Что означает инбридинг (близкородственное скрещивание) и ауткросс (скрещивание особей из разных линий)?
Простыми словами, инбридинг – это скрещивание родственных особей. Чтобы определить, насколько инбредным является животное или насколько инбредным будет потомство от потенциального закрепления, рассчитывается коэффициент инбридинга (то есть процент инбридинга). Коэффициент показывает уровень инбридинга и чисто гипотетически может иметь значения от 0 до 100%.
Коэффициент инбридинга представляет собой возможное увеличение гомозиготности генов в результате закрепления особей, более близких по родству, чем в среднем по популяции.
Гомозиготность означает наличие двух идентичных форм гена, унаследованной по одной от каждого родителя.
Когда союз по селекции молочного скота (CDCB) вычисляет процент инбридинга животного, он рассчитывается как отличие от основной популяции животных 1960 года рождения.
Нет четкого определения термину «ауткросс». Если описывать своими словами, то он характеризует животное, которое менее всего связано со средним животным по популяции.
С точки зрения отбора быков, прогнозный инбридинг по родословной (EFI) и прогнозный геномный инбридинг (GFI) – это значения, которые позволяют понять, как бык связан с текущей популяцией в отрасли. Бык с наименьшими значениями по этим параметрам будет считаться «ауткроссом».
ТЕРМИНЫ:
Прогнозный инбридинг (EFI)
Средний инбридинг, который мы получаем при произвольном закреплении каждого конкретного быка с референтной популяцией. При EFI под референтной популяцией понимается образец 1000 женских особей, рожденных за последние 4 года.
Прогнозный геномный инбридинг (GFI)
Среднее геномное родство каждого животного с проверенными по геному быками, родившимися за последние 10 лет.
Индекс пожизненной прибыли (LNM$), учитывает прогнозный инбридинг по родословной.
Кроме того, в отрасли средний прирост по генетике на каждое поколение выше, чем потеря из-за инбредной депрессии.
Уровень инбридинга повышается с 1960 года, более быстрыми темпами он стал расти после внедрения геномики. Голубая линия в графике ниже показывает уровень роста инбридинга за год. Сегодня он примерно равен уровню роста инбридинга в конце 80-х - начале 90-х годов.
График 1. Тренд по инбридингу для животных голштинской породы.
Как геномика повлияла на уровень инбридинга?
Во-первых, помните, что геномика обеспечивает более высокую достоверность признаков по молодым быкам по сравнению с системой подтверждения отцовства, использовавшейся до 2009 года.
На сегодняшний день производители молока предпочитают использовать более молодых геномных бычков, следовательно, интервал между поколениями сокращается, а генетический прогресс увеличивается. При более коротких интервалах между поколениями скорость роста инбридинга на поколение меньше, чем в конце 80-х - начале 90-х годов. Можно сказать, что сейчас производители молока лучше справляются с инбридингом на уровне стада, чем в 1990 году.
Стоит ли уделять особое внимание инбридингу в эру геномики?
Как и раньше уровень инбридинга вызывает беспокойство, однако сегодня есть намного больше инструментов, которые позволяют контролировать инбридинг.
С точки зрения отбора быков на уровне фермы, будет достаточно действовать в соответствии с программой по закреплению с определенным пороговым коэффициентом по инбридингу.
Большинство программ используют оптимальный 3,125% и максимальный порог инбридинга в 6,25% (коэффициент инбридинга полученного теленка).
Необходимо понимать, что это произвольное значение, поскольку инбредная депрессия имеет линейную зависимость. Другими словами, переход от 5% до 6% инбридинга означает такую же потерю по инбредной депрессии, как и переход от 10% до 11% (и в том и другом случае расчетная потеря прибыли составляет 23 долларов за всю жизнь животного на 1% увеличения инбридинга).
На какие признаки оказывает влияние инбридинг?
В исследованиях Смита и др., 1998 оценивалась инбредная депрессия для определения ее влияния на показатели жизнеспособности (см. Таблицу 1). Впоследствии, инбредная депрессия и EFI (прогнозный инбридинг по родословной) были включены в отраслевые оценочные индексы, такие как Индекс пожизненной прибыли (LNM$). Следовательно, стоимость животных по индексу LNM$ уже учитывает коэффициент инбридинга животного, а также собственный прогнозный инбридинг быка на основе отраслевой популяции (см. Таблицу 2).
Таблица 1. Стоимость инбредной депрессии.
Признак |
Инбредная депрессия при увеличении инбридинга на 1% (Продуктивность за жизнь животного) |
Продуктивность |
-390.6 фунтов |
Продуктивность по жирности молока |
-13.2 фунтов |
Продуктивность по содержанию белка в молоке |
-12.1 фунтов |
Возраст первого отела |
+0.55 дней |
Продуктивное долголетие в днях |
-6 дней |
Дней в доении |
-5 дней |
Пожизненная прибыль |
От -$22 до -$24 |
Журнал по молочному животноводству 1998:81:2729-2737. «Влияние инбридинга на производственные показатели животного молочных пород» Smith LA, Cassell BG, Pearson RE.
Таблица 2. Корректировка ППС в зависимости от инбридинга (США).
Признак |
Инбредная депрессия/1% |
Надой |
-63.9 |
Жир |
-2.37 |
Белок |
-1.89 |
Продуктивное долголетие |
-0.26 |
ССК (содержание соматических клеток) |
0.004 |
Индекс стельности дочерей |
-0.13 |
Оплодотворяемость коров |
-0.16 |
Оплодотворяемость телок |
-0.08 |
Жизнеспособность коров |
-0.08 |
Индекс пожизненной прибыли (LNM$) |
-25 |
Отраслевое совещание CDCB, Мэдисон, штат Висконсин, октябрь 2017 года.
Давайте сравним двух телочек, полученных от быков, А и В:
Быки |
Племенная ценность телочек (LNM$) по отцу |
Уровень инбридинга телочек (%) |
ИПП телочек по отцу с учетом инбридинга ($) |
А |
800 |
4% |
800 - (25*4) = 700 |
В |
500 |
1% |
500 – (25*1) = 475 |
Телочка, полученная от быка А, несмотря на имеющийся в 4 раза более высокий инбридинг по сравнению с потомством от быка В, сохраняет значительное превосходство по уровню племенной ценности по отцу (в данном случае измерен в Индексе пожизненной прибыли LNM$)
Наряду с этим следует также учесть, что именно инбридинг позволяет лучше и эффективнее накопить в дочерях те или иные улучшающие качества выдающегося родоначальника.
Тактика использования высоких и ауткроссных быков на стаде:
- Всегда на каждом стаде есть баланс между использованием высокоплеменной и ауткроссной группы быков, который определяется с учетом целей селекции и планов развития предприятия.
- Быки, потомки выдающегося отца, всегда будут на верху рейтинга, одновременно с этим имея больший процент инбридинга, так как они получают большее распространение ввиду более высокой племенной ценности.
Ауткроссные быки будут иметь меньший процент инбридинга, но и племенная ценность их будет невысока.
В связи с этим необходимо определить, что важнее хозяйству: повышение рентабельности за счет высокой генетики с умеренным инбридингом, или максимально низкий инбридинг с отсутствием достойного генетического прогресса ценою упущенной выгоды в несколько десятков, а то и сотен миллионов рублей.
Руководствуясь жестким подходом в отношении инбридинга, хозяйство существенно ограничивает круг высокоплеменных быков для своего стада.
Можно ли считать прогнозный геномный инбридинг (GFI) и/или прогнозный инбридинг по родословной (EFI) хорошим способом для оценки инбридинга на стаде?
В целом, стоит отметить, что GFI и EFI не являются хорошими способами измерения инбридинга на стаде, потому что эти значения учитывают потенциальное использование на контрольной популяции животных. В зависимости от быков, используемых на конкретном стаде, потенциальный бык для закрепления с высоким EFI или GFI может иметь либо очень близкое родство, либо не иметь родства с женскими особями в стаде.
Существуют ли программы по закреплению, которые могут быть использованы для снижения инбридинга?
Да, программы по закреплению могут использоваться с целью снижения инбридинга на стаде. Правильное ведение учета и идентификация также необходимы для контроля инбридинга. Без точной идентификации животных и их происхождения снижение инбридинга становится более сложной задачей, а иногда и невозможной.
Компания GENEX предлагает программы MAP, BOLT и QuickMate, которые помогают управлять уровнем инбридинга.
Программа MAP – это традиционная программа для выполнения закреплений, которая учитывает инбридинг, признаки и гаплотипы фертильности. Программа генерирует отчет для производителей молока, который содержит 3 лучших варианта по закреплению быка с определенными женскими особями.
* прим от переводчика: сейчас используется обновленная версия MAP+, которая имеет более расширенный функционал по сравнению с программой MAP, а также экономит Ваше время при обработке информации и выполнению закреплений.
Программа BOLT позволяет выполнять закрепления от обратного. Она нацелена на инбридинг: программа выдает список быков, которых нельзя закреплять на ту или иную корову (отрицательное/нежелательное закрепление). Эта программа идеально подходит для хозяйств с большим поголовьем животных под осеменение. Позволяет выполнять закрепления быстрее и эффективнее.
Например, в одном стаде с помощью BOLT Вы можете закрепить одного быка на 3 коровы сразу, потому что программа не выдает по этим парам отрицательного закрепления. Однако, используя традиционную программу по закреплениям, Вам придется закреплять каждую из этих коров с разными быками, что замедлит процесс выполнения закрепления и может привести к ошибкам в учете.
BOLT также может создавать отчеты об оценке инбридинга, где можно проверить нарушения инбридинга на закрепленных или стельных животных в стаде. Точно также пользователь может загрузить несколько быков, а затем проверить их закрепление на своем стаде, чтобы увидеть, какой процент инбридинга получится.
Аналогично программе BOLT, программа QuickMate также нацелена на инбридинг, но вместо создания отрицательных (нежелательных) закреплений, она определяет желательные (рекомендуемые) закрепления по стаду.
Каждая программа по закреплениям уникальна и у каждой есть своя «ниша» в этом разнообразии программ по закреплениям.
Чтобы подобрать программу по закреплениям, обратитесь к представителю «МК Генетика» в Вашем регионе.