СПОСОБ ОТБОРА БЫЧКОВ ГЕРЕФОРДСКОЙ ПОРОДЫ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ Российский патент 2020 года по МПК A01K67/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способу селекции в мясном скотоводстве.

Известен способ оценки быков по качеству потомства в мясном скотоводстве с использованием среднеарифметического индекса, который включает частные селекционные индексы оценок их по живой массе в возрасте 15 мес, среднесуточному приросту с 8 до 15 мес, оценку мясных форм в возрасте 15 мес по 60-балльной шкале, выраженности типа телосложения по промеру высота в крестце в возрасте 15 мес по 5-балльной шкале [1].

Недостатком данного способа при организации испытания по племенной ценности животных является невысокая точность определения племенных качеств быка-производителя и ремонтных бычков будущих производителей. Измерение высоты в крестце и сама визуальная экспертная оценка мясных форм животных трудоемки и зачастую субъективны. В связи с этим крайне затруднительно проводить точный отбор племенных бычков, следить за особенностями изменений в селекции, прогнозирования вероятности передачи хозяйственно-полезных признаков от родителей потомству.

Существует, к примеру, способ отбора быков-производителей по результатам ДНК-диагностики генотипов каппа-казеина [2]. Типирование гена каппа-казеина у бычков холмогорской породы на ранних стадиях развития значительно интенсифицирует процесс селекции путем передачи необходимой генетической информации потомству и улучшает технологические свойства молока коров, несущих в своем геноме В-аллель гена каппа-казеина.

Однако данный метод разработан в молочном скотоводстве для повышения молочной продуктивности и технологических свойств молока в результате использования в селекции быков-производителей с желательным генотипом АВ или ВВ и не позволяет устанавливать генотипы герефордских бычков мясного направления продуктивности.

Раскрытие изобретения

При современном уровне знаний при селекции по специализированной мясной продуктивности встречается значительно больше трудностей, чем при селекции по молочности животных молочного направления продуктивности. Причина заключается в том, что живая масса является главным и желательным признаком, по которому проводят совершенствование и консолидацию племенных качеств мясного скота.

Известно, что первостепенная задача мясного скотоводства состоит в том, чтобы иметь животных с наиболее развитой мускулатурой. Так же как и для показателей типа телосложения приходится сталкиваться с противоположными показателями - слишком слабо развитой или чрезмерной обмускуленностью. Тело животного состоит из отдельных частей, имеющих определенную форму, положение, строение и функцию. Эти части носят название органов. Несколько органов, совместная деятельность которых необходима организму для жизненных функций, образуют собой систему. В систему органов движения входит скелетная мускулатура и скелет.

Мясная продуктивность у животного мясного направления продуктивности зависит от его живой массы, поскольку этот показатель характеризует выход мясной туши.

В селекционной работе отбор быков-производителей для селекции лишь по живой массе недостаточен. Целесообразно учитывать комплекс признаков, находящихся в тесной корреляции, формирующих целостность и особенности организма животного [3].

Наряду с этим необоснованное стремление заменить одну породу другой не мобилизует, а отвлекает животноводов и специалистов от творческого решения назревших вопросов по совершенствованию селекционно-племенной работы, позволяющей ускорить совершенствование племенных стад и пород животных в соответствии с требованиями экономики и технологии откорма [4]. Надо отметить, что при этом важной практической задачей является разработка способа селекции, связанного с более точной оценкой продуктивности племенных бычков.

Разные условия разведения, некоторые особенности создания племенных стад герефордской, казахской белоголовой, абердин-ангусской и калмыцкой пород и их совершенствование, качество использованных быков-производителей обусловили возникновение внутрипородных типов, которые имеют общие качества, свойственные породе, но в то же время некоторые особенности, присущие данному типу. Так, например, широкое распространение среди герефордов особей компактного типа телосложения вызвало снижение живой массы у животных этой породы и увеличение производства жирной говядины, на которую спрос у населения в последние годы понизился.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи отбора по происхождению, проверки достоверности их происхождения, отбор по индивидуальным фенотипическим качествам, отбор племенного бычка герефордской породы по результатам ДНК-диагностики.

