Селекция птицы исходных линий породы плимутрок (Gallus gallus L.) с использованием маркерных генов К и k

Проблема планирования и идентификации пола потомства в яичном и мясном птицеводстве стоит достаточно остро (1). Изучение генов, определяющих пол, позволяет успешнее реализовывать селекционные программы (2, 3). К наиболее распространенным методам определения пола у птицы относится сексирование по клоаке и фекальным стероидам, лапароскопия и кариотипирование. Однако эти процедуры ненадежны, при этом дороги, требуют длительного времени, некоторые из них болезненны и даже опасны для жизни птиц.

Известно, что гены, детерминирующие пол птицы, локализованы в половых хромосомах (4-6): у самок имеется по одной Z и W хромосоме, у самцов — две Z хромосомы (7, 8). В настоящее время разработаны ДНК-технологии для определения пола особи (9, 10). В селекции яичных и мяс-

^∗ Работа выполнена при финансовой поддержке ФАНО (Министерство науки и высшего образования) России в рамках подпрограммы «Создание отечественных конкурентоспособных мясных кроссов» Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства 2017-2025 годы. Дополнительное государственное задание ФГБУ СГЦ «Смена» ¹ 007-00507-18-02 от 23.10.2018 г.

ных кур успешно используются гены, маркирующие аутосексность у 1-суточных цыплят (11, 12). С помощью ДНК-маркеров также выявляют участки хромосом, контролирующие основные свойства и критические признаки, генетический полиморфизм (13-15). Изучение этих локусов и их функциональной активности (16) связывают с перспективами разработки методов, позволяющих эффективнее и в более ранние сроки вести целенаправленную селекцию по экономически значимым признакам (14, 15, 17-19).

Наличие маркеров аутосексности значительно облегчает разделение 1-суточных петушков и курочек. Возможна селекция по цвету оперения (колорсекс) и по росту кроющих и маховых перьев (федерсекс) ( 17, 20-22). Процесс оперения находится под тем же генетическим контролем, что и половая дифференциация. Медленный рост оперение определяет аллель К (доминантный), быстрое — k (рецессивный). Скрещивание быстрооперяю-щихся гетерозиготных петухов с медленнооперяющимися курами дает потомство медленнооперяющихся петушков и быстрооперяющихся курочек. При использовании аутосексности точность разделения 1-суточных финальных гибридов-бройлеров и цыплят материнской формы на петушков и курочек существенно повышается, а время сокращается вдвое. Кроме того, точность определения пола не снижается с ростом цыплят. Очевидно, что особый интерес представляет создание специализированных линии кур — носителей маркерных генов качественных признаков, сцепленных с полом.

В нашем сообщении представлены первые результаты по созданию аутосексной материнской родительской формы кур породы плимутрок на основе экспериментальных линий российской селекции с учетом гомо- и гетерозиготного состояния аллелей K и k , сцепленных с полом. Эта форма в дальнейшем будет использована для создания кросса мясных кур с ауто-сексной материнской родительской формой.

Цель исследований заключалась в оценке и отборе птицы отцовской и материнской линий кур по скорости роста перьев крыла и продуктивности для создания кросса мясных кур с аутосексной материнской родительской формой.

Методика. В опытах (производственные условия, Селекционно-генетический центр «Смена», Московская обл., 2014-2018 годы) использовали птицу породы плимутрок — экспериментальную отцовскую линию в материнской родительской форме (Х3) и экспериментальную материнскую линию в материнской родительской форме (Х4). Содержание птицы напольное. Условия кормления и содержания соответствовали принятым рекомендациям («Методическое руководство по кормлению сельскохозяйственной птицы». Сергиев Посад, 2015) и нормам технологического проектирования («Методические рекомендации по технологическому проектированию птицеводческих предприятий РД-АПК 1.10.0504-13». М., 2013).

Ежегодно в каждой линии формировали 10-15 селекционных гнезд (по 13 курочек и одному петуху), от гнезда оценивали не менее 364 потомков в каждом поколении (F₁-F₅). Селекционную группу линии Х3 комплектовали от гомозиготных по гену быстрой оперяемости kk производителей-улучшателей и нейтральных особей с учетом основных хозяйственно значимых показателей — живой массы, груди, ног, оплате корма, яйценоскости. В линии Х4 особей, гомозиготных по гену медленной оперяемости KK , обтирали по яйценоскости, выходу инкубационных яиц, их массе, выводимости, живой массе птицы, обмускуленности груди, ног, оплате корма.

