|
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ ТВАРИННИЦТВА
АФАНАСЕНКО ВОЛОДИМИР ЮРІЙОВИЧ
УДК 636.2.082.2:636.27
ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДІВ СЕЛЕКЦІЇ ЗА ОЗНАКАМИ ВІДТВОРЕННЯ В ПРОЦЕСІ СТВОРЕННЯ І УДОСКОНАЛЕННЯ
УКРАЇНСЬКОЇ ЧЕРВОНО-РЯБОЇ МОЛОЧНОЇ ПОРОДИ
06.02.01 - розведення та селекція тварин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Харків 2004Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті тваринництва Української академії аграрних наук
Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, лауреат Державної премії України в області науки і техніки
Рубан Сергій Юрійович,
Інститут тваринництва УААН, завідувач відділу технології виробництва молока
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор
Мирось Віталій Васильович,
Харківський Національний аграрний університет
ім. В.В. Докучаєва, завідувач кафедри тваринництва
доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН
Коваленко Віталій Петрович,
Херсонський державний аграрний університет, завідувач кафедри генетики та розведення сільськогосподарських тварин
Провідна установа: Інститут розведення і генетики тварин УААН, відділ відтворення, Київська область, Бориспільський район, с. Чубинське.
Захист відбудеться 08.06.2004 р. о 9 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 65.365.01 Інституту тваринництва Української академії аграрних наук за адресою: 62404, м. Харків, п/в Кулиничі, вул. 7-ї Гвардійської Армії, 3.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту тваринництва УААН (62404, м.Харків, п/в Кулиничі, вул. 7-ї Гвардійської Армії, 3).
Автореферат розісланий 07.05.2004 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради ____________________________ Ткачова І.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Одним з основних питань селекції молочної худоби є оцінка негативних ефектів за рядом економічно важливих ознак, цінних з точки зору захисту здоров′я тварин та споживачів кінцевої продукції (Swalve H.H., 1999). В останнє десятиріччя в країнах з розвинутим молочним скотарством поряд з молочною продуктивністю різко підвищився інтерес до ознак так званої “fitness” – групи. Це показники, які характеризують рівень пристосованості тварини до технологічних умов, стан її здоров’я. До них відносяться: стійкість до захворювань кінцівок ( Reisch N., 1995; Distl O., 1999) і вимені (Прохоренко П.М., 1990; Попов Л., 1998); порушення обміну речовин (Breves G., 1999), а також відтворювальної функції як самиць, так і самців (Рубан С.Ю., 1999; Рубан Ю.Д., 2002; Philipsson J., 1995).
Такий інтерес зумовлено необхідністю контролю рівня зазначених ознак при постійному рості продуктивності через наявність між ними певних генетичних зв′язків, що призводить до погіршення відтворювальної здатності, зменшенню тривалості продуктивного використання корів і, як наслідок, характеризується постійним збільшенням при цьому витрат на осіменіння, лікування, тощо.
У молочному скотарстві відтворювальна здатність корів і телиць розглядається як фундаментальна основа системи виробництва молока, оскільки вона на 10-20% визначає рентабельність галузі (Зубець М.В., 1996).
При створенні української червоно-рябої та чорно-рябої молочної худоби використовувався генофонд високопродуктивних порід, що створило певні передумови до подовження сервіс-періоду, збільшення відсотка важких отелень та мертвонароджуваності, скорочення продуктивного довголіття тварин (Рубан С.Ю., 1999, Даншин В.А., 2001).
Вивчення порушень відтворювальної функції, які у свою чергу зумовлені спадковими особливостями тварин, і розробка методів їх генетичного поліпшення значною мірою відстають від потреб виробництва в нашій країні (Засуха Т.В., Зубець М.В., Сірацький Й.З. та ін., 2000). Тому удосконалення методів селекції молочної худоби з метою постійного моніторингу популяції за ознаками цієї групи (разом з продуктивними) є актуальним і необхідним.
Мета і задачі досліджень. Метою досліджень було обґрунтування комплексу методів оцінки та добору тварин за ознаками відтворювальної здатності в процесі створення та удосконалення української червоно-рябої молочної породи на прикладі племінних господарств Харківської області ("Насінневе", "Елітне", "Червоний Велетень", "Українка"). Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:
- вивчити вплив різних генетичних та середовищних факторів на показники відтворювальної здатності;
- оцінити селекційно-генетичні параметри показників репродуктивної функції корів;
- проаналізувати генетичний та фенотипічний зв′язок між показниками молочної продуктивності та відтворювальної здатності з наступною розробкою прийомів їх комплексного покращання;
- визначити племінну цінність корів та бугаїв-плідників за ознаками продуктивності та відтворювальної здатності;
- визначити економічну вагу ознак відтворювальної здатності для побудови селекційного індексу;
- визначити напрями селекції у підконтрольних стадах української червоно-рябої молочної породи з метою покращання продуктивних і відтворювальних ознак.
Наукова новизна. На основі обробки фактичного матеріалу за 20 років по 4 господарствах з використанням сучасних методів генетико-статистичного аналізу (найкращий лінійний незміщений прогноз племінної цінності - BLUP “модель тварини”, дисперсійний, кореляційний і регресійний аналізи) відпрацьовано методологію і встановлено частку впливу основних факторів, що зумовлюють рівень відтворення в молочних стадах, розраховано основні селекційно-генетичні показники ознак відтворювальної здатності, проаналізовано взаємозв'язок продуктивних і відтворювальних ознак, проведено оцінку племінної цінності бугаїв-плідників за ознаками відтворювальної функції їх дочок. Вперше важкість отелення та мертвонароджуваність розглядалися з урахуванням дії прямого і материнського ефектів, тобто диференціювався вплив на ці ознаки організму теляти та корови.
Проведено оцінку племінної цінності тварин на основі розробленого селекційного індексу, у якому ознаки відтворення і продуктивності представлені еквівалентно їх економічної ваги.
Практичне значення. Матеріали дисертації використовувалися при оцінці племінної цінності бугаїв-плідників, закріпленні їх згідно плану племінного підбору в базових господарствах української червоно-рябої молочної породи в Харківській області, видано каталог оцінених тварин. Отримані висновки та результати досліджень використовувалися в рекомендаціях по організації штучного осіменіння і поліпшення рівня відтворення великої рогатої худоби.
Зв′язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилася у відповідності з планами науково-дослідних робіт Інституту тваринництва УААН в період з 2000 по 2004 рр. по завданню 01 “Обґрунтування, розробка і використання оптимальних технологій ведення молочного скотарства в умовах реформування аграрного сектора України” (номер державної реєстрації 0101V003311) і темі 01.10.04. “Обґрунтування загальної схеми оцінки племінної цінності бугаїв-плідників за ознаками рівня відтворення”.
Особистий внесок здобувача. У дисертації викладено результати досліджень, що були отримані автором у процесі науково-дослідної роботи, починаючи з 1998 року. Автор брав особисту участь у зборі первинних матеріалів, створенні і поповненні комп'ютерних баз даних по господарствах, обґрунтуванні методичних підходів, статистичній обробці інформації та аналізі отриманих результатів.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації було викладено й одержано позитивну оцінку на:
- щорічних зборах Європейської Асоціації по тваринництву (EAAP), що проходили у Нідерландах (Гаага, 2000);
- засіданнях відділу технології виробництва молока, Інститут тваринництва УААН (1999 - 2004);
- наукових конференціях молодих вчених, Інститут тваринництва УААН, (Харків, 2000, 2002);
- науково-виробничій конференції "Нове в селекції, генетиці та біотехнології" (Київ, 2002);
- міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 100-річчю від дня народження професора Книги М.І. “Сучасні проблеми виробництва та переробки молока” (Харків, 2003).
Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в 10 друкованих працях, у тому числі 6 в наукових статтях у фахових виданнях, 3 в тезах, 1 в рекомендаціях.
Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, основної частини, що включає огляд літератури, матеріал і методику, результати власних досліджень, висновки, пропозиції виробництву і список літератури. Обсяг дисертації становить 142 сторінки машинописного тексту, вона містить 38 таблиць і 17 рисунків. Огляд літератури включає 329 джерел, у тому числі 218 іноземних.
МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
Матеріалом для досліджень була інформація первинного зоотехнічного обліку дослідних господарств “Елітне” і “Українка” Харківського району, ВАТ “Насінневе” Кегичівського району, с/к “Червоний Велетень” Зміївського району Харківської області (табл. 1 ).
1. Рівень основних господарсько-корисних ознак (М±m) в базових господарствах
Обробка матеріалу здійснювалася за період з 1980 по 2002 рік. Дослідження проводилися за схемою, яка представлена на рис.1.
Рис.1. Загальна схема проведеня досліджень
Використовувалися дані про молочну продуктивність (надій за 305 днів лактації, та за повну лактацію, вміст жиру в молоці, параметри лактаційної кривої), відтворну здатність і продуктивне довголіття. Ознаки відтворення включали: вік першого отелення; міжотільний і сервіс-періоди; індиференс період (“вільний період” - від отелення до першого приходу в охоту); запліднюваність корів і телиць після першого осіменіння; індекс осіменіння (кількість осіменінь для запліднення тварини); коефіцієнт відтворної здатності корів (365/МОП); період тільності; ступінь важкості отелень; народження мертвих телят; аборти і народження двієн; функціональне довголіття (продуктивне довголіття корів, що вибули зі стаду внаслідок функціональних порушень відтворювальної функції).
Для одержання оцінок селекційно-генетичних параметрів (успадковуваність і повторюваність, фенотипічні кореляції), а також проведення багатофакторного дисперсійного аналізу використовувався пакет статистичних програм SPSS 10.0.05.
Оцінка успадковуваності проводилася за допомогою лінійної моделі на основі процедури Variance Components, метод REML (обмеженої максимальної правдоподібності). При цьому успадковуваність визначалася на основі порівняння напівсестер за батьком (частка впливу фактора “батько тварини” за Снедекором):
h2= 4·у2F/(у2F +у2р +у2E) (1)
Повторюваність (rw) розраховувалась за формулою:
rw = (у2а +у2р)/(у2а +у2р +у2E) (2)
де: h2- коефіцієнт адитивної успадковуваності; σ2F – компонента дисперсії фактора "батько тварини"; σ2а - компоненти адитивної генетичної дисперсії; σ2р - компонента дисперсії постійних середовищних ефектів; σ2E- залишкова компонета дисперсії.
Для оцінки коефіцієнта успадковуваності прямого і материнського ефектів ознак мертвонароджуваності і важкості отелень використовувалася статистична програма DFREML 3.0.β (Meyer K., 1998).
Оцінка племінної цінності за ознаками, що повторюються (надій, вміст жиру, вихід молочного жиру, міжотельний та сервіс-періоди та ін.,), здійснювалася з використанням методу BLUP (“модель тварини для повторюваних ознак”) на основі наступної лінійної моделі ( Кузнєцов В., 1997, Henderson C.R., 1988).
yijk = μ + bi + aj + pj + eijk, (3)
де yijk – продуктивність j-ої корови по k-й лактації;
μ - загальне середнє;
bi - ефект і-го сполучення стадо-рік-сезон;
aj - племінна цінність j-ої корови;
pj - постійний середовищний ефект (ефект комплексу середовищних факторів, однакових для всіх лактацій тварини) j-ої корови;
eijk - випадкове відхилення.
Для оцінки характеру лактаційної кривої використовували модель Вуда (Wood P. D.P., 1977), що представлена формулою:
Yn=A · nb · e-c n (4)
де: Yn - надій за n-ний день лактації, кг; А- параметр моделі, що відображає положення лактаційної кривої в цілому; b- параметр, що відображає швидкість досягнення піка лактації; c- параметр, що відображає швидкість спаду лактації;
e- основа десяткового логарифму.