Способ позволяет повысить точность отбора животных в возрасте 8 мес на испытание по собственной продуктивности, комплектованием перспективными бычками, несущих в своем геноме желательные аллели, участвующие в формировании признака мясной продуктивности.

Показателем прижизненной оценки степени развития животного мясного направления продуктивности и уровня последующей мясной продуктивности является его живая масса. Она же характеризует выход мясной туши. Высокая качественная характеристика туши определяется оптимальным количеством мышечной ткани. Более правильно рассчитывать на выращивание герефордских бычков высокорослого типа телосложения, излишняя жирность мяса у компактного экстерьера скота увеличивает себестоимость продукции не эффективной оплатой корма приростом живой массы. Вот почему чрезвычайно важно в раннем возрасте точно определить элементы генотипа, которыми обусловлены особенности организма, в том числе и связанные с его продуктивными качествами.

Поскольку улучшение по типу телосложения проявляется только в процессе смены поколений, важно точно отобрать высокоценных бычков-потомков уже имеющихся сегодня быков-производителей.

В настоящее время доказано, что ген, контролирующий синтез соматотропина, регулирует весовой рост сельскохозяйственных животных [5-9]. Тем не менее опубликованные данные о влиянии аллельных вариантов гена GH на количественные признаки мясной продуктивности различаются, а иногда носят противоречивый характер [10-11].

До даты подачи заявки желательная аллель гена GDF5, отвечающий за формирование костной и мышечной тканей определялся в 3,0-3,5 раза чаще в ДНК среди бычков, полученных от канадских быков-производителей мясного симментала, чем в генотипе отечественного брединского мясного типа симментальского скота [12]. Симменталы мясного типа, как и франко-итальянские породы (шароле, лимузины, мен-анжу, кианская) дают массивные и более постные туши. Они заметно выше классических мясных пород (герефордская, абердин-ангусская, шортгорн, казахская белоголовая, калмыцкая) в холке и крестце, а также отличаются удлиненным туловищем.

С экономической точки зрения мясная продуктивность для герефордской породы скота является наиболее важной. В действующем способе оценки и в других нормативных документах [1] особое внимание уделено живой массе к 15-месячному возрасту, среднесуточному приросту живой массы с 8 до 15 мес, выраженности типа телосложения, складывающийся из оценки мясных форм и промера высота в крестце, которые важны для повышения селекционного потенциала мясных пород как в количественных и в качественных показателях продуктивности [1, 13-14].

Как связать все эти факторы в стройную систему, как комплексную оценку племенной ценности быков основать на их генетической оценке по продуктивным признакам? Именно поэтому одной из наиболее сложных задач, стоящих перед исследователями, создание способа отбора и прогнозирования селекционно-генетического потенциала быков для повышения эффективности селекционно-племенной работы с мясными стадами.

Основная часть экономически важных признаков находится под контролем множества локусов количественных признаков, разбросанных по всему геному. Геномная оценка селекции - будущее в разведении продуктивных животных [15].

Выявленные породные особенности как в весовом, так и линейном измерении, в результате чего по-разному формируются в их онтологические признаки - общее развитие животного, стати телосложения, скороспелость, морфологическое состояние и т.д. указывают, что существующая прижизненная оценка племенных животных не дает полного представления об их селекционном потенциале.

Экстерьерный тип как внешнее выражение конституции животного следует рассматривать во всей сложности его взаимосвязи с продуктивными качествами комплексно, с позиции целостности организма [16-17]. Известно, что первостепенная задача мясного скотоводства состоит в том, чтобы иметь животных крупного формата телосложения с наиболее развитой мускулатурой. Однако многочисленными исследованиями доказано, что фенотип особи по количественным признакам не отражает в должной мере ее племенную ценность, поскольку фенотипическая изменчивость продуктивности подвержена доминирующему влиянию паратипических эффектов, маскирующих генетический статус животных [18-19].

