СПОСОБ ОЦЕНКИ ГЕНОТИПА БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ ПО ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ ПОТОМСТВА Российский патент 2003 года по МПК A01K67/02 

Изобретение относится к животноводству, ветеринарии и селекции и предназначено для проведения комплексной оценки генотипа племенных животных.

Важным аспектом оценки племенной ценности производителей по-прежнему остается ее объективность и комплексность. К сожалению, до настоящего времени основную программу селекции сельскохозяйственных животных, в том числе молочного скота, составляют правила бонитировки, в которых предусмотрены критерии оценки производителей по качеству потомства, учитывающие величину удоя и жирность молока, живую массу, развитие телосложения, пригодность к машинному доению, скорость и воспроизводительную способность дочерей. Главным показателем племенной ценности животного является высокое продуктивное долголетие, которое включает три основные характеристики: высокую продуктивность, хорошие воспроизводительные качества и длительность хозяйственного использования. Анализ данных литературы свидетельствует о том, что эти три параметра детерминированы разными генетическими системами [1]. Существует ряд систем, контролирующих поддержание устойчивого физиологического гомеостаза в течение онтогенеза, благодаря которым животное вносит определенный вклад в генетическую структуру следующего поколения. Этот вклад определяется способностью давать высокую продуктивность и приспособленностью к условиям среды. При этом гомеостаз как генетически обусловленный компонент фенотипа реализуется в процессе естественного постоянного отбора на разных уровнях онтогенеза (презиготическом, зиготическом, эмбриональном, постнатальном и др.). На первых этапах отбор происходит в основном на уровне действия рецессивных летальных генов и хромосомных мутаций. В постнатальном периоде в большей степени действует отбор, направленный против животных с пониженной жизнеспособностью и восприимчивостью к болезням.

Одним из способов повышения жизнеспособности особей является оценка генотипов производителей по частоте мертворождаемости и абортов [2]. Она дополняется оценкой по продуктивности и воспроизводительным качествам, устойчивости к различным болезням и продолжительности хозяйственного использования потомства [3]. Однако при проведении мониторинга селекционируемых популяций необходимо оценивать особей не только по основным или главным признакам, характеризующим их племенную ценность, но и дополнительным с тем, чтобы сделать оценку более всесторонней и объективной.

Одним из таких признаков является сохранность потомства. Для того чтобы определить возраст телят, в котором необходимо оценивать генотип быков, проведен анализ выбытия 511 телят черно-пестрой породы в возрасте до года (табл.1). Было установлено, что максимальное количество телят выбывает в возрасте трех месяцев (60,5%). Затем определили долю генетической компоненты в жизнеспособности потомства по разнообразию признака среди 45 быков-производителей. Выявлены наследственно обусловленные различия между производителями по частоте выбытия телят за каждый из 12-ти месяцев и за разные возрастные периоды (табл.2). Генетическая изменчивость среди них составила 38,7%. У некоторых быков сохранность телят в несколько раз превосходила других. Например, среди телят Капитана 328 к 12-месячному возрасту выбыло 5,4%, тогда как у Марса 209 - 26,3% (Р<0,001). Наибольшее генетическое разнообразие по жизнеспособности, оцененное дисперсионным методом внутриклассовой корреляции отцовских полусибсов, было в возрасте до трех месяцев. Коэффициент наследуемости за этот период составил 8,24% (табл.3). Учитывая, что этот показатель был самый высокий, то для оценки генотипа производителей нужно использовать частоту выбытия телят за первые три месяца после рождения. Жизнеспособность в этот период в основном определяется аллелями, детерминирующими общую резистентность, иммунный ответ, рост и развитие, а также условиями среды (кормление, содержание, экологические факторы и другие). В этот период различия между отцами наиболее адекватно отражают особенности их генотипов, в то время как с возрастом телят генетические различия сглаживаются, о чем свидетельствуют полученные результаты.

Не установлено достоверных корреляций между оценкой по пренатальной смертности, жизнеспособности телят до трех месяцев и продуктивным долголетием коров, что подтверждает вывод о разной генетической детерминации этих признаков. Поэтому предлагаемый показатель является самостоятельным селекционируемым признаком. В то же время при комплексной оценке производителя необходимо учитывать, что в популяции могут встречаться особи, имеющие различные сочетания этих показателей. Так, например, потомство быка-производителя Значка 4073 характеризовалось высокой частотой мертворождаемости и абортов (14,3%), выбытия потомства до года (24,8%) и низким продуктивным долголетием (2,05 отелов), а Автомата 589, наоборот, имели низкую частоту мертворождений и абортов (2,4%), выбытие (13,2%) и в последующем показали высокое долголетие (4,98 отелов). Следовательно, животные, у которых выявляется наиболее благоприятная сочетаемость признаков, должны иметь селективное преимущество по отношению к другим.

