Методы селекции

В зависимости от количества одновременно улучшаемых признаков в свиноводстве рассматривается два основных метода селекции — комплексная и преимущественная.

Комплексная селекция — метод генетического улучшения свиней одновременно по многим хозяйственно-полезным признакам, причем зачастую без учета существующих корреляций между ними. Она подчинена желанию — улучшить все качества сразу и в практических условиях. Согласно инструкции по бонитировке селекционер проводит оценку и отбор животных по развитию и телосложению, по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам, по крепости конституции, адаптационной способности, выживаемости и др. Очень трудно, а порой просто невозможно сконцентрировать в одном животном все полезные признаки в желаемом соотношении и развитии. Поэтому комплексная селекция привела к утрате генетического разнообразия не только между племенными стадами одной породы, но и между породами. Это отразилось на снижении эффекта гетерозиса при использовании в скрещивании сходных пород и сдерживало селекционный процесс по созданию новых генотипов, отклоняющихся от среднепопуляционного уровня по развитию тех свойств, которые становились ведущими на определенных этапах развития свиноводства.

В то же время длительный отбор по комплексу признаков способствовал формированию у отечественных пород свиней крепкой конституции, хороших адаптационных свойств, жизнестойкости, так как постоянно отбор был направлен на улучшение общей племенной ценности животного, а не одного признака. Все это обеспечивало в целом довольно стабильную продуктивность животных.

Существует два варианта комплексной селекции: по независимым уровням и селекционным индексам.

При селекции методом независимых уровней устанавливают минимальные фенотипические требования для отбора по каждому признаку, и все животные, имеющие показатели ниже минимальных требований, исключаются из разведения независимо от качества других признаков. При постановке вопроса в такой плоскости совсем не учитывается селекционное давление, и оно складывается по каждому признаку как бы стихийно — в зависимости от того, сколько животных будет отобрано.

Интенсивность селекции во многом зависит именно от величины селекционного давления и при выборе направления селекции с любым стадом необходимо четко определить уровень браковки животных по каждому селекционному признаку. Чем больше будет вовлечено признаков в систему отбора, чем выше селекционное давление, тем больше потребуется выращивать, оценивать и отбирать животных для селекционных целей (табл. 3.2).

Оценка и отбор свинок при разных направлениях селекции, голов

Показатели

Направление селекции

на повышение скорости роста

на снижение толщины шпика

на повышение скорости роста и снижение толщины шпика

на улучшение многоплодия

на повышение многоплодия и скорости роста

Поголовье основных свиноматок

100

100

100

100

100

Ежегодное обновление основных свиноматок

30

50

30

50

30

50

30

30

Отбирается свинок на выращивание в возрасте 2—4 месяца

220

65

320

65

400

670

180

320

Оценивается по скорости роста

200

30

20

30

360

600

160

290

Оценивается по толщине шпика

100

65

180

100

180

300

145

145

Отбирается на случку

90

50

90

50

90

150

130

130

Оценивается маток по первому опоросу

60

100

60

100

60

100

90

60

Вводится в основное стадо после первого опороса

30

50

30

50

30

50

30

Селекция по индексам основывается на объединении нескольких показателей, которые необходимо улучшить, в один общий, называемый селекционным индексом. Индекс дает обобщающую оценку животных одним числом, поэтому при индексной селекции отбираются не отдельные признаки, а организмы, представляющие целостную систему взаимосвязанных признаков.

Теоретической предпосылкой эффективности селекции по индексам является наличие в каждой популяции большого количества мелких мутаций, что обусловливает появление особей с определенными отклонениями в величине признаков, а значит коэффициентах корреляции. Но при селекции по отдельным признакам эти отклонения могут не улавливаться и элиминироваться. Селекция по правильно составленному индексу позволяет уловить эти незначительные отклонения в связях между признаками и отобрать особей с необходимой комбинацией генов. Метод индексной селекции позволяет достигнуть наивысшего генетического прогресса при чистопородном разведении свиней.

Основные преимущества селекции по индексам заключаются в том, что недостатки одного признака могут компенсироваться хорошим развитием другого; в нем можно объединить признаки с разными измерениями, он позволяет получить больший селекционный эффект за определенный период времени и на единицу затраченных средств; в индекс можно включить альтернативные признаки, не коррелирующие между собой признаки, наконец, качественные признаки: крепость конституции, устойчивость к стрессам, естественную резистентность и др.

Индексная селекция широко распространена во многих странах с развитым свиноводством. Наблюдается тенденция увеличения числа индексов, расчитанных для оценки молодых хрячков по результатам испытаний по собственной продуктивности. Селекция хрячков ведется по индивидуальным индексам, которые в большинстве случаев объединяют оценку по мясным (толщина шпика) и откормочным качествам (скорость роста, оплата корма).

Отбор по индексам эффективнее, чем отбор по независимым уровням. По данным зарубежных авторов, использование в селекции трехфакторного индекса обеспечивает селекционный сдвиг за одно поколение по среднесуточному приросту 13—50 г, толщине шпика — 0,2—0,5 мм, использованию корма — 0,044—0,15 кг, потреблению корма — 40—54 г в день.