В настоящее время разработаны генетические профили крупного рогатого скота, в которых отражены частотности встречаемости аллелей молекулярно-генетических маркеров продуктивных качеств, что позволяет с высокой долей надежности прогнозировать их количественные признаки продуктивности.

Ввиду интенсивного использования геномной оценки в племенной работе, которая на сегодняшний день является одной из самых точных, необходимо сконцентрировать внимание на более детальном отношении к оценке племенных бычков для воспроизводства.

Основными сдерживающими факторами устойчивого развития скотоводства России являются недостаточность развития племенной базы, отсутствие объективной оценки и использования высокопродуктивных быков-производителей российской селекции [20-21].

Необходимым условием получения высокой продуктивности стад мясных пород скота остается использование быков-производителей. В связи с геномной селекцией требуется разработать новый способ отбора бычков для селекции.

Способ отбора бычков герефордской породы для селекции по результатам ДНК-диагностики генотипов гормонов, отличающихся тем, что в комплексную оценку по собственной продуктивности, включено определение в возрасте 8 мес бычков, несущих в своем геноме желательные аллели в генах GH и GDF5, участвующих в формировании высокой мясной продуктивности.

Предлагаемое изобретение позволяет прогнозировать мясную продуктивность бычков герефордской породы и отобрать животных в возрасте 15 мес генетически, предрасположенных к высокой племенной ценности по основным селекционным показателям.

Применение изобретения

Способ отбора бычков герефордской породы для селекции заключается в том, что в 8-месячном возрасте выявляют в крови герефордских бычков наличие двух видов (V и L) аллелей генов по GH, его V-аллель повышает живую массу. При этом Т-аллель гена GDF5 в положении Т586С экзона 1 является наиболее желательным, поскольку несущие его герефордские бычки характеризуются крупными размерами туловища, по сравнению с герефордами, несущими С-аллель в положении Т586С экзона 1.

Эффективность предлагаемого способа достигается благодаря точному определению ремонтных бычков, с наследственными задатками повышенной мясной продуктивности, учитывая совместное влияние желательных аллелей генов GH и GDF5, участвующих в формировании прижизненной мясной продуктивности.

Способ отбора бычков герефордской породы для селекции включает следующие этапы:

1 этап - определение достоверности происхождения герефордских бычков, предназначенных для проведения испытания по собственной продуктивности. Материалами исследования служили документы зоотехнического и племенного учета в племзаводе ООО «Агрофирма Калининская» Челябинской области. Кроме того, были использованы иммунологические карточки генетической паспортизации племенных животных предыдущих лет. На оценку по собственной продуктивности определяли бычков-сыновей, имеющих достоверное происхождение, подтвержденное иммуногенетическими тестами.

2 этап - выделение бычков по отельным локусам: генотипы VV и VL по гену GH и генотипы ТТ и ТС гена GDF5.

3 этап - по результатам тестирования отбор желательных генотипов с более высокими фенотипическими качествами в возрасте 8 мес (живая масса, выраженность типа телосложения по высоте в крестце) и постановка на испытание по собственной продуктивности до 15-месячного возраста [1].

4 этап - отбор бычков в возрасте 15 мес с повышенной собственной продуктивностью (живая масса, выраженность типа телосложения по высоте в крестце), характеризующиеся V-аллелями гена GH, Т-аллелями гена GDF5.

Изучение полиморфизма генов-маркеров дифференциирующего фактора роста (GDF 5) и гормона роста (GH) проводили на образцах ДНК, выделенной из цельной крови (n=149 гол.). Генотипирование по генам GDF5 и GH проводилось методом ПЦР-ПДРФ, с использованием праймеров: GDF5 - (F: 5'-TGTCCGATGCTGACAGAAAGG-3' и R: 5'-GAGTGAGGTTAATCCCAGATACCA-3'), GH- (F: 5'-gct-gct-cct-gag-cct-tcg-3' и R: 5'-gcg-gcg-gca-ctt-cat-gac-cct-3'). Реакцию рестрикции полученных продуктов амплификации GDF5 проводили с использованием эндонуклеаз рестрикции MvaI, GH - AluI.

