. М. Гос. изд-во сельскохозяйственной литературы, 1957, с. 286-287).

Известен способ подбора животных при инбридинге, когда для родственного разведения выбирают животных "вполне здоровых и с крепкой сильной конституцией, свободных от всяких конституционных недостатков". Теоретической основой этого способа является представление о том, что вредные последствия родственного разведения связаны с летательными и полулетальными генами, которые в гомозиготной форме вызывают конституциональные изменения, связанные с ослаблением организма, уродствами и нежизнеспособностью животных. Причем нарастание гомозиготности при родственном разведении будет разное в зависимости от степени родства спариваемых животных. Поэтому для получения гомозиготности в свиноводстве спаривание братьев с сестрами, т.е. животных, происходящих от одного отца и одной матери, имеет преимущество перед спариванием отца с дочерью, с внучкой и т.д. так как при гетерозиготности самого отца потомство будет получаться также в значительной степени гетерозиготным.

В овцеводстве способ спаривания братьев с сестрами имеет ограниченное применение, т.к. овца в большинстве случаев дает только одного ягненка, а в течение всей своей жизни всего 6-8 ягнят, тогда как от одного барана при искусственном осеменении можно получить несколько сотен ягнят. Поэтому в овцеводстве приходится спаривать в большей мере полубратьев с полусестрами. При таких условиях гомозиготность в потомстве будет нарастать значительно медленнее, чем при спаривании отца с дочерью, внучкой и т.д.

Cледовательно, в овцеводстве рекомендуется в большей степени использовать спаривание отца с дочерью, внучкой и т.д. затем спаривание полубратьев с полусестрами и в меньшей степени братьев с сестрами. Однако это обстоятельство тормозит при разведении овец быстроту получения большого количества гомозиготных животных (М.Ф. Иванов. Полное собрание сочинений, т.4, М. Колос, 1964, с. 423).

Известен способ подбора при инбридинге, когда учитывают не только степень родства спариваемых животных, но также и условия, в которых разводится порода. В этом случае родственные спаривания, допустимые, например, в мясном скотоводстве, могут оказаться вредными для молочного скота. (Е.Я. Борисенко. Разведение сельскохозяйственных животных. М. Колос, 1967, с. 335-226).

Несмотря на длительную практику применения инбридинга он заключает в себе много нерешенных вопросов, поэтому нет известных способов управляемого (контролируемого) инбридинга, позволяющих его применять целенаправленно для получения прогнозируемого результата.

C учетом такого подхода к разработке способов подбора животных при инбридинге известен способ, взятый в качестве прототипа, заключающийся в том, что при выведении линий быков-производителей на этапе разведения генеалогических ветвей "в себе" при родственном спаривании применяют генетическое маркирование животных по группам крови В-системы. При этом в каждой ветви получают быков-производителей, унаследовавших один из альтернативных В-аллелей родоначальника в "двойной дозе" (гомозиготном состоянии). С целью недопущения инбредной депрессии на этапе кроссирования ветвей кроссированию подвергают особей, у которых В-аллель родоначальника находится в гомозиготном состоянии. Молочная продуктивность 107 дочерей (полусестер по отцу) быков линии Флориана симментальской породы носителей В-аллеля за первую лактацию составила 3671±75 кг, содержание жира в молоке 3,77±0,01% а у 278 дочерей неносителей данного аллеля 3491±43 кг молока и 3,78± 0,01% жира. (А.М. Машуров. Генетические маркеры в селекции животных. М. Наука, 1980, с. 175-176).

Cелекция по данному способу позволяет быстрее консолидировать в потомстве гены выдающегося предка, не допустив инбредную депрессию. Однако этот способ недостаточно эффективен для планового получения ценных животных без инбредной депрессии при близкородственном разведении.

Цель изобретения повышение эффективности способа, в том числе исключение инбредной депрессии при кровосмешении и близкородственном разведении животных, обеспечение возможности использования инбридинга с высокой степенью родства для получения новых ценных генотипов.

Цель достигается тем, что в известном способе, включающем подбор животных на кровосмешение и близкородственное разведение осуществляют при условии, что общий предок не является одновременно родителем пробанда, причем подбор родителей для контролируемого инбридинга во внучатом поколении с учетом общего предка проводят по индексу антигенного сходства, а маркирование генотипа животных осуществляют по В-системе групп крови.

Cуть инбридинга заключается в перекомбинации генетической информации, исходящей от общего предка, в получении на этой основе нового генотипа, который определяет жизнедеятельность организма.

Рассмотрены все теоретически возможные перекомбинации генотипа общего предка (гомозиготного и гетерозиготного) при кровосмешении и близкородственном разведении.

На фиг. 1 схематично изображены генотипы инбредных животных при кровосмешении в случае, когда общий предок является одновременно одним из родителей пробанда: вариант А общий предок гомозиготный и вариант Б общий предок гетерозиготный, где 1 общий гомозиготный предок (отец), 2 общий гомозиготный предок (мать); 3 дочь, 4 сын, 5 инбредное потомство возможных генотипов, 6 общий гетерозиготный предок (отец), 7 общий гетерозиготный предок (мать).

