CC BY
24ПРЕДСТАВЛЕНИЕ НАУЧНОЙ РАБОТЫ
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИИ В СВИНОВОДСТВЕ
ПО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Третьякова Ольга Леонидовна, Святогоров Николай Алексеевич, Святогорова Александра Евгеньевна, Костин Максим Юрьевич, Донской государственный аграрный университет, пос. Персиановский
E-mail: maksim.kostin@mail.ru
Аннотация. Все интенсивное мировое свиноводство использует гибридизацию, как действенный метод получения гарантированного эффекта • гетерозиса. Разработаны приемы и методы выведения гибридных животных, системы разведения. Однако теоретические аспекты этих вопросов до сих пор изучены недостаточно. Существует проблема управления эффектом гетерозиса, который должен быть регулируемым [5,6]. Актуальнейшей задачей является создание
Информационно-аналитической системы позволяющей оценивать эффективность использования специализированных пород и линий. Методические аспекты этого вопроса разработаны, однако, в практической селекции их использование ограничено. Назрела необходимость создания непрерывно действующей системы: «Оценка существующих селекционно-генетических параметров - разработка целевых стандартов - прогноз -программа совершенствования - план селекционно-племенной работы», обеспечивающей эффективную селекцию. Такая система должна стать функциональным звеном автоматизированной системы управления селекционным процессом [30].
Познание генетических процессов, происходящих в популяции, расширяет реальную возможность интенсификации селекционного процесса и позволяет разработать новые научно-обоснованные программы улучшения племенных и продуктивных качеств свиней [14].
Особое значение приобретает оценка племенной ценности животных. Данный вопрос в свиноводстве изучен недостаточно. Существующие традиционные методы оценки племенных качеств животных не всегда
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
соответствуют генотипической ценности особи [8,12]. Необходимы реальные программы повышения надежности оценки племенной ценности животных по селекционным индексам, основанные на системе взаимосвязей признаков [15,16].
Однако не разработана и не получила достаточного развития автоматизация процессов сбора и обработки информации, решения сложных, задач, связанных с разработкой долгосрочных целевых программ, требующих совершенствования методов оценки племенной ценности животных. Их дальнейшее развитие связано с решением ряда проблем, которые нашли свое отражение в данных исследованиях.
Ключевые слова
Изменчивость признаков, воспроизводительные качества, конструирование индексов, автоматизированные системы, обработка информации, репродуктивная ценность, селекция, свиньи.
Цели и задачи исследований. Основной целью исследований стала оценки работы информационно-аналитической системы и экспериментальная проверка её работы по базе данных племенных заводах Северного Кавказа. •
Программа исследований предусматривала решение следующих задач:
- изучение характера внутрилинейной изменчивости признаков воспроизводительного фитнесса свиней;
- разработка научно обоснованных компьютерных программ индексной селекции при совершенствовании материнских линий свиней.
Научная новизна исследований. Впервые, на конкретном селекционном материале племенных хозяйств Северного Кавказа, накопленном за 35-летний период, проведена проверка работы информационно-аналитической системы. Установлено влияние «генотипической среды» популяций на структуру генотипической изменчивости [9,18]. Настоящая работа подтверждает гипотезу «создания групповых генотипов» по методике внутрилинейной структуры профессора Либизова М.П.
Сотрудниками лаборатории теоретических основ селекции сельскохозяйственных животных разработаны селекционные индексы для оценки материнских линий; созданы алгоритмы вошедшие в комплекс программ «Автоматизированные системы в свиноводстве» ООО «Селиком» [25,26].
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Экспериментальная работа выполнялась по данным имеющимся в базе данных КП АСС ООО «Селиком» Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краёв в период с 1989 по 2004 гг. в лаборатории теоретических
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
основ селекции сельскохозяйственных животных Донского государственного аграрного университета [28,29].
Общая схема исследований приведена на рисунке 1.
Рис. 1 Схема исследований
При генетико-статистическом анализе и генетико-популяционной характеристике материала применялись алгоритмы исследований, изложенные в работах Н.А. Плохинского, Г.Ф. Лакина, Е.К. Меркурьевой, П.Ф. Рокицкого, Т. Литтла, Ф. Хилза. Биометрический анализ выполнялся в M. Excel.