В исследовании, базирующемся на технологии полимеразной цепной реакции - полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (ПЦР-ПДРФ), нами выявлен однонуклеотидный полиморфизм (SNP) в позиции Т586С экзона 1 в гене GDF5 и в позиции C2141G экзона 5 гена гормона роста при генотипировании животных герефордской породы.

Способ заключался в том, что в 8-месячном возрасте выявлено в крови у 149 герефордских бычков наличие и частота аллелей и генотипов (табл. 1).

Для сравнительной оценки эффективности использования GH и GDF5 тестирования в традиционном способе оценки была сформирована общая группа герефордских бычков (всего 40 голов) с высокими фенотипическими показателями собственной продуктивности. В то же время индивидуальный анализ показателей продуктивности племенных бычков показал, что в исследованном стаде по аллелям генов GH и GDF5 имеются животные, значительно обладающие хорошим развитием по живой массе (достоверное превосходство Р<0,05) и лучшая выраженность типа телосложения (табл. 2). Это позволило подтвердить, что выделенная группа с желательными аллелями генов GH и GDF5 действительно высокопродуктивные животные по мясной продуктивности.

При изучении повторяемости селекционируемых признаков установлено, что генотипирование ремонтных бычков по генам GH и GDF5 при оценке по собственной продуктивности и отбор животных-носителей желательных аллелей (V в гене GH и Т в гене GDF5) повышает точность отбора высокоценных бычков с более высокими показателями живой массы и выраженности типа телосложения. При этом, появляется возможность рационального клмплектования испытываемых с 8 месяцев бычков и прогнозировать их селекционную оценку в 15 месяцев.

Источники информации, принятые во внимание по экспертизе

1. Способ оценки быков по качеству потомства в мясном скотоводстве / Х.А. Амерханов, A.M. Белоусов, Н.П. Герасимов, К.М. Джуламанов, М.П. Дубовскова, И.П. Заднепрянский, Ф.Г. Каюмов, С.И. Моисеев, Б.Г. Рогачев, Т.М. Сидихов. Патент на изобретение RUS 2409943 02.06.2008.

2. Способ отбора быков-производителей по результатам ДНК-диагностики генотипов каппа-казеина / Т.А. Рухлова, Л.А. Калашникова, В.Л. Ялуга. Патент на изобретение RUS 2332008 27.08.2008.

3. Фомичев Ю.П. Регуляция мясной продуктивности сельскохозяйственных животных. М: «Россельхозиздат», 1974. 175 с.

4. Бороздин Э.К., Емкужев М. Пожизненная продуктивность и долголетие коров дочерей быков черно-пестрой и голштинской пород // Зоотехния. 2000. №3. С. 21-22.

5. Полиморфизм по генам соматотропина, пролактина, лептина, тиреоглобулина быков-производителей / С.В. Тюлькин, Т.М. Ахматов, Э.Ф. Валиуллина, P.P. Вафин // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012. Т. 16. №4/2. С. 1008-1011.

6. Markers in DGAT1 and TG genes are not associated with intramuscular lipid content in French beef / G. Renand, N. Pavet, H. Leveziel, C. Denovelle, I.F. Hocquette, I. Lepetit, S. Rousset, V. Dobelin, A. Malafosse // In Proceedings of the 53rd international congress of meat science and technology (05-10 August 2007). Beijing, China, 2007. P. 75-76.

7. Validation of commercial DNA tests for quantitative beef quality traits / A.L. Van Eenennaam, J. Li, R.M. Thallman, R.L. Quaas, M.E. Dikeman, C.A. Gill, D.E. Franke, M.G. Thomas // J. Anim. Sci. 2007. V. 85. P. 891-900.

