CC BY
57
УДК 636.082.
оценка наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота и их применение в практической селекции
Н.В. СЕМЕНОВА, соискатель НИИСХ Северо-Востока, ул. Ленина, 166а, Киров, 610007, Россия
E-mail: niish-sv@mail.ru
Резюме. Исследования проводили с целью оценки наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков в популяции молочного скота Кировской области с использованием линейных статистических моделей смешанного типа. В статистической модели учтены эффекты аддитивной генетической ценности отца (рандоминизированный), стада, года отела, сезона отела, возраста и живой массы при отеле, генетической группы (кровность первотелки по голштинской породе) и неучтенных факторов (рандоминизированный). Наследуемость удоя составила 33%, содержания жира в молоке - 44, количества молочного жира - 35, разового удоя - 23, времени доения - 26, интенсивности молоковыведения - 24%. Все оценки были статистически значимы (а<0,05). Достоверные положительные генетические корреляции установлены между удоем молока и количеством жира (+0,91), количеством жира и содержанием жира (+0,40). Генетической взаимосвязи удоя, разового удоя, времени доения с жирномолочностью не наблюдали. Разовый удой характеризовался высокой положительной генетической корреляцией с удоем молока и количеством жира (+0,6), а также временем доения (+0,5) и слабой положительной взаимосвязью с интенсивностью молоковыведения (+0,3). Генетическая корреляция интенсивности молоковыведения с продуктивными признаками была положительной (+0,1 -+0,2), с временем доения - отрицательной (-0,6). Моделировали варианты селекции производителей: только по количеству молочного жира с долей отбора 33% (вариант I), поэтапный отбор быков по разовому удою с долей отбора 90%, количеству молочного жира с долей отбора 40% и интенсивностью молоковыведения с долей отбора 90% (вариантII). Эффективность каждого варианта оценивали по величине генетического превосходства. При поэтапном отборе быков генетическое превосходство составило по выходу жира 16,5 кг, по удою — 369 кг, по содержанию жира в молоке 0,04%, по интенсивности молоковыведения — 0,085 кг/мин. и было выше, чем при одноэтапном отборе.
Ключевые слова: наследуемость, генетические корреляции, продуктивные признаки, технологические признаки, молочный скот, генетическое превосходство. Для цитирования: Семенова Н.В. Оценка наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота и их применение в практической селекции //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №4. С. 44-46.
Среди традиционных для молочного скота признаков (удой, жир, белок) существуют такие, которые влияют на затраты труда и экономику производства (интенсивность молоковыведения, время доение, разовый удой) [1]. В странах с высокоразвитым молочным скотоводством признаки молокоотдачи включают в комбинированный критерий отбора (селекционный индекс) [2]. Имеются сведения о наличии генетических ассоциаций интенсивности молоковыведения с числом соматических клеток [3] и продуктивным долголетием [4].
В России и за рубежом эффективность селекции определяется оценкой быков по качеству потомства. Наиболее простой вариант включения технологических признаков в селекционный процесс - поэтапный отбор
быков: сначала по молочной продуктивности, затем по технологическим признакам их дочерей. Однако оценить возможность селекционного улучшения, можно только зная характер наследуемости и генетических взаимосвязей между этими признаками. За рубежом с этой целью используют биометрические модели смешанного типа, которые позволяют исключить влияние паратипических факторов и получить несмещенные оценки генетических параметров [5].
Цель наших исследований - установить оценки коэффициентов наследуемости и генетических корреляций продуктивных и технологических признаков молочного скота Кировской области, а также изучить эффективность включения этих признаков в селекционный процесс.
Условия, материалы и методы. В работе использовали базы данных СЕЛЕКС 40 племенных хозяйств Кировской области за 6-летний период. После фильтрации на наличие признаков и грубые ошибки набор данных включал сведения о 27229 первотелках, дочерях 329 быков. Отметим, что активная часть молочного стада сельскохозяйственных организаций области представляет собой «синтетическую популяцию» помесных животных (~95%) холмогорской и черно-пестрой пород в среднем с 40-50% «голштинских генов». Черно-пеструю породу разводят в 40 племенных хозяйствах с общей численностью 28294 гол. и средним удоем 6031 кг. Наиболее высокой продуктивностью характеризуются ООО «Октябрьский» (8405 кг) и СПК «Красное Знамя» (8778 кг) Куменского и СПК-СХА (к-з) «Лекмин-ский» (8580 кг) Слободского района. Численность коров холмогорской породы в племенных хозяйствах составляет 10 тыс. гол., по продуктивности животных среди них лидеруют СПК ордена Ленина племз-д «Красный Октябрь» Куменского района (6227 кг) и СПК племз-д «Новый» Зуевского района (6328 кг) [6].