Изучение характера изменчивости воспроизводительных качеств при действии отбора проводилось на 27921 свиноматке крупной белой породы. Временной промежуток, за который изучалась изменчивость признаков составил от 15 до 35 лет, что достаточно полно отражает процессы, происходящие в популяциях. Это позволяет проверить работу системы по четырём поколениям свиней.
Конструирование селекционных индексов проводилось номограмным методом разработанным Н.В. Михайловым, (1986). При вычислении индексов определялись Aq, oY, h , d и другие показатели.
Структура генотипической изменчивости изучалась в стадам племенных заводов в целом и по отдельным линиям.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для определения действия длительного племенного отбора на фенотипическое разнообразие популяций проведен графический анализ характера распределения воспроизводительных качеств свиноматок в двух группах: Mn - все свиноматки стада; MS- свиноматки селекционной части стада (рис. 2).
В пакете «Анализ данных» M. Excel проведена обработка популяционно-генетических параметров всех стад свиней. Рассчитаны основные показатели изменчивости воспроизводительных качеств. Асимметрия и эксцесса (Cv, As, Эк), несут большую информационную характеристику и определяют характер кривой распределения. Асимметричность кривой распределения связана со структурой генотипической изменчивости признаков и может быть объективным показателем эффективности отбора.
По нашему мнению показатель отклонения кривой от нормального распределения может стать важным инструментом в характеристике линейных животных, определении генетических возможностей популяций. Отчетливое снижение этого показателя отмечалось в селекционной части стад племенных • заводов (Ms) [27].
Феномен положительного смещения характера распределения свидетельствует о направленном действии отбора в популяциях. Установлена специфика внутрипопуляционной изменчивости [23].
Информационно-аналитическая система позволила выявить «чувствительность» воспроизводительных признаков к длительному селекционному воздействию, что выразилось в смещении плотности распределения. Эти изменения повлияли на структуру популяции.
Следующим этапов исследований явилось изучение характера изменчивости воспроизводительных качеств внутри линий. Проводилась обработка информации БД КП АСС ООО «Селиком» с использованием стандартных и прикладных программ.
В качестве примера приведен анализ популяции свиней племенного завода «Венцы-Заря» Краснодарского края в разрезе линий.
В таблице 1 приведена изменчивость воспроизводительных качеств по линиям.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
Рис. 2 Кривые распределения признаков воспроизводительных качеств в популяциях свиней Северного Кавказа
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
Таблица 1
Характеристика линий хряков-производителей
Показатели Шифр признаков
Х1 Х2 Хз Х4 Х5 *)
Линия Смарагда п=102
Х ±т 11,28±0,08 62,70±0,43 10,39±0,06 205,84±1,34 47,18±4,22
а ±т 0,79±0,06 4,39±0,31 0,57±0,04 13,52±0,95 42,58±2,98
СУ±Ш 6,97±0,49 7,00±0,49 5,49±0,38 6,57±0,46 90,25±6,32
As 3,17 0,279 0,937 0,53 1,42
Эк 18,8 5,17 5,10 3,85 6,86
Линия Свата п=126
Х ±т 11,13±0,05 61,20±0,49 10,30±0,05 205,00±2,17 36,60±4,44
а ±т 0,31±0,04 2,92±0,34 0,35±0,04 12,90±1,54 26,30±3,14
СУ±Ш 5,43±0,34 7,92±0,50 6,00±0,38 8,66±0,55 112,60±7,10
Аs 1,10 0,726 1,38 0,612 1,04
Эк 6,95 3,64 5,16 3,83 4,15
Линия Секрета п=120
Х ±т 11,10±0,04 61,60±0,56 10,30±0,05 205,00±1,42 36,80±3,44
а ±т 0,51±0,03 6,18±0,39 0,56±0,04 15,50±1,00 37,70±2,43
СУ±Ш 10,26±0,66 13,61±0,88 10,67±0,69 11,92±0,77 103,30±6,64
As -0,347 -5,62 0,492 1,34 0,57
Эк 4,25 52,31 3,68 7,80 3,90
*) Примечание: В племенных хозяйствах до 2002 г. основными селекционируемыми признаками на ряду с многоплодием и молочностью были Х3 - число поросят в 2 месяца, Х4 - масса гнезда в 2 месяца, Х5 - селекционный индекс
Полученные результаты свидетельствуют о том, что уровень продуктивности достаточно высок. Между линиями отмечаются значительные фенотипические различия (конституциональные особенности, выравненность и схожесть с родоначальников линии) это свидетельствует о высокой консолидации линий. Каждая линия селекционировалась на определённые цели.
Следует отметить, что более консолидированной по всем изучаемым признакам является линия Свата, которая специализировалась на высокие воспроизводительные качества. Отмечен высокий коэффициент вариации (Оу) по Х5 - селекционному индексу. Высокая изменчивость селекционного индекса объясняется значительными колебаниями его величины от отрицательных значений до положительных выше 100 баллов.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
Графический анализ позволил получить более полную характеристику изменчивости по линиям внутри популяции по всем изучаемым признакам (рис.
3).
Рис. 3 Кривые распределения воспроизводительных признаков в линиях свиней
Показатель асимметрии позволяет идентифицировать процессы, происходящие в популяциях на линейном уровне. В результате исследований отмечено, что в линии Свата показатель As составил 1,1; в линии Смарагда As=3,17, в линии Секрета As= - 0,347 соответственно.
Наблюдается значительная эксцессивность кривых в линии Смарагда Эк=18,8, в линии Свата Эк=6,95, что свидетельствует о высокой консолидации всех признаков.
Значительные различия в характере распределения указывают на существенные генотипические особенности линий, что свидетельствует о создании в 2004 году в племенном заводе «Венцы-Заря» Краснодарского края специфических групповых генотипов, сформированных при помощи внутрилинейного подбора[24].
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
Так, линия Смарагда селекционировалась на крепость конституции (более грубый тип), высокое многоплодие, материнские качества при хороших показателях откормочных и мясных качеств. Селекция в линии Свата была направлена на получение крепких с нежным типом конституции животных, обладающих высокими воспроизводительными качествами, скоростью роста и конверсией корма. В линии Секрета основная задача была в получении крепких животных, способных давать много скороспелых поросят с низкой толщиной шпика, выраженностью окорока и высоким выходом мяса.
Для достижения таких селекционных целей были разработаны индексы отбора для каждой конкретной линии. График распределение особей по селекционному индексу во всех линиях смещен вправо. Это свидетельствует о значительной эффективности селекции по этому показателю.
В зависимости от целей селекции интеграция признаков в один оценочный комплекс (селекционный индекс) позволяет совершенствовать те признаки, которые определяют как количественную, так и качественную стороны [21].
Таким образом, создание специализированных материнских линий проводится по признакам, которые имеют различное селекционно-генетическое • и экономическое значение, а также проявляют различный характер соотносительной изменчивости [1,7, 13].
В модуль индексной селекции КП АСС ООО «Селиком» были включены разработанные сотрудниками лаборатории теоретических основ селекции с.-х. животных (Михайловым Н.В., Третьяковой О.Л., Свинарёвым И.Ю., Святогоровым Н.А., Святогоровой А.Е. и др.) селекционные индексы. Отбор животных по индексам проводился автоматически по базе данных. Использование предложенных селекционных индексов в практике племенной работы оптимизирует процесс отбора и увеличивает эффективность селекции.
Для подтверждения эффективности использования индексной оценки нами по информационно-аналитической системе проводился расчёт коэффициентов наследуемости воспроизводительных признаков и селекционных индексов в популяциях свиней государственных племенных заводов Северного Кавказа.
Установлено, что наследуемость селекционных индексов значительно выше, чем признаков, включенных в его состав. Это обстоятельство определяет и объясняет большую эффективность селекционного отбора по индексам, при сравнении с отбором по воспроизводительным признакам, выступающим в селекционном процессе самостоятельно.
Мы считаем, что более высокое значение h селекционного индекса объясняется сложением вектора действия входящих в индекс признаков. Выявлена высокая степень наследования в парах отец-дочь, и мать-дочь. Различия между наблюдаемыми величинами индексов в парах отец-дочь и мать-
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
дочь высоко значимы (Р>0,999).
Генетическое влияние хряков в процессе селекции популяции значительно выше, чем свиноматок, особенно при искусственном осеменении. Поэтому при оценке материнских линий свиней особое внимание необходимо уделить племенным качествам хряков-производителей. Наследование величины селекционного индекса показано на графике (рис. 4).
