Генетические и фенотипические корреляции для некоторых характеристик чистокровных молочных коров симментальской породы

Введение. Корреляция является показателем силы взаимосвязи между двумя переменными. Высокое значение корреляции подразумевает сильную взаимосвязь между переменными и наоборот [1].

The article presents the results of research on the assessment of genetic and phenotypic correlations of reproductive and dairy qualities of pure-bred dairy cows of the Simmental breed in JSC "Komsomolets" breeding plant of the Tambov region. Data were collected over the last 13 years (2006-2019) for 1,663 calves and 1,420 lactation. The values of genetic and phenotypic correlation for reproductive and dairy traits were evaluated using the SAS System Software two-dimensional analysis. Direct genetic and phenotypic correlations for reproductive and dairy traits were evaluated on the basis of a two-dimensional animal model taking into account two traits simultaneously. Genetic correlations between reproductive traits ranged from -0.11±0.01 to 0.98±0.10, while the values of phenotypic correlation ranged from 0.04±0.03 to 0.97±0.01. For signs of dairy productivity, genetic correlations ranged from 0.91±0.20 to 0.96±0.06, while the values of phenotypic correlation ranged from -0.04±0.03 to 0.80±0.02. Direct genetic correlations between reproductive and dairy traits ranged from -0.87 to 0.98, while phenotypic correlation values ranged from -0.01±0.03 to 0.44±0.03. Positive direct genetic correlations between traits showed that choosing one trait can improve another trait. The correlation between reproductive and dairy qualities should be taken into account when selecting and developing a program for genetic improvement of dairy cattle. Selection by age at the first insemination and the dry-hardy period will be important for increasing the productivity of pure-bred cows of the Simmental breed.

Корреляция важна для прогнозирования отбора по одному признаку. Генетическая корреляция выражает степень, в которой на два признака влияют одни и те же гены или гены, расположенные в одной и той же хромосоме. Оценка с использованием генетической корреляции между любой парой признаков предполагают, что отбор по одному признаку может привести к косвенному генетическому ответу по другому признаку [2].

Потенциал генетического улучшения признака во многом зависит от генетической изменчивости, существующей в популяции [3]. Наиболее распространенными используемыми генетическими параметрами являются наследуемость, повторяемость, генетическая и фенотипическая корреляция [4].

Кроме того, разработка эффективных программ генетического улучшения требует углубленных знаний о генетической изменчивости репродуктивных и производственных признаков и их точной оценки [5]. Однако имеется ограниченная информация о генетических и фенотипических корреляциях между репродуктивными и молочными качествами чистокровных коров симментальской породы.

Поэтому целью данного исследования было оценить генетическую и фенотипическую корреляцию между репродуктивными и молочными качествами у чистокровных коров симментальской породы в условиях Центрально-Черноземной зоны.

Условия, материалы и методы исследований

Материалами исследований послужила информационная баз данных племенного молочного скота симментальской породы АО племзавод «Комсомолец» Тамбовской области. Материалом исследований послужила информация о показателях основных селекционных признаков молочной продуктивности коров за 2006-2019 годы: удой за 305 дней лактации, содержание жира и белка в молоке, выход молочного жира и белка, генетические параметры репродуктивной функции и данные.

Доение производилось два раза в день с равными интервалами (утром и днем), и молоко, произведенное каждой коровой, измерялось и регистрировалось в подготовленном формате сразу после доения.

Признаки были разделены на репродуктивные и молочные. К репродуктивным относили возраст при первом осеменении, возраст при первом отеле, сухостойный период, лактационный период и количество отелов. К молочным признакам относили удой за лактацию, суточный удой и продолжительность лактации.

Генетические и фенотипические корреляции были оценены с помощью программного обеспечения SAS System Software, установленного на модели животных с использованием двумерного анализа [6]. Фиксированные факторы (группа животных, год, сезон и паритет), которые оказывают существенное влияние, были включены в модель для оценки генетических и фенотипических кор- реляций. Представления моделей животных, используемых для оценки генетической и фенотипической корреляции репродуктивных и молочных признаков, следующие:

Y = Xb + Z1 a + e, где

Y - вектор записей/наблюдений для интересующих признаков, b - вектор фиксированных эффектов (фиксированных эффектов, которые оказали значительное влияние), a - вектор случайных индивидуальных прямых аддитивных генетических эффектов,

X - матрица, связывающая записи с фиксированными эффектами,

Z1 - матрица инцидентности для прямого аддитивного генетического эффекта, e - вектор случайного остаточного эффекта.

