Лекция. Селекция животных. Селекционные программы в животноводстве По характеру использования разводимых пород лошадей можно объединить в группы: верховые и упряжные

2 Программа предназначена для ведения учета в племенных и товарных хозяйствах, контроля и управления селекционными процессами. Селекция в животноводстве. Свиноводство Программа обеспечивает возможность максимально точно вводить и регистрировать первичную информацию и предоставляет эффективный инструмент для планирования, моделирования и анализа племенной работы. Чем была вызвана необходимость разработки программы для Селекции.

3 При разработке программы пришлось учитывать следующее: 1.Методы селекции являются наукоемкими и сложными. 2.Необходимо максимально использовать Знания и опыт практикующих отечественных селекционеров. 3.Необходимо обеспечить качество и точность вводимой исходной информации поскольку она оказывает значительное влияние на конечные результаты. 4.Информация по состоянию племенного стада в России в большинстве случаев находиться в Голландии и недоступна для анализа. 5.Крупные холдинги, отправляющие за границу все данные, не обмениваются между собой и не предоставляют информацию внутри страны. Селекция в животноводстве. Свиноводство

4 Разработанная программа рассчитана на две основные категории пользователей: Свиноводов, ветеринаров и зоотехников, работающих на фермах и являющиеся поставщиками первичной информации. Зоотехников селекционеров и научных работников, обеспечивающие анализ поступающей информации, планирование и управление селекционными процессами. Селекция в животноводстве. Свиноводство

5 Программа 1С:Селекция в животноводстве. Свиноводство может эффективно применяться на: 1. Племзаводах 2. Племрепродукторах 3. Селекционо-генетических центрах 4. Станциях контрольного выращивания и откорма Программа может работать по различным технологическим схемам: Однофазная технология выращивания Двухфазная технология выращивания свиней (погнездно-групповой метод выращивания) Трехфазная технология выращивания

6 Для корректного ввода первичной информации сотрудниками, работающими на фермах, в программе предусмотрено: 1.защита от неправильных действий; 2.контроль последовательности жизненного цикла и длительности технологических операций; 3.автоматическое формирование документов в соответствии с технологическим циклом; 4.подсказки и справочная информация при работе с программой; Селекция в животноводстве. Свиноводство

9 Животные могут идентифицироваться одним из трех методов: татуировка, выщип, бирка. В случае необходимости мы можем расширить способ идентификации животных методами штрихового кодирования и радиочастотной идентификации (RFID). Такими способами мы добиваемся, что бы информация, поступающая в распоряжение для подбора пар и селекционной работы, была максимально объективной. Селекция в животноводстве. Свиноводство

10 Полученная информация может использоваться как традиционно в соответствии с бонитировочными оценками и формируемой бонитировочной ведомостью так и в соответствии с опытом и знаниями зоотехника селекционера. Бонитировочные ведомости из программы Селекция в животноводстве. Свиноводство

11 Селекция в животноводстве. Свиноводство Мы ввели понятие селекционный эксперимент. При селекционном эксперименте селекционер может сформировать несколько вариантов отбора животных и в дальнейшем анализировать результат скрещивания и процесс развития потомства. Программа может запоминать варианты экспериментов для дальнейшего их совершенствования и оптимизации. При подготовке экспериментов используются технологии и методы экспертных оценок. Таким образом, Мы считаем, что программа представляет эффективный инструмент для планирования, моделирования и анализа работы.

13 Программа состоит из следующих модулей: Модуль количественно-весового учета поголовья; Модуль учета репродуктивного цикла; Модуль оценки стада по критериям; Модуль племенного учета; Модуль ветеринарного учета; Модуль учета кормов. Селекция в животноводстве. Свиноводство

14 Модуль количественно-весового учета поголовья реализует количественный и весовой учет поголовья в разрезе групп животных и ферм. индивидуальный учет животных, учет изменения номеров, учет поступления, перемещения, выбытия животных, взвешивание животных и регистрация привеса, учет по секторам и ответственных за ними, формирование регламентированных отчетов: Движение поголовья (СП-51), Расчет определения прироста (СП-44), анализ данных об остатках животных в разрезе групп и ферм, причин выбраковки и падежа. Селекция в животноводстве. Свиноводство

16 Модуль учета репродуктивного цикла реализует учет и контроль событий производственного цикла (Осеменение-Опорос-Отъем) и позволяет: контролировать корректность вводимых данных по производственному циклу, вести родословную с качественными показателями и характеристиками родителей, прародителей по каждому элитному животному, независимо от количества предков животного; производить своевременную выбраковку свиноматок и хряков с низкими продуктивными способностями; анализировать возрастную структуру стада, что позволяет прогнозировать развитие стада; получать аналитическую информацию о состоянии стада, результатах работы сотрудников; анализировать продуктивность свиноматок, и выявлять зависших свиноматок; формировать отчеты: Анализ осеменений в разрезе периода, свиноматки, осеменатора и хряка, Зависшие свиноматки, Ожидаемые опоросы, Анализ опоросов. Селекция в животноводстве. Свиноводство

18 Заполнение табличной части отъема на основании данных по опросам в данном секторе с помощью подбора В программе предусмотрен быстрый подбор по номеру животного В случае если номер соответствует двум или нескольким свиноматкам, выдается форма выбора с краткими свойствами свиноматки Селекция в животноводстве. Свиноводство Данные родословной

