Методы и материалы
Исследование было проведено в Учебно-опытном хозяйстве ГАУ Северного Зауралья. В качестве объекта были выбраны коровы чёрно-пёстрой породы (n=323). Для оценки молочной продуктивности и живой массы использовались данные из ИАС Селэкс. Были определены селекционно-генетические параметры стада, такие как коэффициент вариации, среднее квадратическое отклонение, наследуемость и повторяемость.
Исследование ДНК
Также были проведены исследования микросателлитной ДНК у коров чёрно-пёстрой породы по 15 локусам. Образцы стабильной крови коров (n=56) использовались для выделения ДНК. В анализе были задействованы микросателлиты, такие как BM 1818, BM 1824, ETH3, TGLA 53 и другие.
Центр геномных технологий
Эти исследования проводились в Центре геномных технологий ГАУ Северного Зауралья в городе Тюмени. Генетические паспорта были выданы на подконтрольных животных.
Результаты и обсуждение
Анализ показал, что молочная продуктивность коров снизилась за последние пять лет. Однако уровень изменчивости показателей продуктивности остаётся в рамках селекционных допущений. Например, вариабельность удоя снизилась незначительно, а качественные характеристики молока увеличились.
Для дальнейшего улучшения белковомолочности необходимо использовать ценные генотипы быков-производителей, способных передавать свои качества потомству.
Заголовки, списки и таблицы помогут улучшить восприятие информации в статье, делая её более структурированной и легкой для чтения.
Таблица 1. Показатели молочной продуктивности коров
| Показатель | 2015 год | 2020 год |
|---|---|---|
| Молочность, кг | 427 | – |
| Жир, % | 0,11 | – |
| Белок, % | 0,02 | – |
| Живая масса, кг | 17 | – |
Добавление таких элементов позволит облегчить понимание информации читателями и сделать материал более привлекательным.
Эффективность селекции молочного скота
Повторяемость признаков молочной продуктивности
Эффективность отбора по любому селекционному признаку во многом определяется его повторяемостью. Величина коэффициента повторяемости указывает на надежность оценки, чем он выше, тем эффективнее отбор по данному признаку и зависит от стабильности условий использования и конституциональной крепости животных. Коэффициенты повторяемости рассчитаны на поголовье животных одного возраста, для снижения ошибки.
Группы коров и повторяемость показателей молочной продуктивности
Первая группа – коровы начали лактировать в 2014-2016 году, вторая – в 2016-2017 году. Возраст коров – 4 и 3 законченные лактации по группам соответственно. Повторяемость показателей молочной продуктивности представлена в таблице 2.
Анализ результатов
В первой группе наблюдается высокая повторяемость почти во всех анализируемых позициях, что позволяет проводить отбор по продуктивным качествам уже в первую лактацию. Во второй группе коэффициенты повторяемости позволяют прогнозировать продуктивность по удою и массовой доле жира в молоке вплоть до третьей лактации, а вот по массовой доле белка только до второй лактации.
По мере удаления одной лактации от другой, во всех группах величины коэффициентов повторяемости снижаются, что вызвано неоднородностью условий из года в год, а также возрастными изменениями животных.
Сопряженность селекционных признаков
Все хозяйственно-полезные признаки в той или иной степени генетически связаны между собой, и между ними имеют место сложные зависимости. Изучение сопряженности селекционных признаков позволяет при отборе усилить действие положительных качеств, ослабить нежелательные, и вести селекцию по меньшему числу признаков, что упрощает процесс.
Взаимосвязи между признаками
В племенной работе с молочным скотом важно учитывать взаимосвязь между удоем, содержанием жира и белка. С помощью отбора можно изменить взаимосвязи между признаками в желательном направлении. Результаты расчета коэффициента корреляции представлены в таблицах 3 и 4.
Выводы
Анализ данных показывает, что отбор по продуктивным качествам уже в раннем возрасте коров значительно улучшает продуктивность стада. Подробное изучение сопряженности селекционных признаков и взаимосвязей между ними позволяет оптимизировать процесс селекции и ускорить генетическое совершенствование стада.
Влияние качества ремонтных тёлок на молочную продуктивность
При этом остаются высокие и достоверные взаимосвязи между количественными показателями молочной продуктивности, что в целом характерно для молочного скота.
