Эффективность отбора первотелок с применением различных индексных оценок в стадах айрширской породы молочного скота

В настоящее время широкое распространение получила линейная оценка экстерьера молочных пород, которая в приемлемых условиях кормления и содержания животных дает возможность объективной селекции. Оптимальным методом отбора, учитывающим сразу несколько хозяйственно полезных признаков, является индексная селекция. В процессе работы на основе рассчитанных коэффициентов генетических и фенотипических корреляций, варианс и коварианс, коэффициентов наследуемости и с учетом экономической составляющей исследуемых признаков разработаны три варианта продуктивно-экстерьерных индексов: IAYR, IAYR_udder и IAYR_feet, включающих в себя удой за 305 дней, выход жира и белка, индексы

1 Работа проведена в рамках выполнения научных исследований Министерства науки и высшего образования РФ по теме № 121052600344-8. В исследованиях использованы материалы Селекционного центра по айрширской породе (ВНИИГРЖ).

вымени UDC (Udder Dairy Composite) и ног FLC (Feet & Legs Composite) с различными удельными весами каждого из них. Целью исследования явилось сравнение трех вариантов отбора коров айрширской породы с применением предложенных селекционных индексов. Использованы данные 2348 первотелок айрширской породы ведущих племенных хозяйств Ленинградской и Кировской областей, оцененных по экстерьеру в период с 2006 по 2020 год. При моделировании отбора по индексу IAYR селекционные дифференциалы Sd по удою за 305 дней лактации, выходу жира и белка у коров ленинградской популяции составили 745,4; 26,7 и 21,8 кг; кировской популяции – 880,8; 38,0, 31,5 кг соответственно, имея существенные преимущества по сравнению с результатами отбора по индексам IAYR_udder и IAYR_feet. Однако применение индексов IAYR_udder и IAYR_feet показало улучшение классификационной оценки вымени, ног и общей оценки, а также индексов UDC и FLC.

Айрширская порода, индексная селекция, экстерьер, UDC, FLC, линейная оценка, BLUP.

При совершенствовании племенных качеств и повышении генетического потенциала хозяйственно полезных признаков животных большое значение имеет выявление особей желательного типа, приспособленных к интенсивному производству молока в условиях современного молочного комплекса [1]. Крепкие пропорциональные животные с правильно поставленными конечностями, сильной прямой спиной, выраженными молочными формами, как правило, более здоровы, отличаются долголетием и удовлетворительными воспроизводительными качествами [2], поэтому экстерьер молочных пород следует рассматривать совместно с продуктивными признаками, обращая особое внимание на их взаимосвязи и влияние внешних факторов [3].

При совершенствовании пород скота и для результативности селекции во всех странах с развитым молочным животноводством в настоящее время применяются селекционные индексы [4, с. 11–12], учитывающие показатели молочной продуктивности, экстерьера, воспроизводительных качеств, долголетия, здоровья и другие интересующие селекционеров признаки. Для наиболее точной и досто- верной оценки данных показателей используется метод наилучшего линейного несмещенного прогноза BLUP (Best Linear Unbiased Prediction).

Теоретической основой методологии оценки по BLUP генетической ценности животных является количественная генетика, которая описывает закономерности наследования количественных признаков с использованием методов математической статистики. Метод BLUP позволяет наиболее объективно оценить генетический потенциал животных в популяции, учитывает различия в условиях их кормления и содержания [5; 6]. Наряду с этим метод позволяет нивелировать различные уровни влияния негенетических факторов и случайных неучтенных эффектов на результаты прогноза. Применение метода не требует специфического подбора сверстниц к дочерям проверяемых быков, что повышает точность оценки производителей.

Современная популяция айрширского скота отличается от других пород превосходством по жирности и белковости молока, поэтому разработка специфического индекса для породы в целом или отдельной популяции носит актуальный характер [7; 8].

Материалы и методы

Целью данных исследований явилось сравнение трех вариантов отбора первотелок с применением полифакторных селекционных индексов IAYR, IAYR_udder и IAYR_feet, включающих в себя показатели продуктивности и экстерьера животных.

В качестве информационной базы для анализа выбран комплекс данных, которые включают параметры по хозяйственно полезным признакам 2348 первотелок айр-ширской породы ведущих племенных хозяйств Ленинградской и Кировской областей, оцененных по экстерьеру в период с 2006 по 2020 год. Выборка для анализа создана на основе баз «СЕЛЭКС» с использованием компьютерной программы «СГС-ВНИИГРЖ» [9].