На основі параметрів А, b і c знаходили:
- Показник стійкості лактаційної кривої: S=c-(b+1) . (5)
- Спрогнозований вищий добовий надій: V=A (b/c)b e-b. (6)
3. Спрогнозований день досягнення піку лактації : П=b/c. (7)
Для оцінки корів за комплексом ознак використовувався модифікований селекційний індекс:
I = WН·ПЦН + WКВЗ·ПЦКВЗ -WМН ПЦМН, (8)
де ПЦН – оцінка племінної цінності корови за надоєм, скоригованим на 3,2-% жирність молока, кг; ПЦКВЗ - оцінка племінної цінності корови за коефіцієнтом відтворної здатності, гол.; ПЦМН – оцінка племінної цінності за частотою мертвонароджуваності при першому отеленні (материнський ефект), %; WН,, WКВЗ, WМН– економічні ваги відповідних ознак, грн.
Економічні ваги ознак розраховувалися з використанням множинного регресійного аналізу. При цьому у якості предиктанта використовувалася цільова функція (ЦФ), запропонована С.Ю.Рубаном (1999):
ЦФ = СН%Ж·ЦМ + КВЗ·ЦП, (9)
де СН%Ж – середньорічний надій, скоригований на жирність молока (3,2%);
ЦМ - вартість 1ц молока базисної жирності, яка становить у цінах 2003 року 60 грн.;
КВЗ – коефіцієнт відтворної здатності (365/МОП);
ЦП - вартість 1 голови приплоду, яка становить у цінах 2003 року 130 грн.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Оцінка впливу ряду факторів на результати відтворення
У вибірці, що аналізувалась, оцінювався вплив генетичних (батько корови та батько очікуваного приплоду), а також середовищних (стадо, рік народження, рік та сезон отелення, вік тварини) факторів.
У табл. 2 представлено результати дисперсійного аналізу, які свідчать, що загальна частка впливу середовищних факторів на мінливість ознак відтворення коливалась від 1 до 10%, в основному сила впливу негенетичних факторів не перевищувала 3-5%.
2. Вплив ряду факторів на рівень ознак відтворення
Продовження табл. 2.
Примітка: * - Р<0,05
Так, особливості технологічних умов різних господарств мали вплив до 3% на вік першого парування, на всі інші ознаки, що аналізувалися, частка впливу не перевищувала 1%. Фактори "рік народження" та "рік отелення" також характеризувалися вірогідним впливом на більшість ознак відтворення (на рівні 2,3-9,5 %), за виключенням частоти мертвонароджуваності. Мінливість ознак відтворювальної здатності, зумовлена сезоном отелення, не перевищувала 0,2% і вірогідно цей фактор впливав на міжотельний та сервіс-періоди, період тільності, частоту абортів та важкість отелення.
Вік тварини (номер отелення) також вірогідно зумовлював рівень всіх показників, окрім частоти народження двієн. Вплив генетичних факторів на більшість ознак відтворення виявився вірогідним (Р<0,05). Не доведено факт генетичної детермінації лише за частотою абортів. Слід відмітити також, що батько очікуваного приплоду за рядом ознак мав більш суттєвий вплив на рівень відтворення, ніж батько корови. Так, частка впливу фактора “батько корови” на сервіс-період становила 2,3%, а рівень впливу бугая-плідника, спермою якого осіменяли корову, сягає 4,5%; за важкістю отелення 1,5% та 4,1%, відповідно.
Оцінка впливу рівня молочної продуктивності та характеру лактаційної діяльності на відтворювальну функцію
Предметом багатьох досліджень є вивчення наявності і характеру взаємодії між продуктивністю молочної худоби та її відтворювальною здатністю (Завертяев Б.П., 1983; Буркат В.П., 1988; Рубан С.Ю., 1999; Distl. O., 1998; Philipsson J., 2000 ).