100
■80
-100 -1
Рис. 4. Наследование величины селекционного индекса родителей и их потомков
Выводы, практическая значимость и реализация результатов исследований. Проведен анализ селекционного эксперимента по формированию внутрилинейной структуры стад в племенных хозяйствах Северного Кавказа с использование информационно-аналитической системы. Результаты апробации информационно-аналитической системы показали возможность использования показателей изменчивости как критериев оценки селекционной работы в популяциях свиней [11,17,18]..
Установлено, что длительная селекционная работа по методике внутрилинейного подбора не приводит к ухудшению продуктивных качеств, а напротив позволяет консолидировать линии и популяцию в целом.
Подтверждена эффективность оценки по селекционным индексам.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
Результаты научных исследований широко используются в учебных программах при подготовке студентов по дисциплине «Свиноводство и технология производства свинины», «Основы научного эксперимента», «Технология сельскохозяйственного производства» в аграрных университетах.
Литература:
1. Третьякова О.Л. Оценка продуктивности по селекционным индексам / XI Межреспубликанская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов. - 1992. - Оренбург. - С. 27-28.
2. Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Бойко Н.Н. Какой признак важнее? / Свиноводство. - 1992. - №1. - С. 19-20.
3. Третьякова О.Л. Степень влияния различных факторов на товарную массу гнезда / Материалы седьмого заседания межвузовского координационного совета «Свинина» и республиканская научно-практическая конференция. «Актуальные проблемы производства свинины». Пос. Пресианоский, ДонГАУ, 1997. - С. 28-29.
4. Третьякова О.Л. Влияние признаков воспроизводительного фитнесса на
• товарную массу гнезда / «Актуальные проблемы развития животноводства на • Дону». Сб. науч. Тр. Пресиановка. - Дон ГАУ - 1998. - С. 114-117.
5. Михайлов Н.В., Колосов Ю.А., Каратунов, Третьякова О.Л. и др. Система оптимизации оценки племенной ценности с.-х. животных (Компьютерная программа OPCOS-II) / Метод. рекомендации, п. Персиановский, 1999 г. - 30 с.
6. Михайлов Н.В., Каратунов Г.А., Третьякова О.Л., Костылев Э.В. Интенсификация племенного отбора в свиноводстве. - П. Персиановский: ДонГАУ, 1999 г. - 100 с.
7. Третьякова О.Л., Михайлов Н.В., Богомолов Ю.Г. и др. Индексная оценка племенных качеств хряков-производителей и свиноматок материнских линий (компьютерная программа ИНОПЛЕКС) / Метод. рекомендации. Новочеркасск, 1999 г. - 32 с.
8. Третьякова О.Л. Генетические аспекты продолжительности племенного использования свиноматок / «Совершенствование племенных и продуктивных качеств животных и птиц»: материалы конференции, посвященной 80-летию МВА им. К.И. Скрябина. - М.: МВА им. К.И. Скрябина, 1999. - С. 31-32.
9. Третьякова О.Л. Реакция «генетической среды» на отбор / Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве. П. Персиановский. ДонГАУ. - 1999. - С.68-69.
10. Третьякова О.Л. Изменчивость воспроизводительного фитнесса в линиях // Сб. науч. трудов (по материалам международной конференции «Актуальные проблемы производства и переработки продуктов животноводства и птицеводства». - Уфа, 2000. - С. 269-273.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
11. Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Сидоренко Л.И., Толпеко Г.А., Харитонова Т.А. Компьютерные технологии в животноводстве / Учебное пособие. -Краснодар, 2000 - 32 с.
12. Третьякова О.Л. Динамика популяции при племенном отборе свиней / Сб. материалов международной научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях в XXI веке». - Пенза, 2000. - С. 229-230.
13. Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Рудь А.И., Харитонова Т.А. Математические методы оценки генотипа животных / Материалы международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-2000» . - С. Петербург, 2000. - С. 176-178.
14. Третьякова О.Л. Вопросы интенсификации племенного отбора свиней в Северокавказском экономическом регионе / Материалы научно-практической конференции в рамках координационного Совета «Свинина», п. Персиановский,
2000. - С. 99-101.