Генетические и фенотипические корреляции были рассчитаны с использованием следующих формул:

r g = ^ aij I P^ j

2   2 , где p       pij        pi pj

• r - генетическая корреляция;

• r - фенотипическая корреляция;

C_ai j - аддитивная генетическая ковариация между i и j признаками;

Ppij - фенотипическая ковариация между i и j признаками;

• P ² - аддитивная генетическая варианса i признака;

G_aj - аддитивная генетическая варианса j признака;

P_pi - фенотипическая варианса i признака;

O_pj - фенотипическая варианса j признака.

Результаты исследований и их обсуждение

Прямые генетические и фенотипические корреляции для репродуктивных и молочных признаков были оценены на основе двумерной модели животных с учетом двух признаков одновременно. Оценки прямых генетических и фенотипических корреляций между пятью репродуктивными признаками (возраст при первом осеменении, возраст при первом отеле, сухостойный период, лактационный период и количество отелов) и тремя признаками производства молока (удой за лактацию, суточный удой и продолжительность лактации) показаны в таблице 1.

Таблица 1 - Оценки генетических и фенотипических корреляций между репродуктивными и молочными характеристиками коров симментальской породы

	Генетическая корреляция
СТ « ст о Д S ст ст к о о ст СТ и СТ н о о е	Показатели	о CQ О. S 1) § с ^ о m	S ° ст н н о ст а о m	ст	м « ст ест ст у ё с ст	ст ст н о о ст н ст ст S	2 СТ ст ст >s ^	)S ст 5-	ь9 Н ст СТ К
	Возраст при первом осеменении	-	0.87 ±0.09	-0.11 ±0.01	0.78 ±0.12	0.87 ±0.08	0.98 ±0.10	0.47 ±0.09	0.97 ±0.12
	Возраст при первом отеле	0.97 ±0.01	-	0.28 ±0.59	0.36 ±0.49	0.76 ±0.12	0.26 ±0.43	0.23 ±0.55	0.57 ±0.54
	Сухостойный период	0.12 ±0.06	0.04 ±0.05	-	0.98 ±0.10	0.96 ±0.67	0.11 ±0.30	-0.15 ±0.34	0.30 ±0.41
	Лактационный период	0.11 ±0.06	0.06 ±0.05	0.87 ±0.01	-	0.94 ±0.79	0.21 ±0.24	-0.05 ±0.28	0.27 ±0.35
	Количество отелов	0.22 ±0.05	0.27 ±0.04	0.46 ±0.03	0.46 ±0.03	-	-0.49 ±0.12	0.48 ±0.12	-0.87 ±0.12
	Удой за лактацию	0.06 ±0.05	0.14 ±0.03	0.43 ±0.03	0.44 ±0.03	0.38 ±0.03-	-	0.96 ±0.07	0.96 ±0.06
	Суточный удой	-0.01 ±0.03	0.06 ±0.04	0.13 ±0.03	0.14 ±0.03	0.22 ±0.05	0.48 ±0.02	-	0.91 ±0.20
	Продолжительность лактации	0.04 ±0.03	0.07 ±0.04	0.41 ±0.03	0.43 ±0.03	0.34 ±0.03	0.80 ±0.02	-0.04 ±0.03	-

Из таблицы 1 видно, что прямые генетические корреляции между признаками были выше, чем фенотипические, за исключением некоторых репродуктивных признаков, которые имели отрицательные значения как в генетических, так и в фенотипических корреляциях. Прямые генетические корреляции оценивают только то, как на оба признака повлиял общий набор генов животного, в то время как фенотипическая корреляция оценивает влияние как общих генетических, так и экологических эффектов двух признаков [7, 8]. За исключением возраст при первом осеменении – суточный удой и суточный удой-продолжительность лактации, фенотипические корреляции между репродуктивными и молочными признаками в этом исследовании были положительными.

Отрицательная прямая генетическая корреляция (-0.11±0.01) наблюдалась среди признаков сухостойный период-возраст при первом осеменении. Отрицательная прямая генетическая корреляция этих признаков показала, что большинство генов, влияющих на эти признаки, различны или значения этих признаков являются результатом различных действий генов. Сильные и положительные прямые генетические корреляции были между следующими репродуктивными признаками: сухостойный период-лактационный период 0.98±0.10, сухостойный период-количество отелов 0.96±0.67, лактационный период-количество отелов 0.94±0.79, возраст при первом осеменении-возраст при первом отеле 0.87±0.09, возраст при первом осемене-нии-количество отелов 0.87±0.08, возраст при пер- вом осеменении-лактационный период 0.78±0.12 и возраст при первом осеменении-количество отелов 0.76±0.12. Аналогичным образом, в этом исследовании были отмечены умеренные прямые генетические корреляции для возраст при первом отелелактационный период (0.36±0.49) и возраст при первом отеле-сухостойный период (0.28±0.59).