Использование индексов в селекции по мясным и откормочным качествам повышает эффективность отбора на 8—10 %.

По нашим данным, при отборе по двум признакам (среднесуточный прирост и толщина шпика), который наиболее распространен в практике племенных хозяйств, преимущество индексной селекции по сравнению с отбором по методу независимых уровней составляет: по скороспелости — 8 дней, среднесуточному приросту — 17 г, по затратам корма на 1 кг прироста — 0,13 корм. ед. и толщине шпика — 1,2 мм.

Между величиной индексов и продуктивностью существует высокая коррелятивная зависимость (г = 0,429—0,927), что является надежным основанием для проведения селекции с использованием индексов.

Преимущественная селекция. Во многих программах и планах по дальнейшему совершенствованию племенной работы в свиноводстве определенно, что основным направлением в селекционной работе с породами должна стать их специализация, т. е. дифференциация пород, линий и заводских типов на материнские и отцовские формы путем раздельной селекции по ограниченному числу хозяйственно-полезных признаков с последующей проверкой их на сочетаемость в кроссах.

Исходя из этого, создание крупных массивов свиней, способных устойчиво обеспечивать высокую продуктивность в течение продолжительного времени при различных вариантах породно-линейной гибридизации, является одной из центральных проблем селекционной работы. Решение данной проблемы следует рассматривать как новое направление в развитии племенного свиноводства, базирующееся на современных интенсивных методах селекции.

Таким методом генетического улучшения одного или нескольких тесно коррелирующих между собой признаков при поддержании других на постоянном среднем уровне является преимущественная селекция. Она направлена на дифференциацию структурных единиц в породе, на создание в ней специализированных линий, целых стад и на ускорение селекционного процесса, так как улучшить один признак легче, чем несколько. Даже когда отбор проводится по нескольким признакам, все они характеризуют, какое-то одно направление продуктивности животных — их воспроизводительные, откормочные или мясные качества. Так, при селекции на повышение мясности отбор ведется по толщине шпика, площади «мышечного глазка», выполненности или массе заднего окорока, по содержанию мышечной ткани в туше. Эти признаки характеризуются высокой связью и отбор по ним оказывает однонаправленное действие на получение у животных высокой мясности.

Признаки с высоким уровнем наследуемости обеспечивают эффективность племенной работы даже при оценке свиней по фенотипу (по собственной продуктивности), а селекция по признакам с низким уровнем наследуемости мало эффективна. Это свойство продуктивных признаков обеспечивает успех селекции свиней по откормочным и мясным качествам и дает низкий эффект при селекции по воспроизводительным качествам.

При преимущественной селекции основная доля селекционного давления приходится на тот признак, который необходимо улучшить. Но при этом нельзя допускать снижения других — неселекционируемых признаков, которые следует поддерживать на их достигнутом уровне.

В результате преимущественной селекции свиней кемеровского мясного типа (КМ-1) в пяти поколениях по толщине шпика и возрасту достижения массы 120 кг снижение селекционируемых признаков в среднем за одно поколение призошло на 1,06 мм и на 2,2 дня.

При создании заводского мясного типа свиней КБ-В-1 ставилась задача: улучшить мясность, скорость роста, многоплодие и молочность свиней крупной белой породы. Для решения задачи был выбран тандемный метод селекции (разновидность преимущественной), когда по очереди улучшается сначала первый признак, затем второй, третий. По достижении желаемого значения по одному признаку, начинается отбор по другому признаку. Позднее, если необходимо, вновь возвращаются к отбору по первому признаку и так далее. На каждом этапе максимальное селекционное давление падает на ведущий признак, по остальным признакам ведется незначительная браковка животных с целью сохранения их уровня, достигнутого на предыдущем этапе.

При создании типа на первом этапе отбор велся на снижение толщины шпика. За 10 лет этот показатель снизили с 38 до 29 мм. На втором этапе отбор велся на снижение толщины шпика и возраста достижения живой массы 100 кг, а на третьем — еще и по воспроизводительным качествам маток. В итоге многоплодие маток КБ-В-1 стабильно составляет 11,8 голов, молочность — 62 кг, скороспелость — 180 дней, расход кормов на прирост — 3,55 корм, ед., толщина шпика — 24,9 мм, содержание мяса в туше — 60,1 %. И дальнейшая селекция в стаде ведется тандемным методом: один год — по толщине шпика, другой — по возрасту достижения массы 100 кг.

Обращает на себя внимание тот факт, что при выведении мясных типов КМ-1 и КБ-В-1 отбор на повышение откормочных и мясных качеств не снизил репродуктивную функцию маток, а включение многоплодия в число ведущих селекционных признаков позволило даже поднять этот показатель выше требований класса элита на 0,8 поросенка. В данном случае увеличение воспроизводительных качеств свиноматок осуществлялось путем выращивания, оценки и отбора 50 % лучших свиноматок — первоопоросок по массе гнезда в 60 дней.

С целью усиления эффективности отбора по материнским качествам предлагается использовать селекционный индекс, включающий такие признаки, как многоплодие, количество поросят при отъеме и среднесуточный прирост поросят от рождения до отъема.