Качество ремонтных тёлок
Качество ремонтных тёлок оказывает влияние на их последующую молочную продуктивность. Уровень этого влияния определен посредством расчета коэффициентов корреляции между живой массой молодняка в разном возрасте и его молочной продуктивностью в последующем (таблица 5).
Полученные в результате расчетов данные указывают, что молодняк хорошо развит, так как только при таком развитии живая масса не оказывает влияния на последующие показатели продуктивности. Практически все проанализированные связи очень слабы и недостоверны. Выявлено только два момента, оказывающие воздействие на качественные характеристики молока, а именно: повышение живой массы молодняка в 10 месяцев было отрицательно связано с жирномолочностью (-0,131), в 18 месяцев оказало положительное воздействие на последующую белковомолочность первотёлок.
Селекция и удой
Взаимосвязь между удоем и основными компонентами молока влияет на результаты селекции по одному из признаков. Отбор в племенное ядро особей с высоким удоем будет способствовать повышению у потомства величины удоя при снижении концентрации жира и повышении белка в молоке.
Наследуемость качества продукции
Прогресс любого стада зависит от степени унаследования потомством продуктивных качеств коров. Коэффициенты наследуемости удоя, массовой доли жира и массовой доли белка составляют 0,266, 0,403 и 0,082 соответственно.
Характеристики коров племенного ядра
Характеристика коров племенного ядра по основным показателям продуктивности представлена в таблице 6.
Четкие параметры для отбора и соблюдение их помогут изменить направление связи между признаками и улучшить продуктивность стада. Рациональный отбор и селекция сочетанием признаков на высоком уровне позволят усилить желательные качества у потомства.
| Показатели продуктивности | Значения |
|---|---|
| Удой | … |
| Массовая доля жира | … |
| Массовая доля белка | … |
Повышение продуктивности коров племенного ядра
Коровы племенного ядра демонстрируют высокие показатели молочной продуктивности. В ходе анализа группы коров отмечается увеличение удоя до второй лактации, достижение его максимума, а затем небольшое снижение к третьей лактации.
Уровни удоя и жирномолочности
- Рост удоя с первой по вторую лактацию составляет 335 кг или 4,4%
- Снижение удоя со второй по третью лактацию на 110 кг или 1,4%
- Снижение жирномолочности к третьей лактации на 0,04%
- Стабильный уровень массовой доли белка – 3,09-3,11%
Устойчивость лактации
Коэффициент устойчивости лактации колеблется в пределах 90-95%, указывая на устойчивую лактационную кривую коров племенного ядра.
Снижение удоев в третью лактацию
Обычно удои в коров повышаются до 3-5 лактации, остаются стабильными около двух лактаций, а затем начинают снижаться. Понижение удоев в третью лактацию может быть связано с повышением доли голштинской породы и погрешностями в кормовом рационе.
Стандарты для отбора коров
Коэффициенты вариации показателей продуктивности коров племенного ядра имеют низкие значения, указывая на небольшой размах селекционируемых признаков.
Установление стандартов для отбора коров
На основании полученных коэффициентов наследуемости и уровня продуктивности коров, можно установить стандарты для отбора коров в производственную группу и рассчитать минимальные требования для отбора первотелок. Результаты представлены в таблице 7.
Подбор быков и состав племенного ядра
Для повышения эффекта селекции необходимо отбирать быков за племенным ядром только из числа проверенных по качеству потомства. 40% от общего количества коров на предприятии должно составлять коровы, входящие в племенное ядро.
Генетический контроль и происхождение
Для обеспечения генетического прогресса необходим контроль достоверности происхождения. Происхождение должно быть подтверждено у всех коров быкопроизводящей группы и ремонтного молодняка на племенную продажу.
Использование микросателлитного анализа
Для контроля происхождения важно применять иммуногенетический анализ и STR-локусы. Микросателлитный анализ значительно повышает эффективность контроля.