На фиг. 2 схематично изображены генотипы инбредных животных при близкородственном разведении в степени II-II в случае, когда общий предок не является родителем пробанда: вариант А общий предок гомозиготный и вариант Б общий предок гетерозиготный; условные цифровые обозначения те же, что и на фиг.1.

Генотип общего предка схематично представлен как совокупность всех качественных признаков, половина из которых унаследована от отца и половина от матери, при кодоминантном характере наследования признаков.

Как следует из фиг.2, при инбридинге, когда общий предок не является одновременно родителем, перекомбинация генотипа общего предка бывает настолько существенной, что у инбредного потомка появляется новый, не похожий на общего предка, генотип.

На основании этой закономерности составлен макет теоретически возможных перекомбинаций генотипа общего предка при любых вариантах инбридинга фиг.3, где цифровые условные обозначения те же, что и на фиг.1.

Любые варианты инбридинга объединены по одному признаку является ли общий предок одновременно одним из родителей или нет. Установлено, что при любых вариантах инбридинга, за исключением тех случаев, когда общий предок является одним из родителей, теоретически возможно получить инбредных животных, начиная с внучатого поколения в степени II-II с новым генотипом, который может полностью утратить сходство с общим предком. Предположительно можно допустить, что у таких животных инбредная депрессия может совсем не проявляться. Мало вероятно и возрастание у них гомозиготности.

Для количественного контроля характера наследования признаков генотипа общего предка при любых вариантах инбридинга использован индекс антигенного сходства, который вычисляли путем использования банка данных по группам крови по общепринятой формуле:

где r_a индекс антигенного сходства;
S число общих антигенов у родоначальника и потомков;
П₁ и П₂ число всех антигенов у сравниваемых животных.

Для качественного маркирования генотипа применяли В-систему групп крови.

Данная система включает более 40 антигенных факторов, образующих в различных комбинациях свыше 500 аллелей. Благодаря этому между различными особями крупного рогатого скота редко встречается сходство по аллелям локуса В и еще более редко сходство по генотипу, что обеспечивает большую индивидуальную изменчивость. Содержание некоторыми аллелями системы В до 10 антигенов позволяет заключить о наличии в локусе В множественного аллелизма.

Благодаря кодоминированию все унаследованные антигены проявляются фенотипически.

Пример. При создании в хозяйствах Смоленской области заводской линии быка Нельсланда 3135 швицкой породы была отобрана группа потенциальных матерей будущих быков (n 9) cо средним удоем по первой и второй лактациям 4964 кг молока жирность 3,81% и живой массе 560 кг. Средний индекс антигенного сходства с родоначальником составил 0,52. Эти коровы были закреплены за сыном Нельсланда 3135 быком Гримом 2089 (м. 4-6357-4,01). Индекс антигенного сходства с родоначальником составил 0,57.

В табл.1 приведены данные по антигенному сходству быков Паука 7973 и Нельсланда 3135 с инбредным и аутбредным потомством в трех поколениях. В обработку включены также дочери Нельсланда 3135, которые были получены от непланового инбридинга II-I, III-I.

При создании заводской линии быка Паука 7973 "заказной" подбор проводился без учета индекса антигенного сходства с общим предком. Разница по этому показателю между инбредным и аутобредным потомством во внучатом поколении достоверная. В линии Нельсланда 3135 достоверная разница по (r_a) установлена только между инбредными дочерьми и инбредными внучками.

Таким образом, отбор потомков Нельсланда 3135 для планового инбридинга во внучатом поколении с r_a < 0,60 способствовал снижению r_a у инбредного потомства.

Учитывая тот факт, что был Нельсланд 3135 завезен из США и его потомство имеет разную кровность по бурому скоту, проведен анализ антигенного сходства этого быка с потомством в зависимости от генотипа по бурому скоту США (табл. 2).

Из данных таблицы видно, что достоверной разницы по величине r_a у животных с разной кровностью по буровому скоту не выявлено.

Индекс антигенного сходства влияет на формирование генотипа животных. У потомства с r_a < 0,30, генотипы по В-системе полностью отличаются от общего предка. Так, у инбредного потомства быков Паука 7973 и Нельсланда 3135 величина r_a < 0,30 встречается редко (n 2), а среди aутбредных животных значительно чаще (n 40 и n 24). При r_a > 0,60 среди инбредного и аутбредного потомства этих быков новых генотипов не выявлено. У инбредных потомков быка Нельсланда 3135 случаев перевода генотипа по В-системе в гомозиготное состояние не выявлено, что является желательным в селекции, а у потомства быка Паука 7973 получен гомозиготный инбредный потомок (табл.3).

У инбредного и аутбредного потомства быков Паука 7973 и Нельсланда 3135 выявлена достоверная разница по величине (r_a) при разной перекомбинации генотипа общего предка и полной его заменой (новый генотип), что свидетельствует о влиянии генотипа на величину антигенного сходства (табл.4).

Таким образом, показатели индекса антигенного сходства и В-система групп крови дополняют друг друга и могут быть использованы при получении инбредных животных.

