Геномные технологии в племенном свиноводстве

Любая специализирующаяся на племенном свиноводстве компания стремится к совершенствованию животных путем улучшения показателей в каждом новом поколении, тем самым ужесточая отбор и требования к генетике. При существующем темпе развития производства и численности поголовья эта задача невыполнима без внедрения современных методов ведения селекции.

1. Необходимость подавляющего использования импортных хряков-производителей для поддержания генетического потенциала продуктивности маточного стада
2. Необходимость использования зарубежных систем сопровождения селекционно-племенной работы без доступа к базам данных и без раскрытия сути используемых алгоритмов (BLUP-AM)

Год	Метод
1938	Сравнение продуктивности внутри стад
1954	Сравнение продуктивности между стадами
1954	Электрическое определение толщины шпика
1959	Оценка мясных и откормочных качеств хряков по качеству потомства (не менее 15 потомков из не менее 5 гнезд)
1965	Прижизненная УЗИ диагностика качества туш
1981	Селекционные индексы
1986	PAGE1: BLUP-EPD (EBV) внутри стад
1991	STAGES*: BLUP-EPD (EBV) между стадами
1998	STAGES*: межстадные BLUP-индексы** (SPI, MSI, TSI), экономически взвешенные, обновляются ежедневно
2000	Маркер-ориентированная селекция
2013	Геномная селекция

• *STAGES — Swine Testing And Genetic Evaluation System
• **BLUP-индексы: SPI – индекс свиноматки, MSI – матернальный индекс, TSI – терминальный индекс

• DANBRED (Дания) danbred.com
• HYPOR (Нидерланды) hypor.com
• TOPIGS/NORSVIN (Нидерланды / Норвегия) topigsnorsvin.com
• PIC / GENUS (Великобритания) na.pic.com
• HERMITAGE (Ирландия) pichermitage.com
• GENESUS Inc. (Канада) genesus.com
• CCSI (Канада) www.ccsi.ca
• ООО СГЦ Воронежской обл. (РОССИЯ) v-hava.ru

• Ведение племенного учета на современном уровне
• Использование хряков собственного воспроизводства
• Внедрение BLUP-оценки племенной ценности

 

Первоначально ООО СГЦ использовал для племенного учета программу FIAS (Федеральная информационно-аналитическая система управления селекционно-племенной работой), которая предусматривает линейное разведение. Так как её возможностей оказалось недостаточно для четкой оценки генетического потенциала животных, в дальнейшем была приобретена программа Herdsman-2000, работающая по методу построения математических моделей и рассчитывающая индексы племенной ценности каждого животного. Одновременно с внедрением новой программы, началось формирование базы ДНК поголовья в ФГБНУ ФНЦВИЖ им. Л.К.Эрнста.

Одним из главных преимуществ программы Herdsman-2000 является возможность самостоятельной работы с ней без поддержки зарубежных компаний. Для нашей компании было важно совместить линейное разведение по FIAS и индексную оценку животных с помощью BLUP, отбирая из веток животных с высоким генетическим потенциалом. Кроме того, для осуществления грамотного ведения племенного учета на каждой площадке установлена программа FARM, в которой отображены все технологические процессы индивидуально по каждому животному, а также все основные формы бухгалтерского учета.

Использование хряков собственного воспроизводства – одна из главных предпосылок для работы с геномной селекцией. Такой подход позволяет избежать зависимости от поставляющих племенных животных зарубежных компаний. При ежемесячном тестировании 600 голов ремонтных хрячков для отправки на ПИО отбираются 1-2% самых лучших, которые будут обеспечивать генетический рост и гарантируют увеличение показателей, а полученное от них потомство даст дополнительный материал для исследований.