В другой популяции мы проанализировали устойчивость - восприимчивость к наиболее часто диагностируемым болезням: маститу, эндометриту и хромоте (табл. 4). Установили, что быки-производители существенно различаются по устойчивости дочерей к этим болезням. Не выявлено животного, у которого сочеталась бы высокая устойчивость дочерей ко всем болезням. Так, например, более устойчивыми к эндометриту были дочери Эроса 641 (10,7%) и Раймонда 1021 (13,8%), но у них высокая заболеваемость конечностей (соответственно 16,1 и 25,6%) и молочной железы (12,5 и 10,6%). Напротив, Горец 163 отличался тем, что его дочери устойчивы к маститу (3,2%), но восприимчивы к эндометриту (25,8%). Учитывая относительный характер устойчивости к болезням и отсутствие быков с минимальными показателями заболеваемости, необходимо проводить селекционный отбора по одному из заболеваний с учетом распространения и экономической значимости для данного хозяйства.

Установили ранговые коэффициенты корреляции (по Спирмену) между признаками жизнеспособности. Они имели разную степень и направленность связей. Так, между маститом и эндометритом установлена высокая положительная связь (r= 0,7), в то же время болезни воспроизводства отрицательно коррелировали с болезнями конечностей (r=-0,8). С одной стороны, эти связи могут свидетельствовать о взаимной генетической и физиологической обусловленности признаков, с другой, учитывая особенности расчета коэффициента, говорить лишь об их ассоциативном характере проявления.

Исходя из важности комплексной оценки генотипа быка, включающей разные периоды онтогенеза, мы одновременно провели оценку по пренатальной жизнеспособности потомства (аборты, мертворождения) и заболеваемости органов воспроизводства у взрослых дочерей (табл.5). В пределах каждого признака эти показатели достаточно широко варьировали. Так, изменчивость мертворождаемости была от 2,9 до 6,1%, частота абортов - от 0 до 4,4% и болезней органов воспроизводства - от 2,3 до 18%. Следует заметить, что генетические различия по первым двум признакам менее выражены, чем по признаку, фенотипическое проявление которого произошло в более позднем периоде онтогенеза и под значительным влиянием среды. Однако невысокое генетическое разнообразие по некоторым признакам не означает, что селекционный отбор будет малоэффективным. Иногда оценка производителей позволяет выявить уникальный генотип, сочетающий лучшие качества, а возможность использовать его интенсивно в условиях искусственного осеменения может значительно увеличить эффект селекции. В нашем случае такой бык выявлен, им оказался Рубин 523. Среди его потомства низкий показатель абортов (0,4%), мертворождений (2,9%) и заболеваний органов воспроизводства (1,7%).

Поскольку формирование признаков и их вклад в обеспечение жизнеспособности организма различны, то объективно существование генотипов с наименьшим селективным преимуществом, их, как правило, значительно больше. Так, у потомков Верри 780 установлена высокая частота абортов (4,4%), мертворождений (5,3%) и заболеваний органов воспроизводства (15,2%). Если предполагать, что болезни органов воспроизводства у животных должны сопровождаться повышенной мертворождаемостью, как в случае с Верри, то почему у дочерей Ребуса 709 низкая заболеваемость (2,3%) сочетается с относительно высокой пренатальной смертностью (5,7%). В этом случае, вероятно, отбор особей на ранних этапах онтогенеза обеспечил формирование более жизнеспособного потомства, не отягощенного проблемами воспроизводства. Следует отметить, что между частотой мертворождений и долголетием получен высокий коэффициент корреляции (r=0,7), что подтверждает вышесказанное предположение.

В связи с тем что наибольший отход телят в пренатальный период связан именно с мертворожденностью, а генетические различия между быками выше по сравнению с абортами, следует считать показатель мертворождаемости в оценке генотипа производителей более значимым с точки зрения эффективности селекции.

