Направления интенсификации селекции и воспроизводства Н

Федеральное агентство научных организаций
Всероссийский научно-исследовательский
институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста
(ВИЖ им. Л.К. Эрнста)
Направления интенсификации селекции и
воспроизводства
в племенном скотоводстве
Сермягин А.А., к.с.-х.н., зав. лаб.,
д.б.н., академик РАН Зиновьева Н.А.,
к.б.н., Гладырь Е.А., д.с.-х.н., Харитонов С.Н.,
д.с.-х.н., Ермилов А.Н., д.с.-х.н., Янчуков И.Н.,
д.с.-х.н., академик РАН Стрекозов Н.И.
«Sea Galaxy Congress & Spa Hotel» 2 июля 2015 г.
СОЧИ – 2015
Проблема: низкий уровень молочной продуктивности,
снижение репродуктивной способности коров
Уровень молочной продуктивности коров в России и США
Показатель
Россия
США
Число коров (млн, голов)
Средняя продуктивность коровы (кг/год)
Производство молока (млн. тонн /год)
~8,9
~9,2
~3500
~9800
30,8
90,5
Мировые тенденции в воспроизводстве молочного скота
Показатель
1970-е
2000-е
Интервал от отела до осеменения (дни)
126
169
Количество осеменений (ед.)
1,8
3,0
Интервал между отелами (дни)
13-14
15
Стельность после 1-го осеменения (%)
60-65
30-35
Угроза для России*
Решение
Низкая эффективность сельскохозяйственного
производства
Разработка современных методов управления
генетическими ресурсами
* Долгосрочный прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 г. (2013)
Геномная оценка – ключ к решению проблемы
повышения точности ранней оценки племенной ценности
Страна
Год внедрения
США, Канада, ЕвроГеномика*
2009 (янв)
Австралия, Италия
2011
Испания
2012
Interbull (международная система)
2013
*ЕвроГеномика: 2009 – Viking Genetics (Дания, Швеция, Финляндия), UNCEIA
(Франция), DHV и vit (Германия), CRV (Голландия, Бельгия), 2011 - Conafe
(Испания), 2012 (окт) – Genomika Polska (Польша)
Группа животных
Точность LPI* (%)
Традиционная Геномная
оценка
оценка
Разница
Оцененные быки (~70 дочерей)
37
35
85
66
61
89
+29
+26
+4
Импортные быки с MACE
70
81
+11
Молодые быки и телки (50K)
Телки (3K)
*LPI – индекс пожизненной продуктивности (Канада)
Факторы, ограничивающие использование в России
зарубежных систем разведения и селеции (примеры)
Существенные различия в целях селекции в
России и за рубежом
 Различия в условиях внешней среды (кормление,
технологии, климат)
 Различия в уровне продуктивности
 Разные подходы в спектре и способах учета
хозяйственных признаков
Сравнительная характеристика структуры
селекционного индекса в разных странах
Относительный вклад признаков в селекционных индексах
в разных странах
Швеция, TMI
Голландия, NVI
Дания, S-индекс
Великобритания, PLI
США, NM
Ирландия, EBI
Южная Африка, BVI
Бельгия (Walloon), V€G
США, TPI
Канада, LPI
Испания, ICO
Швейцария, ISEL
Германия, RZG
Франция, ISU
Новая Зеландия, BW
Австралия, APR
Италия, PFT
Израиль, PD07
Япония, NTP
-
Выход молочного белка
Выход молочного жира
Удой
Признаки типа
-
Продолжительность использования
Здоровье вымени
Фертильность
Другие признаки здоровья
Miglior F. et al., 2013
Основные положения
Мононуклеотидная замена
(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)
ГЕНОМНАЯ СЕЛЕКЦИЯ (Theo Meuwissen // Genetics, 2001):
 генотипирование животных, имеющих достоверные
значения племенной ценности
(Estimated Breeding Value, EBV);
 разработка уравнения прогноза для референтной
популяции;
 оценка молодых животных по регрессионным моделям,
основанным на использовании генетических маркеров
(Direct Genomic Value, DGV);
 отбор оцененных молодых особей, удовлетворяющих
требованиям
 Внедрение системы геномной селекции и разработка
единых методов оценки племенной ценности –
неотъемлемый базис повышения продуктивности
молочного скота
 СИСТЕМА ОЦЕНКИ ПЛЕМЕННОЙ ЦЕННОСТИ
обеспечение возможности максимально точного прогноза в
максимально раннем возрасте
 Ожидаемый генерационный интервал
 традиционная система оценки – 77-87 мес.
 использование геномной оценки племенной ценности – 60-65 мес.
 достоверность прогноза по достижении быками возраста 4,5-5 лет
(по завершении лактации не менее 70 дочерей) – 85%
 достоверность прогноза по молодым быкам (не имеющим потомства)
США, Канада, страны Европы… – 25-35%; Россия – 10-15%
Этапы реализации проекта по созданию системы геномной
оценки молочного скота Московской области
Предпосылки для успешной реализации проекта
Создание информационной системы и системы оценки племенной
ценности для популяции племенного скота Московской области
(РИСЦ «Мосплеминформ»):
• Число учетных записей по маточному поголовью – 295206
• Число быков - отцов – 973
Организация независимого контроля продуктивности (ОАО
«Московское» по племенной работе)
Ведение ДНК-банка быков-производителей, 2005 – 2014 гг. (ВИЖ им.
Л.К. Эрнста, ОАО «ГЦВ»)
• Число быков-производителей – 5347
• Модель прогноза оценки племенной ценности:
Yijk = µ + HYSi + b1Ak + b2DOk + Sj + eijk
Источники финансирования начальных стадий проекта
 ФАНО России: гос. задание, тема 19.6 (2014-2016 гг.)
 Минобрнауки РФ: проект № 14.604.21.0062 (2014-2016 гг.)
 ВИЖ им. Л.К. Эрнста
 ОАО «Московское» по племенной работе
(РИСЦ «Мосплеминформ»)
Оценка эффективности системы: первые результаты
Создание референтной популяции
Число быков - 256, SNPs - 41798, в т.ч.
ОАО «ГЦВ» – 112, ОАО «Московское» - 144
оцененных по потомству - 195 (246 дочерей на 1 быка) молодых быков – 61
Повышение достоверности прогноза племенной ценности быков
для популяции голштинского и черно-пестрого скота
Московской области (GBLUP)
Достоверность оценки племенной
ценности молодых быков (rel)
по предкам (PA)
геномная (GEBV)
Удой за 305 дн., кг
0,091
0,352
Повышение
достоверности
за счет
генома (Δ)
+0,261
Массовая доля жира, %
0,090
0,238
+0,148
Молочный жир, кг
0,091
0,406
+0,315
Массовая доля белка, %
0,093
0,353
+0,260
Молочный белок, кг
0,092
0,282
+0,190
Соматические клетки (SCS)
Сервис-период, дн.
Возраст 1-го отела, мес.
Кол-во осеменений, ед.
0,088
0,074
0,089
0,066
0,267
0,535
0,365
0,552
+0,313
+0,461
+0,276
+0,486
Трудность отела, балл
0,077
0,222
+0,145
Признаки

Геномный прогноз для молодых
быков, у которых отсутствует
потомство, является более
предпочтительным по
сравнению с оценкой по
родословной.

Эффективность геномной
селекции по низконаследуемым
признакам показывает
потенциально более высокую
результативность.

Включение в референтную
популяцию быковпроизводителей, имеющих
высокую точность оценок
племенной ценности, является
необходимым условием для
получения достоверных
прогнозов по хозяйственнополезным признакам крупного
рогатого скота.
Общая характеристика состояния племенной базы
молочного скотоводства региона
ОБЩИЙ СЛУЧНОЙ КОНТИНГЕНТ В ПОПУЛЯЦИИ
ЧЕРНО-ПЕСТРОГО И ГОЛШТИНСКОГО СКОТА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ:
≈150 тыс. коров и телок
АКТИВНАЯ ЧАСТЬ ПОПУЛЯЦИИ
(ПЛЕМЕННЫЕ ЗАВОДЫ И РЕПРОДУКТОРЫ, ВЕДУЩИЕ ТОВАРНЫЕ ХОЗЯЙСТВА):
64,1 тыс. коров (из них 44% первотелок)
ЧИСЛО ХОЗЯЙСТВ (ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СИСТЕМЫ),
СРЕДНИЙ РАЗМЕР СТАДА:
77 стад, среднее поголовье ≈800 гол. коров
ПОГОЛОВЬЕ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ НА СТАНЦИЯХ
ИСКУССТВЕННОГО ОСЕМЕНЕНИЯ:
≈400 гол., из них 25% молодых быков проходят оценку по
качеству потомства
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА МОЛОЧНОГО СКОТА В
ПОПУЛЯЦИИ:
1 лактация (305 дн.) – 6285 кг молока – 4,03 % МДЖ – 3,19 % МДБ
в среднем по популяции 6645 кг – 4,02% МДЖ – 3,23% МДБ
 Традиционная стратегия развития селекции
Категория
животных
Отцы быков
Отцы коров
Матери быков
Матери коров
Доля отбора, %
Точность оценки
EBV
Интервал между
поколениями
Вклад, %
10
20
5
85
0.96
0.75
0.60
0.50
9
6
5
3
42
25
30
3
23
Сумма (Σ)
63 кг молока / год
Генетический прогресс на корову (∆𝑮)
 Стратегия геномной селекции
Категория
животных
Отцы быков
Отцы коров
Матери быков
Матери коров
Доля отбора, %
Точность оценки
EBV
Интервал между
поколениями
Вклад, %
10
20
5
85
0.60
0.60
0.60
0.50
1.2
1.2
1.2
3.0
33
26
38
4
Сумма (Σ)
Генетический прогресс на корову (∆𝑮)
6.6
174 кг молока / год (+111 кг)
1000
высокопродуктивных
генотипированных
коров (50K Illumina)
500 ремонтных бычков
(геномная оценка)
20 лучших быков
(1:25)
УДОЙ ЗА 305 ДН. ПЕРВОЙ ЛАКТАЦИИ, КГ
Схема геномной селекции по воспроизводству быков-производителей
отечественной репродукции и её результативность
+174 кг/год
9000
8000
7000
+63 кг/год
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021
Активная часть
популяции
60 000 коров
2-3 элитных быкапроизводителя (1:10)
Схема геномной селекции
ГОДЫ
Традиционная система селекции
Геномная селекция
+8,2 кг/год продукции молочного жира
+6,6 кг/год продукции молочного белка
Прогноз эффективности внедрения оценки
геномной племенной ценности
Экономическая эффективность геномной селекции по сравнению с
традиционной стратегией разведения молочного скота*
*ценовая ситуация по ЦФО на 11.06.2015 г.
Дополнительно
произведенная продукция
молока на:
+146,8 млн. руб./год
Экономия затрат на
осеменения коров:
+1,7 млн. руб./год
Достоверность прогноза по удою за 305 дн. лактации
Увеличение выхода телят на:
+1154 гол./год или
+11,1 млн. руб./год
Рост племпродаж скота
хозяйствующим субъектам на:
+30,8 млн. руб./год
Достоверность прогноза по продолжительности сервис-периода
РОСТ ОБЪЕМА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЫРУЧКИ ЗА 5 ЛЕТ:
952 МЛН. РУБ.
БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ
alex_sermyagin85@mail.ru