Оценка первотелок по экстерьеру в племенных стадах проводилась в соответствии с «Правилами оценки телосложения дочерей быков-производителей молочномясных пород», утвержденными Департаментом животноводства и племенного дела Минсельхозпрода РФ в 1996 году [10].

Биометрическая обработка осуществлена с применением программ для анализа данных Microsoft Office Excel и программы R-Studio. Для оценки племенных качеств дочерей быков на основе оптимизированного уравнения BLUP использованы процедуры ограниченного максимального правдоподобия (Restricted Maximum Likelihood) методом Multi-trait в компьютерной программе REMLF90. Оценка генетических параметров и племенной ценности животных производилась с помощью программного пакета REMLF90.

В результате группировки и кодировки данных по стаду, году и сезону отела сформирован комплексный паратипиче-ский фактор HYS (Herd, Year, Season), учитывающий влияние каждого фактора в отдельности и при различных сочетаниях.

Проведен расчет субиндексов для молочной продуктивности, выхода жира и белка, индексов вымени и ног, которые в дальнейшем, с учетом экономической ценности каждого признака и оценки весовых коэффициентов, послужили основой для построения итоговых уравнений продуктивно-экстерьерных селекционных индексов племенной ценности коров айрширской породы IAYR, IAYR_udder, IAYR_feet:

IAYR = 18.60*SIMY + 1.71*SIFY + 1.14*SIPY +

+ 0.96*SIUDC – 1.00*SIFLC,(1)

IAYR_udder = 3.20*SIMY + 0.74*SIFY + 0.51*SIPY +

+ 17.26*SIUDC + 3.89*SIFLC,(2)

IAYR_feet = 2.05*SIMY + 0.81*SIFY + 0.63*SIPY + + 2.31*SIUDC + 19.44*SIFLC,(3)

где:

IAYR, IAYR_udder, IAYR_feet – индексы племенной ценности;

SIn – субиндексы по показателям: MY – удоя, FY – выхода жира, PY – выхода белка, UDC – индексу вымени, FLC – индексу ног.

Расчет коэффициента наследуемости проводился по формуле:

h2 = Va / Vt,             (4)

где:

h2 – коэффициент наследуемости;

Va – аддитивная генетическая варианса;

Vt – общая варианса.

Селекционный дифференциал вычисляли по формуле:

Sd = ^̅Xb - ^̅Xp ,          (5)

где:

Sd – селекционный дифференциал;

Xb – среднее значение исследуемого признака отобранных особей;

Xp – среднее значение того же признака в исходной популяции.

Результаты

В среднем удой за 305 дней первой лактации животных исследуемой выборки (n = 2348 гол.) составил 7310 ± 23 кг с процентным содержанием жира и белка 4,18 ± 0,02 и 3,46 ± 0,01%, выходом жира и белка 305,2 ± 1,1 и 252,8 ± 0,9 кг соответственно, при возрасте первого отела 25,6 ± 0,1 мес. Средняя классификационная оценка вымени равнялась 79,4 ± 0,1 балла, оценка ног – 78,5 ± 0,1, общая оценка – 79,5 ± 0,1.

Животные ленинградской популяции (n = 775 гол.) несколько превышали по удою коров кировской популяции (n = 1573 гол.), но уступали им по качественным показателям молока. Так, средний удой первых был на уровне 7347 ± 49 кг против 7291 ± 41 кг, но процентное содержание жира и белка выше у первотелок второй популяции: 4,29 ± 0,01 и 3,54 ± 0,01% против 3,94 ± 0,01 и 3,30 ± 0,01%.

В племенных стадах Кировской и Ленинградской областей при разведении айр-ширского скота молочного направления продуктивности уделяется большое внимание организации линейной экстерьерной оценки. Первотелки кировской популяции оказались более высокорослыми и глубокими (6,30 и 6,28 против 5,77 и 5,11 балла), по показателю «ширина таза» они превышали ленинградских животных на 0,74 балла, положению дна вымени – на 2,49 балла, длине и прикреплению перед- них долей вымени – на 0,86 и 0,19 балла соответственно, показателю «угол копыта» – на 0,56 балла. У первотелок ленинградской популяции, по сравнению с кировской, более выражены молочные формы, в среднем этот показатель был выше на 0,49 балла. Вместе с тем они отличались крепостью, их оценка по данному показателю оказалась выше на 0,10 балла, по признаку «ширина таза» – на 0,17, по высоте прикрепления задних долей вымени – на 0,74 и борозде вымени – на 0,19 балла.

