Прошел научный семинар «Геномная селекция в разведении крупного рогатого скота. Мировой опыт и использование в России». Сегодня мы расскажем о нем чуть подробнее.

Геном коровы расшифрован

В Голландии уже давно разработана система раннего прогнозирования генетических возможностей быков. И хоть в России о ней стало известно пять лет назад, сегодня еще мало кто действительно владеет этим вопросом в полной мере.

Быки, которых завозит Россия из Канады, Голландии и других стран Европы уже имеют геномную оценку, но грамотно воспользоваться этой информацией могут в нашей стране лишь единицы.

Ромейн Дассонневиль (Romain Dassonneville) - кандидат с/х наук, специалист по геномной селекции, генетическому моделированию, оценке и статистике выступил на семинаре с докладом об основных принципах геномной оценки бычков. Приводим здесь наиболее интересные фрагменты его выступления:

Методы оценки селекционного материала

Если говорить о геномной оценке, стоит сначала упомянуть о других методах, используемых в селекции КРС.

Сначала нам необходимо было решить, как выбрать тех животных, которые нам интересны. Ведь для выбора необходимо сравнить их.

Например, у нас два быка, дочери одного с продуктивностью 7,5 тысяч кг, другого - с продуктивностью 2 тысячи. На первый взгляд кажется, что тут все очевидно - следует выбрать быка, чьи дочери более продуктивны.

Но если мы будем ориентироваться только на производство молока, мы можем ошибиться. Поскольку как ни смотри на быков, не найти таких, все потомство которых дает молоко одинаково.

Когда же мы рассмотрим условия, в которых эти дочери содержались, то можем делать дальнейшие выводы. К примеру, дочери быка «А» живут на ферме с отличными условиями и . Здесь продуктивность может зависеть от условий содержания. Если условия разные, сделать выбор в пользу какого-нибудь быка уже не так просто.

Немаловажно также учитывать влияние коровы. Мы используем быков, дочери которых дают 9 тысяч кг, но один был использован на корове, дающей в среднем 8 тысяч, а другой - 11 тысяч.

Так что, если смотреть только на продуктивность дочерей - сделать действительно правильный выбор очень сложно.

Поэтому, для комплексной достоверной оценки нам необходима статистическая модель, объясняющая влияние окружающей среды и всех индивидуальных родственных связей. Сейчас во всем мире для этого используется метод BLUP.

Геномная оценка

Американская компания разработала чип, доступный для генотипирования у животных. Это позволяет определять при исследовании его крови В чипе - 54 тыс маркеров, охватывающих все хозяйственно-полезные признаки животных, необходимые для селекционной работы. Метод позволяет прогнозировать необходимые признаки у животных даже при отсутствии информации о их предках.

Традиционная схема селекционного отбора по потомству выглядит следующим образом: Мы выбирали быков по хорошим родителям, когда они рождались, выращивали их до двухлетнего возраста, после чего брали у них спермодозы для получения потомства в хозяйствах. И только после того, как их дочери начинали , быку-производителю можно было дать оценку. Продолжительность цикла составляла пять лет. Разумеется, в эффективности этого метода никто не сомневается, но он слишком длительный и очень затратный.

Геномный отбор все значительно упрощает. Уже после рождения у бычков можно взять кровь и сделать полную геномную оценку. И использовать такого быка можно сразу, как только он начнет производить семя. Геномный отбор намного дешевле, не нужно ждать 5 лет, а значит можно сэкономить на содержании быка все это время.

Чтобы делать генетическое улучшение популяции, необходима надежная оценка, высокая степень наследования и небольшой интервал между поколениями. Если сравнить геномный отбор и традиционную селекцию, по уровню качества потомства он практически такой же надежный, но более быстрый - здесь меньше интервал между поколениями. Геномный отбор может ускорить генетический прогресс.

У быков, которые оценивались по потомству, достоверность характеристик 80% и более, если смотреть достоверность индексов молодого бычка, у которого оценка только геномная, здесь достоверность 65-70% в зависимости от характеристик.

При оценке только по селекции и родословной достоверность не более 30%.

Чтобы создать геномную оценку необходимо:

Прежде всего - стандартная популяция животных - это популяция, у которой уже есть хорошая оценка по потомству. Быки, имеющие поколение дочерей, генотип которых также уже изучен. Такая популяция служит для создания таблицы сравнительных характеристик по маркерам. Когда есть и таблица и популяция, можно произвести генотипирование или геномную оценку у кандидатов и искать гены, которые приносит узкая геномная селекция.

Кандидаты - это бычки или телки, у которых нет еще оценки по потомству. Есть лишь проба крови и геномный анализ. Можно подсчитать индексы или показатели улучшения для данных характеристик.

Итак, оценка состоит из следующих этапов:

1. Хороший контроль продуктивности коров;

2. Оценка быков по потомству методом BLUP;

3. Информация о геномной оценке стандартной популяции - самый важный этап, позволяющий посмотреть влияние маркеров на хозяйственно-полезные признаки популяции;

4. Геномная оценка кандидатов в популяции;

5. Считывание индексов и отбор лучших быков для селекции.

Необходима информация о родословной, о фенотипе (по дочерям) и информацию по маркерам (из анализа крови), после этого идет отбор и тестирование различных моделей, существующих в мире.

Стандартные популяции мира

Стандартная популяция необходима для создания сравнительной таблицы. Чем она больше, тем информация по геномной оценке достовернее. К примеру, если мы рассматриваем только 4 тысячи животных, достоверность будет 40-50%, если 5 тысяч - достоверность приближается к 70%. Это самая важная задача - создать большую стандартную популяцию.

В Европе мы это сделали совместно с другими странами - у нас есть информация о животных совместной европейской популяции. В нее входят Германия, Франция, Скандинавия, Дания, Швеция, Испания, Польша и многие другие. В популяцию входят 25 тысяч быков с оценкой по потомству и геномной оценкой. А все новые геномные быки, которые есть в Европе, оцениваются и сравниваются с этой популяцией.

Северо-Американская популяция животных объединяет всех быков из США и Канады. Сегодня их стандартная популяция - 18,5 тысяч быков.

Romain Dassonneville - кандидат с/х наук, специалист по геномной селекции, генетическому моделированию, оценке и статистике

А знаете ли вы, что коров можно приучить есть сорняки? Читаем

1. Особенности селекции животных

2. Методы селекции животных.

3. Успехи селекции животных

4. Селекция микроорганизмов

1. Селекция животных, как и селекция растений , базируется на наследственной изменчивости и искусственном отборе, способ­ствующем фенотипическому проявлению желательных для чело­века признаков (хозяйственно ценных, декоративных). В то же время селекция животных имеет свои особенности, вытекающие из самой природы животных. Все одомашненные животные (по­звоночные и беспозвоночные) размножаются только половым пу­тем. Наземные позвоночные животные (птицы, млекопитающие) имеют немногочисленное потомство, поэтому для селекционной работы значительную ценность может представлять каждая от­дельная особь.

Любой организм представляет собой целостную систему, в ко­торой наблюдается тесная взаимосвязь и взаимозависимость меж­ду отдельными органами тела и внешним его строением. В зоотех­нии учитывают всю совокупность признаков, как внешних (эксте­рьер - внешние формы телосложения животного), так и внутрен­них (интерьер - внутреннее строение органов и тканей, биохими­ческие и физиологические особенности организма животного), бусловливающих продуктивность породы и ее племенные качества. Развитие многих хозяйственно важных признаков связано с опреде­ленным телосложением (экстерьерные признаки) сельскохозяй­ственного животного, что принимают во внимание в селекционной работе. Например, заметно различается телосложение шортгорн-ского (мясного) и джерсейского (молочного) крупного рогатого скота (рис. 2.19). Установлена закономерность: улучшение питания поло­жительно сказывается на развитии желательного признака - у мяс­ных пород наблюдается увеличение массы, у молочных - удоя.

Первым этапом селекции животных было их приручение. Влия­ние приручения животных на изменчивость исследовано академи­ком Д. К. Беляевым. Выяснено, что одомашнивание животных зна­чительно ослабило действие стабилизирующего отбора. Ослабление отбора сопровождалось расширением диапазона изменчивости. На базе повышенной изменчивости человек проводил отбор желатель­ных признаков: у крупного рогатого скота - на мясные и молочные качества, у овец - на количество и качество шерсти и т.д.

В настоящее время интенсивно развивается такая отрасль хо­зяйства, как пушное звероводство. Пушные звери, составляющие основу национального пушного богатства страны (лисица, песец, норка, соболь, хорек, куница и др.), содержатся в специальных звероводческих фермах и проходят первый этап одомашнивания - приручение (рис. 2.20). Параллельно проводится интенсивная се­лекционная работа. Например, у американской норки получены сотни цветных вариаций окраски меха. Из песцов особую ценность представляет голубой песец (островная форма песца), которого в нашей стране разводят начиная с 1930 г. У лисиц ценится мех тем­ных (чернобурых) лисиц. Очень ценен для пушного звероводства соболь, распространенный в России от Урала до Тихого океана, особенно мех баргузинского соболя (Баргузинсклй заповедник, Байкал).

2. Методы селекции животных. В селекционной работе большое зна­чение имеет знание родословной, свойств и признаков родите­лей, что позволяет успешнее проводить подбор производителей для получения необходимых качеств у потомства. В племенных хозяйствах ведут племенные книги, в которых учтены экстерьер-ные признаки и продуктивность родительских форм за большое число поколений. Все это позволяет с той или иной степенью вероятности прогнозировать генотип потомков и их фенотипи-ческие качества.

В животноводстве применяют два типа скрещивания: неродствен­ное и родственное. Неродственное скрещивание в сочетании со стро­гим отбором особей способствует стабилизации свойств породы или даже их улучшению в ряду последующих поколений. При скре­щивании различных пород животных} или пород, относящихся к разным видам, получают потомство, превосходящее исходные родительские формы по своим размерам и отличающееся более высокой жизнеспособностью. Это явление (такое же, как и у рас­тений) носит название гетерозиса, или гибридной силы. В последу­ющих поколениях эффект гетерозиса не проявляется. В практике птицеводства и животноводства гибриды первого поколения, об­ладающие повышенной мощностью, используются в хозяйствен­ных целях. Близкородственное скрещивание осуществляют в случаях, когда необходимо большинство генов породы перевести в гомозиготное состояние. Близкородственное скрещивание приводит к закрепле­нию хозяйственно ценных признаков. Сохранение желательных при­знаков у потомства объясняется его гомозиготностью по этим при­знакам. Вместе с тем такое скрещивание приводит к ослаблению животных, повышенной восприимчивости их к заболеваниям. Для того чтобы избежать негативных тенденций, после близкородствен­ного скрещивания проводят скрещивание различных линий. При этом рецессивные гены переходят в гетерозиготное состояние и не проявляются в фенотипе породы.

3. Успехи в селекции животных. Используя достижения генетики и методы современной селекции, животноводы получили много за­мечательных пород животных.

Было обнаружено, что у некоторых видов домашних животных возможна полиплоидия. Отечественный биолог Б.Л.Астауров (1904- 1974), используя метод отдаленной гибридизации и поли­плоидию, создал полиплоидную форму тутового шелкопряда, в геноме которого находятся хромосомы двух разных видов.

Большое значение в создании новых устойчивых пород имеет скрещивание домашних животных с дикими формами. Так, Н. С. Ба­турин и Я.Я.Лусис провели серию скрещиваний дикого барана архара с овцами-мериносами и получили новую породу - архаро­мериноса, сочетающую в себе высокие качества шерсти тонкорун­ных овец и отличную приспособленность к условиям высокого­рья, характерную для архара. Ученые-селекционеры ведут работу по созданию новой породы крупного рогатого скота, выдержива­ющего суровые условия высокогорий. В частности, успешно про­водятся работы по гибридизации яка с крупным рогатым скотом. У потомства, полученного от такого скрещивания, проявляется эф­фект гетерозиса. Самцы от подобного скрещивания бесплодны, но самки плодовиты.

Тот же эффект гетерозиса проявляется при скрещивании кобы­лы с ослом. Полученные гибриды (мулы) выносливее исходных родительских форм, обладают большой физической силой и жи­вут значительно дольше. Но мулы бесплодны.

От дикого предка свиней - кабана были выведены европей­ские породы (рис. 2.21). Высокопродуктивную породу свиней со­здал отечественный селекционер академик М.Ф.Иванов серией скрещиваний в сочетании с жестким отбором между беспородной украинской свиньей и белой английской. В результате сложной и длительной селекционной работы получена новая вы­сокопродуктивная порода - белая степная украинская свинья. От украинской свиньи она унаследовала высокую плодбвитость, хо­рошую выносливость и неприхотливость, а от английской по­роды - большую массу и отличные мясные качества. В средней полосе России на основе местного поголовья путем строгого подбора производителей была создана костромская по­рода крупного рогатого скота. Продуктивность костромских коров по молоку достигает 15 - 16тыс. л в год.

4. Селекция микроорганизмов. Микроорганизмы были открыты в XVII в. голландским натуралистом Антони ван Левенгуком (1632- 1723). К микроорганизмам относятся прокариоты (бактерии) и эукариоты (микроскопические грибы и водоросли, простейшие). Иногда к микроорганизмам относят вирусы. Микроорганизмы рас­пространены повсеместно (в воздухе, воде, почве) и играют ис­ключительную роль в круговороте веществ в биосфере. Велико зна­чение микроорганизмов для человека. Они используются в разных областях промышленности, медицины и сельского хозяйства, в хлебопечении, получении кормового белка, виноделии, произ­водстве молочнокислых продуктов, аминокислот, витаминов, не­которых ферментов, производстве силоса, для биологической за­щиты растений, очистки сточных вод и др.

Трудно переоценить значение антибиотиков для человека. Ан­тибиотики - это особые химические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов и способные в малых дозах оказывать избирательное токсическое действие на другие микроорганизмы и клетки злокачественных опухолей. Ви­тамины, необходимые для человека, также вырабатываются неко­торыми микроорганизмами.

Методами современной селекции выводят наиболее продуктив­ные формы полезных микроорганизмов. Например, для производ­ства необходимых антибиотиков и витаминов отбирают микроор­ганизмы, которые наиболее активно синтезируют соответствую- щие соединения. В настоящее время в селекции микроорганизмов широко применяется метод экспериментального получения мута­ций - искусственный мутагенез. В качестве мутагенов (инициато­ров мутаций) выступают рентгеновские или ультрафиолетовые лучи, иногда используют некоторые химические соединения. Так, с помощью искусственного мутагенеза удается значительно рас­ширить диапазон наследственной изменчивости микроорганизмов. В результате работ отечественного микробиолога С. И. Алиханяна, связанных с использованием искусственного мутагенеза, в про­мышленности антибиотиков удалось получить мутированные фор­мы, продуктивность которых в десятки раз выше, чем у исходных микроорганизмов.

Путем мутагенеза удалось вывести штаммы бактерий и грибов, наиболее продуктивных в синтезе необходимых человеку антибио­тиков и витаминов. Например, микроорганизмы получают для про­изводства витаминов В 2 и В 12 .

Биотехнология. Термин «биотехнология» получил широкое рас­пространение начиная с середины 1970-х гг., хотя хлебопечение, пивоварение, сыроварение, основанные на применении, микро­организмов, известны с незапамятных времен. Биотехнология - это использование живых организмов (особенно микроорганиз­мов) и биологических процессов в производстве. В биотехноло­гии используются успехи биохимии, микробиологии, инженер­ных наук.

С помощью современной биотехнологии разработаны методы биологической очистки сточных вод, защиты растений от вреди­телей и болезней, производства антибиотиков, ферментов, гор­монов и других биологически активных веществ. Разработаны про­мышленные методы получения белков, аминокислот. Отходы не­фтяной промышленности создают питательную среду для некото­рых бактерий и дрожжей. Созданный ими белок используется как полноценная кормовая добавка: он богат ценной незаменимой ами­нокислотой лизином. Нехватка лизина в растительной пище ведет к задержке роста сельскохозяйственных животных.

Развитие клеточной и генной (генетической) инженерии позволя­ет получать ценнейшие препараты: инсулин, интерферон, гормон роста человека и т.д. Методами клеточной инженерии получают культуры клеток или тканей, которые в дальнейшем могут исполь­зоваться для продукции ценных веществ, которые обычно синте­зирует целый организм. Клеточная инженерия позволяет также получать гибриды на основе соединения не половых, а соматичес­ких клеток. Таким методом были получены продуктивные сомати­ческие гибриды картофеля, томатов, некоторых плодово-ягодных культур. Большое значение для медицины, в частности, для про­мышленного производства ценных лекарственных препаратов, имеет метод гибридизации животных клеток. Например, гибриды раковых клеток и клеток крови в больших количествах вырабаты­вают соединения, повышающие иммунитет организма.

На основе генной инженерии возникла новая отрасль фарма­цевтической промышленности - «индустрия ДНК». Так, посред­ством рекомбинантных ДНК был получен инсулин человека (ху-мулин). С помощью генной инженерии были разработаны методы перестройки генотипа некоторых прокариот, что позволяет управ­лять основными жизненными процессами организма. Методы пе­рестройки генотипа (встраивание в него отдельных генов или, наоборот, их вычленение) реальны к применению и на однокле­точных эукариотах.

Методами генной инженерии удалось встроить ген человека, ответственный за синтез определенного белка в генотип бактерии кишечной палочки. В генной инженерии наиболее часто в качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку. Бактерии кишеч­ной палочки со встроенным геном инсулина - основа промыш­ленного производства этого ценнейшего гормонального препара­та, используемого для лечения диабета.

С помощью кишечной палочки также синтезируют интерферо-ны - белки, подавляющие (ингибирующие) размножение виру­сов. На базе биотехнологии родилась и интенсивно развивается микробиологическая промышленность. Современная микробиоло­гическая промышленность выпускает высокоэффективные кормо­вые добавки, препараты для защиты растений от вредителей и болезней, бактериальные удобрения, препараты, использующие­ся в пищевой, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Введение

Основной задачей современного животноводства является получение высокопродуктивных животных, дающих высококачественную продукцию. Большинство показателей продуктивности имеет полигенную природу и определяется многими генами при взаимодействии с окружающей средой. Повышение эффективности селекции будет зависеть от подбора генотипов к конкретным условиям среды.

С целью выявления наиболее успешных генотипов используют генетические маркеры. В конце 70-х появилась возможность идентифицировать большое количество маркеров. Они позволяют получать информацию о разных состояниях генов и исследовать, как их варианты имеют преимущественное распространение у животных с наиболее желательными комплексами признаков.

Использование большого количества генетических маркеров позволяет более достоверно оценить генетический потенциал пород, популяций и отдельно взятых особей, более точно контролировать селекционные процессы.

Особую актуальность, как считает Е.И. Кийко, имеет нахождение локализации гена на хромосоме количественных признаков (QTL) с целью оценки генетических параметров и аддитивного генетического влияния.

Для решения этой проблемы существует направление в племенном деле - селекция с помощью маркеров. Целью ее является замена селекции по фенотипу на селекцию на уровне ДНК.

Основой маркерной селекции является нахождение локусов количественных признаков, которые отвечают за экономически важные продуктивные признаки. Достаточно идентифицировать маркер с неизвестной функцией, связанный с QTL и определить сцепление между аллелями в маркерном локусе.

Одним из самых важных направлений является поиск маркеров, которые позволяют выявить генотипы животных, обладающих хозяйственно-полезными признаками. Еще одно направление - поиск новых систем генетического маркирования.

В основу берут ДНК-маркеры, так как они имеют ряд преимуществ:

Наследование происходит по законам Менделя, что делает возможным непосредственный анализ генотипа;

Путем подбора зондов может быть идентифицировано множество вариантов ДНК;

Информативные зонды распределяются по всему геному;

Возможность оценки генотипа не зависит от возраста и пола животного.

Основы маркерной селекции

Идея маркеров в том, считает Джулия ван де Веф, что существуют гены со значительным влиянием на признаки, информацию о которых можно использовать в селекции. За проявление экономически важных признаков отвечает довольно большое количество генов. Некоторые из этих генов имеют наиболее значимое влияние. Их называют основными, локализованными в QTL. Хоть QTL относят ко всем генам, отвечающим за признак, на практике получается так, что к QTL относят только основные, наиболее значимые гены.

На рисунке показано, что из QTL только некоторые гены влияют на фенотип животного. Остальные гены вместе с ними определяют полную наследственную изменчивость. Хоть QTL объясняет только часть генотипа животного, информация, которую можно почерпнуть, добавляет точность к оценке истинного генотипа животного.

На рисунке изображено три быка с различными фенотипами. Верхняя часть показывает истинные аллельные ценности генов, отвечающих за массу тела. Нижний рисунок показывает, что наблюдается, если бы QTL был бы распознан в дополнение к фенотипу. маркерный селекция ген гетерозис

На рисунке предполагается, что племенная ценность и аллельные формы QTL известны. Но на практике это встречается не всегда. Фактически нельзя наблюдать непосредственное наследование QTL, но наблюдается наследование маркеров, которые схожи с QTL. Генетические маркеры как ориентиры, которые выбираются на основе схожести с QTL.

Генетические маркеры дают возможность к наиболее быстрому и точному генетическому анализу. Маркеры не оказывают влияния на организм животного, но они могут быть легко идентифицированы в лабораториях, поэтом можно определить какую разновидность маркера несет животное. Как и гены, генетические маркеры расположены в хромосомах последовательно.

Экспериментально можно определить генетические маркеры, которые располагаются на хромосоме близко к интересующим нас генам.

Но имеется ряд недостатков. У быка может быть 4 «типа» спермы. Но может произойти рекомбинация маркер A и гена B. Чем дальше маркер и ген располагаются друг от друга, тем выше вероятность кроссинговера. Кроссинговер - реальная проблема для маркерной селекции. Из-за него не всегда можно сказать какой маркер, с каким геном связан.

Нужно вести родословную и делать специальные измерения для того чтобы работать с кроссоверными генами. Если маркер расположен в пределах гена, то кроссинговер не является проблемой.

При выборе маркера надо учитывать какую информацию можно от него получить. При использовании прямых маркеров не возникает никаких проблем с определение генов QTL. Проблемы начинаются при использовании косвенных маркеров.

Ценность генотипа маркера зависит от трех вещей: влияния QTL, частота аллели и вероятность того, что животное унаследовало эту аллель.

Маркерные гены используются для выявления важных для животноводства генов. Маркерные гены особенно важны, дли признаков, которые фенотипически проявляются относительно поздно или только у одного пола, а также для признаков, на проявление которых оказывают влияние негенетические факторы (факторы окружающей среды). Примерами такого рода признаков являются резистентность к болезням, предрасположенность к болезням, плодовитость, молочная продуктивность. Целью маркирования является установление сцепления между основным геном и маркерным геном у животного. Так, к примеру, длина хромосомы крупного рогатого скота в среднем составляет 100 сМ, достаточно иметь три удачно расположенных маркера на хромосому: два маркера, удаленных на расстояние около 20 сМ от центромеры или теломеры, и один -- в центре. Следовательно, 90 расположенных данным образом маркерных локусов достаточно для полного картирования генома крупного рогатого скота.

В генетике животноводства большое значение для дальнейших разработок имеет тщательный выбор генотипов и структуры семьи, а также наличие банков ДНК и банков данных.

Среди множества генов, контролирующих продуктивность, можно выделить группу мажорных генов, вносящих наибольший вклад в формирование и функционирование данного количественного признака. К таким генам, например, относятся гены, кодирующие белки молока. Интерес исследователей к изучению генетического полиморфизма белков молока связан с тем, что их генетически детерминированные варианты оказывают значительное влияние на конкретные черты молочной продуктивности и, соответственно, могут быть использованы в качестве прямых генетических маркеров хозяйственно-полезных признаков. Внедрение генетических маркеров в качестве дополнительных критериев при отборе сельскохозяйственных животных ускоряет селекционный процесс и повышает его эффективность.

Селекция это наука о методах создания сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Также селекцией называют отрасль сельскохозяйственного производства, занимающуюся выведением сортов и гибридов различных культур, пород животных. Селекция разрабатывает способы воздействия на растения и животных с целью изменения их наследственных качеств в нужном для человека направлении. Селекция является одной из форм эволюции растительного и животного мира, которая подчиняется тем же законам, что и эволюция видов в природе, но естественный отбор здесь частично заменен искусственным отбором. Теоретическая основа селекция - генетика и разрабатываемые ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых линиях и мутациях позволили селекционерам разработать методы управления наследственностью растительных и животными организмов.Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ. На ранних этапах развития животноводства породы создавались в результате бессознательного отбора, под влиянием природно-экономических условий. По мере накопления зоотехнической информации складывались определенные методы создания пород по заранее намеченной программе отбора и подбора; для закрепления качеств начали использовать инбридинг (скрещивание животных находящихся в кровном родстве). Так выведены многие породы мирового значения (шортгорнская, голландская породы кр. рог. скота и др.). В селекции животных широкое применение получили современные генетические методы, в первую очередь, генетика популяций, а также иммуногенетика. Разработаны методы изучения изменчивости, наследуемости и генетической корреляции признаков, оценки генотипа животных и отбора плюс-вариантов, что и обеспечило более высокий научно-методический уровень селекционных работ. у домашних животных наблюдается явление гетерозиса.Гетерозис широко применяют в животноводстве и птицеводстве, так как первое поколение гибридов, обнаруживающее явление гибридной силы, непосредственно используют в хозяйственных целях. Особое внимание уделяется также селекции животных на улучшение качества продукции - повышение белковости молока у молочного скота, увеличение выхода мяса и уменьшение содержания жира в туше у мясных пород кр. рог. скота и свиней, получение шерсти необходимой длины и тонины у овец и др.

Разведение животных - это наука о качественном их совер­шенствовании, повышении наследственного потенциала, методах оценки, селекции, разведения, выращивания молодняка, создания новых пород. Она изучает и разрабатывает:

Экстерьер, интерьер, конституцию, индивидуальное развитие животных и методы управления им, продуктивность, методы ее оценки и учета, оценку племенных качеств животных по происхождению и качеству потомства, методы создания и совершенствования пород, методы разведения, проблемы выбора и отбора животных для племенных целей, системы подбора пар для спаривания, рациональное использование племенных животных, воспроизводство стада, методы получения трансгенных животных, системы племенной работы, племенной учет.

Разведение сельскохозяйственных животных как наука стало развиваться в XVIII в. наряду со становлением товарного живот­новодства. Историю развития учения о разведении животных мож­но условно разделить на пять периодов.

Первый период (XVIII - середина XIX в.) - это становление науки о разведении животных. Первой страной, в которой стала развиваться наука о разведении животных, была Англия

А. Веккерлин и другие ученые создали своеобразную теорию „константности породы". Немецкий ученый Г. Заттегаст выступил против нее, отметив, что порода должна быть податлива на воздействие работающего с ней. Он указывал, что чем лучше стадо, тем резче выражена индивиду­альность каждого животного.

Важным событием в науке о разведении животных стали со­чинения Ч. Дарвина „Происхождение видов" и „Изменение жи­вотных и растений под влиянием одомашнивания". В них он от­метил ряд важнейших закономерностей при совершенствовании системы разведения скота, разработал методы целенаправленного отбора, определил количество отбираемых животных, установил значение мелких и мельчайших полезных отклонений и возмож­ности их накопления у животных последующих поколений, дал объяснение отрицательным последствиям родственного спаривания и т. д.

С появлением генетики, основанной Г. Менделем, А. Вейсманом, Т. Морганом, развитие учения о разведении животных зна­чительно ускорилось.

Исследования роста и развития животных были проведены Д. Хеммондом . Е. Давенпорт в своей книге „Основы племенного разведения" дал рекомендации по совершенствованию племенных и продуктивных качеств животных, которые используются во всем мире и в настоящее время.

С. Райт научно обосновал возможность применения родствен­ного спаривания для закрепления наследственных признаков и предложил коэффициент определения его интенсивности.

Второй период (1870 - 1929 гг.). В нашей стране наука о разведении сельскохозяйственных животных стала формироваться во второй половине XIX в. на базе исследований, проведен­ных М. Ливановым, М. И. Афониным, И. А. Мерциловым, А. И. Бабиным, И. В. Сабуровым, В. И. Всеволодовым, И. Н. Чернопятовым, П. А. Дубовицким, И. М. Ревичем, А. М. Баженовым и другими. Основоположниками этой науки являются П. Н. Кулешов, Е. А. Богданов, М. И. Придорогин, А. А. Малигонов, М. Ф. Иванов.

П. Н. Кулешов заложил „фундамент" отечественной науки о разведении сельскохозяйственных животных. В своем классиче­ском труде „Научные и практические основания подбора пле­менных животных в овцеводстве" он описал проблемы наследст­венности и наследования признаков, в том числе приобретенных, проявления атавизма, дал конкретные рекомендации по скрещи­ванию пород, использованию родственного разведения в племен­ных стадах, подбору племенных производителей, создал научно обоснованную теорию отбора и подбора животных, получения но­вых их признаков с устойчивой закрепленной наследст­венностью.

На основании изучения строения организма и соотношения в нем тканей П. Н. Кулешов разработал классификацию основных типов конституции животных с учетом направления их продук­тивности: грубая и нежная, плотная и рыхлая. Она широко ис­пользуется в практике и в настоящее время.

Большое внимание П. Н. Кулешов уделял совершенствованию методов разведения и обоснованному их использованию в пле­менной работе. В брошюре „Методы племенного разведения до­машних животных" он дает советы по улучшению местных пород, предлагает методы разведения, которые приводятся ниже.

А. Чистое разведение

1. Чистопородное разведение: чистокровные и чистопородные животные, гомогенное и гетерогенное разведение в пределах той же породы.

2. Кровное разведение: разведение при отдаленном родстве, более близкое родственное, тесное родственное.

Б. Скрещивание

I. Скрещивание собственно или половинчатое (гибридизация, метизация).

1. Заводское скрещивание для выведения новых пород и типов.

2. Промышленное, или хозяйственное, скрещивание для по­лучения рыночных и пользовательных животных.

II. Прилитие крови, улучшение, или облагораживание.

III. Поглощение крови, или скрещивание с одной улучшающей породой в пяти поколениях.

П. Н. Кулешов изучил экстерьер и его взаимосвязь с кон­ституцией животных различных видов и направлений продуктив­ности. Результаты этих исследований приведены в книге „Выбор лошадей, молочного и мясного скота, овец и свиней по экстерье­ру", которая является лучшим научным трудом по экстерьеру сельскохозяйственных животных.

Большой заслугой этого ученого является усовершенствование системы селекционно-племенной работы, важное место в которой отводится однородному подбору. Он считал, что такой подбор - не просто средство закрепления уже имеющихся в стаде жела­тельных изменений, а важный фактор, усиливающий изменчи­вость признаков животных в желательном направлении. При этом можно не только сохранить качества лучших из них, но и по­лучить потомство с более высокой продуктивностью.

П. Н. Кулешов, используя свою систему селекционной работы, создал новокавказский тип мериносовых овец, отличающихся крепкой конституцией, большими размерами, высокой продуктив­ностью и хорошим качеством шерсти. Он провел большую работу по совершенствованию отечественных пород, способствовал раз­витию в стране высшего зоотехнического образования и научно-исследовательской деятельности в области животноводства, создал серию учебников по зоотехнии, выдержавших многочисленные пе­реиздания, сформировал научную школу, подготовил много та­лантливых ученых.

Е. А. Богданов - разносторонне эрудированный ученый. Он внес большой вклад в становление и развитие учения о разведении сельскохозяйственных животных в России. Заслуживают внимания его ранние научные работы „Очерки по спорным вопросам скотозаводского искусства" и „Чистое разведение, или скрещивание", в которых впервые достаточно четко определено значение чис­топородного разведения и скрещивания. Он ввел понятия „поро­ды" и „отродья" сельскохозяйственных животных, уделял большое внимание исследованиям, результаты которых подтверждали тео­ретические выводы.

Большое внимание Е. А. Богданов уделял изучению экстерьера. Результаты его исследований опубликованы в книге „Типы те­лосложения животных и человека и их значение". В ней отме­чено, что при разведении животных нужно знать законы появ­ления, видоизменения и наследования их форм и качеств и уметь управлять ими. Он предложил оригинальную классификацию ти­пов конституции и подчеркнул, что при оценке скота по внешнему виду (экстерьеру) основой должно быть учение о типах консти­туции. Основными факторами, формирующими различные кон­ституционные типы животных, он назвал наследственность и ус­ловия содержания.

Крупным вкладом в учение о разведении сельскохозяйственных животных стала научная работа Е. А. Богданова „Как можно ускорить совершенствование и создание племенных стад и пород", в которой дано обоснование их разведения получения желатель­ных признаков по линиям. Он отмечал, что разведение по линиям требует выделения высокопородных животных, поддержания в ря­де поколений потомства разумным спариванием в родстве и от­бором потомства определенного качества. Он разработал также методы совершенствования линий. Это дало ему основание ут­верждать, что линию определяет не происхождение, а возможная однородность качества животных.

Е. А. Богданов придавал большое значение исследованию ин­терьера сельскохозяйственных животных биохимическими и дру­гими научными методами с целью определения связи между их интерьерными показателями и хозяйственной ценностью. Большой его заслугой является издание учебника по разведению сельско­хозяйственных животных для высших сельскохозяйственных школ, который многие годы служил основным пособием для студентов. Представляют интерес его книги о наследственности: „Новое на­правление учений о подборе. Биометрика и ее значение в жи­вотноводстве", „Основные тайны подбора". Кроме монографий и книг он написал много научно-популярных брошюр, в которых объяснил биологические ос­новы животноводства, дал рекомендации по совершенствованию племенных и продуктивных свойств животных и повышению ка­чества продукции. Его считают основоположником научной зоо­технической школы по разведению сельскохозяйственных живот­ных.

Выдающимся основателем науки о разведении сельскохозяйст­венных животных является М. Ф. Иванов , внесший огромный вклад в теорию и практику организации племенного дела и вы­ведения новых пород. Он придавал большое значение влиянию природных и хозяйственных условий на животных. Ценность на­учных работ М. Ф. Иванова заключается в том, что все они учитывают народно-хозяйственные задачи. Теоретические вопросы в них подвергаются глубокому анализу, полученные результаты проверяются и применяются на практике с целью производствен­ной апробации.

При организации племенной работы и совершенствовании жи­вотных он уделял особое внимание крепости конституции. М. Ф. Иванов усовершенствовал классификацию типов консти­туции, введя пятый тип - „крепкая конституция". Большой его заслугой является создание новых отечественных пород - степной и украинской породы свиней, асканийской породы овец и горного мериноса по собственной методике, которая предусматривает скрещивание пород до получения второго поколения и дальнейшее разведение его „в себе", тщательный отбор улучшающей породы, оценку племенных и продуктивных качеств, выбор животных желательного типа и подбор для спаривания, создание хороших условий кормления, направленное выращивание молодняка. Особое внимание он уделял качеству кормов и кормлению, оказывающим значительное действие на интерьер и экстерьер жи­вотных и их продуктивность.

В своей работе „Порода и корм" М. Ф. Иванов отметил, что корма и кормление оказывают гораздо большее влияние на организм животного, чем порода и происхождение. Он считал, что современная селекционная работа должна базироваться не только на зоотехнических, но и на генетических данных, что явления доминирования наследственных признаков не абсолютны, что одни и те же признаки в условиях одних скрещиваний до­минируют, в других являются рецессивными, а в третьих про­являют неполное доминирование и в зависимости от условий могут изменяться.

М. Ф. Иванов создал ряд учебников для сельскохозяйственных вузов: „Овцеводство", „Свиноводство", „Сельскохозяйственное птицеводство", „Основы правильного кормления сельскохозяйст­венных животных" и др.

Третий период (1930 - 1965 гг.)- В это время интенсивно наращивался научный потенциал, создавались научно-исследова­тельские институты и опытные станции, крупные племенные хо­зяйства и государственные племенные рассадники, изучались на­следственность, изменчивость, интерьер и их влияние на про­дуктивность животных, большое внимание уделялось совершен­ствованию селекционно-племенной работы и созданию новых пород.

Четвертый период (1966 - 1985 гг.) характеризуется интен­сификацией животноводства на основе широкого использования достижений селекции и генетики, внедрения новых технологий, улучшения кормления, специализации и концентрации животно­водства. Все это вызвало необходимость изменения системы се­лекционно-племенной работы, создания новых специализирован­ных пород и типов животных, соответствующих требованиям промышленных технологий, повышения их наследственного по­тенциала и продуктивности, разработки новых методов оценки и селекции.

В настоящее время селекция некоторых пород (в скотоводстве - голштинская, мерно-пестрая, герефордская и др.; в свиноводстве - крупная белая, ландрас, дюрок) имеет глобальный характер благодаря системам связи и обмену информацией. Увеличиваются масштабы и расширяются области деятельности организаций, руководящих селекцией определенных порол. Селекция стала крупномасштабной.
Крупномасштабная селекция - система племенной работы, охватывающая все структурные единицы породы (группы родственных пород), базирующаяся на закономерностях популяционной генетики и современных компьютерных технологиях для генетико-математического анализа селекционной ситуации в породе, оценки племенной ценности животных, реализации оптимальных вариантов отбора и полбора с целью максимизации генетического прогресса по селекционным признакам в породе и повышению экономической эффективности производства племенной и животноводческой продукции.
Основные элементы крупномасштабной селекции: оценка отбор в породе отцов и матерей ремонтных племенных производителей, создание банка спермы, внедрение информационных систем в племенное животноводство.
О гигантских возможностях генетического улучшения животных можно судить па примере быка Элевейшн 1491007 голштинской породы. Его племенная ценность по 50965 дочерям составила +650 кг молока за лактацию. От него получено 2368 сыновей, племенная ценность которых по продуктивности дочерей составила +308 кг молока. Спермой быка Санин Бой голландской породы за 2 гола осеменено 450 тыс. коров и телок (Нидерланды).
Система селекции свиней в Дании также относится к крупномасштабной. поскольку она охватывает все поголовье свиней этой страны, В высокомеханизированном птицеводстве Великобритании. Германии, Нидерландов внедрена крупномасштабная селекция. В нашей стране наиболее успешно внедряется крупномасштабная селекция в скотоводстве, свиноводстве и птицеводстве. Неотъемлемой частью крупномасштабной селекции являются информационные системы: сбор, хранение, анализ и обобщение информации о физиологическом состоянии каждого животного, его продуктивности, племенной ценности и о прогнозе генетического влияния на популяцию.
В настоящее время в России получила широкое распространение программа «СЕЛЭКС» (селекция, экономика, система), которая переведена на персональные компьютеры и может быть использована каждым селекционером в любом хозяйстве.
Основой функционирования системы служит база данных обо всех животных стала, а также блок нормативно-справочной информации, необходимой для проведения дальнейших расчетов. Входными данными для формирования исходного массива информации являются карточки племенных коров (телок). В дальнейшем в базу вносят данные первичною учета (то есть регистрации подлежат все события - отелы, взвешивания, осеменения, результаты контрольных доек и т. д.) по каждому животному стада. При лом необходимое условие дня формирования и корректировки базы данных - уникальность инвентарною номера у каждого животного в хозяйстве.
В оперативном режиме функционирования «СЕЛЭКС» (ежемесячно, еженедельно) выдается информация, которая может быть сгруппирована по следующим блокам:
- планы - осеменений; запусков; ректальных исследований; наблюдений за осемененными коровами;
- списки коров - больных и яловых; запушенных за 70 и более дней до предполагаемого отела; необоснованно снизивших удой;
- сведения о раздое - распределение коров-первотелок по удою на втором месяце лактации; показатели продуктивности коров в период раздоя; анализ раздоя коров разных возрастных категорий и различной племенной ценности: продуктивность коров за первые 100 дней текущей лактации;
- анализ стада - по продуктивности; по воспроизводству;
- результаты использования быков в стаде - по продуктивности дочерей за текущую и законченным лактациям; по оплодотворяющей способности спермы быков;
- составление отчетов по валовому производству молока, молочного жира, молочного белка за отчетный месяц и с нарастающим итогом с начала года;
- формирование племенной документации (племенных свидетельств, карточек племенных коров и телок).
По результатам работы хозяйств программа «СЕЛЭКС» рассчитывает и выдаст следующую информацию:
- бонитировку каждою животного в стаде;
- бонитировку по хозяйству (форма 7-мол);
- анализ бонитировки (по голам);
- сведения для индивидуального подбора быков;
- информацию для оценки быков-производителей.
Кроме этого, в программе «СЕЛЭКС» предусмотрено формирование ряда таблиц планирования и прогнозирования развития молочного скотоводства в хозяйстве на краткосрочную перспективу:
- индивидуальные планы на предстоящий календарный год: по племенному использованию коров: прогнозированию молочной продуктивности коров;
- сводные планы на предстоящий календарный год: по отелам; по осеменению; прогнозу продуктивности.
На федеральном и региональном уровнях управления в связи со спецификой решаемых задач формируется база данных племенных животных, которая по своей структуре несколько отличается от базы «СЕЛЭКС». На этом уровне нет необходимости в оперативном управлении стадом; здесь решаются задачи составления и корректировки селекционных программ с породами, оценки племенных качеств животных, формирования основных селекционных групп, анализа эффективности деятельности племенных организаций, расчета селекционно-генетических параметров я породах и т. д. В результате на уровне федерации, региона и породы нет необходимости вносить первичные данные по животным. В качестве исходной информации используют основную базу данных «СЕЛЭКС» и картотеку племенных животных (для хозяйств, у которых информационная система отсутствует).
Схема организации информационной системы федерального, регионального и породного уровней представлена на рисунке 15.7.

