AN EVALUATION OF BREEDING VALUE OF ECONOMICALLY USEFUL TRAITS AND DEVELOPMENT OF SELECTION INDEX FOR LANDRAS BREED PIGS SOWS

При наличии цели селекции, заключающейся в улучшении нескольких признаков, которые могут различаться по степени изменчивости, уровню наследуемости, экономической значимости и корреляции на фенотипическом и генетическом уровне, одновременный отбор по индексу множественных признаков является более эффективным подходом, чем независимые уровни отбраковки или последовательный отбор. Селекция животных – это комплекс мероприятий, в рамках которых определенные признаки улучшаются путем выбора лучших самцов и самок для племенного ядра

В свиноводстве на протяжении всей истории использовались различные методы селекции. Общие методы отбора: случайный отбор, тандемный отбор, независимые уровни отбраковки, метод суммарного балла (индексный отбор), индекс отбора, расчетная племенная ценность (EBV), ожидаемая разница в потомстве (EPD), наилучший линейный несмещённый прогноз (BLUP). Отбор на основе селекционного индекса является наиболее часто используемым методом в программах генетического улучшения свиней

В связи с вышеизложенной актуальностью, целью работы являлась разработка комплексной системы оценки хозяйственно полезных признаков свиней породы ландрас на основе селекционного индекса.

Исследования проводили на базе ООО СГЦ «Топ Ген» (Воронежская область). Данные по воспроизводительным и мясным показателям свиноматок породы ландрас (n=600) 2021-2022 г.р. были взяты из базы данных программного обеспечения для селекционеров Herdsman.

При помощи программы REMLF90 были получены цифровые значения генетических варианс и коварианс исследуемых признаков животных в соответствии с уравнениями модели

(1)

где: µ – популяционная константа;

YM – «год – месяц рождения» фиксированный эффект животного;

YMF – «год – месяц опороса» животного;

aml – эффект животного, рандомизированный эффект;

e – остаточная варианса модели

(2)

где: µ – популяционная константа;

YM – «год – месяц рождения» фиксированный эффект животного;

YMF – «год – месяц опороса» животного;

sr – эффект отца, рандомизированный эффект;

e – остаточная варианса модели

Первая модель (Animal Model) была использована для оценки свиней, а вторая (Sire Model) – хряков.

Вариансные и ковариансные параметры выборки были установлены методом последовательных замещений (итерации) Гаусса – Зейделя

Согласно модели смешанного типа, охватывающей все взаимосвязанные показатели, оценивали паратипические и генетические корреляции.

Среди всех составляющих, важнейшее значение имеет точность оценки генетических особенностей животного, которое, в целом, определяется точностью построения уравнения оценки. Для обеспечения максимальной точности оценки племенной ценности необходимо использовать точную информацию о родственниках, которая учитывается через матрицу родства в рамках уравнения смешанной модели.

Уравнение селекционного индекса имеет вид:

(3)

где: αi – коэффициент «веса» j-го признака в структуре индекса;

xj – оценка племенной ценности j-го признака.

В матричном виде селекционный индекс приобретает вид:

(4)

где Xj– оценка племенной ценности j-го признака;

aj – индексный вес i-го признака;

X' – матрица значений оценок племенной ценности свиней по включенным в индекс признакам;

α = [α1, α2…αt] – вектор индексных весов.

Максимальное увеличение корреляционной связи между значениями индекса и агрегатного генотипа является одним из основных критериев выбора индексных весов. Индексные веса, соответствующие каждому признаку, представляют собой сумму значений вектора-столбца aj, полученного в результате решения системы уравнений, в матричном виде представляемой, как:

(5)

где: Рo-1 – обратная фенотипическая ковариационная матрица признаков, включенных в селекционный индекс;

G0j – вектор-столбец аддитивной генетической ковариационной матрицы, соответствующий j-му признаку;

V – экономический вес признака.

На основе полученных вариационных компонентов был проведен расчет параметров генетической изменчивости между признаками и их наследуемости, а также оценка влияния паратипических факторов.

К хозяйственно-полезным признакам нами были отнесены следующие: вес, толщина шпика в области холки и между 6-7 спинными позвонками, количество живорожденных поросят, также количество хрячков и свинок, полученных в среднем за опорос (таблица 1).

Изучаемые свинки породы ландрас на момент опороса имели 222 кг живого веса при толщине шпика в области холки и между 6-7 спинными позвонками 0,51…0,39 фута. При этом наименьшей изменчивостью характеризуется живой вес, его коэффициент вариации составляет всего 6%. Наивысшими показателями данного коэффициента отличаются такие показатели как количество хрячков и свинок (35,4…36,3%).

Генетическое разнообразие признаков свиней исследуемого поголовья по 2-ум моделям (Animal и SireModel) находилось на уровне 0,00014…10,220% и 0,00005…5,0720%, что в 2,2-59,4 раза ниже изменчивости фенотипа по AnimalModel (таблица 2). При этом схожая закономерность наблюдается и по SireModel, за исключением признаков толщина шпика в области холки и между 6-7 спинными позвонками – разница между фенотипом и генотипом минимальна (0,0001…0,0002 раза).

Наибольшей изменчивостью характеризовались: живой вес, количество живорожденных поросят, количество хрячков и свинок.

Если обратить внимание на значения наследуемости, то здесь заметны различия и между самими моделями (таблица 3).