15. Третьякова О.Л. Индексная оценка племенной ценности свиней // Вестник ветеринарии, г. Ставрополь. - №18 - 2001. - С. 19-21. •
16. Самойлов В.С., Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Толпеко Г.А. Индексная система оценки племенных качеств хряков-производителей и свиноматок материнских линий / Метод. рекомендации: Краснодар, 2001. - 57 с.
17. Третьякова О.Л. Прикладные компьютерные программы в селекционном процессе / Сб. материалов симпозиума «Новые информационные технологии в решении проблем производства, строительства, экологии образования, управления и права». - Пенза, 2001. - С. 197-198.
18. Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Щелоков А.И. Оценка племенной ценности генотипа свиней (компьютерная программа) / Ученые Донского госагроуниверситета - АПК XXI века. Научные разработки, рекомендованные к внедрению.- п. Персиановский. ДонГАУ, 2000. - С. 34-35.
19. Третьякова О.Л. Индексная оценка племенного использования свиней / Ученые Донского госагроуниверситета - АПК XXI века. Научные разработки рекомендованные к внедрению. - П. Персиановский. ДонГАУ, 2000. - С. 39-40.
20. Третьякова О.Л., Харитонова Т.А. Определение селекционных границ отбора индекса по показателям воспроизводительного фитнесса / Материалы международной научно-практической конференции «Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике». - Новочеркасск,
2001. - С. 5-6.
21. Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Харитонова Т.А., Харитонов Е.В. Алгоритм конструирования селекционных индексов отбора в животноводстве / Материалы международной научно-практической конференции «Математические методы в технике технологиях ММТТ - 14». - Смоленск, 2001. - С. 70-71.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
22. Рачков И.Г., Третьякова О.Л., Степанова О.В., Бевзюк В.Н. Повышение продуктивности свиноматок / Сборник научных трудов Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. - 2014. - Т.1. - №7 (1). -С. 105-110.
23. Рыбалко В.П., Семенов В.В., Лозовой В.И., Сердюков Е.И., Кононова Л.В., Плужникова О.В. Естественная резистентность и продуктивность свиней районированных и импортных пород / Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2014. - №1. - С. 54-56.
24. Третьякова О.Л., Гетманцева Л.В., Святогорова А.Е., Свинарев И.Ю. Создание генотипической конструкции линий на основе индексной оценки свиней / Современные технологии сельскохозяйственного производства и приоритетные направления развития аграрной науки // Материалы международной научно-практической конференции: в 4-х томах. - 2014. - С. 226230.
25. Семёнов В.В. Информационное и программное обеспечение отрасли свиноводства / В.В. Семёнов, Г.И. Федин, О.Л. Третьякова - Сборник научных
Ф трудов. Животноводство и кормопроизводство. Ставрополь. Изд. СНИИЖК, • 2010, Выпуск №3. С. 52-60.
26. Третьякова О.Л. Заказчикам нужны не программы, а решения / О.Л. Третьякова, Н.В. Михайлов, Г.И. Федин // Перспективное свиноводство: теория и практика. - 2011. - №6. - С. 2
27. Третьякова О.Л. Мониторинг продуктивных качеств свиней / Третьякова О. Л., Федин Г.И. // Перспективное свиноводство: теория и практика. - 2012. - №1. -С. 3.
28. Федин Г.И. Использование базы данных программы «АСС» при определении репродуктивной ценности свиноматок // «Информационные технологии в образовании и консультационной деятельности»: материалы всероссийской научно-производственной. конференции РИПКА. - Новочеркасск, 2007.
29. Федин Г.И. Комплекс программ АСС (автоматизация, селекция, свиноводство) Базовый программный модуль / Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Федин Г.И. Учебное пособие (Рекомендовано Фондом развития отечественного образования для использования в учебном процессе и переиздания для широкой научной общественности в России и за рубежом) // Центр оперативной полиграфии ЮРГТУ (НПИ), г. Новочеркасск, 2008. - 50 с.
30. Федин Г.И. Информационно-аналитическая система в свиноводстве / Михайлов Н.В., Третьякова О.Л., Федин Г.И. // «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных»: материалы научно-практической конференции, посвященной 40-летию образования ГНУ СевероКавказский НИИ животноводства Российской АСХН, 7-8 апреля 2009 г. -Краснодар, СКНИИЖ, 2009. - 216 с.