8. Association analysis of nucleotide polymorphisms in DGAT1, TG and FABP4 genes and intramuscular fat in crossbred Bos taurus cattle / L. Panier, A.M. Mullen, R.M. Hamill, P.C. Stapleton, T. Sweeney // Meat. Sci. 2010. V. 85. №3. P. 515-518.

9. Kelava N., Effect of TG and DGAT1 polymorphisms on beef carcass traits and fatty acid profile // Acta Veterinaria (Beograd). 2013. V. 63. №1. P. 89-99.

10. Influence of growth-horne genotypes on breeding values of Simmental bulls / P. Schlee, R. Graml, O. Rottmann, F. Pirchner // J. Anim. Breed. Genet. 1994. V. 111. P. 253-256.

11. Association between gene polymorphism of growth hormone and carcass traits in dairy bulls / R. Grochowska, A. Lunden, L. Zwierzchowski, M. Snochowski, J. Oprzadek // J. Anim. Sci. 2001. V. 72. P. 441-447.

12. Сравнительный анализ кросса канадских симменталов с брединским мясным типом / С.Д. Тюлебаев, М.Д. Кадышева, В.Г. Литовченко, С.С. Польских // Вестник мясного скотоводства. 2016. №4 (96). С. 42-46.

13. Порядок и условия проведения бонитировки племенного крупного рогатого скота мясного направления продуктивности / Х.А. Амерханов и др. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. 37 с.

14. Порядок и условия оценки быков-производителей мясных пород по собственной продуктивности и качеству потмства / Х.А. Амерханов и др. М, 2013. 25 с.

15. Рукин И.В., Пантюх Е.С., Груздев Д.С. Геномная оценка селекции - будущее в разведении животных // Зоотехния. 2013. №7. С. 8-9.

16. Barendse W., Reverter A., Bunch R.J., Harrison В.E., Barris W., Thomas M.B. A validated whole-genome association study of efficient food conversion in cattle // Genetics. 2007. №176: 1893 - 905.

17. Nkrumah J.D., Sherman E.L., Li C., Marques E., Crews Jr D.H., Bartusiak R. et al. Primary genome scan to identify putative quantitative trait loci for feedlot growth rate, feed intake, and feed efficiency of beef cattle. J. Anim. Sci. 2007. №85(12): 3170-3181.

18. Абрампальский Ф.Н. Оценка типа телосложения коров и его связь с молочной продуктивностью // Зоотехния. 2005. №10. С. 2-3.

19. Сарапкин В.Г., Бялькина Т.А. Особенности экстерьера черно-пестрых коров среднеповолжского типа // Зоотехния. 2005. №10. С. 3-5.

20. Басовский Н.З. Популяционная генетика в селекции молочного скота. М.: Колос, 1983. - 256 с.

21. Кузнецов В.М. Методы племенной оценки животных с введением в теорию BLUP. Киров: Зон. НИИСХ Северо-Востока, 2003. 358 с.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ отбора племенных бычков герефордской породы при организации испытания по собственной продуктивности с учетом достоверности происхождения, отбор по фенотипическим признакам в 8-месячном возрасте, выявление носителей желательных аллелей (V в гене GH и Т в гене GDF5) маркеров формирования прижизненной мясной продуктивности, а также оценку по собственной продуктивности в 15-месячном возрасте. Изобретение позволяет проводить точное определение ремонтных бычков с наследственными задатками повышенной живой массы и выраженности типа телосложения, учитывая влияние желательных аллелей генов GH и GDF5. 2 табл.

Способ отбора герефордских бычков для селекции на основе ДНК-диагностики 8-месячных животных при организации испытания по собственной продуктивности, включающий определение генотипов генов GH и GDF5, обусловливающих повышение живой массы и выраженности типа телосложения у носителей аллелей V и Т в возрасте 15 месяцев.