Продуктивность в селекционных гнездах учитывали индивидуально. Живую массу, яйценоскость, массу яиц, половую зрелость, обмуску-ленность груди, ног определяли по общепринятым методикам (23). Для контроля происхождения потомства при инкубации использовали индивидуальные колпачки и стандартный набор крылометок.

Тип оперения устанавливали визуально у 1-суточных цыплят, разделенных по полу японским методом (по наличию и форме полового бугорка), при медленном формировании перьевого покрова крыла кроющие перья длиннее маховых или равны им, при быстром — кроющие перья короче маховых и хорошо развиты.

Молекулярно-генетическое типирование гомо- и гетерозигот по аллелям K и k выполнено в ЗАО «Синтол» (г. Москва) с использованием количественной ПЦР (ПЦР-РВ), соответствующих праймеров и режимов амплификации (24). Для выделения ДНК отбирали образцы пульпы пера (24). Мультиплексную ПЦР-РВ проводили на приборе АНК-32М («Институт аналитического приборостроения РАН», Россия) с секвенированием продуктов амплификации на генетическом анализаторе Нанофор 05 («Институт аналитического приборостроения РАН», Россия) в соответствии с протоколами изготовителя (24).

Для статистической обработки полученных данных использовали пакет программ Statistica 10.0 («StatSoft, Inc.», США) и Microsoft Excel. Результаты представлены в виде средних ( М ) и стандартных ошибок средних (±SEM). Достоверность различий сравниваемых показателей определяли по t -критерию Стьюдента. Статистически значимыми считали значения при р ≤ 0,05. Значения m_r (ошибка среднего коэффициента корреляции анализируемых признаков по линии) и t_r (значимость коэффициента корреляции) рассчитывали по следующим формулам:

1-r2

r   r ^n m_r   1-r² ,

m_r = —;=-, t

* ^n '

где n — число особей в выборке; статистически значимыми считали значения при р ≤ 0,05.

Результаты. Генотип, определяющий медленное формирование перьевого покрова, поддерживали жестким отбором по фенотипу и выбраковкой быстро оперяющихся 1-суточных цыплят. Гомозиготность петухов в линии Х4 по признаку медленной оперяемости проверяли, оценивая его проявление у петухов, отобранных в гнезда, по потомству до воспроизводства исходных линий. Из селекции исключали как гетерозиготных петухов, так и их потомков. Аналогичным образом поддерживали генотип по быстрой оперяемости; гомозиготность петухов в линии Х3 контролировали с помощью оценки отобранных в гнезда петухов по качеству потомства до воспроизводства исходных линий, не используя в дальнейшем гетерозиготных петухов и их потомков.

1. Изменение доли поголовья (%) 1-суточныx цыплят в экспериментальных линиях материнской родительской формы породы плимутрок в процессе отбора в потомстве F₁-F₅ (Селекционно-генетический центр «Смена», Московская обл., 2014-2018)

Поколение	Оперяемость в возрасте 1 сут	Линия Х3		Линия Х4
		петушки	курочки	петушки	курочки
F 1	Медленная	88,9	99,1	92,4	81,9
	Быстрая	11,1	0,9	7,6	18,1
F 2	Медленная	77,2	82,7	99,3	84,9
	Быстрая	22,8	17,3	0,7	15,1
F 3	Медленная	66,6	59,2	100	99,5
	Быстрая	33,4	40,8	0	0,5
F 4	Медленная	31,3	26,9	100	99,9
	Быстрая	68,7	73,1	0	0,1
F 5	Медленная	0	0	100	100
	Быстрая	100	100	0	0

П р и м еч а ни е. Х3 — отцовская линия в материнской родительской форме, Х4 — материнская линия в материнской родительской форме.