Генетические корреляции между репродуктивными и молочными признаками были тесно связаны друг с другом. Очень сильные генетические корреляции наблюдались для признаков: возраст при первом осеменении-удой за лактацию (0.98±0.10) и возраст при первом осеменении-продолжительность лактации (0.97±0.12). Однако прямые генетические корреляции для признаков сухостойный период-суточный удой (-0.15±0.34), лактационный период-суточный удой (-0.05±0.28), количество отелов-удой за лактацию (-0.49±0.12) и количество отелов-продолжительность лактации (0.87±0.12) оказались отрицательными.

В целом, положительные прямые генетические корреляции между признаками показали, что выбор одного признака может быть важен для улучшения других признаков. Кроме того, эти высокие значения генетической корреляции обусловлены феноменом одного гена, влияющего на более чем один признак, и возникновением двух или более локусов, влияющих на один и тот же признак в одной и той же хромосоме [9, 10]. Однако признаки, которые показали отрицательные прямые генетические корреляции указывают на то, что по мере увеличения одного признака другой признак имеет тенденцию к уменьшению, что может быть благоприятным или неблагоприятным в зависимости от рассматриваемой комбинации признаков.

Фенотипические корреляции между репродуктивными признаками были положительными и варьировались от низких (0.04±0.05) до высоких (0.97±0.01). Более низкие фенотипические корреляции были отмечены для признаков: возраст при первом отеле-сухостойный период (0.04±0.05), возраст при первом отеле-лактационный период (0,06±0,05), возраст при первом осеменении-сухостойный период (0,12±0,06) и возраст при первом осеменении-лактационный период (0,11±0,06). Умеренные фенотипические корреляции количество отелов-возраст при первом осеменении (0.22±0.05), количество отелов-возраст при первом осеменении (0.27±0.04), количество оте-лов-сухостойный период (0.46±0.03) и количество отелов-лактационный период (0,46±0,03). Аналогичным образом, в этом исследовании наблюдались высокие фенотипические корреляции для возраст при первом осеменении-возраст при первом отеле (0.97±0.01) и сухостойный период-лактационный период (0,87±0,01).

Фенотипические корреляции между признаками молочной продуктивности были отрицательными для признаков сухостойный период-продолжительность лактации (-0,04±0,03), умеренными для сухостойный период-удой за лактацию (0,48±0,02) и высокими для удой за лактацию-продолжительность лактации (0,80±0,02).

Фенотипические корреляции между репродуктивными и молочными признаками оказались низкими, за исключением возраст при первом осе-менении-сухостойный период (-0,01±0,03). Фенотипические корреляции удой за лактацию-сухостойный период (0.43±0.03), продолжительность лактации-лактационный период (0.43±0.03), а также корреляция продолжительность лактации-сухостойный период (0.41±0.03), лактационный период-удой за лактацию (0.44±0.03) оказались умеренными. Фенотипические корреляции между репродуктивными и молочными признаками были ниже, чем оценки прямой генетической корреляции. Как экологические, так и генетические эффекты могут влиять на фенотипические корреляции репродуктивных и молочных признаков.

Сильные и положительные оценки прямой генетической корреляции наблюдались для признаков возраст при первом осеменении – продолжительность лактации, возраст при первом отеле – возраст при первом осеменении, лактационный период – сухостойный период, возраст при первом осеменении – лактационный период, сухостойный период - количество отелов, возраст при первом осеменении – удой за лактацию и возраст при первом осеменении – продолжительность лактации. Показатели возраст при первом отеле и возраст при первом осеменении были тесно связаны с другими репродуктивными особенностями.

Выводы. Отбор по возрасту при первом осеменении и по сухостойному периоду имеют важное значение для повышения продуктивности чистокровных коров симментальской породы. Положительные прямые генетические корреляции между репродуктивными и молочными признаками показали, что выбор одного признака может быть важен для улучшения других признаков. Таким образом, корреляции между репродуктивными и молочными качествами следует учитывать при отборе и разработке программы генетического улучшения молочного скота. Репродуктивные признаки следует рассматривать в качестве предварительных критериев отбора телок, и отбор следует проводить с осторожностью.