В процессе исследования проведен анализ взаимосвязей молочной продуктивности и комплексных показателей экстерьера, таких как индекс вымени и индекс ног (UDC и FLC), входящих в структуру продуктивно-экстерьерных индексов, а также расчет коэффициентов наследуемости (табл. 1).

Из данных таблицы 1 видно, что коэффициенты наследуемости (h2) находились в пределах биологических норм. Так, по удою коэффициент составил 0,43, по выходу жира – 0,21, белка – 0,25. Что касается экстерьерных индексов, их значения были невысокими: 0,18 по UDC и 0,13 по FLC. Па-ратипические корреляции удоя и индексов вымени и ног не имели достоверной связи: 0,00 и 0,02, но при этом положительная связь данных экстерьерных показателей наблюдалась между выходом

Таблица 1. Фенотипические, генетические корреляции и коэффициенты наследуемости хозяйственно полезных признаков первотелок айрширской породы кировской и ленинградской популяций (n = 2348)

Признак Удой за 305 дней Выход жира Выход белка UDC FLC Удой за 305 дней 0,43 0,72* 0,71* 0,45* -0,21* Выход жира 0,89* 0,21 0,59* 0,20* -0,08* Выход белка 0,91* 0,88* 0,25 0,17* -0,14* UDC 0,00 0,10* 0,08* 0,18 0,04 FLC 0,02 0,13* 0,11* 0,34* 0,13 Примечание: по диагонали коэффициенты наследуемости h2, ниже диагонали паратипические корреляции rp, выше диагонали генотипические корреляции rg. * Достоверно при p ≤ 0,001. Источник: собственные исследования авторов. жира и белка. Так, коэффициенты корреляции выхода жира с UDC и FLC составили 0,10 и 0,13 при p ≤ 0,001, а выхода белка с FLC 0,11 при p ≤ 0,001. При анализе данных по генотипическим коэффициентам корреляции установлены положительные и достоверные взаимосвязи индекса вымени UDC со всеми продуктивными показателями: удоем, выходом жира и белка – 0,45, 0,20 и 0,17 при p ≤ 0,001 соответственно. Генетические коэффициенты корреляции с индексом FLC, напротив, оказались отрицательными: -0,21, -0,08 и -0,14 при p ≤ 0,001 с удоем, выходом жира и белка соответственно.

Принимая во внимание рассчитанные коэффициенты корреляции, коэффициенты наследуемости, генетические и фенотипические вариансы, ковариансы и экономическую составляющую исследуемых признаков, мы разработали три варианта продуктивно-экстерьерных индексов, включающих в себя удой за 305 дней, выход жира и белка, индексы вымени UDC и ног FLC с различными удельными весами каждого из них.

Средние оценки индексов IAYR, IAYR_udder и IAYR feet в ленинградской популяции имели отрицательные значения и составили: -0,3 ± 0,6; -16,2 ± 0,4; -15,9 ± 0,5 соответственно. У животных кировской популяции все оценки оказались положительными: 0,1 ± 0,6; 7,9 ± 0,5; 7,8 ± 0,5 соответственно. При этом коэффициенты изменчивости разработанных индексов в ленинградской популяции были выше по сравнению с кировской популяцией.

При моделировании отбора по индексу I_AYR селекционные дифференциалы Sd по удою за 305 дней лактации, выходу жира и белка у коров ленинградской популяции составили 745,4; 26,7 и 21,8 кг; кировской популяции – 880,8; 38,0 и 31,5 кг соответственно, и имели существенные преимущества по сравнению с результатами отбора по индексам I_{AYR_udder} и I_{AYR_feet} (рис. 1, 2). При этом Sd по молочной продуктивности у животных ленинградской популяции

40,000

900,000

35,000

800,000

30,000

25,000

20,000

15,000

10,000

700,000

600,000

500,000

400,000

300,000

200,000

5,000

0,000	IAYR	IAYR_udder	IAYR_feet
-0-- Выход жира	26,675	15,684	12,919
--0-- Выход белка	21,857	12,939	10,976
--0-- Удой за 305 дн.	745,434	519,763	410,898

100,000

Рис. 1. Эффективность отбора с использованием разных индексных оценок на примере показателей молочной продуктивности первотелок ленинградской популяции (n = 775)

Источник: собственные исследования авторов.

40,000

35,000

30,000

25,000

20,000

15,000

10,000

5,000

0,000

Выход жира

Выход белка

Удой за 305 дн.

IAYR

38,049

31,504

880,812

900,000

800,000

700,000

600,000

500,000

400,000

300,000

200,000

IAYR_udder

IAYR_feet

100,000

5,044

4,411

138,418

8,663

7,846

211,520

Рис. 2. Эффективность отбора с использованием разных индексных оценок на примере показателей молочной продуктивности первотелок кировской популяции (n = 1573)

Источник: собственные исследования авторов.

с использованием индекса IAYR udder показал лучшие результаты по сравнению с отбором по индексу IAYR feet – селекционный дифференциал по удою был равен 519,8 против 410,9 кг. У первотелок кировской популяции, напротив, отбор с использованием индекса IAYR feet имел преимущества по сравнению с отбором по индексу IAYR_udder: селекционный дифференциал по удою за 305 дней составил 211,5 против 138,4 кг.

Достоверное преимущество экстерьерных признаков при использовании индексов IAYR_udder и IAYR_feet отражено на рис. 3, 4. Для наглядности вместе с индексами вымени UDC и ног FLC были проанализированы классификационные признаки оценки вымени, ног и общей оценки экстерьера. Установлено, что наибольшие селекционные дифференциалы в обеих исследуемых популяциях по всем экстерьерным показателям наблюдались при применении индекса IAYR feet. У животных ленинградской популяции отмечены наиболее существенные Sd по классификационной оценке ног – 3,6 балла, оценке вымени – 3,2 балла, общему виду – 2,8 балла, а также индексам UDC и FLC – 0,27 и 0,79. При этом отбор по индексу IAYR не показал существенного улучшения или ухудшения по экстерьерным признакам на ленинградской популяции, но отмечены достоверные, хоть и невысокие, Sd у первотелок кировской популяции по классификационной оценке ног – 0,76 балла, общему виду – 0,58 балла.

Как правило, более высокие коэффициенты вариации позволяют наиболее результативно проводить отбор, о чем свидетельствуют преимущества селекционных дифференциалов исследуемых признаков в ленинградской популяции. На их фоне более однородная выборка кировской популяции не показала ярко выраженных превосходств по признакам молочной продуктивности и экстерьеру,

0,200

	IAYR	IAYR_udder	IAYR_feet
-0-- Вымя	0,090	2,499	3,172
--0-- Ноги	-0,222	1,909	3,554
-0-- Общий вид	-0,072	2,584	2,817
UDC	-0,015	0,479	0,267
--0-- FLC	0,009	0,599	0,798

3,200

2,700

2,200

1,700

1,200

0,700

Рис. 3. Эффективность отбора с использованием разных индексных оценок на примере экстерьерных показателей первотелок ленинградской популяции (n = 775)

Источник: собственные исследования авторов.

3,200

2,700

2,200

PS

1,700

1,200

0,700

0,200

	IAYR	IAYR_udder	IAYR_feet
—о- Вымя	0,029	0,912	1,544
—о  Ноги	0,756	0,788	1,178
Общий вид	0,579	1,001	1,162
-О-- UDC	0,012	0,233	0,116
--О-- FLC	-0,105	0,229	0,338

Рис. 4. Эффективность отбора с использованием разных индексных оценок на примере экстерьерных показателей первотелок кировской популяции (n = 1573)

Источник: собственные исследования авторов.

но вместе с тем тенденция к улучшающему отбору с использованием индексов IAYR, IAYR_udder и IAYR_feet имела место.

Выбор селекционного индекса с различными весовыми коэффициентами хозяйственно полезных признаков напрямую зависит не только от экономической значимости данных показателей, но и от целей и задач селекции в каждом конкретном стаде и популяции, и может изменяться на разных этапах работы по разведению породы.

Необходимо принимать во внимание экстерьерную оценку для более объективного формирования селекционных групп животных, но при этом следует понимать, что при увеличении нагрузки на экстерьерные показатели в индексе не стоит ожидать большой прибавки по молочной продуктивности.