Маркерная селекция. Основной задачей современного животноводства является получение высокопродуктивных животных, дающих высококачественную продукцию. Большая часть продуктивных признаков имеет полигенную природу и определяется многими генами при взаимодействии с окружающей средой. Повышение эффективности селекции будет зависеть от подбора генотипов к конкретным условиям среды.

С целью выявления наиболее успешных генотипов в конце 1970-х гг. стали использовать генетические маркеры. Они позволяют получать информацию о разных состояниях генов и исследовать, какие их варианты имеют преимущественное распространение у животных с наиболее желательными комплексами признаков. Использование большого количества генетических маркеров позволяет более достоверно оценить генетический потенциал пород, популяций и отдельно взятых особей, более точно контролировать селекционные процесс.

Особую актуальность имеет нахождение локализации гена на хромосоме количественных признаков, которые отвечают за экономически важные продуктивные признаки. Еще одно направление — поиск новых систем генетического маркирования. Для решения этой проблемы существует направление в племенном деле — селекция с помощью маркеров. Целью ее является замена селекции по фенотипу на селекцию на уровне ДНК.

Молекулярные маркеры — это небольшие сегменты ДНК, которые расположны в непосредственной близости от гена (или нескольких генов) в ДНК животного, придающих ему желаемое свойство.

Молекулярными маркерами называют такие биохимические особенности обмена веществ и, непосредственно, структурные особенности генома организма животного, которые тесно коррелируют с какими- либо физиологическими показателями организма, связанными с хозяйственно полезными признаками этого существа. Используя молекулярно-генетические маркеры, селекционер может с огромной точностью выбирать из популяции только животных обладающих определенным аллелем необходимого ему гена, такого как, например, ген устойчивости к колибактериозу свиней, и создавать стада, устойчивые к заболеваниям, с животными, генетически здоровыми и высоко продуктивными. Следующим этапом стало открытие значительной степени полиморфизма макромолекул в организмах, в основном белков. То есть один и тот же белок (имеется в виду отвечающий за одни и те же функции и имеющий одинаковое происхождение) может иметь различную электрофоретическую подвижность у разных животных (а иногда и у одного и того же животного) и обладать различной активностью в метаболической цепи. Такие варианты называются аллельными, и происходят они из-за аминокислотных замен в полипептидной цепи белка, приводящих к изменению длины или заряда белка, что в свою очередь является следствием нуклеотидной замены в цепи ДНК гена, кодирующего этот белок.

В селекции при помощи маркеров используются только природные комплексы генов, характерные для данного вида животных. Эти комплексы прошли через сито естественного отбора у предков домашних животных, поэтому их присутствие в геноме животных является естественным и безопасным как для самого животного, так и для человека, потребляющего продукцию от него.

Маркерная селекция — это использование маркеров для маркирования генов количественного признака, что дает возможность установить наличие или отсутствие в геноме определенных генов (аллелей генов).

Маркер — это аллель гена, имеющий четко выраженное фенотипическое проявление, локализованный рядом с другим аллелем, определяющим хозяйственно важный изучаемый признак, но не имеющим четкого фенотипического проявления; таким образом, делая отбор по фенотипическому проявлению этого сигнального аллеля, происходит отбор сцепленных аллелей, определяющих проявление изучаемого признака.

Ген — это участок ДНК — определенная последовательность нуклеотидов, в которой закодирована информация о синтезе одной молекулы белка, как следствие, обеспечивающая формирование какого-либо признака и передачу его по наследству.

Гены, представленные в популяции несколькими формами — аллелями — это полиморфные гены. Полиморфизм генов обеспечивает разнообразие признаков внутри вида. Однако лишь некоторые признаки находятся под контролем отдельных генов. Показатели продуктивности, как правило, являются количественными признаками, на развитие и проявление которых оказывают влияние многие гены. Некоторые из этих генов могут иметь более выраженный эффект — их называют основными генами локусов количественных признаков. Локусы количественных признаков (QTL) — участки ДНК, содержащие гены, либо сцепленные с генами, лежащими в основе количественного признака.

Первоначально в качестве генетических маркеров использовались морфологические (фенотипические) признаки. Однако очень часто количественные признаки имеют сложный характер наследования, их проявление детерминируется условиями среды, и количество маркеров, в качестве которых используются фенотипические признаки, ограниченно. Затем в качестве маркеров использовались продукты генов (белки). Но наиболее эффективно тестировать генетический полиморфизм не на уровне продуктов генов, а непосредственно на уровне генов, т. е. использовать в качестве маркеров полиморфные нуклеотидные последовательности ДНК.

Обычно фрагменты ДНК, которые лежат близко друг к другу на хромосоме, передаются по наследству вместе. Это свойство позволяет использовать маркер для определения точной картины наследования гена, который еще не был точно локализован.

Таким образом, маркеры — это полиморфные участки ДНК с известной позицией на хромосоме, но неизвестными функциями, по которым можно выявлять другие гены. Генетические маркеры должны быть легко идентифицируемы, связаны с конкретным локусом и очень полиморфны.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >