Возможности сохранения и совершенствования генофонда пород крупного рогатого скота отечественной селекции Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

Эй!: 10.24411/0235-2451-2018-10516 УДК 636. 012:575.858

возможности сохранения и совершенствования генофонда пород крупного рогатого скота

___ _ __и ___

отечественной селекции*

И. А. ПАРОНЯН, доктор биологических наук, главный научный сотрудник(в-шаИ: paronyan39@mail.ru)

Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных - филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства ВИЖ имени академика Л. К. Эрнста», Московское ш., 55а, Санкт-Петербург, 196601, Российская Федерация

Резюме. Для разработки основных положений Ведомственной целевой программы по сохранению и совершенствованию генофонда пород крупного рогатого скота отечественной селекции проведен мониторинг численности, племенных и продуктивных качеств, а также поиск путей сохранения молочного скота гено-фондных, малочисленных и исчезающих пород РФ. По состоянию на 1.01.2017 г. из 22 имеющихся молочных пород скота России относительная численность 16 отечественных пород сократилась до угрожающего предела и составляет меньше 3 %. В то же время в современном породообразовательном процессе России необходимо объединить генофонды родственных пород для работы по общему плану. Многие имеющиеся в стране породы относятся к одной из 4-х генеалогически связанных групп скота -черно-пестрой, палево-пестрой, красной и бурой. При этом им необходимо сохранить название материнской породы при любой доли крови улучшающей породы. В то же время необходимо сохранение от массового поглотительного скрещивания с улучшающими породами животных холмогорской и ярославской пород - исконных национальных пород. Работа выполнена с использованием общепринятой классификации и формул расчета эффективной численности (ФАО), Европейской ассоциацией по животноводству. Анализ проведен в 12 генофондныххозяйствах по 8 породам крупного рогатого скота, численность сохраняемой породы в которых составляет от 83 до 700 голов. При наличии типичных стад этих же пород в других местах, целесообразно дополнительно организовать по 2-3 дочерних генофондных хозяйства, разводящих животных с высокой кровностью по материнской породе. Ключевые слова: генетическое разнообразие, генофонд, генофондное хозяйство, инбридинг, крупный рогатый скот, отечественные породы, родственные породы, эффективная численность, устойчивость.

Для цитирования: Паронян И. А. Возможности сохранения и совершенствования генофонда пород крупного рогатого скота отечественной селекции//Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 63-66. Эй!: 10.24411/0235-2451-2018-10516.

На сегодняшний день в России из 22 имеющихся молочных пород крупного рогатого скота 1-е место по распространенности занимает черно-пестрая (54,19 %), на 2-м - черно-пестрая голштинская (13,91 %), на 3-м - симментальская (7,09 %), далее холмогорская (7,05 %), красно-пестрая (5,89 %), красная степная (3,61 %). Относительная численность остальных 16 отечественных пород сократилась до угрожающего предела и составляет меньше 3 % [1]. Для нашей страны такое соотношение пород крупного рогатого скота не соответствует размерам территории с различными климатическими и экономическими условиями.

В этой связи актуальной проблемой остается оптимизация породного состава крупного рогатого скота для каждого региона, обеспечивающая эффективность и конкурентоспособность молочного скотоводства.

Цель исследования - мониторинг численности, племенных и продуктивных качеств, а также поиск путей сохранения молочного скота генофондных, малочисленных и исчезающих пород РФ для разработки основных положений ведомственной целевой программы по сохранению и совершенствованию генофонда пород крупного рогатого скота отечественной селекции.

Условия, материалы и методы. Работа выполнена с использованием сведений породного учета крупного рогатого скота Госкомитета СССР по статистике на 01.01.1990 г. [2] и Ежегодника по племенной работе [1] в существующих и предполагаемых генофондных хозяйствах.

При классификации пород по степени риска их вымира-нияА главными критериями считаются размер популяции, тенденция изменения численности в последний период, количество стад, степень чистоты породы. Кроме общепринятой классификации (ФАО) [3], приведена классификация, разработанная Европейской ассоциацией по животноводству (ЕАЖ) [4]. Она основана на оценке генетического риска и используется Европейской информационной системой по биоразнообразию сельскохозяйственных животных в 46 европейских странах. При этом генетический риск рассчитывают как ожидаемое увеличение степени инбридинга в течение 50 лет ^-50). Расчеты основаны на уравнении: МхГ

(1)

Л/е =

М + Р'

где № - эффективная численность популяции; М- число самцов, Г - число самок.

Результаты и обсуждение. За последние годы в силу разных причин в Российской Федерации произошло резкое сокращение поголовья и породного разнообразия в молочно-мясном животноводстве и эта тенденция сохраняется. По состоянию на 1 января 2017 г. по сведениям Ежегодника по племенной работе [1] поголовье крупного рогатого скота в хозяйствах всех категорий в России составило 18686,9 тыс. гол., в том числе 8250,1 тыс. коров. По сравнению с 1990 г., общее поголовье в 2016 г. сократилось на 15286,4 тыс. гол. (45,0 %), в том числе коров на 7399,0 тыс. (47,3 %). За 25 лет после образования Российской Федерации ежегодное уменьшение численности крупного рогатого скота составило в среднем 5878 гол., в том числе 2845 коров.

На сегодняшний день в стране нет точных статистических сведений о численности крупного рогатого скота с разбивкой по породности и половозрастным группам, поскольку с 1990 г. такого учета не проводили. Численность породы, учитываемая в ежегодниках по племенной работе не отражает реальное состояние её генофонда, поскольку половина разводимого в стране поголовья животных представляет собой помеси различных вариантов скрещивания. При проведении бонитировки специалисты относят помесных животных к чистопородным по материнской породе и поэтому доля чистопородных животных значительно ниже, чем показано в сводках.

Большинство стад отечественных пород, отнесенных к чистопородным, представляют собой синтетические популяции различной кровности. Статус этих пород можно считать критическим, поскольку основ-

*Работа выполнена при финансовой поддержке ФАНО (Госзадание № АААА-А18-118021590134-3). Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5 _

ными критериями оценки генофонда породы служат количество эмбрионов и спермодоз в криобанках, а также численность чистопородных животных.

Процесс увеличения доли высокопродуктивных пород в нашей стране будет продолжаться и дальше, вытесняя местные отечественные генотипы из производства. Их исчезновение может отрицательно отразиться на эффективности селекции в будущем.

Основные цели и задачи сохранения и совершенствования генофонда пород крупного рогатого скота отечественной селекции.

Рекомендациями международных организаций (ФАО/ЮНЕП) [3] при сохранении генофонда пород домашних животных предусматривается полная инвентаризация всех породных ресурсов с целью их генетической оценки и определения реальных возможностей сохранения и совершенствования.

Наряду с этим каждая страна имеет свои специфические цели и задачи сохранения генофонда домашних животных. Для России они приобретают большую актуальность в связи с резким сокращением общего генофонда животных, особенно уникальных пород, использование которых в селекции представляет большой интерес не только для отечественного, но и для мирового животноводства.

Для надежного и эффективного сохранения генетических ресурсов крупного рогатого скота отечественной селекции необходимо решить комплекс задач, включающих организационно-хозяйственные, финансовые, юридические и научно-исследовательские аспекты этой проблемы:

определение и утверждение перечня пород, породных групп и популяций крупного рогатого скота, находящихся под угрозой исчезновения и резкого сокращения чистопородного поголовья, с подробной характеристикой ценных и уникальных фенотипических и генетических признаков;

определение форм и способов сохранения генофонда и организаций, ответственных за их реализацию;

проведение генетического мониторинга и создание информационного банка данных о состоянии генофонда животных;

определение объемов финансовых, материально-технических и других затрат на содержание генофондных хозяйств, банков семени, эмбрионов и иммуногенетических лабораторий;

проведение научно-исследовательских работ по изучению современного состояния отечественных малочисленных и исчезающих пород скота, их сохранению и эффективному использованию сейчас и в перспективе.

Общие организационные мероприятия по сохранению и совершенствованию генофонда пород крупного рогатого скота.

К генофондным относят животных определенного вида, породы, популяции или стада, имеющих малую численность и распространение, обладающих редкими и ценными хозяйственно полезными качествами и биологическими свойствами; представляющих хозяйственное, научное, историческое, национально-культурное и экологическое значение в местах их обитания.

Организационной и материальной основой сохранения генофонда пород отечественной селекции служат генофондные фермы и хозяйства, заказники пород, ге-нофондные банки (хранилища) спермы производителей и эмбрионов животных. Их основная деятельность должна быть направлена на сохранение, воспроизводство и использование генофондных животных в соответствии с рекомендациями НИУ, утвержденными Министерством сельского хозяйства (МСХ) РФ.

Перечень пород, нуждающихся в охранных мерах, устанавливает МСХ РФ на основе учета породных животных, целесообразности их сохранения в зависимости от наличия уникальных признаков и качеств, представляющих селекционную и иную ценность, как сейчас, так и в будущем. Причем этот перечень может уточняться (дополняться или исключаться) в зависимости от численности чистопородных животных.

Формы генофонда и способы его сохранения устанавливают с учетом особенностей каждой отдельной породы. Все породы и группы, подлежащие охране, делят на две категории:

1-я - генетически ценные аборигенные малочисленные породы, породные группы и популяции, находящиеся на грани исчезновения;

2-я - породы с резко сокращающейся численностью, имеющие большое экономическое значение.

Для сохранения аборигенных пород 1-й категории предусмотрена организация реликтовых ферм и хозяйств, в которых собирают оставшееся в этом регионе поголовье. Для пород 2-й категории организуют генофондно-племенные или генофондные фермы и хозяйства, обеспечивающие чистопородное разведение типичных для той или иной породы стад животных.

Назначение генофондных банков (хранилищ) в отличие от существующих организаций по искусственному осеменению сводится к длительному хранению замороженной в жидком азоте спермы производителей различных линий, родственных групп, а также эмбрионов для использования в двух случаях:

для обеспечения чистопородного разведения в малочисленных популяциях на генофондных и реликтовых фермах местных исчезающих пород, а в отдельных случаях - их восстановления;

для селекционного использования в будущем и воспроизводства животных оптимальной кровности исходной улучшаемой породы.

Методы сохранения генофонда пород крупного рогатого скота.

Методы сохранения генофонда пород могут быть различными в зависимости от целей и численности сохраняемого поголовья. Основными можно считать следующие:

создание генофондных хозяйств или ферм, в которых обеспечивают охрану живых животных в условиях, близких к естественным (in situ);

создание генофондных банков (exsitu), в которые закладывают на длительное хранение сперму и эмбрионы представителей всех генеалогических единиц породы или стада.

При классификации пород по степени риска их вымирания главными критериями считают размер популяции, тенденцию изменения численности в последний период, количество стад, степень чистоты породы. Европейской ассоциацией по животноводству (ЕАЖ) была разработана собственная классификация, основанная на оценке генетического риска [4]:

<5 % - не подвергающиеся опасности;

5...15 % - потенциально подвергающиеся опасности;

16...25 % - минимально подвергающиеся опасности;

26...40 % - подвергающиеся опасности;

>40 % - на грани исчезновения.

Сейчас ее использует Европейская информационная система по биоразнообразию сельскохозяйственных животных в 46 европейских странах.

Комиссия Европейского союза (ЕС) устанавливает пороги статуса риска в целях обеспечения стимулирующих

выплат фермерам, содержащим породы, находящиеся под угрозой исчезновения. Для крупного рогатого скота установлен порог 7500 гол.

При выборе того или иного метода сохранения генофонда пород следует помнить, что сокращение численности особей сохраняемой популяции ниже допустимого минимума влечет за собой увеличение вероятности проявления в последующих генерациях таких негативных явлений как повышение степени инбридинга в связи с увеличением вероятности встречи двух гомозиготных особей, происходящих от общего предка; случайного генетического дрейфа - изменения частоты или наличия в ряде поколений одних и тех же генов.

Их проявление зависит от эффективной численности популяции, то есть объема той части, которая передает свой генофонд следующему поколению. Если в размножении участвует разное количество самок и самцов, то эффективную численность популяции Ме) рассчитывают по формуле:

N=N х +М), (2)

Минимальная численность воспроизводящейся группы животных, которую необходимо ежегодно заменять для поддержанияуровня инбридинга в пределах 0,2 % для крупного рогатого скота должна составлять 10 быков и 15 маток.

Возможность сохранения генофонда породы в отдельном стаде.

В зависимости от численности стада и генеалогической структуры сохраняемой породы, маточное поголовье должно быть разделено по отцам и отцам матерей на несколько генеалогических групп (5...10). В случае неизвестного происхождения разбивка на группы может быть сделана по типам телосложения или другим морфологическим признакам. Во всех случаях точность разбивки группы должна быть скорректирована иммуногенетическими методами на основе изучения антигенных факторов групп крови или других полиморфных систем каждого животного. Сейчас в России созданы 12 генофондных хозяйств по 8 породам крупного рогатого скота, численность сохраняемой породы в которых составляет от 83 до 700 гол. животных (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика пород крупного рогатого скота в существующих генофондных хозяйствах Российской Федерации

Хозяйство, порода

Численность, _гол._

всего

в том числе коров

Продуктивность за 305 дней лактаиии

удой, кг

жир, %

белок,

%

живая масса, кг

Возраст в отелах

Сервис период, дней

ООО ПЗ «Ленина», бестужевская ООО «Чишма», бестужевская

ГУП «Дылымское», бурая швицкая (кавказский тип)

ООО НПФ «Племсервис», горный скот Дагестана

СПК «Новая жизнь», бурая швицкая (кавказский тип)

ООО «Агрокомплекс «Инта Приполянр-

Республика Башкортостан

849 310 5800 3,99 2,31 551 3,67 82

965 420 6034 3,85 3,19 553 3,96 96 Республика Дагестан

312 128 3618 4,10 3,30 462 3,50 65

437 327 2052 4,20 3,30 434 4,00 70

293 131 3824 4,10 3,20 465 3,50 65

Республика Коми

ная», холмогорская (печорский тип) 254 200 3387 3,67 — 464 4,10 104

ГБУ ГП «Тускул», якутский скот Республика Саха (Якутия) 280 74 708 4,82 _ 345 5,00 98

Кировская область

ПСХК «Исто бенсий», истобенская 660 455 5304 4,05 3,19 492 2,90 166

Нижегородская область

ЗАО «Комаровское», краная горбатовская 83 50 4764 4,01 3,14 379 3,00 124

СПК им. Шорохова, тагильская Пермский край

173 100 3608 4,17 3,12 466 5,00 85

где М - эффективная численность популяции; Мт - количество отцов на поколение; N-количество матерей за поколение.

Так, размножающаяся популяция, состоящая из 90 самок и 10 самцов имеет эффективную численность не 100, а 36 гол. [5].

Эффективность сохранения генофонда отдельной породы крупного рогатого скота - 300 коров и более при 8-10 быках на одно поколение может быть рассчитана по ежегодному увеличению коэффициента инбридинга (Гд) по формуле:

= 1/7(3/32 Мт + 1/16 N ), (3)

где Гд - коэффициент увеличения инбридинга; Мт - количество отцов на поколение (8); М,- количество матерей за поколение (280); Т - интервал между поколениями (5 лет). Тогда коэффициент инбридинга будет равен 0,25 %, что вполне допустимо, благодаря большому интервалу между поколениями.

В разведении крупного рогатого скота верхний предел инбридинга в одном поколении более 1 % нежелателен. Для того чтобы удержать уровень инбридинга не выше 1% на поколение и вести работу с сохраняемой популяцией с элементами отбора по количественным признакам, размер стада должен быть не менее 100 гол.

В генофондных хозяйствах и фермах численность стада должна быть не ниже средней, установившейся в конкретной области или республике. При наличии типичных стад этой же породы в других местах целесообразно организовать, кроме основных, 2...3 дочерних генофондных хозяйства или фермы. В этой связи целесообразно выделить по 1...2 лучших стада с высокой кровностью по материнской породе [6] (табл. 2).

При достаточно высокой молочности у этих пород отечественной селекции сохраняется высокий уровень содержания жира в продукции (3,81...4,70 %) и белково-молочности (3,26...3,58 %).

Такие качества породы отечественной селекции приобрели от местных животных, и их необходимо сохранять при дальнейшем усовершенствовании. Для этого желательно проанализировать маточное поголовье с целью установления кровности по материнской породе и вести селекцию на ее сохранение. Для надежного сохранения и использования генофонда пород необходимо иметь генофондное хранилище спермы от 2-х быков каждой линии породы по 1000 доз и 100 эмбрионов [6].

Учитывая специфику задач при сохранении генофонда малочисленных и исчезающих пород, направленных на поддержание фенотипических и генетических особен-

Таблица 2. Характеристика стад в предполагаемых генофондных хозяйствах Российской Федерации

Регион, хозяйство, порода Численность, гол. Продуктивность за 305 дней лактации Возраст в отелах Сервис период, дней

всего в том числе коров удой, кг жир, % белок, % живая масса, кг

Краснодарский край, ОАОСС ПЗ «Бей-

суг», красная степная 1602 950 6670 3,93 3,37 516 2,40 171

Архангельская область, СПК «Холмо-

горский племзавод», холмогорская 1047 650 6248 3,81 3,33 523 3,50 109

Белгородская область, ФГБНУ «Белго-

родский НИИСХ», симментальская 565 329 7713 4,04 3,29 578 2,30 139

Владимирская область, ООО «Племза-

вод «Пролетарий», бурая швицкая 440 327 6250 4,02 3,25 564 3,00 130

Владимирская область, «ПЗ «Зимен-

ки», красная горбатовская 354 150 6478 4,11 3,42 458 2,60 108

Калужская область, ООО «Калужская

Нива», бурая швицкая 822 530 6881 3,97 3,29 521 3,00 154

Костромская область, ООО «Племза-

вод «Караваево», костромская 1548 800 7293 4,17 3,31 575 2,90 184

Новосибирская область, ООО «Сибир-

ская Нива», симментальская 963 652 8266 3,90 3,14 635 2,50 132

Омская область, ЗАО «Богодухов-

ский», красная степная 1417 870 6930 3,86 3,26 591 2,50 149

Ростовская область, ООО «Вера», бу-

рая швицкая 744 422 10033 3,90 3,58 607 2,00 131

Ярославская область, ООО ПЗ «Гор-

шиха», ярославская 1124 640 7715 4,70 3,26 557 2,30 131

ностей без значительных изменений в ряду поколений, методы отбора и подбора в этих стадах должны сводиться к принципам, способствующим сохранению и воспроизведению таких жизнеспособных животных [7].

Они должны быть основаны на использовании системы чередования(ротации)генеалогических групп и линий маточного поголовья и быков для малых популяций с критическим статусом, а в дальнейшем - увеличении численности животных и создании субпопуляций, которые после нескольких поколений можно будет спаривать в пределах сохраняемой популяции. Существуют два метода подбора: чередующееся спаривание в пределах всей популяции; чередующееся спаривание между меньшими субпопуляциями. Первичный под-

бор пар для спаривания (осеменения) осуществляют на основе учета генеалогических групп маток и линий (родственных групп) быков.