Решение задач в базе данных высшего уровни управления предназначено для всех структур, включенных в селекционный процесс с конкретной породой, с целью оценки эффективности и перспективного планирования мероприятий, направленных на повышение уровня племенной работы и производства продукции животноводства.
Информационная система в молочном скотоводстве России состоит из основных блоков: базы данных племенных быков ремпредприятий; информационной базы маточного поголовья активной части популяции (племенные заводы, репродукторы).
В Российской Федерации информационно-вычислительная система в племенном животноводстве строится по принципу: хозяйство - регион (область, край, республика) - порола - федерация. Координация работ возложена на Головной информационно-селекционный центр и животноводстве России.
В настоящее время работы по созданию информационно-вычислительной системы проводят с тремя видами животных: крупный рогатый молочного направления продуктивности скот, свиньи, овцы. Племенным признается только животное, которое зарегистрировано в национальной базе данных племенных ресурсов.
За последние годы в связи с развитием компьютерных технологий стало возможным широкое использование их в информационном обеспечении коневодства. Наиболее распространены такие информационные системы, как АН (Arabian Horse) в Великобритании и Vsekon в Чехии. Система АН включает все сведения о лошадях арабской чистокровной верховой породы.
В России во ВНИИ коневодства создана многофункциональная информационная система «Кони», совместимая с мировыми операционными системами по коневодству. Она позволяет проводить глубокие генетические исследования на больших массивах животных, имеет пакет прикладных программ: помощник коневода, отбор, подбор и др. Движение информации осуществляется в двух направлениях: от центра к периферии и наоборот.
Одна из актуальных задач по совершенствованию селекционно-племенной работы в нашей стране - разработка и внедрение национальной информационной системы веления племенного молочного скотоводства на базе компьютерных технологий. Согласно международным требованиям ни одно животное не может считаться племенным, если информация о нем отсутствует в официальной информационной системе.
Всероссийским НИИ племенного дела разработана информационная система, позволяющая обеспечить молочное скотоводство на уровне международных стандартов, повысить точность прогноза племенной ценности животною (на 15-20 %) и эффективность труда селекционеров (в 5 раз).
Централизованной информационной системой в племенном молочном скотоводстве России в настоящее время охвачено 86 % племенных заводов и 26 % племенных репродукторов.
Региональный центр информационного обеспечения племенного животноводства Ленинградской области «Плинор» разработал современный программный продукт АРМ «СЕЛЭКС», который предназначен для учета, обработки, анализа и хранения информации по крупному рогатому скоту (рис. 15.8).

АРМ (автоматизированное рабочее место) «СЕЛЭКС» решает следующие задачи:
- формирование базы данных племенных животных;
- оперативная обработка показателей зоотехнического и племенного учета;
- оперативное управление производством и селекционно-племенной работой;
- определение генетического потенциала животных;
- выдача карточек племенных животных (формы 1-мол, 2-мол);
- составление зоотехнического отчета о племенной работе со стадом (форма 7-мол):
- прогнозирование производства продукции животноводства и т. д.
Оперативное управление селекционно-племенной работой позволяет решать задачи:
- организации воспроизводства в стаде и его анализ;
- планирования осеменения коров;
- получения информации по результатам использования племенных быков в стаде и их опенке по качеству потомства;
- контроля за продуктивностью корове высокой племенной ценностью;
- анализа потенциала коров-первотелок, новотельных коров;
- разработки сводных планов осеменения и отелов коров.
АРМ «СЕЛЭКС» может быть использован зооинженерами, ветеринарными работниками, бригадирами ферм, доярками и т. д.
Основные преимущества АРМ «СЕЛЭКС»: повышение достоверности информации и эффективности при определении племенной ценности животных; применение современных методов анализа и прогнозирования продуктивности; оптимизация селекционных программ с породами.
В основном массиве информации в селекции выделяют постоянные и переменные данные: к постоянным относят те данные, которые не изменяются в течение жизни животного - дату рождения, индивидуальный номер, породу и породность, линейную принадлежность, показатели предков и т. д.; к переменным оценку племенного производи геля по качеству потомства. результаты использования его спермы при искусственном осеменении маточного поголовья, продуктивность за лактацию у коровы, оценку по развитию и экстерьеру, дату отела, осеменения, запуска и т. д.