Применение нового способа подбора пар при инбридинге позволяет получать ценных животных без инбредной депрессии.

Анализ живой массы инбредного и аутбредного потомства быка Нельсланда 3135 в разные возрастные периоды позволил выявить достоверную разницу только в пользу аутбредных дочерей в возрасте 12-ти месяцев. К 18-ти месячному возрасту инбредные и аутбредные телки имели оптимальную для швицкой породы живую массу 396-404 кг (табл.5).

Инбредные животные, полученные путем применения нового способа подбора родительских пар, способны к проявлению сравнительно высокой молочной продуктивности. От инбредных дочерей и внучек быка Нельсланда 3135 за первую лактацию получено соответственно по 4676-4725 кг молока с содержанием жира 4,26-3,92%
При значительном превосходстве инбредных внучек над матерями по содержанию жира в молоке (Р < 0,05) на отмеченном выше уровне продуктивности не выявлено достоверных различий по удою за первую лактацию между инбредными и аутбредными потомками быка Нельсланда 3135 (табл.6). Однако потомки этого быка способны к раздою до рекордной продуктивности. От 24 его дочерей за лучшую лактацию получено в среднем по 8248 кг молока. По сравнению со сверстницами прибавка по удою составила 2125 кг молока и по молочному жиру 81 кг. С учетом этих показателей бык Нельсланд 3135 был определен в качестве родоначальника новой заводской линии швицкой породы крупного рогатого скота.

Cравнение молочной продуктивности группы коров-аналогов, полученных путем применения нового способа подбора пар при инбридинге (инбредное потомство быка Нельсланда 3135), контрольных, полученных при разведении без учета индекса сходства с общим предком (инбредное потомство быка Паука 7973), а также группы коров, полученных по способу-прототипу, позволяет сделать вывод о преимуществе нового способа (табл.7).

Удой группы коров, полученных по новому способу, за первую лактацию, составил 4705 кг и был выше контрольных на 563 кг, или на 11,2% а по сравнению с удоем коров, полученных по способу-прототипу на 1034 кг, или на 28,2%
Животные, полученные по новому способу и способу-прототипу, принадлежат к разным породам, лактировали они в неодинаковых условиях, однако значительное преимущество в уровне молочной продуктивности коров, полученных с применением нового способа разведения, позволяет судить о его преимуществе.

Изобретение применимо при линейном разведении с целью получения высокопродуктивных животных с устойчивой передачей потомству благоприятных признаков. Так, от группы коров, отобранных для разведения с применением инбридинга по новому способу (п 9), за лучшую лактацию получено в среднем по 7573 кг молока с содержанием жира 3,85% От коровы Пелены 2461 (7-9571-3,75), Чалмы 2241 (5-8177-3,90) и Махины 2252 (7-7838-3,83) получены быки Пепел 2461, Чабрец 3771, Монолит 3680, которые используются на головных племпредприятиях Смоленской и Нижегородской областей при создании линии быка Нельсланда 3135.

При создании линии быка Нельсланда 3135 у коровы Мраморной 3993, полученной с применением нового способа инбридинга в степени II-II на Нельсланда 3135 за 305 дней первой лактации удой составил 6378 кг молока с содержанием жира 3,73% и белка 3,36%
Разработанный способ позволяет планировать получение животных без инбредной депрессии не только при простом инбридинге, но и при комплексном, когда у пробанда имеется два и более общих предков.

По результатам заводского использования выявлен препотентный улучшатель бык Джинк 171606 из родственной группы Меридиана. От 34 его дочерей за первую лактацию получено в среднем по 5475 кг молока жирностью 4,15% и 227 кг молочного жира. По сравнению со свеpстницами прибавка составила 643 кг молока и 26 кг молочного жира, а по сравнению с матерями соответственно 510 кг и 19 кг. С целью закрепления полезных признаков быка Джинка 171606 предусматривается получение его продолжателей при комплексном инбридинге в степени II-II на Джинка, а также IV-III и III-III на Нельсланда 3135. Значительный эффект от внедрения нового способа подбора животных может быть достигнут при его сочетании с методом трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4 ТТТ5 ТТТ6 ЫЫЫ2

Использование: в животноводстве. Сущность изобретения: при разведении животных кровосмешение или близкое родственное разведение осуществляют при условии, что общий предок не является одновременно родителем пробанда. Контроль возрастания гомозиготности проводят по величине индекса антигенного сходства. Причем индекс антигенного сходства с общим предком у пробанда не должен превышать 0,60. 3 ил., 7 табл.

Способ подбора животных при инбридинге, включающий подбор животных на кровосмешение или близкое родственное разведение с контролем подбора животных, гомо- и гетерозиготности генотипа по В-системе групп крови, отличающийся там, что кровосмешение или близкое родственное разведение осуществляют при условии, что общий предок на является одновременно родителем пробанда, а контроль возрастания гомозиготности проводят по величине индекса антигенного сходства, причем индекс антигенного сходства с общим предком у пробанда не должен превышать 0,60.