Для консолидации поголовья линий Х3 и Х4 по признаку оперяе-мости в течение ряда лет петухов в гнездах оценивали по скорости формирования перьевого покрова у потомков в 1-суточном возрасте (в линии Х3 — от 2319 гол. в F₁ до 10880 гол. в F₅; в линии Х4 — соответственно от 2466 до 14916 гол.) (табл. 1). Эти результаты согласуются с другими известными данными (21, 25-27). Внутри линий Х3 и Х4 единообразие по скорости формирования перьевого покрова крыльев было достигнуто в разные сроки, но в результате в 2018 году у всей птицы в Х3 оперямость была быстрой, в Х4 — медленной (см. табл. 1). При их скрещивании получили птицу аутосексной (по K и k ) материнской родительской формы с точностью сексирования 99,6 %.

Оценка продуктивных качеств птицы в экспериментальных линиях показала (табл. 2), что живая масса 5-недельного молодняка отцовской линии материнской родительской формы Х3 выше, чем материнской линии материнской родительской формы Х4: у петушков — на 6,21 и 4,79 %, у курочек — на 7,09 и 8,28 % (р ≤ 0,001) соответственно в поколениях F₁ и F₅. В поколении F₅ у 5-недельного молодняка живая масса была выше, чем в поколении F₁: в линии Х3 — на 13,6 и 15,4 % (р ≤ 0,001) (соответственно петушки и курочки), в линии Х4 — на 15,2 и 14,2 % (р ≤ 0,001). В процессе селекции обмускуленность груди в поколении F₅ улучшилась у птицы линии Х3 по петушкам — на 7,3 %, линии Х4 — на 5,0 %, по курочкам — соответственно на 6,2 и 5,0 % (р ≤ 0,001). По обмускуленности ног отмечали ту же закономерность: увеличение показателя по петушкам — на 7,5 и 5,3 %, по курочкам — на 10,5 и 2,5 % (р ≤ 0,001) соответственно в линиях Х3 и Х4. С учетом живой массы, обмускуленности груди и ног в Х3 и Х4 было пробонитировано в F₁ соответственно 2210 и 2370 гол., в F 5 — 10700 и 14810 гол. (см. табл. 2).

2. Улучшение продуктивных качеств птицы в экспериментальных линиях материнской родительской формы породы плимутрок в процессе отбора в потомстве F₁-F₅ (Селекционно-генетический центр «Смена», Московская обл., 2014-2018 годы)

Признак	Пол	Линия Х3		Линия Х4
		F 1	F 5	F 1	F 5
Живая масса цыплят в 5 нед, кг	Петушки	1,54±0,004	1,75±0,004	1,45±0,005	1,67±0,005
	Курочки	1,36±0,003	1,57±0,004	1,27±0,003	1,45±0,004
Обмускуленность груди, балл	Петушки	4,10	4,40	4,00	4,2
	Курочки	4,05	4,30	4,00	4,2
Обмускуленность ног, балл	Петушки	2,00	2,15	1,90	2,00
	Курочки	1,90	2,10	2,00	2,05
Сохранность молодняка, %		96,8	97,0	97,0	97,1
Яйценоскость на начальную несушку,	шт.:
за 30 нед		17,10±0,038	19,70±0,375	19,80±0,377	22,00±0,321
за 52 нед		121,00±1,750	125,10±1,235	126,40±1,730	131,10±1,234
Масса яйца 30-недельнвх кур, г		56,90±0,171	57,20±0,176	56,50±1,174	56,90±0,177
Половая зрелость, сут		183,40±0,415	184,00±0,396	183,10±0,418	183,70±0,397
Выход инкубационных яиц, %		91,5	92,1	91,8	92,8
Оплодотворенность яиц, %		89,8	91,7	91,6	93,0
Вывод цыплят, %		74,5	75,0	76,3	78,5
Выход цыплят на 1 несушку, гол.		82,5	86,4	88,5	95,5
Сохранность кур, %		96,8	97,0	97,0	97,1
П р и м е ч а н и е. Х3 — отцовская линия в материнской родительской форме, Х4 — материнская линия в материнской родительской форме.