В начале 1970-х годов профессором К.Р. Хендерсоном из Корнельского университета был разработан метод BLUP (Best Linear Unbiased Prediction — наилучший линейный несмещенный прогноз). Изначально речь шла только о теоретической модели, абсолютно неприемлемой для практического применения. Использование BLUP в селекционной практике началось после корректировки методов расчета и разработки моделей, позволяющих наилучшим образом осуществлять разделение изменчивости продуктивных признаков на генетическую и средовую составляющие.

Следует различать статистический метод BLUP и модель, которая используется для описания данных. Метод представляет собой способ расчета, учитывающий в оцениваемых значениях влияние причинных факторов. Модель описывает, какие причинные факторы оказывают влияние на продуктивность.

Для расчета племенной ценности животного на основе BLUP используются различные модели. Наиболее современной и эффективной формой BLUP-оценки племенной ценности является так называемая модель животного. В такой модели для каждого хряка, свиноматки или потомка решается уравнение. Так как каждое животное представлено своим собственным уравнением, то не происходит потери информации, а уровень спаривания перестает играть какую-либо роль.

По окончании периода выращивания ремонтного молодняка и при достижении животным массы 90-110 кг проводится бонитировка: оценивается прижизненная УЗИ-диагностика толщины шпика в трех точках и глубина мышечного глазка, определяется процент содержания внутримышечного жира (ECXAGO), со станций контрольного откорма считываются показатели среднесуточного прироста живой массы и конверсии корма. Полученная информация обрабатывается программой BLUP, и на основе этих сведений принимается решение, кого из тестируемых ремонтных хрячков следует отобрать на пункт искусственного осеменения. На данном этапе важнейшая роль отводится селекционеру.

В данный момент в ООО «СГЦ» активно используются станции контрольного откорма для ремонтного молодняка. Идет замена основных хряков на молодых ремонтных хрячков, имеющих лучшую конверсию. По мнению наших специалистов, отобранные по конверсии хряки принесут компании существенную экономию на производстве.

Использование ультразвукового сканера ECXAGO, позволяющего определять прижизненный выход мяса, внутренний жир, ПМГ и толщину шпика, даёт очевидные преимущества – возможность точно оценить мясные качества без контрольного забоя животных, имеющих племенную ценность.

Еще один инструмент, который ни в коем случае нельзя упускать из виду – это маркерная селекция. С 2007 года ООО «СГЦ» тесно сотрудничает с ФГБНУ ФНЦ ВИЖ им.Л.К.Эрнста в рамках проекта по созданию Банка данных генетического материала племенных животных. В настоящий момент накоплено большое количество данных, начата работа по геномной оценке животных. Важно не просто найти животное, имеющее высокую оценку, но и понимать, что оно передает свои признаки по наследству.

• Пополняемый банк ДНК — более 10000 голов чистопородных хряков и свиноматок, начиная с 2007 года

 

 

• ДНК-контроль достоверности происхождения и чистопородности
• Отсутствие наследственных заболеваний у племенного поголовья по результатам ДНК-диагностики
• Уровень продуктивности соответствует ведущим мировым племенным компаниям
• Высокий статус здоровья

Основные направления работы маркерной селекции:

• достоверность происхождения;
• отслеживание аллелей с благоприятным эффектом (высоконаследуемые откормочные и мясные качества породы Дюрок);
• отслеживание аллелей с неблагоприятным эффектом (маркер DMD породы Ландрас – неустойчивость к стрессам);
• геномный отбор.

Геномная селекция позволяет:

• оценивать животное-производителя с раннего возраста до появления его потомства;
• выявлять моногенные заболевания на ранней стадии;
• вести более точную племенную работу.

Дополнительный генетический прогресс от внедрения геномной селекции свиней достигает 50%.

Мы уверены, что все эти инструменты помогут сделать селекционную работу более глубокой и точной, а значит позволят повысить индексную оценку животных и улучшить их генетические признаки.

CRISPR — новый метод редактирования генов, позволяющий ученым вырезать нежелательные фрагменты ДНК с хирургической точностью.