Для оценки генетических параметров использовали следующую модель смешанного типа:
у = s + Н + Y + S + А + Ш + G + е,
где у - признак у первотелки (скорректированное значение); s - эффект аддитивной генетической ценности отца; Н - эффект стада; Y - эффект года отела; S - эффект сезона отела; А - эффекты возраста при отеле; Ш - эффект живой массы при отеле; G - эффект генетической группы (кровность первотелки по гол-штинской породе); е - эффект неучтенных факторов (рандоминизированный).
Коэффициент наследуемости h2 служит мерой связи между двумя любыми значениями одного класса, и его величина одинакова для всех классов. Рассчитывали этот коэффициент методом «учетверенной внутриклассовой корреляции» г по вариансам (о2) и
(О:
где о2 - генетическая варианса; о„ - фенотипи-ческая варианса.
Приближенную ошибку оценки коэффициента наследуемости (Б^) определяли по формуле:
32 /?2 п -к '
где п3 - число быков; к - средневзвешенное число дочерей на быка.
Из формулы для оценки наследуемости можно видеть, что
<^=4о2.
Коэффициенты генетических корреляций рассчитывали из отношения ковариансы «между отцами» признака 1 и 2 (о ) к корню квадратному из произведения соответствующих варианс (а2 и о2):
2Ь2Х
41)1
= Чг
п + (4-Л2)/Л2
^ 83 (27229/329); № -
где п - число записей по быку коэффициент наследуемости.
результаты и обсуждение. Фенотипическое разнообразие удоя и количество жира в целом по исследованному поголовью находилось на уровне 15-16%, жирномолочности - 6%, технологических признаков — 19-21% (табл. 1). Генетическая изменчивость была в 1,5-2 раза ниже коэффициентов фенотипической изменчивости. Причем по времени доения и интенсивности молоковыведения генети-
Таблица 1. Фенотипическая и генетическая изменчивость продуктивных и технологических признаков
Признак И* а р СУ, %р а д СУ, %д
Продуктивный:
удой, кг 4587 677 15 383 8
жир, кг 173 27 16 16 9
жир, % 3,8 0,2 6 0,1 4
Технологический:
разовый удой, кг 18 3,4 19 1,7 9
время доения, мин. 10,7 2,2 21 1,1 11
интенсивность молоко-
выведения, кг/мин. 1,7 0,4 20 0,2 10
01.2 51.2
Приближенную ошибку для оценки коэффициента генетической корреляции (вг) вычисляли по формуле
«^л „
где Л2 и - коэффициенты наследуемости признаков 1 и 2 и их ошибки 'вЛ2 и вЛ22.
Все расчеты проведены в программе LSMLMW [7].
При оценке генетической эффективности использовали подходы, изложенные в работах [8, 9].
Генетическое превосходство быков (/) по j-му признаку на иом этапе отбора рассчитывали по формуле:
При этом коррелированный ответ (/ ) на селекцию по к-му признаку при прямой селекции по у-му признаку на /-ом этапе отбора определяли следующим образом:
где /1 - интенсивность селекции быков по j-му признаку на иом этапе отбора; ц - точность оценки племенной ценности быка по у-му признаку; г - генетическая корреляция между к-м и у-м признаками; аА и — аддитивные стандартные отклонения по j-му и к-му признакам.
Точность оценки племенной ценности быка вычисляли по формуле: п
ц — среднее значение признака в популяции; ар и ад - фенотипическое и генетическое стандартное отклонение; СУрр, % и СУ^д, % - фенотипический и генетический коэффициент изменчивости.
ческая изменчивость оказалась выше, чем по продуктивным признакам.
Оценки коэффициентов наследуемости разового удоя, времени доения и интенсивности молоковы-ведения были в среднем на 30% ниже, чем у количественных признаков, но вполне достаточными для улучшения посредством селекции. Умеренная наследуемость интенсивности молоковыведения (0,24) указывает на то, что такие оценки могут быть полезными в проверке быков с тугодойными дочерьми. Все значения были статистически достоверны при уровне значимости а<0,05.