За 5 лет селекции в линиях Х3 и Х4 были улучшены воспроизводительные качества: яйценоскость за 52 нед жизни повысилась на 4,1 (3,39 %) и 4,7 яйца (3,7 %) (р ≤ 0,001); выход инкубационных яиц — на 0,6 и 1,0 %, вывод цыплят — на 0,5 и 2,2 %, что повысило выход цыплят от одной несушки на соответственно 3,9 и 7,0 % (результаты оценки в выборках по n = 1040). Ежегодный селекционный эффект по линиям Х3 и

Х4 составил по живой массе в 35 сут — 2,7 % (или 42 г) и 3,0 % (или 44 г) для петушков, 3,1 % (или 42 г) и 2,8 % (или 36 г) для курочек; по обму-скуленности груди — соответственно 1,46 и 1,0 % (петушки), 1,23 и 1,00 % (курочки); по яйценоскости — 0,68 и 0,74 % (линии Х3 и Х4). Таким образом, по большинству хозяйственно полезных признаков при интенсивной селекции показатели потомства из поколения в поколение повышались. Особи указанных линий, оставаясь носителями соответствующих маркерных генов медленной (линия Х4) и быстрой (линии Х3) оперяемо-сти отличались от исходного генетического материала по продуктивным качествам и могут быть использованы для получения кроссов с улучшенными продуктивными качествами. При скрещивании этих линий получили материнскую родительскую форму, аутосексную по генам медленной ( К ) и быстрой ( k ) оперяемости (точность сексирования составила 99,6%).

Коэффициенты корреляции между живой массой 35-суточного молодняка и обмускуленностью груди были высокими, положительными, достоверными и мало различались как по петушкам и курочкам, так и по линиям или по поколениям (табл. 3). Положительная и достоверная корреляция сохранялась между живой массой и обмускуленностью ног, но ее величина была несколько ниже. Высокую положительную и достоверную связь отмечали между живой массой молодняка в 35 сут и шириной груди, длиной бедра. Эти результаты соответствуют закономерностям, описанным для связи живой массы с другими показателями в раннем возрасте (28).

3. Корреляции между живой массой и другими показателями мясной продуктивности у 35-суточного молодняка в экспериментальных линиях материнской родительской формы породы плимутрок в процессе отбора в потомстве F₁-F₅ (Селекционно-генетический центр «Смена», Московская обл., 20142018 годы)

Линия Пол F1 F5 r±mr tr r±mr tr Х3 Петушки Обмускуленн 0,689±0,007 ость гру 98,37 ди 0,692±0,012 57,67 Курочки 0,611±0,008 76,43 0,616±0,011 56,07 Х4 Петушки 0,669±0,007 100,53 0,685±0,010 68,50 Курочки 0,701±0,007 126,64 0,707±0,009 78,59 Х3 Петушки Обмускулен 0,329±0,012 ность ног 27,65           0,337±0,010 33,70 Курочки 0,344±0,011 30,60 0,349±0,010 34,96 Х4 Петушки 0,509±0,009 56,99 0,495±0,013 38,08 Курочки 0,471±0,009 52,37 0,483±0,007 69,03 Х3 Петушки Ширина 0,678±0,014 груди 48,43 0,682±0,012 56,83 Курочки 0,692±0,010 69,27 0,699±0,013 53,78 Х4 Петушки 0,665±0,016 41,56 0,672±0,015 44,80 Курочки 0,659±0,012 54,91 0,656±0,011 59,77 Х3 Петушки Длиной 0,452±0,022 бедра 20,55 0,480±0,024 20,00 Курочки 0,427±0,029 17,77 0,433±0,025 17,32 Х4 Петушки 0,464±0,021 22,09 0,461±0,020 23,05 Курочки 0,478±0,029 16,50 0,485±0,027 17,97 Примеч а ни е. Х3 — отцовская линия в материнской родительской форме, Х4 — материнская линия в материнской родительской форме.

Таким образом, в результате селекции птицы в отцовской (Х3) и материнской (Х4) линиях материнской родительской формы показатели потомства по большинству хозяйственно полезных признаков повышались из поколения в поколение, при этом отбирались только особи, сохраняющие маркерные аллели медленной (аллель K , линия Х4) и быстрой (аллель k , линия Х3) оперяемости. При их скрещивании получена аутосексная (по аллелям K и k ) материнская родительская форма с точностью сексирования 99,6 %.