19 Модуль племенного учета позволяет рассчитывать племенную ценность животных на основании значений показателей, получаемых при отборе, оценке и регистрации результатов производственного цикла и позволяет: автоматически производить расчет коэффициента инбридинга (межродственных скрещиваний) по Шапоружу и по Райту, а также определять количественную оценку инбридинга с использованием данного коэффициента; вести учет в разрезе групп F1, GP, GGP; учитывать отбор ремонтного молодняка; производить анализ связей по основным селекционным признаками; подбирать пары с учетом совокупности показателей; формировать данные по бонитировке животных; идентифицировать животных с помощью назначенных каждому животному двух номеров: основного и дополнительного, регистрировать смену номера в случае потери бирки; производить оценку продуктивности хряков и свиноматок на показателях роста и развития, количеству сосков, сумме баллов за экстерьер, толщине шпика, определяемой прижизненно по достижении живой массы 100кг, продуктивности по многоплодию, молочности и общей массе гнезда по сравнению со сверстницами. Селекция в животноводстве. Свиноводство

20 На основании документа «Отбор ремонтного молодняка» автоматически создается элементы справочников «Свиноматки» и «Хряки» с заполненными реквизитами согласно данных о гнезде. Селекция в животноводстве. Свиноводство Подбирать пары с учетом совокупности показателей

21 Модуль оценки стада по критериям позволяет: Модуль является основным для селекционного отбора, и позволяет рассчитывать племенную ценность животных при оценке воспроизводительных качеств. Особенностью селекционного отбора является возможность использования различных наборов показателей и строить отбор как общепринятыми методами, так и с учетом опыта и знаний зоотехников, селекционеров и специалистов по животноводству. В модуле применены математические модели экспертных систем. Модуль позволяет: формировать критерии оценки животных, вести учет линий, типов и кроссов (гибридов) животных. выводить оценку индивидуальной продуктивности животных, по линиям, семействам и прочим комбинациям животных. формировать рейтинг животных в целях повышения племенной ценности, продуктивности, улучшения структуры стада. Селекция в животноводстве. Свиноводство 23 23 Модуль учета кормов реализует учет движения кормов в хозяйстве и осуществляет: учет поступления кормов; учет перемещения кормов; учитывает распределение кормов по группам; формирование аналитической отчетности по расходу и поедаемости, затратам кормов; планирование потребности ферм в кормах на основании расчета поголовья. Селекция в животноводстве. Свиноводство

24 Модуль ветеринарного учета реализует учет ветеринарных мероприятий и движения ветеринарных препаратов в хозяйстве и осуществляет: Учет поступления ветеринарных препаратов; Учет перемещения ветеринарных препаратов; Учет проведения ветеринарных мероприятий; Формирование отчетности: Расход ветеринарных мероприятий, Ведомость ветеринарных мероприятий, Затраты на ветеринарные препараты Селекция в животноводстве. Свиноводство

25 ООО «Матрица» , г. Белгород ул. Королева 2а офис 605 Тел (4722) , Тел/ф (4722)