У наших дослідженнях вивчався рівень взаємозв’язку надою та параметрів лактаційної кривої з такими показниками відтворення, як сервіс-період, вільний період, запліднюваність після першого осіменіння, мертвонароджуваність та важкість отелення.
Коефіцієнти кореляції між ознаками відтворення та продуктивності наведено у табл.3.
3.Оцінка фенотипічних кореляцій між надоєм, ознаками лактаційної діяльності та рівнем відтворення
Примітка: *** - P<0,001; ** - P<0,01; * - P<0,05
c- параметр, що відображає швидкість спаду лактації;
S - показник стійкості лактаційної кривої;
V - спрогнозований вищий добовий надій;
П - спрогнозований день досягнення піку лактації.
Аналізуючи результати проведених розрахунків слід відмітити статистично вірогідні позитивні фенотипічні кореляції надою за лактацію з сервіс-періодом (r= +0,35), вільним періодом (r= +0,41), частотою мертвонароджуваності (r= +0,057), важкістю отелення (r= +0,058) та негативну з рівнем запліднюваності (r= -0,155). Сервіс-період також позитивно пов’язаний з параметром, що відображає швидкість спаду лактації, та спрогнозованим вищим надоєм за добу (r= +0,08 та + 0,25 відповідно) та негативно - із спрогнозованим періодом досягнення піку лактації (r= -0,12), який має позитивний зв’язок із мертвонароджуваністю та важкістю отелень. Цей факт вказує на те, що корови, які характеризувались меншим кутом підйому лактаційної кривої, приходили в охоту та запліднювалися швидше, але мали вірогідне збільшення кількості важких отелень.
У табл. 4 наведено коефіцієнти регресії фенотипічних показників ознак відтворення на ознаки молочної продуктивності, які вказують на те, що в даній вибірці зі збільшенням надою за 305 днів на 1000 кг сервіс-період збільшується в середньому на 9 днів, вільний період - на 4 дні, мертвонароджуваність підвищується на 0,8%, а важкість отелення - на 0,02 бали.
4. Коефіцієнти регресії ознак відтворення на ознаки молочної продуктивності
Примітка: * - Р<0,05; ** - P<0,01; - *** - Р<0,001
Встановлено, що підвищення найвищого добового надою призведе до більш суттєвого погіршення відтворення. Так, збільшення піку лактації на 1 кг призводить до подовження вільного та сервіс-періоду на 0,3 та 0,83 дня відповідно. У той же час збільшення тривалості строку досягнення піку лактації на 1 день супроводжується зниженням тривалості сервіс- та міжотельного періоду на 1,16 та 0,62 дня відповідно, з підвищенням рівня заплідненості на 0,005 %.
Селекційно-генетичні показники господарсько-корисних ознак
Планування селекційної роботи ґрунтується в першу чергу на результатах оцінки економічної доцільності та рівня селекційно-генетичних показників (успадковуваність, повторюваність, генетична варіація, генетичні кореляції). Селекційна робота з ознаками відтворювальної здатності в скотарстві має певні особливості: по-перше, більшість ознак характеризуються низьким рівнем генетичної детермінації; по-друге, прояв таких ознак, як важкість отелення та мертвонароджуваність приплоду, залежить від особливостей теляти (жива маса і морфометричні показники, швидкість пренатального розвитку, т.д.) і від материнського організму (особливості будови тазу, рівень розвитку статевих органів та. ін.). Цей факт змушує говорити про наявність чітко вираженого материнського ефекту, тобто впливу матері на ознаки її нащадків, і застосування більш складних методів генетичної оцінки цих ознак.
Результати оцінки основних селекційно-генетичних показників вказують на те, що більшість ознак відтворювальної здатності характеризувалися низьким рівнем адитивної генетичної варіації (Cva не перевищував 35%) при варіації фенотипічних показників від 4,4% за періодом тільності до 78,3% за функціональним довголіттям (табл. 5).
5. Оцінка селекційно-генетичних параметрів основних господарсько-корисних ознак
| 