Наивысшим значением наследуемости по Animal Model выделяется признак количество хрячков (0,45), в Sire Model он составляет всего 0,19. В Sire Model же наиболее высоким значением характеризуется количество живорожденных поросят (0,44). При этом обе модели отличались более низкими коэффициентами наследуемости по толщине шпика в обеих точках (0,02…0,12).

Следует также обратить внимание на характер фенотипической и генетической связи между исследуемыми признаками в зависимости от расчета по двум разным моделям (рисунки 1 и 2).

Рисунок 1 - Тепловая карта корреляций по Animal Model

Примечание: выше диагонали – генетические корреляции; ниже – фенотипические корреляции; 1 – живой вес; 2 - толщина шпика в области холки; 3 - толщина шпика между 6-7 спинными позвонками; 4 - количество живорожденных поросят; 5 - количество хрячков; 6 - количество свинок

DOI:10.23670/IRJ.2023.133.43.4

Рисунок 2 - Тепловая карта корреляций по Sire Model

Примечание: выше диагонали – генетические корреляции; ниже – фенотипические корреляции; 1 – живой вес; 2 - толщина шпика в области холки; 3 - толщина шпика между 6-7 спинными позвонками; 4 - количество живорожденных поросят; 5 - количество хрячков; 6 - количество свинок

DOI:10.23670/IRJ.2023.133.43.5

Данные коррелограммы демонстрируют, что при расчете согласно двум моделям на примере генетической связи живой вес отрицательно сильно коррелирует с такими показателями: количество живорожденных поросят, также количество хрячков и свинок полученных в среднем за опорос (r=-0,70…-0,85). При этом данные показатели достаточно сильно взаимосвязаны между собой (r=0,7…0,9).

Фенотипические корреляции несколько отличаются от генетических, а в некоторых случаях имеют противоположный знак. Так, живой вес генетически взаимосвязан с толщиной шпика в области холки и между 6-7 спинными позвонками по Animal Model на уровне r=-0,29 и 0,36, соответственно, а по Sire Model – на уровне -0,14 и 0,66. Фенотипические коэффициенты корреляции находятся на уровне 0,5 и 0,6 соответственно. Схожая ситуация с количеством хрячков и свинок – фенотипическая связь между ними низкая отрицательная (r=-0,31 по Animal Model и -0,19 по Sire Model), в то же время уровень генетической связи находится на высоком положительном уровне (r=0,8).

Теоретическая основа расчета селекционного индекса представляет собой племенную оценку животных по совокупному количеству исследуемых признаков. Субиндексы служат частными показателями для каждого из признаков, они включают в себя оценки каждого признака на основе коварианс, и фенотипических и генотипических (таблицы 4 и 5).

Неравнозначная ценность аргументов уравнений объясняется значениями экономических весов субиндексов, а также неоднородным характером корреляционных взаимосвязей между значениями признаков.

При установлении весовых коэффициентов субиндексов для общего уравнения индекса исследуемых признаков, мы опирались на следующий выбранный принцип, согласно которому 6 признаков условно разделены на 2 группы:

1) мясные качества (живой вес; толщина шпика в области холки; толщина шпика между 6-7 спинными позвонками);

2) качество потомства (количество живорожденных поросят; количество хрячков; количество свинок).

Так использовали следующий подход: в первом случае – 0,5 (50%) отдали признакам мясных качеств, во втором – 0,7 (70%) и в третьем –  0,6 (60%).

Полученные значения аргументов представили общую структуру селекционного индекса:

1. Sire Model:

(50/50) ITOT = 0,5I1 + 0,5I2 = 0,403х1 + 64,09х2 - 118,55х3 + 46,65х4 - 49,16х5 - 49,12х6,

(70/30) ITOT = 0,7I1 + 0,3I2 = 0,648х1 + 105,01х2 -193,55х3 + 73,58х4 - 77,62х5 - 77,58х6,

(60/40) ITOT = 0,6I1 + 0,4I2 = 0,527х1 + 84,68х2 -156,30х3 + 60,21х4 - 63,48х5 -63,44х6

2. Animal Model:

(50/50) ITOT = 0,5I1 + 0,5I2 = -0,822х1 -132,24х2 + 252,86х3 - 294,32х4 + 301,29х5 + 300,47х6,

(70/30) ITOT = 0,7I1 + 0,3I2 = - 0,184х1 - 166,84х2 + 260,44х3 + 251,34х4 - 250,49х5 - 247,16х6,

(60/40) ITOT = 0,6I1 + 0,4I2 = - 0,500х1 - 149,63х2 + 256,60х3 - 19,35х4 + 23,23х5 + 24,50х6

Были рассмотрены полученные индексные оценки хозяйственно полезных признаков хряков и свиней породы ландрас с использованием сформированных уравнений селекционного индекса, включавших 6 изучаемых признаков. В таблице 6 представлены 10 свинок и хрячков, имевших наибольшие значения индексных оценок по каждому уравнению.

Как видно из таблицы с изменением соотношения селекционных весов у свинок наблюдается снижение значения селекционного индекса (ETI), у хрячков же диаметрально противоположная ситуация – с увеличением доли селекционных весов признаков мясных качеств до 70% влечет увеличение индекса на 2-3 единицы.

При селекции по мясным качествам и качеству потомства наиболее целесообразно руководствоваться принципами отбора по комплексу признаков. Одним из самых удобных критериев селекционной работы является значение селекционного индекса. Полученные результаты указывают на спектр широких возможностей отбора и подбора животных в целях проведения той или иной стратегии племенной работы в СГЦ.