Анализ племенной ценности геномно оценённых быков-производителей немецкой селекции

Автор: Мурленков Н.В., Шендаков А.И., Крюков В.И.

Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau

Статья в выпуске: 4 (115), 2025 года.

Бесплатный доступ

В данной статье представлен подробный сравнительный анализ ключевых племенных индексов (RZG, RZМ, RZЕ, Mkg, F%, E%), определяющих продуктивные свойства голштинских быков-производителей. Проведен дисперсионный анализ, позволяющий установить влияние возрастных изменений на значения указанных индексов. Критерии Фишера показали значительные различия: для общего племенного индекса (RZG) значение составило 144,5, а для индекса экстерьера (RZE) – 18,5 (p=0,0005). Для изучения степени связи между различными параметрами применялся метод парных корреляций. Установлены следующие коэффициенты корреляции: между общим племенным индексом (RZG) и возрастом животных наблюдалась положительная связь (+0,672), между содержанием жира (F%) и уровнем белка (E%) – сильная прямая зависимость (+0,765), тогда как между объемом молока (Mkg) и концентрацией белка (E%) обнаружилась отрицательная связь (-0,800) (все указанные корреляционные связи были высоко значимы при уровне значимости p<0,01). Кроме того, было проведено сравнение средних значений рассматриваемых индексов в разных возрастных группах быков. Выявлено наличие значительных различий между группой молодых животных первого года жизни и взрослыми особями третьего года по следующим параметрам: общий племенной индекс (RZG) отличался на 16,1, индекс экстерьера (RZE) – на 6,1 (оба параметра имели высокозначимые отличия при p=0,0005). Между вторым и третьим годами жизни зафиксированы достоверные различия по ряду важных показателей: общее племенное достоинство (RZG) увеличилось на 12,21 (p=0,0005), продуктивная эффективность (RZM) выросла на 1,98 пункта (p=0,049), качество экстерьера (RZE) улучшилось на 3,51 балла (p=0,001), а среднесуточный надой молока (Mkg) увеличился на 2,05 кг (p=0,042).

Еще

Племенные индексы, продуктивность, быки-производители, геномный анализ, критерий Фишера, ANOVA, корреляции, критерий Стьюдента

Короткий адрес: https://sciup.org/147252031

IDR: 147252031 | УДК: 636.2.082.12:575.113 | DOI: 10.24412/2587-666X-2025-4-49-56

Текст научной статьи Анализ племенной ценности геномно оценённых быков-производителей немецкой селекции

Введение. Современные исследования российских и международных ученых демонстрируют значительный интерес к развитию инновационных подходов в оценке наследственного потенциала крупного рогатого скота мясомолочной направленности [2, 6, 7]. Учитывая ограниченные возможности традиционного фенотипического подхода, обеспечивающего лишь поверхностную оценку качеств особей, все большее распространение получает метод геномной оценки [1]. Данный метод позволяет достичь высокой точности – около 78% соответствия продуктивных характеристик прогнозируемым значениям, эквивалентному наличию порядка от 25 до 50 потомков в двадцати различных хозяйствах [3].

Генетическая идентификация стала важнейшим инструментом современной животноводческой отрасли, поскольку обеспечивает точное предсказание желаемых показателей и помогает эффективно совершенствовать стадо. Одной из центральных задач специалистов становится улучшение производственных результатов, повышение качества продуктов животноводства и укрепление здоровья поголовья. Разработка специализированных методик и технологий направлена именно на выявление наиболее ценных представителей породы для дальнейшего размножения.

Среди перспективных разработок выделяется немецкий показатель RZG (от Relativ Zuchtwert Gesamtindex). Индекс представляет собой систему измерения племенной значимости животных молочной специализации и выражен в виде относительного числового показателя [5]. Его среднее значение равняется 100 единицам, а стандартные отклонения составляют примерно 12 единиц [3, 4]. Расчет индекса осуществляется на основании ряда факторов, отражающих ключевые характеристики каждого животного:

RZM (56%) — коэффициент, характеризующий уровень продуктивной эффективности особи. Высокая оценка компонента свидетельствует о высоком удое молока.