Достаточно высокие положительные генетические корреляции установлены между количеством молока и жира (+0,91), количеством и содержанием жира (+0,40). Статистически не значимая генетическая корреляция установлена между удоем и содержанием жира (-0,02; а>0,05). Поэтому, учитывая необходимость повышения жирномолочности, представляется целесообразным при улучшении молочного скота использовать в качестве основного селекционируемого признака количество молочного жира (табл. 2).
Величины генетических корреляций между интенсивностью молоковыведения и продуктивными признаками находились на уровне +0,1 -+0,2. Между жирномолочностью и разовым удоем, жирномолочностью и временем доения генетические взаимосвязи не установлены.
Наличие статистически значимой положительной достаточно высокой генетической корреляции разового удоя с количеством молока и жира (+0,6) указывает на возможность использования этого признака в практической селекции для предварительного отбора быков по качеству потомства. Установлена слабая положительная генетическая взаимосвязь интенсивности молоковыведения с разовым удоем (+0,3), значительная и отрицательная — со временем доения (-0,6; а<0,05).
Таблица 2. наследуемость и генетическая корреляция признаков.
Признак Генетические параметры
У I В I Р 1 Мй | Т V
у* 0,32±0,025 0,91±0,011 -0,02±0,063 0,61±0,042 0,43±0,054 0,12±0,064
В 0,35±0,032 0,40±0,053 0,60±0,043 0,36±0,053 0,18±0,062
Р 0,44±0,027 0,09±0,060 -0,09±0,063 0,18±0,062
МО 0,23±0,019 0,52±0,047 0,33±0,060
т 0,26±0,021 -0,60±0,053
V 0,24±0,020
*здесь и далее Y - удой, кг; В - жир, кг; F - жир, %; MD - разовый удой, кг; Т - время доения, мин; V - интенсивность молоковыведения, кг/мин.; по диагонали - коэффициент наследуемости и его ошибка.
Таблица 3. Эффективность селекции быков по продуктивным технологи ческим признакам
Вариант Этап отбора Критерий отбора % отбора Генетическое превосходство
B 1 Y F V
1 I B 33 16,5 360,8 0,040 0,04
2 I MD 90 1,7 41,8 0,001 0,012
II B 40 14,6 318,0 0,036 0,033
III V 90 0,6 9,2 0,003 0,040
I+II+III - - 16,9 369,0 0,040 0,085
Интенсивность молоковыведения измеряется на 2-3 месяце лактации. В этот период можно провести предварительный отбор быков. Однако при увеличении браковки худших быков по интенсивности молоковыведения их дочерей снижается эффективность селекции по продуктивным признакам. С учетом этого была разработана поэтапная программа селекции с включением отбора по разовому удою, которая может компенсировать такие потери. Она включала на первом этапе селекцию по разовому удою с долей отбора 90%, на втором - по молочному жиру с долей отбора 40% и на третьем - по интенсивности молоковыведения с долей отбора 90% (табл. 3, вариант 2). Для сравнения были взяты результаты прямой селекции по количеству молочного жира с долей отбора 33% (вариант 1). Для расчета прямого и коррелированного ответа на селекцию по продуктивным и технологическим признакам использовали ранее установленные генетические параметры (см. табл. 1 и 2). Генетическое превосходство (средняя племенная ценность быков по j-му признаку) при отборе быков по молочному жиру (II этап) в варианте 2 было ниже, чем в варианта 1, по молочному жиру на 1,9 кг, по удою - на 42,8 кг и по интенсивности молоковыведения - 0,01 кг/мин.
Использование разработанной селекционной программы не повлияло на генетическое превосходство по содержанию жира в молоке. Вместе с тем, выбраковка
худших быков по разовому удою (I этап) и интенсивности молоковыведения (III этап) привела к повышению общего генетического превосходства, относительно прямой селекции, по молочному жиру на 0,4 кг, по удою - на 8,2 кг и по интенсивности молоковыведения почти в 2 раза.
выводы. Наследуемость продуктивных (0,32-0,44) и технологических (0,23-0,26) признаков в популяции молочного скота Кировской области вполне достаточна для проведения эффективной селекции. У животных не установлена достоверная генетическая взаимосвязь между удоем и жирномолочностью. Положительная генетическая корреляция между количеством и содержанием жира в молоке указывает на возможность выбора признака «количество молочного жира» (кг) в качестве одного из основных селекционируемых признаков. Разовый удой имеет положительную статистически значимую генетическую связь с количеством молочного жира (кг), что дает возможность использовать этот признак для ранней оценки быков. Учитывая не высокую, но положительную генетическую корреляцию интенсивности молоковыведения с продуктивными признаками (+0,1-+0,2) и значительную отрицательную со временем доения (-0,6), включение этого признака в селекционный процесс при одновременном повышении продуктивности позволит сократить время доения, а следовательно затраты труда. Поэтапная селекция быков по разовому удою (90%), количеству молочного жира (40%) и интенсивности молоковыведения (90%) способствует оптимальному генетическому улучшению признаков молочной продуктивности и интенсивности молоковыведения.
Литература.
1. Карликов Д.М. Оценка систем разведения и организация племенной работы в словиях промышленной технологии производства молока. М: ВНИИТЭИСХ, 1979. 64 с.
2. Bowman P.J., Visscher P.M., Goddard M.E. Customized selection indices for dairy bulls in Australia // Animal Science. 1996. 62. pp 393-403.
3. Rupp R., Boichard D. Genetic parameters for clinical mastitis, somatic cell score, production, udder traits, and milking ease in first lactation Holsteins// J. Dairy. Sci. 1999. 82. pp. 2198-2204.
4. Genetic evaluation of dairy sires for milking duration using electronically recorded milking times of their daughters / N.R. Zwald, K.A. Weigel, Y.M. Chang, R.D. Welper, J.S. Clay// J. Dairy Sci. 2005. 88/pp. 1192-1198.
5. Кузнецов В.М. Генетическая изменчивость и взаимосвязь признаков молочной продуктивности животных холмогорской и черно-пестрой пород //Доклады РАСХН. 2002. №2. С. 42-46.
6. Коковина Т.С. Основные составляющие эффективности молочного скотоводства Кировской области //Аграрная тема. 2011. №10(27). С. 19-18.
7. Harvey W.R. User's guide for LSMLW. 1987. 76р.
8. Кузнецов В.М. Прямой и коррелированный ответ на селекцию // Бюл. ВНИИРГЖ. Л., 1976. Вып. 21. С. 9-12.
9. Кузнецов В.М. Эффективность индексной селекции производителей в молочном скотоводстве // Сельскохозяйственная биология. 1986. №9. С. 20-26.
HERITABILITY AND GENETIC CORRELATION OF PRODuCTIVITY AND TECHNOLOGICAL TRAITS DAIRY CATTLE AND THEIR APPLICATION IN PRACTICE SELECTION
N.V. Semenova
Agricultural Research Institute of the North-East, Lenina str., 166a, Kirov, 610007, Russia, E-mail: niish-sv@mail.ru Summary. Used linear statistical model of mixed type to assess heritability and genetic correlations of productive and technological traits in dairy cattle population of the Kirov region. The statistical model included: the effect of the additive genetic value of the father (in randomly); effects of herd, year of calving, calving season, the effects of age and live weight, the effect of genetic group (Holstein breed) and the effect of unaccounted factors (in randomly). Heritabilities was: milk yield- 33, fat content - 44, fat yield-35, a single milking - 23, milking time-26, the milking speed 24%. All estimates were statistically significant (a <0,05). Genetic correlations were established between the milk yield and fat yield (0.91), fat yield and fat content (0.38). Genetic relationship milk yield, single milking, milking time with fat content is not established. Single milking had high positive genetic correlation with milk yield and fat yield (0.6), milking time (0.5) and a weak positive correlation with the milking speed (0.3). Genetic correlation the milking speed with of milk production traits was positive 0.1 ... 0.2, with the time of milking negative - 0.6. Simulated versions of selection of sires: only on dairy fat daughters with a share of 33% of the selection, phased selection of bulls for the single yield with a share of 90% of the selection, the fat yield with a share of 40% and a selection milking speed with a share of 90% of the selection. The efficiency of each variant estimated in size of genetic superiority. Key words: heritability, genetic correlations, productive traits, technological traits, dairy cattle, genetic superiority. Author Details: N.V. Semenova, aspirant (e-mail: niish-sv@mail.ru)
For citation: Semenova N.V. Heritability and genetic correlation of productivity and technological traits dairy cattle and their application in practice selection. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. T.29. №4. pp. 44-46 (In Russ)