Полиморфизм STR-локусов
Проведя анализ 15 STR-локусов нуклеотидных последовательностей ДНК, было выявлено 116 аллелей с диапазоном размеров от 81 до 296 bp. Среднее число аллелей на локус составило 7,7. (Таблица 8 прикреплена в комментариях)
Чем большим числом аллелей представлена популяция и чем более равномерно они распределены, тем более вариабельным являет ся генетический потенциал популяции. Но чем большим числом аллелей представлен локус, тем более информативными они являются для характеристики популяции. Среднее число информативных аллелей или уровень полиморфности составил 4,7 единиц. Из всех исследованных локусов минимальным значением полиморфности обладали BM1818 и TGLA126 – 2,8 единицы, общее количество локусов с наименьшей, чем в среднем информативностью составляло 9 из 15 локусов. Наибольшей полиморфностью обладали два локуса INRA23 и TGLA 122 – 8,0. В группу локусов с наибольшей, чем в среднем, информативностью вошли INRA 023, TGLA122, TGLA 53, ETH10, ETH3, BM 1818 – от 5,0 до 8,0.Частоты встречаемости аллелей колебались от 0,009 до 0,580. В частности, наибольшей частотой (более 0,400) отличались аллели 266 (BM1818), 102 (CSRM 60), 117 (ETH 3), 294 (ILST6), 248 (SPS 115), 117 (TGLA126).
При генотипировании стада нами определена наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность. Следует отметить, что повышение гетерозиготности в целом играет положительную роль в адаптации организма, а ожидаемая гетерозиготность точнее отражает уровень аллельного разнообразия, что важно при исследовании популяций (таблица 9, прикреплена в комментариях).
Так, высоким уровнем наблюдаемой гетерозиготности характеризовались локусы BM 1818 и ETH3 по 0,800, ETH10 – 0,824, ТGLA 53 – 0,867, TGLA 122 – 0,875, INRA 23 – 0,889, наименьшим BM1824 и TGLA126 – 0,636. В то же время ожидаемая гетерозиготность наибольшей была по локусам TGLA227 – 0,869, TGLA53 – 0,852 и INRA 23 – 0,800, а наименьшей – 0,588 по SРS115 локусу. Средний уровень фактической и ожидаемой гетерозиготности составлял 0,757 и 0,738 соответственно.
Для установления отклонения гетерозиготных генотипов от теоретически ожидаемой рассчитали индекс фиксации, который показывает нехватку при положительном выражении или избыток при отрицательном выражении гетерозигот в популяции. В исследуемом стаде, в среднем наблюдается незначительный избыток гетерозигот (-0,031). Анализируя каждый локус в отдельности, установили, что по большинству из них наблюдается избыток гетерозигот. Недостаток гетерозигот отмечали по шести локусам BM 1824, BM 2113, CSSM66, ETH225, ILST6 и TGLA 227. Таким образом, подконтрольное поголовье чёрно-пёстрой породы характеризуется умеренной степенью гетерозиготности, система случайного скрещивания в стаде преобладает над инбридингом.
Исследования гетерозиготности показывают, что наиболее информативными являются локусы с максимальной ожидаемой полиморфностью, которые могут быть использованы для установления происхождения в стаде – это локусы BM1818, ETH10, ETH3, INRA23, TGLA53, TGLA122.
Итак, аллельный спектр исследуемых локусов крупного рогатого скота учебно-опытного хозяйства имеет отличия от ряда анализируемых стад чёрно-пёстрого скота. По численности аллелей и, следовательно, по разнообразию генотипов и информативности подконтрольное стадо отличается в локусах TGLA53, TGLA122, TGLA227 где идентифицировано от 12 до 16 аллелей.
Генетическую структуру стада коров чёрно-пёстрой породы учебно-опытного хозяйства, основываясь на анализе аллельного спектра локусов, можно считать уникальной, а само стадо – уникальным генетическим продуктом, где на фоне высокой молочной продуктивности сохраняются хорошие репродуктивные качества коров. В связи с этим генофонд стада необходимо сохранить и использовать с целью совершенствования чёрно-пёстрой породы в регионе и за его пределами. Продолжение деятельности учебно-опытного хозяйства как племенного завода позволит приблизить племенное молочное скотоводство Российской Федерации к решению такой важной проблемы как нехватка отечественного племенного материала.
Установленные параметры селекционно-генетического отбора позволяют рекомендовать для улучшения продуктивных качеств коров вести подбор быков препотентных по жирномолочности и белковомолочности. Вариабельность удоя позволяет вести селекцию коров на повышение этого показателя. Анализ генетической структуры стада позволил установить его уникальность, а также необходимость сохранения животных этого стада для улучшения продуктивных качеств скота в регионе.