RZE (20%) — этот элемент определяет особенности внешнего вида и телосложения животного, влияющие на здоровье и комфорт содержания.

RZS (14%) — критерий, связанный с количеством соматических клеток в молоке. Меньшее число клеток указывает на лучшее состояние вымени и низкий риск заболеваний, например, мастита.

RZN (6%) — показатель продолжительности жизни животного в репродуктивном цикле. Более высокое значение означает возможность длительного участия в процессе воспроизводства.

RZZ (4%) — фактор, оценивающий фертильность и плодовитость животного, высокий балл которого гарантирует повышенную вероятность успешного воспроизведения потомства.

Помимо интегрального индекса RZG, используются дополнительные индикаторы, включая объем производимого молока (Mkg), процент жирности продукта (F%) и белок (E%). Эти данные дополняют общую картину генетической ценности каждой конкретной особи, позволяя заводчикам принимать взвешенные решения относительно отбора производителей и планирования дальнейших стратегий развития поголовья.

Проведенный статистико-математический анализ выявил четкую корреляционную зависимость между ведущими показателями геномного анализа и итоговыми характеристиками коров. Это подтверждает важность комплексного подхода к изучению особенностей отдельных животных, ориентированного на достижение оптимальных результатов разведения и производства качественной продукции.

Целью настоящей работы являлось сравнение продуктивного потенциала голштинских быков-производителей немецкого происхождения в зависимости от возраста .

Материалы и методы исследований. В настоящей работе была проведена оценка геномных показателей (RZG, RZM, RZE, Mkg, F%, E%)

производителей-голштинов возрастом от 1 до 3 лет (n=300). Исследование осуществлялось на основании первичной документации по селекционным и геномным индексам, предоставленной ресурсом Zuchtwert Austria. Организация является австрийским центром генетической оценки животных, специализирующимся преимущественно на молочном скотоводстве. Занимается сбором, обработкой и публикацией информации о продуктивных качествах крупного рогатого скота, в частности пород голштино-фризской и симментальской. Задача центра - регулярная проверка качеств животных и определение их генетического потенциала для последующего улучшения стада. Для этого используются различные показатели производительности, такие как удои молока, жирность и белок, устойчивость к заболеваниям, плодовитость и другие характеристики. Центр публикует данные о различных характеристиках животных в специальной информационной платформе, доступной специалистам отрасли. Эти сведения позволяют выбирать лучших представителей поголовья для разведения и повышения эффективности производства. На рисунке 1 представлены лучшие геномно оцененные быки-производители, рожденные с 2023-2024 гг.

Обработка цифровой информации по каждому животному выполнялась с помощью программного комплекса «IBM SPSS Statistics» версии 27 посредством методов однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA), корреляционного анализа, критериев Ливиня и Стьюдента.

Результаты исследований. Статистические различия между совокупностями анализируемых индексов выявлялись с помощью дисперсионного анализа (ANOVA), где главным фактором выступал возраст животных. Размер выборок позволял применять метод ANOVA ко всем рассматриваемым показателям независимо от вида распределения данных. Критерий Фишера (F-статистика) показал следующие значения: для общего племенного индекса (RZG) - F=144,5, для индекса экстерьера (RZE) - F=18,5. Полученные значения имели высокий уровень статистической значимости

(p<0,0005), что свидетельствует о значительных различиях данных показателей в зависимости от возраста.

VITEX 863015

RISE UP 798090

AVANTI 841329

CAMIRO 760333

Рисунок 1 – Быки-производители центра Zuchtwert Austria (Источник:

Тем не менее, критерий Фишера для следующих индексов оказался недостаточно значительным: индекс продуктивности (RZM) – p=0,141, суточный удой (Mkg) – p=0,100, содержание жира (F%) – p=0,789, уровень белка (E%) – p=0,391. Это говорит о том, что влияние возраста на указанные параметры не достигает статистической значимости. Подробности результатов представлены в таблице 1.

Следующим этапом биометрических исследований стало проведение корреляционного анализа с формированием матрицы изучаемых индексов. Такой подход позволил выяснить, какие факторы оказывают наибольшее воздействие на интересующие признаки.

Таблица 1 – Однофакторный дисперсионный анализ племенных индексов быков-производителей

Показатели		∑ квадратов	ст.св.	Ср. квадрат	F	знач.
RZG	Между группами	2767,715	2	1383,857	144,505	0,0005
	Внутри групп	2853,814	298	9,577
	Всего	5621,528	300
RZM	Между группами	234,559	2	117,279	1,974	0,141
	Внутри групп	17700,823	298	59,399
	Всего	17935,382	300
RZE	Между группами	2427,182	2	1213,591	18,580	0,0005
	Внутри групп	19463,968	298	65,315
	Всего	21891,150	300
Mkg	Между группами	950445,166	2	475222,583	2,317	0,100
	Внутри групп	61115972,501	298	205087,156
	Всего	62066417,668	300
F%	Между группами	0,023	2	0,011	0,238	0,789
	Внутри групп	14,145	298	0,047
	Всего	14,168	300
E%	Между группами	0,019	2	0,009	0,942	0,391
	Внутри групп	2,961	298	0,010
	Всего	2,980	300

Анализируя межиндикаторные отношения (таблица 2), были выявлены следующие типы связей:

Положительные корреляции:

- Слабые: корреляция между общими показателями племенной

ценности (RZG) и качеством экстерьера (RZE): r =+0,229 (при p<0,01); связь между племенной ценностью (RZG) и средней массой удоя (Mkg): r=+0,145 (при p<0,05);коэффициент корреляции между племенной ценностью (RZG) и содержанием жира (F%): r=+0,143 (при p<0,05); средняя масса удоя (Mkg)

положительно связана с содержанием жира (F%): r = +0,226 (при p < 0,01);

- Средние: умеренная связь между показателем племенной ценности (RZG) и продуктивными качествами (RZM): r=+0,365 (при p<0,01); возраст животных оказывает умеренное положительное влияние на общую племенную ценность (RZG): r =+0,672 (при p<0,01); значимая средняя корреляция отмечена между продуктивностью (RZM) и массой удоя (Mkg): r =+0,513 (при p<0,01);
- Сильные: очень высокая положительная связь наблюдается между содержанием жира (F%) и уровнем белка (E%): r =+0,765 (при p<0,01).

Отрицательные корреляции:

- Слабые: небольшая обратная связь отмечается между качеством

экстерьера (RZE) и содержанием жира (F%): r =-0,118 (при p < 0,05).

- Средние: удовлетворительное развитие внешних признаков (RZE) отрицательно связано с продуктивностью (RZM): r=-0,307 (при p<0,01); количество произведённого молока (Mkg) демонстрирует умеренную негативную корреляцию с содержанием жира (F%): r = -0,674 (при p<0,01).
- Сильные: наиболее существенная обратная связь проявляется между объёмом ежедневного удоя (Mkg) и уровнем белка (E%): r = -0,800 (при p<0,01). Результаты показывают, что возраст быков играет важную роль в формировании общих показателей племенной ценности (RZG), оказывая средний уровень воздействия. Обнаруженные негативные связи между производительностью (Mkg) и такими показателями, как содержание жира (F%)

и белка (E%), вероятно, объясняются процессами изменения продуктивного потенциала животных, сопровождающимися снижением качественных характеристик.

