CC BY
61
ОЦЕНКА ОБЩЕЙ И СПЕЦИФИЧЕСКОЙ КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТА ГЕТЕРОЗИСА
ПРИ КРОССЕ ЛИНИЙ СВИНЕЙ
EVALUATION OF GENERAL AND SPECIFIC COMBINING ABILITY AND HETEROSIS EFFECT PREDICTION IN CROSS LINES OF PIGS
Н.А. Мальцев
главный технолог, ООО «Восточный»
Е.С. Маринина
главный зоотехник-селекционер, ООО «Восточный»
B.В. Гарай
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБНУ ВНИИплем
C.В. Павлова
кандидат сельскохозяйственных наук,
ФГБНУ ВНИИплем
УДК 636.4.033;636.082.265
Maltsev N.A. Marinina E.C. Garay V.V.
All Russian Research Institute of Animal Breeding
Pavlova S.V.
All Russian Research Institute of Animal Breeding
Ключевые слова: свиньи, общая комбинационная способность, специфическая комбинационная способность, скрещивание, линии, типы, порода, гетерозис
Key words: pig, general combining ability, specific combining ability, hybridization, lines, types, breed, heterosis
Аннотация
На основании проведенных исследований был разработан блок программных средств «ФИАС - PROM», который предназначен для формирования баз данных и решения селекционно-генетических задач с использованием методов количественной оценки показателей продуктивности - общей, специфической комбинационной способности и расчета гетерозисного потенциала при кроссах линий, типов, пород в селекционно-генетических и селекционно-гибридных центрах и промышленном свиноводстве.
Summary
Software tools «FIAS-PROM» has developed, which is designed to create data-bases and solutions of selection and genetic problems using methods of quantifying indicators of productivity - general and specific combining ability and heterosis po-tential calculation for cross lines, types, breeds in the breeding-genetic and breeding-hybrid centres and industrial pig production.
В основе гибридизации лежит интенсивное использование всех достижений научной мысли в области популяционной генетики и селекции животных. Ее эффективность определяется участием в ней пород и линий, проверенных на комбинационную способность (КС), генетическая обусловленность которой дает возможность прогнозировать результаты скрещивания специализированных линий свиней.
Комбинационная способность является наследственным свойством и определяется в процессе генетического анализа, предусматривающего организацию регулярных скрещиваний родительских форм, испытание гибридов на продуктивность, расчет общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности родителей.
В настоящее время испытание линий, типов и пород свиней на сочетаемость проводится чисто эмпиричес-
Причина Общее Линии Взаимодействие Случайные
варьирования материнская отцовская отклонения
Многоплодие, df 362 3 3 9 347,2
гол. M 0,50 22,18*** 11,66*** 1,79*** 0,19
Молочность, df 362 3 3 9 347,2
кг M 20,14 350,39*** 224,58*** 31,45* 15,22
Масса гнезда df 362 3 3 9 347,2
в 2 месяца, кг M 182,45 8134,8*** 2327,8*** 531,2*** 86,05
Таблица 1. Результаты дисперсионного анализа воспроизводительных качеств свиноматок
Материал и методы исследований
ким путем, а при ручной обработке и анализе информации это требует больших затрат средств и времени. Для решения данной проблемы, впервые сотрудниками лаборатории информационного обеспечения в селекции свиней ВНИИплем разработаны программные средства автоматизации зоотехнического учета для формирования баз данных, на основе которых проводится оценка общей и специфической комбинационной способности при кроссах линий и пород на селекционно-генетических центрах и на репродуктивных фермах комплексов.
Была создана специализированная база данных с использованием системы управления банка данных (СУБД). Система имеет блочную структуру. В автоматическом режиме формируются необходимые данные для решения любой из информационно-справочных или вычислительных задач.
Для оценки и прогнозирования эффекта гетерозиса была использована база данных селекционно-генетического центра ООО «Восточный» Удмуртской республики.
При оценке общей и специфической комбинационной способности использованы диаллельные скрещивания пород крупной белой, ландрас, дюрок, йоркшир и проанализированы следующие признаки: многоплодие, молочность, масса гнезда в 2 месяца, скороспелость, среднесуточный прирост, затраты корма, толщина шпика, длина туши, масса окорока и площадь «мышечного глазка».
Для расчета применены четыре генетико-математических метода Гриффинга (1956). При использовании любого из методов Гриффинга вначале при помощи
Таблица 2. Результаты дисперсионного анализа откормочных и мясных качеств гибридных свиней
Причина Общее Порода Взаимодействие Случайные
варьирования материнская отцовская отклонения
Скороспелость df 362 3 3 9 347,2
дн. M 76,32 100439*** 700,65*** 175,92** 60,28
Среднесуточный Ч- ■с 362 3 3 9 347,2
прирост, г M 3721,4 92857,8*** 54740,2*** 18555,7*** 2123,68
Затраты корма df 362 3 3 9 347,2
к. ед. M 0,101 4,28*** 3,69*** 0,19*** 0,03
Толщина df 362 3 3 9 347,2
шпика, мм M 2,26 60,4*** 106,97*** 0,48 0,89
Длина туши, df 362 3 3 9 347,2
см M 3,82 20,24*** 26,81*** 1,49 3,54
Масса окорока, df 362 3 3 9 347,2
кг M 1,05 10,85*** 6,48*** 0,42 0,94
Площадь «мышеч- df 362 3 3 9 347,2
ного глазка», см2 M 11,89 99,01*** 120,58*** 6,08 10,34
Показатели Метод Кб Йр Лн Дю
Многоплодие 4 0,534 -0,413 0,274 -0,395
Молочность 4 2,455 -1,421 0,462 -1,497
Масса гнезда в 2 мес. 4 9,899 -7,454 0,843 -3,288
Таблица 3. Эффекты общей комбинационной способности свиноматок по воспроизводительным качествам, оцененные методом 4
двухфакторного дисперсионного анализа устанавливались различия между гибридами, обусловленные влиянием обеих родительских форм и их взаимодействием.
Затем проводился расчет варианс комбинационной способности и определялись эффекты общей комбинационной способности для каждой родительской популяции, специфической комбинационной способности и реципрокные эффекты - для каждого сочетания по соответствующим формулам.
Продуктивность потомства от соответствующего подбора животных различных линий и типов прогнозировали с помощью первой генетико-математической модели Снедекора, предусматривающей фиксированное значение величины каждого эффекта:
хук = и + ё) + ё] + + Гц + ецк
Хук - показатель признака у потомства F (гибридов); и - среднепопуляционный эффект, равный средней величине этого признака у родителей; gj, gj - эффекты ОКС у исходных родительских форм;
Sjj - эффект СКС при спаривании родителей i и ];
^ - реципрокный эффект; еjjk - случайные отклонения.
Результаты исследований
Дисперсионный анализ выявил достоверность генотипических различий, обусловленных влиянием материнской, отцовской специализированных линий (Р<0,001) и их взаимодействием (Р<0,01).
Дисперсионный анализ результатов диаллельных скрещиваний показал высокую достоверность данных по многоплодию, молочности, массе гнезда в 2 месяца по материнской, отцовской специализированной линии и их взаимодействию (Таблица 1).
Таким образом, в формировании эффекта гетерозиса по продуктивным качествам свиноматок существенную роль играют все генетические составляющие комбинационной способности.
По откормочным и мясным качествам (Таблица 2) достоверные данные проявились у отцовской и материнской специализированных линий и при их взаимодействии - по скороспелости (Р<0,01), среднесуточному приросту и затратам корма (Р<0,001).
Далее проводился анализ варианс комбинационной способности по откормочным и мясным качествам с использованием методов 1, 2, 3, 4, который установил достоверное влияние всех генетических факторов общей комбинационной способности.
Анализ варианс специфической комбинационной способности показал существенное влияние вышеуказанных факторов на скороспелость, среднесуточный прирост, затраты корма, толщину шпика.
Установлена положительная комбинационная способность по многоплодию, молочности и массе гнезда в 2 месяца у свиноматок пород крупная белая и ландрас. Свиньи пород йоркшир и дюрок характеризовались отрицательной величиной эффекта во всех вариантах скрещивания и ухудшали эти показатели (Таблица 3).
На основании анализа варианс по откормочным и мясным качествам методом 4 произведен расчет эф-
Таблица 4. Эффекты общей комбинационной способности специализированных линий по откормочным и мясным качествам, оцененные разными методами
Показатели Метод Кб Йр Лн Дю
Скороспелость, дн. 4 0,63 -0,83 -3,58 3,78
Среднесуточный прирост, г 4 -8,7 9,7 30,9 -31,9
Затраты корма, к.ед. 4 0,12 0,07 -0,38 0,19
Толщина шпика, мм 4 0,21 -0,71 -0,68 1,18
Длина туши, см 4 0,24 0,21 0,57 -1,02
Масса окорока, кг 4 -0,340 0,185 0,156 -0,340
Площадь «мышечного глазка» см2 4 -0,76 0,93 0,91 -1,07
Сочетания пород матки хряки Метод Многоплодие, гол. Молочность, кг Масса гнезда в 2 мес., кг
Кб х Йр 4 -0,122 0,773 -4,414
Кб х Лн 4 0,245 -0,025 3,272
Кб х Дю 4 -0,123 -0,748 1,142
Йр х Лн 4 -0,123 -0,748 1,142
Йр х Дю 4 0,245 -0,025 3,272
Лн х Дю 4 -0,122 0,773 -4,414
Таблица 5. Эффекты специфической комбинационной способности специализированных линий по воспроизводительным качествам различных сочетаний
фектов ОКС, СКС, среднепопуляционного эффекта и ре-ципрокных спариваний.
Оценка эффектов общей комбинационной способности позволила установить, что положительные результаты имели специализированные линии пород йоркшир и ландрас - по среднесуточному приросту, длине туши, массе окорока и площади «мышечного глазка» (Таблица 4).
Далее была проведена оценка эффектов специфической комбинационной способности по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам (Таблицы 5, 6).
Эффекты специфической комбинационной способности позволили выявить лучшие сочетания по отдельным признакам. Более высокие величины СКС рассчитанные 4-м методом выявлены по многоплодию в сочетаниях Кб х Лн, Йр х Дю; по молочности - Кб х Йр, Лн х Дю; по массе гнезда в 2 месяца - Кб х Лн, Кб х Дю, Йр х Лн и Йр х Дю.
Анализ данных Таблицы 6 показал, что лучшие комбинации по скороспелости, среднесуточному приросту, толщине шпика и массе окорока имеют свиноматки специализированных линий крупной белой породы с хряками породы дюрок. По всем семи показателям положительные эффекты специфической комбинационной способности имели сочетания свиноматок специализированных линий породы йоркшир с хряками породы ландрас.
На основании эффектов ОКС, СКС и реципрокных эффектов с учетом среднепопуляционной величины по изучаемым признакам, по математической модели Снедекора, программным модулем производится прогноз по каждому показателю продуктивности по всем вариантам скрещивания.
Наряду с детальным анализом по всем исследуемым признакам, встает вопрос о комплексной оценке различных вариантов скрещивания. Для достижения этой цели был рассчитан гетерозисный потенциал (ГП) различных вариантов скрещивания согласно методике Савченко.
Исходными данными для расчета послужили гетерозисный эффект по основному, коэффициент регрессии и гетерозисный эффект по ассоциированному признаку.
Выбор результирующего параметра был произведен на базе матричной модели множественной линейной регрессии. Так по воспроизводительным качествам расчетным путем выбрана масса гнезда в 2 месяца, а по откормочным и мясным - среднесуточный прирост.
Гетерозисный эффект по основному признаку рассчитывался:
Xо=ё0+ё0+50]
0 - гетерозисный эффект по основному признаку; к - гетерозисный эффект по к-му ассоциированному признаку;
Таблица 6. Эффекты специфической комбинационной способности специализированных линий по откормочным и мясным качествам в различных сочетаниях
Сочетания пород матки хряки Метод Скороспелость, дн. Среднесут. прирост, г Затраты корма, к.ед. Толщина шпика, мм Длина туши, см Масса окорока, кг Площадь «мыш. гл.», см2
Кб х Йр 4 1,417 -9,731 -0,003 -0,032 0,075 -0,014 -0,313
Кб х Лн 4 0,47 -11,023 0,006 0,093 -0,04 -0,114 -0,124
Кб х Дю 4 -1,8832 0,755 -0,003 -0,062 -0,035 0,128 0,437
Йр х Лн 4 -1,8332 0,755 -0,003 -0,062 -0,035 0,128 0,437
Йр х Дю 4 0,47 -11,023 0,006 0,093 -0,040 -0,114 -0,176
Лн х Дю 4 1,417 -9,731 -0,003 -0,032 0,075 -0,014 -0,313
Сочетания пород матки хряки Метод Многоплодие Молочность Гетерозисный потенциал, кг
Кб х Йр 4 -0,0001 0,4045 -1,57
Кб х Лн 4 0,1082 0,991 5,11
Кб х Дю 4 0,0016 0,988 8,74
Йр х Лн 4 -0,0151 0,674 -4,81
Йр х Дю 4 -0,033 0,5155 -6,99
Лн х Дю 4 -0,0187 0,8172 -6,06
Таблица 7. Показатели гетерозисного потенциала сочетаний пород по воспроизводительным качествам
Ьк - коэффициент регрессии к-го ассоциированного признака.
Также были рассчитаны показатели гетерозисного эффекта по ассоциированным признакам.
ёк'+ёк+5к
gki - сумма эффектов общей комбинационной способности отцовской породы по к-му ассоциированному признаку;
gkj - сумма эффектов общей комбинационной способности материнской породы по к-му ассоциированному признаку;
skij - сумма эффектов специфической комбинационной способности по к-му ассоциированному признаку.
На завершающем этапе был рассчитан гетерозис-ный потенциал сочетаний различных вариантов скрещивания пород по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам (Таблицы 7, 8). При этом учитывалась связь ассоциированных показателей с результирующим с помощью полученных коэффициентов регрессии.
Gij = Уо+Х Ь1У1+Х Ь2У2+Х ЬкУк
Gij - гетерозисный потенциал сочетаний;
0 - гетерозисный эффект по основному признаку;
Ь1, Ьк - коэффициент регрессии;
1, k - гетерозисный эффект по k-му ассоциированному признаку.
Анализ таблиц свидетельствует о том, что максимальные значения гетерозисного потенциала по основному признаку(масса гнезда в 2 месяца) имели сочетания КБ х Лн и Кб х Дю (15,11 кг и 8,74 кг соответственно), а по откормочным и мясным (среднесуточный прирост) - сочетания свиноматок крупной белой породы с хряками породы ландрас (11,85 г), а также матки породы йоркшир с хряками породы ландрас (62,59 г).
Использование информационных технологий позволяет автоматизировать зоотехнический учет, в промышленном свиноводстве и селекционно-генетических центрах проводить комплексную оценку сочетаемости различных линий, пород свиней по воспроизводительным, откормочным и мясным качествам.
Литература
1. Griffing B. A generalized treatment of diallel crosses in quantitative inheritance // Heredity. - 1956. - 31 s.
2. Савченко В.К. Генетический анализ в сетевых пробных скрещиваниях // Минск «Наука и техника». - 1984. - 223с.
3. Снедекор Дж.У Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии. -1961.
Таблица 8. Показатели гетерозисного потенциала сочетаний пород по откормочным и мясным качествам
Сочетания пород матки хряки Метод Скороспелость Затраты корма Толщина шпика Длина туши Масса окорока Площадь «мыш. гл.» Гетерозисный потенциал, г
Кб х Йр 4 -0,35 -0,001 0,03 0,04 -0,005 -0,018 -9,05
Кб х Лн 4 0,58 0,002 0,03 0,05 -0,008 0,002 11,85
Кб х Дю 4 -0,55 -0,001 -0,1 0,01 -0,014 -0,121 -20,59
Йр х Лн 4 0,95 0,001 0,08 0,03 0,009 0,198 62,59
Йр х Дю 4 -0,76 -0,001 -0,03 -0,04 -0,006 -0,017 -34,1
Лн х Дю 4 -0,20 0,001 -0,02 -0,01 -0,003 -0,020 -10,97