Заключение. Сложившаяся ситуация с отечественными породами крупного рогатого скота требует принятия общегосударственных мер по сохранению и совершенствованию их генофонда с использованием лучшего мирового и отечественного генофонда родственных пород.

В генофондных хозяйств и фермах необходимо увеличить численность стад до уровня не ниже среднего, установившегося в конкретной области или республике. При наличии типичных стад в других местах целесообразно организовать 2...3 дочерних генофондных хозяйства или фермы, где будут разводить эту же породу.

Литература.

1. Ежегодник по племенной работе в молочном скотоводстве в хозяйствах Российской Федерации. М.: Изд-во ФГБНУ ВНИИплем, 2017. С. 4.

2. ЭрнстЛ. К., Дмитриев Н. Г., Паронян И. А. Генетические ресурсы сельскохозяйственных животных в России и сопредельных странах. СПб.: Изд-во ВНИИГРЖ, 1994. 472с.

3.Состояние всемирных генетических ресурсов животных в сфере продовольствия и сельского хозяйства / ФАО. М.: ВИЖ РАСХН, 2010. 512 с.

4. European Farm Animal Biodiversity Information System - EFABIS. [Электронный ресурс]. URL: http://efabis.tzv.fal.de/. (дата обращения: 24.10.2017).

5. Criteria to assess the degree of endangerment of livestock breeds in Europe / G. C. Gandini, L. Ollivier, B. Danell, etc.// Livestock Production Science. 2004. Vol. 91. No. 1-2. Pp. 173-182.

6. Паронян И.А. Генетические ресурсы сельскохозяйственных животных. СПб.: Проспект Науки, 2016. 270 с.

7. Паронян И.А., Мамзина Е.А. Каталог пород крупного рогатого скота России. Павловск: Тип. ВИР, 1994. 128 с.

POSSIBILITIES OF PRESERVATION AND IMPROVEMENT OF THE GENE POOL OF CATTLE

OF DOMESTIC BREEDING

I. A. Paronyan

Russian research institute of farm animal genetics and breeding-branch of the L.K. Ernst Federal science center for animal husbandry, Moskovskoe sh., 55a, Sankt-Peterburg, 196601, Russian Federation

Abstract. To develop the main provisions of the Departmental target program for the conservation and improvement of the gene pool of cattle of domestic breeding, it was carried out a monitoring of the population, breeding and productive qualities and the search for ways to preserve dairy cattle of gene pool, small and vanishing breeds of the Russian Federation. As of 01/01/2017, out of 22 available dairy breeds of Russian cattle, the relative number of 16 domestic breeds decreased to an alarming limit and is less than 3%. At the same time, in the modern breed-forming process of Russia, it is necessary to unite gene pools of related breeds to work with them according to a single plan. Many of the available species in the country belong to one of four genealogically related groups of cattle - black-and-white, pale-yellow, red and brown. And it is necessary to keep the name of the parent breed with any proportion of blood of the improving breed. At the same time, it is necessary to preserve the animals of Kholmogorskaya and Yaroslavskaya breeds, which are original national breeds, from the mass absorption crossings with improving breeds. The work was performed using the generally accepted classification and calculation formulas of the effective population (FAO), the European Association for animal production. The analysis was carried out in 12 gene pool farms on 8 cattle breeds, the population of the conservable breed in which was from 83 to 700 head. In the presence of typical herds of the same breeds in other places, it is expedient to organize 2-3 daughter gene pool farms for every breed, growing animals with high blood portion of maternity breed. Keywords: genetic diversity; gene pool; gene pool farm; inbreeding; cattle; domestic breed; related breeds; effective population; stability. Author Details: I.A. Paronyan, D. Sc. (Biol.), chief research fellow (e-mail: paronyan39@mail.ru).

For citation: Paronyan I. A. Possibilities of Preservation and Improvement of the Gene Pool of Cattle of Domestic Breeding. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. Vol. 32. No. 5. Pp. 63-66 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10516.