Таблица 2 – Матрица парных корреляций племенных индексов быков- производителей

Показатели		RZG	RZM	RZE	Mkg	F%	E%	Возраст
RZG	R Пирсона	1	0,365 ””	0,229^**	0,145^*	0,143^*	0,023	0,672 ””
RZG	знач.	–	0,0005	0,0005	0,012	0,013	0,689	0,000
RZM	R Пирсона	0,365^**	1	-0,307 ””	0,513 ””	0,226^**	0,014	0,076
RZM	знач.	0,0005	–	0,0005	0,000	0,0005	0,809	0,190
RZE	R Пирсона	0,229^**	-0,307 ””	1	-0,100	-0,118^*	-0,080	0,332 ””
RZE	знач.	0,0005	0,0005	–	0,083	0,041	0,167	0,000
Mkg	R Пирсона	0,145^*	0,513 ””	-0,100	1	-0,674 ””	-0,800 ””	0,094
Mkg	знач.	0,012	0,0005	0,083	–	0,0005	0,0005	0,103
F%	R Пирсона	0,143^*	0,226^**	-0,118^*	-0,674 ””	1	0,765 ””	-0,034
F%	знач.	0,013	0,000	0,041	0,0005	–	0,0005	0,561
E%	R Пирсона	0,023	0,014	-0,080	-0,800 ””	0,765 ””	1	-0,072
E%	знач.	0,689	0,809	0,167	0,0005	0,0005	–	0,213
Возраст	R Пирсона	0,672 ””	0,076	0,332 ””	0,094	-0,034	-0,072	1
Возраст	знач.	0,0005	0,190	0,0005	0,103	0,561	0,213	–

Примечание: * – корреляция значима на уровне 0,05 (двухсторонняя);**– корреляция значима на уровне 0,01 (двухсторонняя).

Таблица 3 – Критерий распределения Стьюдента для племенных индексов быков-производителей (между 1 и 3 годом)

Показатели		Критерий Ливиня		t-критерий для равенства средних
		F	знач.	Tst	ст.св.	знач.	Ср. «–»	RMSE	95% интервал
		F	знач.	Tst	ст.св.	знач.	Ср. «–»	RMSE	Min	Max
RZG	ПРД	1,839	0,177	-16,099	199	0,0005	-7,102	0,441	-7,972	-6,232
RZG	нПРД			-16,105	198,220	0,0005	-7,102	0,441	-7,972	-6,232
RZM	ПРД	0,078	0,781	-1,277	199	0,203	-1,427	1,118	-3,631	0,777
RZM	нПРД			-1,277	198,905	0,203	-1,427	1,118	-3,631	0,777
RZE	ПРД	0,491	0,484	-6,108	199	0,0005	-6,923	1,133	-9,158	-4,688
RZE	нПРД			-6,107	198,409	0,0005	-6,923	1,134	-9,159	-4,688
Mkg	ПРД	0,199	0,656	-1,617	199	0,108	-104,24	64,480	-231,39	22,908
Mkg	нПРД			-1,617	198,857	0,108	-104,243	64,485	-231,40	22,919
F%	ПРД	1,342	0,248	0,598	199	0,550	0,01781	0,02978	-0,0409	0,07654
F%	нПРД			0,599	193,543	0,550	0,01781	0,02976	-0,0040	0,07650
E%	ПРД	0,100	0,753	1,231	199	0,220	0,01749	0,01421	-0,0105	0,04551
E%	нПРД			1,232	196,695	0,219	0,01749	0,01420	-0,0105	0,04549

Примечание: ПРД – предполагаются равные дисперсии, нПРД – не предполагаются равные дисперсии; RMSE – среднеквадратичная ошибка разности.

Перед проведением сравнительного анализа групповых показателей важно убедиться в нормальном распределении данных, так как это условие является необходимым для правильного выбора статистических критериев. Одним из способов проверки однородности дисперсий является применение теста Ливиня, предназначенного для сравнения вариабельности выборочных совокупностей.

Согласно представленным результатам (таблицы 3 и 4), полученные двусторонние уровни значимости превышают пороговое значение α=0,05 для всех исследуемых индексов. Следовательно, можно заключить, что допущение о равенстве дисперсий в группах выполняется. Соответственно, использование t-критерия Стьюдента, чувствительного к предположениям о нормальной форме распределения, представляется оправданным выбором метода для выявления значимых различий между сравниваемыми группами. Достоверные различия между 1 и 3 годом наблюдались по RZG – 16,1 и RZE – 6,1 при двусторонней значимости не хуже 0,0005 (таблица 3).