Анализ выбытия телят в раннем постнатальном периоде показал, что отход телят до года жизни достаточно высокий и изменяется среди быков от 9,8 до 17,3% (табл.6). Из таблицы видно, что выбытие телят в возрастных группах разное и максимальная смертность отмечается в возрасте до 3-х месяцев. Этот период можно рассматривать как наиболее критический. Учитывая, что генетические различия между быками в этот период наибольшие (h²=8,24%) по сравнению с другими периодами, можно использовать этот признак в качестве селекционного.

Представляет интерес связь между такими признаками, как аборты и мертворождаемость, выбытие телят в эмбриональный и постэмбриональный периоды, сохранность до 1 года и до 3 месяцев. По этим парам получены высокие достоверные положительные корреляции, что позволяет прогнозировать результат оценки генотипа производителей.

Используя данные оценок генотипов быков по показателям жизнеспособности, мы провели ранжирование 14 быков с вычислением интегрированного коэффициента связи (R_i) с целью возможности использования ранговой оценки быков на примере конкретных признаков. Наивысшее место занял Рубин 523 (R_i=0,68), а самый низкий показатель был у Тура 5576 (R_i=0,22). Однако следует отметить, что весовые характеристики рангов не были схожи, поэтому, например, Рубин 523, занимающий высокое место по сумме рангов, имел 1 место только по показателю отхода телят в 6-9 месяцев, а по выбытию телят от 3 до 6 месяцев занимал 12 место. В то же время Роджер 18, имеющий в своем активе четыре первых места, занял лишь 2 место (R_i=0,67). Поэтому мы провели оценку быков по признакам, представляющим наибольшую ценность с точки зрения селекции. Использовали 3 показателя жизнеспособности. В первом случае: аборты, мертворождаемость и сохранность до 1 года; во втором - аборты, мертворождаемость и отход до трехмесячного возраста. В результате по первой комбинации наибольший показатель R_i сохранился у Рубина 523 (0,85), на втором месте Варус 2973 (0,77), а Роджер 18 занял третье место (0,7). Незначительно, но изменился интегрированный коэффициент связи и в случае второго состава ранжируемых признаков. Первые три места последовательно заняли: Рубин 523 (0,73), Роджер 18 (0,71) и Ленок (0,63). Затем рассчитали интегрированные коэффициенты связи не по 14, а по 10 случайно выбранным быкам. Оказалось, что значения R_i по всем быкам снизились и их ранги в этой выборке изменились. Следовательно, использование R_i в комплексной оценке генотипов быков-производителей имеет свои ограничения, его вычисление важно для конкретного стада, при этом нужно учитывать число и значимость ранжируемых признаков, а также количество оцениваемых генотипов.

Таким образом, предлагается при комплексной оценке генотипа производителей наряду с мертворожденностью, абортами, устойчивостью к различным болезням и долголетие использовать новый селекционный показатель - жизнеспособность телят в возрасте 3-х месяцев. Такая оценка позволит в рамках метода поддержания высокого генетического сходства с родоначальником [4] получать производителей - родоначальников и продолжателей линий, а создание банка "ценных" генотипов может быть использовано для трансплантации эмбрионов, генной и хромосомной инженерии, сохранения исчезающих и редких пород и видов животных.

Источники информации
1. Кочнев Н.Н. Селекция на повышение устойчивости молочного скота к заболеваниям/ Проблемы селекции сельскохозяйственных животных. - Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1997. - С. 122-127.

2. В.Л. Петухов, Л.К. Эрнст, И.И. Гудилин и др. Генетические основы селекции животных. - М.: Агропромиздат, 1989. - С. 391-394.

3. Петухов В.Л., Эрнст Л.К., Кочнев Н.Н. и др. Способ комплексного отбора быков-производителей по устойчивости потомства к болезням. Патент РФ 2032336, 1995.

4. Эрнст Л.К., Петухов В.Л., Желтиков А.И. Импульсно-циклический способ разведения по линиям // Доклады РАСХН. - 1996. - 1. - С. 20-21.7

Изобретение относится к животноводству. Способ включает учет частоты мертворождаемости, абортов, устойчивости к различным заболеваниям, долголетия и сохранности телят до трехмесячного возраста. Способ позволяет сделать комплексную и объективную оценку генотипа. 6 табл.

Способ оценки генотипа быков-производителей по жизнеспособности потомства, включающий учет частоты мертворожденности, абортов, устойчивости к различным болезням и долголетия дочерей, отличающийся тем, что дополнительно оценивают показатель сохранности телят до трехмесячного возраста.