В настоящее время селекция некоторых пород (в скотоводстве - голштинская, мерно-пестрая, герефордская и др.; в свиноводстве - крупная белая, ландрас, дюрок) имеет глобальный характер благодаря системам связи и обмену информацией. Увеличиваются масштабы и расширяются области деятельности организаций, руководящих селекцией определенных порол. Селекция стала крупномасштабной.
Крупномасштабная селекция - система племенной работы, охватывающая все структурные единицы породы (группы родственных пород), базирующаяся на закономерностях популяционной генетики и современных компьютерных технологиях для генетико-математического анализа селекционной ситуации в породе, оценки племенной ценности животных, реализации оптимальных вариантов отбора и полбора с целью максимизации генетического прогресса по селекционным признакам в породе и повышению экономической эффективности производства племенной и животноводческой продукции.
Основные элементы крупномасштабной селекции: оценка отбор в породе отцов и матерей ремонтных племенных производителей, создание банка спермы, внедрение информационных систем в племенное животноводство.
О гигантских возможностях генетического улучшения животных можно судить па примере быка Элевейшн 1491007 голштинской породы. Его племенная ценность по 50965 дочерям составила +650 кг молока за лактацию. От него получено 2368 сыновей, племенная ценность которых по продуктивности дочерей составила +308 кг молока. Спермой быка Санин Бой голландской породы за 2 гола осеменено 450 тыс. коров и телок (Нидерланды).
Система селекции свиней в Дании также относится к крупномасштабной. поскольку она охватывает все поголовье свиней этой страны, В высокомеханизированном птицеводстве Великобритании. Германии, Нидерландов внедрена крупномасштабная селекция. В нашей стране наиболее успешно внедряется крупномасштабная селекция в скотоводстве, свиноводстве и птицеводстве. Неотъемлемой частью крупномасштабной селекции являются информационные системы: сбор, хранение, анализ и обобщение информации о физиологическом состоянии каждого животного, его продуктивности, племенной ценности и о прогнозе генетического влияния на популяцию.
В настоящее время в России получила широкое распространение программа «СЕЛЭКС» (селекция, экономика, система), которая переведена на персональные компьютеры и может быть использована каждым селекционером в любом хозяйстве.
Основой функционирования системы служит база данных обо всех животных стала, а также блок нормативно-справочной информации, необходимой для проведения дальнейших расчетов. Входными данными для формирования исходного массива информации являются карточки племенных коров (телок). В дальнейшем в базу вносят данные первичною учета (то есть регистрации подлежат все события - отелы, взвешивания, осеменения, результаты контрольных доек и т. д.) по каждому животному стада. При лом необходимое условие дня формирования и корректировки базы данных - уникальность инвентарною номера у каждого животного в хозяйстве.
В оперативном режиме функционирования «СЕЛЭКС» (ежемесячно, еженедельно) выдается информация, которая может быть сгруппирована по следующим блокам:
- планы - осеменений; запусков; ректальных исследований; наблюдений за осемененными коровами;
- списки коров - больных и яловых; запушенных за 70 и более дней до предполагаемого отела; необоснованно снизивших удой;
- сведения о раздое - распределение коров-первотелок по удою на втором месяце лактации; показатели продуктивности коров в период раздоя; анализ раздоя коров разных возрастных категорий и различной племенной ценности: продуктивность коров за первые 100 дней текущей лактации;
- анализ стада - по продуктивности; по воспроизводству;
- результаты использования быков в стаде - по продуктивности дочерей за текущую и законченным лактациям; по оплодотворяющей способности спермы быков;
- составление отчетов по валовому производству молока, молочного жира, молочного белка за отчетный месяц и с нарастающим итогом с начала года;
- формирование племенной документации (племенных свидетельств, карточек племенных коров и телок).
По результатам работы хозяйств программа «СЕЛЭКС» рассчитывает и выдаст следующую информацию:
- бонитировку каждою животного в стаде;
- бонитировку по хозяйству (форма 7-мол);
- анализ бонитировки (по голам);
- сведения для индивидуального подбора быков;
- информацию для оценки быков-производителей.
Кроме этого, в программе «СЕЛЭКС» предусмотрено формирование ряда таблиц планирования и прогнозирования развития молочного скотоводства в хозяйстве на краткосрочную перспективу:
- индивидуальные планы на предстоящий календарный год: по племенному использованию коров: прогнозированию молочной продуктивности коров;
- сводные планы на предстоящий календарный год: по отелам; по осеменению; прогнозу продуктивности.
На федеральном и региональном уровнях управления в связи со спецификой решаемых задач формируется база данных племенных животных, которая по своей структуре несколько отличается от базы «СЕЛЭКС». На этом уровне нет необходимости в оперативном управлении стадом; здесь решаются задачи составления и корректировки селекционных программ с породами, оценки племенных качеств животных, формирования основных селекционных групп, анализа эффективности деятельности племенных организаций, расчета селекционно-генетических параметров я породах и т. д. В результате на уровне федерации, региона и породы нет необходимости вносить первичные данные по животным. В качестве исходной информации используют основную базу данных «СЕЛЭКС» и картотеку племенных животных (для хозяйств, у которых информационная система отсутствует).
Схема организации информационной системы федерального, регионального и породного уровней представлена на рисунке 15.7.

Решение задач в базе данных высшего уровни управления предназначено для всех структур, включенных в селекционный процесс с конкретной породой, с целью оценки эффективности и перспективного планирования мероприятий, направленных на повышение уровня племенной работы и производства продукции животноводства.
Информационная система в молочном скотоводстве России состоит из основных блоков: базы данных племенных быков ремпредприятий; информационной базы маточного поголовья активной части популяции (племенные заводы, репродукторы).
В Российской Федерации информационно-вычислительная система в племенном животноводстве строится по принципу: хозяйство - регион (область, край, республика) - порола - федерация. Координация работ возложена на Головной информационно-селекционный центр и животноводстве России.
В настоящее время работы по созданию информационно-вычислительной системы проводят с тремя видами животных: крупный рогатый молочного направления продуктивности скот, свиньи, овцы. Племенным признается только животное, которое зарегистрировано в национальной базе данных племенных ресурсов.
За последние годы в связи с развитием компьютерных технологий стало возможным широкое использование их в информационном обеспечении коневодства. Наиболее распространены такие информационные системы, как АН (Arabian Horse) в Великобритании и Vsekon в Чехии. Система АН включает все сведения о лошадях арабской чистокровной верховой породы.
В России во ВНИИ коневодства создана многофункциональная информационная система «Кони», совместимая с мировыми операционными системами по коневодству. Она позволяет проводить глубокие генетические исследования на больших массивах животных, имеет пакет прикладных программ: помощник коневода, отбор, подбор и др. Движение информации осуществляется в двух направлениях: от центра к периферии и наоборот.
Одна из актуальных задач по совершенствованию селекционно-племенной работы в нашей стране - разработка и внедрение национальной информационной системы веления племенного молочного скотоводства на базе компьютерных технологий. Согласно международным требованиям ни одно животное не может считаться племенным, если информация о нем отсутствует в официальной информационной системе.
Всероссийским НИИ племенного дела разработана информационная система, позволяющая обеспечить молочное скотоводство на уровне международных стандартов, повысить точность прогноза племенной ценности животною (на 15-20 %) и эффективность труда селекционеров (в 5 раз).
Централизованной информационной системой в племенном молочном скотоводстве России в настоящее время охвачено 86 % племенных заводов и 26 % племенных репродукторов.
Региональный центр информационного обеспечения племенного животноводства Ленинградской области «Плинор» разработал современный программный продукт АРМ «СЕЛЭКС», который предназначен для учета, обработки, анализа и хранения информации по крупному рогатому скоту (рис. 15.8).

АРМ (автоматизированное рабочее место) «СЕЛЭКС» решает следующие задачи:
- формирование базы данных племенных животных;
- оперативная обработка показателей зоотехнического и племенного учета;
- оперативное управление производством и селекционно-племенной работой;
- определение генетического потенциала животных;
- выдача карточек племенных животных (формы 1-мол, 2-мол);
- составление зоотехнического отчета о племенной работе со стадом (форма 7-мол):
- прогнозирование производства продукции животноводства и т. д.
Оперативное управление селекционно-племенной работой позволяет решать задачи:
- организации воспроизводства в стаде и его анализ;
- планирования осеменения коров;
- получения информации по результатам использования племенных быков в стаде и их опенке по качеству потомства;
- контроля за продуктивностью корове высокой племенной ценностью;
- анализа потенциала коров-первотелок, новотельных коров;
- разработки сводных планов осеменения и отелов коров.
АРМ «СЕЛЭКС» может быть использован зооинженерами, ветеринарными работниками, бригадирами ферм, доярками и т. д.
Основные преимущества АРМ «СЕЛЭКС»: повышение достоверности информации и эффективности при определении племенной ценности животных; применение современных методов анализа и прогнозирования продуктивности; оптимизация селекционных программ с породами.
В основном массиве информации в селекции выделяют постоянные и переменные данные: к постоянным относят те данные, которые не изменяются в течение жизни животного - дату рождения, индивидуальный номер, породу и породность, линейную принадлежность, показатели предков и т. д.; к переменным оценку племенного производи геля по качеству потомства. результаты использования его спермы при искусственном осеменении маточного поголовья, продуктивность за лактацию у коровы, оценку по развитию и экстерьеру, дату отела, осеменения, запуска и т. д.

ПРИНЦИПЫ ПОРОДНОГО РАЙОНИРОВАНИЯ

Каждую породу необходимо разводить в наиболее подходящих для нее климатических и кормовых условиях. Но в тоже время лучшие породы с/х животных отличаются большими адаптационными качествами к самым разнообразным природно-климатическим и кормовым условиям. Животные всех пород в новых условиях содержания изменяются под их влиянием, приспосабливаются к ним, несколько теряют в продуктивности, но при улучшении технологических условий сохраняют или даже улучшают хозяйственно полезные признаки, это явление называется географическим гетерозисом.

В современных условиях районирование пород по крупным регионам страны, областям должно строиться по следующим принципам:

1. Порода должна обеспечивать получение максимального количества животноводческой продукции при минимальных затратах труда и средств.

2.Животные планируемой породы должны обладать максимальными приспособительными свойствами к данным условиям региона.

3. План породного районирования должен обеспечить организацию и проведение программы селекционно-племенной работы по улучшению продуктивности разводимых животных.

4. Организацию или возможность организации племенной базы(если ее нет) в данной области или регионе.

Основное условие, упрощающее выполнение этих требований – это ликвидация многопородности в регионе.

План породного районирования постоянно уточняется и совершенствуется. Наиболее эффективные результаты достигаются

если в административном районе или области разводят не более 2 пород.

В условиях концентрации, специализации и интенсификации животноводства, а также бурного развития научно-технического прогресса племенная работа в животноводстве строится на принципах крупномасштабной селекции.

Под крупномасштабной селекцией следует понимать централизованную систему организации племенной работы со всей породой или ее зональным типом на основе интенсивного использования производителей-улучшателей. А также применения современных достижений науки и техники.

пород скола входят:

На современном этапе развития племенного дела в систему крупномасштабной селекции входят:

Оценка и подбор матерей и отцов ремонтных производителей по единой программе для всей породы, не зависимо от ее ареала и численности;

Выращивание, оценка и отбор ремонтных производителей по развитию, экстерьеру, показателям воспроизводительной способности и другим признакам;

Оценка производителей по качеству потомства;

Регламентация использования спермы проверяемых и оцененных по качеству потомства производителей;

Создание системы сбора, накопления и обработки данных племенного учета по породе с применением генетико-математических методов;

Использование в селекции достижений биотехнологии;

Иммуногенетическая аттестация происхождения племенных животных, цитогенетическая оценка производителей, трансплантация эмбрионов и др.

ВЫПОЛНЕНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО КРУПНОМАСШТАБНОЙ СЕЛЕКЦИИ ПРОИЗВОДИТСЯ ПО СЛЕДУЮЩЕЙ СХЕМЕ:

-- в каждой породе или отдельной зоне ее разведения все племенные хозяйства обьединяют в небольшое число групп, в которых отбор и подбор осуществляют по единому плану.

Каждую группу племенных стад специализируют на разведении определенных линий, неродственных линиям других групп племенных стад.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что для популяции от 100 до 500 тыс. маток таких групп желательно иметь не более 5-6.

Из каждой группы племенных хозяйств ежегодно выделяют по одному элитному производителю, спермой которых осеменяют наиболее ценных маток этой же группы для получения от них ремонтных производителей.

Для повышения эффективности крупномасштабной селекции по породам с широким ареалом целесообразно на базе областей и республики с развитой племенной базой и удовлетворительными условиями по оценке генетического потенциала скота создавать зональные центры по племенной работе и искусственному осеменению скота при более рациональном использовании производителей-улучшателей. В области, республике с развитой племенной базой создается запас спермы от производителей-улучшателей для осеменения маток не только своей области но и республики. При этом зону обслуживания одним племобьединением можно увеличить до 1 млн. маток и более.

Непременное условие для развития крупномасштабной селекции-автоматизированная информационная система (АИС) на базе использования (ЭВМ).

Банк селекционных данных по породам должен иметь следующую структуру:

Сведения о матерях производителей, включая данные о продуктивности и племенной ценности самих маток и их предков;

Сведения о производителях, включая данные о продуктивности и племенной ценности самих производителей и их предков.

Сведения о дочерях производителей;

Селекционно-генетические, зоотехнические и экономические параметры, характеризующие всю породную популяцию.

С помощью банка данных селекционный центр с ЭВМ решает все задачи по крупномасштабной селекции:

- -анализируетселекционную работу, составляет план селекционной работы

Оценивает производителей по развитию, воспроизводительной способности и качеству потомства

Осуществляет отбор матерей и отцов производителей

Производит отбор и оценку маток.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ ПОРОД. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПОРОДОИСПЫТАНИЯ.

Многообразие пород различного направления продуктивности позволяет выбрать наиболее выгодные из них для разведения в тех или иных природно-климатических или кормовых условиях. Выбор наиболее продуктивных и экономический выгодных пород или породных групп осуществляется на основании сравнительной оценки их продуктивности и затрат на производство единицы продукции.

Благодаря сравнительной оценке пород, или породоиспытанию, можно не только повысить рентабельность и качество но и значительно увеличить количество животных наиболее продуктивных пород, породных групп и типов, тем самым удовлетворить растущий спрос населения в продовольственных вопросах.

Породоиспытание имеет важное значение также в вопросах выведения новых пород с/х животных, породных групп и внутрипородных заводских типов. Проверка эффективности их разведения в сравнении с разведением уже существующих пород в конкретных природно-климатических условиях позволит более обоснованно решить вопрос об утверждении и распространении новых пород и породных групп.

Сравнительное породоиспытание дает возможность более глубоко оценить специфические особенности каждой из пород, обусловленные генетическими и экологическими факторами, установить сходство и различие сравниваемых групп и пород животных при разведении их в одинаковых условиях.

При породоиспытании предусматривается сравнительное изучение использования производителей разных пород одного или нескольких направлений продуктивности и различных вариантов промышленного скрещивания.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПОРОДОИСПЫТАНИЯ:

1. Выявление пород, породных групп и внутрипородных заводских типов, наиболее пригодных для разведения в данных конкретных условиях, и дающих максимальную продукцию с минимальными затратами на ее производство.

2.Составление характеристики генетических и фенотипических особенностей пород и групп для проведения племенной работы по совершенствованию их в данной природных и кормовых условиях.

3.Выявление лучших производителей из числа сравниваемых пород и установление более выгодных вариантов скрещивания разных пород между собой.

Материалы породоиспытания используются при завозе и распределения племенных животных по отдельным зонам страны с учетом местных условий содержания.

Селекция животных

Новые породы животных получают на основе наследственной изменчивости путем отбора. Как для растений, так и для животных необходимы определенные условия среды, которые способствуют наиболее полному проявлению генетических задатков и развитию желаемых качеств. Сущность селекции животных состоит в сохранении, усилении и комбинировании у потомства ценных и устранении нежелательных качеств. Работа по созданию, поддержанию и усовершенствованию пород включает ряд методов разведения и организационных мероприятий, которые в совокупности представляют племенное дело. Оно имеет свои особенности. Домашние животные в отличие от растений размножаются только половым путем, а половая зрелость у некоторых из них наступает через несколько лет. Самка рождает одного или нескольких детенышей, что замедляет процесс селекции.

Одомашнивание животных - первый этап в селекции. Оно началось 10-12 тыс. лет до н. э., а основная часть домашних животных появилась в неолите, 5-6 тыс. лет назад. Эта работа продолжается и сейчас (например, одомашнивание тувинского яка, антилопы канны, дающей ценное по питательности и лечебным свойствам молоко). Одомашнивание резко повышает изменчивость организмов и создает благоприятные условия для искусственного отбора. В настоящее время усиленно развивается новая отрасль сельского хозяйства - пушное звероводство. Влияние приручения на изменчивость пушных зверей (лисы, песца, норки) многие годы изучал академик Д. К. Беляев.

Методы селекции в животноводстве . Отбор родительских пар совершается в зависимости от цели, которую поставил селекционер (повышение удоев, жирности молока, качества мяса и т. д.). Разводимых животных оценивают по фенотипу, происхождению и по качеству их потомства. Поэтому необходимо хорошо знать их родословную.

Все сельскохозяйственные животные раздельнополы. В то же время многие виды ценной животноводческой продукции создаются животными только одного пола (молоко, яйца). Поэтому оценка животных другого пола может быть осуществлена по их родословной и по качеству их потомства. Так, племенные качества быка-производителя могут быть оценены по молочной продуктивности его предков по материнской линии, его сестер и особенно его дочерей.

Основной способ наследственного разнообразия при селекционной работе с животными - скрещивание. Оно может быть родственным и неродственным. Родственное скрещивание - инбридинг - между братьями и сестрами или между родителями и потомством применяется, когда селекционер хочет большинство генов данной породы привести в гомозиготное состояние. Такое скрещивание похоже на самоопыление и ведет к гомозиготности. Оно сопровождается строгим отбором по необходимым хозяйственным качествам и чаще всего приводит к ослаблению животных, уменьшению устойчивости к действию внешних факторов, к заболеваниям и т. д. Для устранения этих неблагоприятных последствий используется скрещивание различных линий и пород. Ценность родственного скрещивания заключается в том, что позволяет закрепить в породе полезные хозяйственные качества. Неродственное скрещивание в границах породы или между породами, сопровождаемое строгим отбором, ведет к поддержанию полезных качеств и к усилению их в следующих поколениях.

Как у растений, так и у животных наблюдается явление гетерозиса. Его сущность состоит в том, что в первом поколении гибриды имеют повышенную жизнеспособность и усиленное развитие. При последующих скрещиваниях гибридов между собой эти качества ослабевают (по-видимому, вследствие вы-щепления гомозигот). Гетерозис применяют в овцеводстве, молочном скотоводстве, свиноводстве. Примером особенно эффективного использования гетерозиса служит выведение гетерозисных цыплят - бройлерное производство. Оно широко применяется в птицеводстве многих стран.

Для разработки научных методов селекции сельскохозяйственных животных большое значение имела селекционная работа академика М. Ф. Иванова. В условиях юга Украины им была создана высокопродуктивная порода свиней Белая украинская. Начало ей положили две породы: местная, хорошо приспособленная к климатическим условиям, но с низкой продуктивностью, и Английская белая - высокопродуктивная, но совершенно непригодная к содержанию в условиях юга Украины. Скрестив эти породы между собой, М. Ф. Иванов в первых гибридных поколениях использовал инбридинг. Работа сопровождалась жестким отбором животных, выращиваемых в условиях, для которых создавалась порода. В результате в новой породе высокая продуктивность была соединена с хорошей приспособленностью к местным условиям. Порода овец Асканийская рамбулье - другой пример высокопродуктивной породы, созданной М. Ф. Ивановым.

Отдаленная гибридизация домашних животных. Работая в Институте акклиматизации и гибридизации животных в Аскания-Нова, М. Ф. Иванов много сделал для применения отдаленной гибридизации в селекционных целях. В настоящее время в нашей стране такие работы проводятся в широком масштабе. В хозяйственном отношении особенно ценны скрещивания между крупным рогатым скотом и яками, крупным рогатым скотом и зебу, домашними породами овец и диким бараном архаром. В результате были получены животные, сочетающие ценные качества исходных видов. Однако часто отдаленная гибридизация приводит к бесплодию гибридов вследствие нарушения нормального течения гаметогенеза. Примером может служить мул - гибрид лошади и осла. И хотя мулы совершенно не дают потомства, во многих странах их широко используют из-за высокой выносливости и долговечности.

Примерами достижений селекции животных в нашей стране могут служить высокопородные, приспособленные к природе Сибири овцы, пригодная для выращивания в условиях промышленного комплекса порода свиней Сибирский ландрас, хорошо приспособленные к стойловому содержанию популяции крупного рогатого скота мясо-молочной направленности и др.

Российский государственный аграрный университет

Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева

Кафедра разведения и племенного дела

Курсовая работа

Тема: «Маркерная селекция в животноводстве»

Выполнила: студентка 3го курса

Зооинженерного факультета

Группы 301

Дольникова Ольга

Москва 2011 год

Введение

Основы маркерной селекции

Наиболее важные ДНК-маркеры

Значение маркерной селекции в животноводстве

Заключение

Введение

Основной задачей современного животноводства является получение высокопродуктивных животных, дающих высококачественную продукцию. Большинство показателей продуктивности имеет полигенную природу и определяется многими генами при взаимодействии с окружающей средой. Повышение эффективности селекции будет зависеть от подбора генотипов к конкретным условиям среды.

С целью выявления наиболее успешных генотипов используют генетические маркеры. В конце 70-х появилась возможность идентифицировать большое количество маркеров. Они позволяют получать информацию о разных состояниях генов и исследовать, как их варианты имеют преимущественное распространение у животных с наиболее желательными комплексами признаков.

Особую актуальность, как считает Е.И. Кийко, имеет нахождение локализации гена на хромосоме количественных признаков (QTL) с целью оценки генетических параметров и аддитивного генетического влияния.

Для решения этой проблемы существует направление в племенном деле - селекция с помощью маркеров. Целью ее является замена селекции по фенотипу на селекцию на уровне ДНК.

Основой маркерной селекции является нахождение локусов количественных признаков, которые отвечают за экономически важные продуктивные признаки. Достаточно идентифицировать маркер с неизвестной функцией, связанный с QTL и определить сцепление между аллелями в маркерном локусе.

Одним из самых важных направлений является поиск маркеров, которые позволяют выявить генотипы животных, обладающих хозяйственно-полезными признаками. Еще одно направление - поиск новых систем генетического маркирования.

В основу берут ДНК-маркеры, так как они имеют ряд преимуществ:

− наследование происходит по законам Менделя, что делает возможным непосредственный анализ генотипа;

путем подбора зондов может быть идентифицировано множество вариантов ДНК;

информативные зонды распределяются по всему геному;

возможность оценки генотипа не зависит от возраста и пола животного.

1. Основы маркерной селекции

Идея маркеров в том, считает Джулия ван де Веф <#"385" src="/wimg/11/doc_zip1.jpg" />

На рисунке показано, что из QTL только некоторые гены влияют на фенотип животного. Остальные гены вместе с ними определяют полную наследственную изменчивость. Хоть QTL объясняет только часть генотипа животного, информация, которую можно почерпнуть, добавляет точность к оценке истинного генотипа животного.

На рисунке изображено три быка с различными фенотипами. Верхняя часть показывает истинные аллельные ценности генов, отвечающих за массу тела. Нижний рисунок показывает, что наблюдается, если бы QTL был бы распознан в дополнение к фенотипу. маркерный селекция ген гетерозис

На рисунке предполагается, что племенная ценность и аллельные формы QTL известны. Но на практике это встречается не всегда. Фактически нельзя наблюдать непосредственное наследование QTL, но наблюдается наследование маркеров, которые схожи с QTL. Генетические маркеры как ориентиры, которые выбираются на основе схожести с QTL.

Генетические маркеры дают возможность к наиболее быстрому и точному генетическому анализу. Маркеры не оказывают влияния на организм животного, но они могут быть легко идентифицированы в лабораториях, поэтом можно определить какую разновидность маркера несет животное. Как и гены, генетические маркеры расположены в хромосомах последовательно.

Экспериментально можно определить генетические маркеры, которые располагаются на хромосоме близко к интересующим нас генам.

Но имеется ряд недостатков. У быка может быть 4 «типа» спермы. Но может произойти рекомбинация маркер A и гена B. Чем дальше маркер и ген располагаются друг от друга, тем выше вероятность кроссинговера. Кроссинговер - реальная проблема для маркерной селекции. Из-за него не всегда можно сказать какой маркер, с каким геном связан.

Нужно вести родословную и делать специальные измерения для того чтобы работать с кроссоверными генами. Если маркер расположен в пределах гена, то кроссинговер не является проблемой.

При выборе маркера надо учитывать какую информацию можно от него получить. При использовании прямых маркеров не возникает никаких проблем с определение генов QTL. Проблемы начинаются при использовании косвенных маркеров.

Маркерные гены используются для выявления важных для животноводства генов. Маркерные гены особенно важны, дли признаков, которые фенотипически проявляются относительно поздно или только у одного пола, а также для признаков, на проявление которых оказывают влияние негенетические факторы (факторы окружающей среды). Примерами такого рода признаков являются резистентность к болезням, предрасположенность к болезням, плодовитость, молочная продуктивность. Целью маркирования является установление сцепления между основным геном и маркерным геном у животного. Так, к примеру, длина хромосомы крупного рогатого скота в среднем составляет 100 сМ, достаточно иметь три удачно расположенных маркера на хромосому: два маркера, удаленных на расстояние около 20 сМ от центромеры или теломеры, и один - в центре. Следовательно, 90 расположенных данным образом маркерных локусов достаточно для полного картирования генома крупного рогатого скота.

В генетике животноводства большое значение для дальнейших разработок имеет тщательный выбор генотипов и структуры семьи, а также наличие банков ДНК и банков данных.

Среди множества генов, контролирующих продуктивность, можно выделить группу мажорных генов, вносящих наибольший вклад в формирование и функционирование данного количественного признака. К таким генам, например, относятся гены, кодирующие белки молока. Интерес исследователей к изучению генетического полиморфизма белков молока связан с тем, что их генетически детерминированные варианты оказывают значительное влияние на конкретные черты молочной продуктивности и, соответственно, могут быть использованы в качестве прямых генетических маркеров хозяйственно-полезных признаков. Внедрение генетических маркеров в качестве дополнительных критериев при отборе сельскохозяйственных животных ускоряет селекционный процесс и повышает его эффективность.

2. Наиболее важные ДНК-маркеры

Ценность информации о генотипе зависит от способности маркера предсказывать генотип животного.

Свойства ДНК-маркеров:

Возможность тестирования любых последовательностей генома.

Повсеместность распространения.

Возможность анализа материнского типа наследования (митохондриальная ДНК).

Возможность анализа отцовского типа наследования (Y-хромосома).

Стабильность наследования.

Отсутствие плейотропного эффекта.

Множественность аллелей.

Информативность о природе генетических изменений. - Возможность проведения ретроспективных исследований.

Возможность определения в любых тканях.

Возможность определения на любых стадиях развития.

Длительность хранения образцов ДНК.

Возможность использования гербарного материала, ископаемых остатков и т.п.

Полиморфные ДНК-маркеры

Открытие и выделение рестрицирующих эндонуклеаз, расщепляющих ДНК в участках со строго определенной последовательностью, позволило разработать маркеры на основе анализа рестрикционного полиморфизма ДНК (ПДРФ, англ. RFLP - Restriction Fragment Length Polymorphism) . Впервые ПДРФ был использован как генетический маркер в 1974 г. при идентификации термочувствительной мутации в геноме аденовируса. Однако широкое применение вариантов полиморфизма ДНК в качестве генетических маркеров началось с 1980 г. после выхода работы Ботштейна, в которой изучены свойства ПДРФ как генетического маркера, дано теоретическое обоснование его использования и предложен метод оценки уровня информативности. ПДРФ используют для анализа полиморфизма конкретных локусов (генов). С использованием ПДРФ-маркеров были получены первые успешные результаты по построению молекулярно-генетических карт многих видов растений и животных, накоплены обширные сведения о генетическом полиморфизме различных организмов, выявлены ассоциации с хозяйственно-полезными признаками. Важным достоинством данного типа маркеров является высокая воспроизводимость результатов, а также кодоминантный тип наследования. ПДРФ-локусы могут обладать множественными аллелями, что повышает их информативность.

Были изобретены в 1983 году, основаны на методе увеличения числа копий определенных участков ДНК. в процессе повторяющихся температурных циклов полимеразной реакции (ПЦР - полимеразная цепная реакция, англ. PCR - Polymerase Chain Reaction) .

Метод ПЦР позволяет быстро и с небольшими затратами материальных ресурсов и времени получить более 10 миллионов копий определенной последовательности ДНК, первоначально представленной одной или несколькими молекулами. Различные модификации метода ПЦР легли в основу создания разнообразных типов ДНК-маркеров, широко используемых в настоящее время в различных областях биологии и медицины.

Мономорфные ДНК-маркеры

STSs-маркеры - в 1989 году Ольсоном с соавторами была сформулирована идея создания системы STS-маркеров, которая была призвана стандартизовать все обозначения маркированных последовательностей ДНК в геноме и включить в себя все типы картированных последовательностей.

3. Значение маркерной селекции в животноводстве

Использование в возвратном скрещивании

Маркерная селекция после каждого возвратного скрещивания позволяет вести наблюдение за дальнейшим распространением желательного генотипа и на основании этого вести селекцию. Посредством маркерной селекции может быть значительно сокращено число необходимых возвратных скрещиваний, не препятствуя при этом симультативной селекции по признакам продуктивности в исходной популяции.

- Нахождение влияния генов на свойства продукции

Путем генной диагностики можно выяснить влияние генов на животноводческую продукцию. Например, влияние казеиновых генов на качество молока.

- Повышение эффективности оценки племенной ценности

При маркерной селекции можно не дожидаться фенотипического проявления, селекция может проводиться уже на эмбриональных стадиях, а для признаков, ограниченных полом, выполняться у обоих полов. Маркерная селекция делает возможным предселекцию индивидуумов, при которой, исходя из продуктивности родоначальниц и продуктивности сибсов, теоретически рассчитывается племенная ценность, и способствует усилению интенсивности селекции и к избеганию нежелательных эффектов селекции.

-Повышение эффекта гетерозиса

Эффект гетерозиса взаимосвязан с долей гетерозиготных генотипов в скрещиваемой популяции. Если известно достаточно полиморфных маркерных генов, то возможна относительно надежная оценка различных скрещиваний по ожидаемой степени гетерозиготности. Эти данные могут быть использованы для отбора пород или линий в программы по скрещиванию. Благоприятные комбинации аллелей могут быть достигнуты посредством соответствующих спариваний. Таким путем впервые удалось предсказать специфическую комбинативную изменчивость. При разведении популяций может использоваться прогнозирование средней степени гетерозиготности потомства от запланированных спариваний.

Заключение

Маркерная селекция - перспективная отрасль в разведении, позволяющая более достоверно определить генотип интересующих нас животных.

Это позволяет улучшить и ускорить племенную работу, направленную на улучшение хозяйственно-полезных признаков.

Маркерная селекция включает в себя экономические соображения, основы фенотипической селекции, текущее состояние маркеров, состояние генетических карт, методы обнаружения QTL.

Список использованной литературы

1.Кийко Е.И. Принципы маркерной селекции в молочном скотоводств // Вестник ТГУ, т.15, вып. 1, 2010

2. Julius van der Werf . Identifying and incorporating genetic marker and major genes in animal breeding programs. Belo Horizonte - Brasil: 2000

Шендаков А.И, Т.А. Шендакова Генетические аспекты модернизации молочного скотоводства// Вестник ОрегГАУ, №2, 2009

Храброва Л.А. Маркер-вспомогательная селекция в коневодстве // Loshadi Creative Team, 2002

Сулимова Г.Е. ДНК-маркеры в генетических исследованиях: типы маркеров, их свойства и области применения// электронный журнал (http://www.lab-cga.ru/articles/Jornal01/Statia1.htm)

Аржанкова Ю.В. Использование ДНК-маркеров и дерматологлифического полиморфизма носогубного зеркала в селекции молочных пород скота// диссертация на соискание ученой степени, 2010

(http://discollection.ru/article/20122010_arzhankovauv)

8. Elcio P. Guimarães, John Ruane, Beate D. Scherf, Andrea Sonnino, James D. Dargie Marker-assisted selection, food and agriculture organization of the united nations Rome: 2007

9. Брем Г., Кройслих Х., Штранцингер Г., Экспериментальная генетика в животноводстве. М.:1995.