Достоверные различия между 2 и 3 годом (таблица 4) были получены по RZG – 12,21 (при двусторонней значимости 0,0005); RZM – 1,98 (при двусторонней значимости 0,049); RZE – 3,51 (при двусторонней значимости 0,001); Mkg – 2,05 (при двусторонней значимости 0,042).

Таблица 4 – Критерий распределения Стьюдента для племенных индексов быков-производителей (между 2 и 3 годом)

Показатели		Критерий Ливиня		t -критерий для равенства средних
		F	знач.	Tst	ст.св.	знач.	Ср. «–»	RMSE	95% интервал
		F	знач.	Tst	ст.св.	знач.	Ср. «–»	RMSE	Min	Max
RZG	ПРД	0,794	0,374	- 12,213	199	0,0005	-5,402	0,442	-6,274	-4,530
RZG	нПРД			-12,217	198,355	0,0005	-5,402	0,442	-6,274	-4,530
RZM	ПРД	0,020	0,889	-1,982	199	0,049	-2,117	1,068	-4,224	-0,010
RZM	нПРД			-1,983	197,973	0,049	-2,117	1,068	-4,223	-0,011
RZE	ПРД	0,065	0,799	-3,514	199	0,001	-3,973	1,131	-6,203	-1,743
RZE	нПРД			-3,513	198,499	0,001	-3,973	1,131	-6,204	-1,743
Mkg	ПРД	0,057	0,811	-2,048	199	0,042	-129,683	63,313	-254,533	-4,834
Mkg	нПРД			-2,049	198,980	0,042	-129,683	63,306	-254,520	-4,846
F%	ПРД	0,037	0,848	0,580	199	0,563	0,01881	0,03244	-0,04515	0,08277
F%	нПРД			0,580	198,936	0,563	0,01881	0,03244	-0,04515	0,08278
E%	ПРД	0,074	0,785	1,096	199	0,274	0,01579	0,01441	-0,01262	0,04421
E%	нПРД			1,096	197,837	0,274	0,01579	0,01440	-0,01261	0,04420

Выводы . Однофакторный дисперсионный анализ племенных индексов быков-производителей демонстрировал статистически значимые различия на уровне не хуже 0,0005 для RZG и RZE – общего племенного индекса и экстерьера животных. Наиболее значимые корреляции были получены между RZG и возрастом: +0,672 (при p<0,01); F% и E%: +0,765(при p<0,01); Mkg и F%: -0,674 (при p<0,01); Mkg и E%: -0,800 (при p<0,01). Достоверные различия между группами животных в зависимости от возраста были выявлены: между 1 и 3 годом – по RZG – 16,1 и RZE – 6,1 (при р=0,0005); между 2 и 3 годом – по RZG – 12,21 (при р=0,0005); RZM – 1,98 (при р=0,049); RZE – 3,51 (при р=0,001); Mkg – 2,05 (при р=0,042).

Таким образом, установлено, что возрастной фактор быков-производителей оказывает значительное влияние на формирование важнейших племенных индексов, среди которых выделяются RZG (общий индекс племенной ценности) и RZE (оценка экстерьера). Наибольшее статистическое расхождение наблюдалось именно по этим показателям, что подчеркивает особую значимость данных характеристик в селекционном отборе немецких голштинов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что приоритетное внимание в селекционных программах, связанных с этими животными, уделяется внешним морфологическим признакам, таким как экстерьер, играющим ключевую роль в определении племенной ценности производителя.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России для ФГБОУ ВО Орловский ГАУ по теме: «Разработка методики комплексной оценки генетической детерминации селекционных признаков при совершенствовании молочных пород крупного рогатого скота РФ» на 2023-2025 гг. (Рег. №1023050400009-2-4.2.1; 4.4.1, код научной темы, присвоенный учредителем, FEEF-2023-0015)