Способ прогнозирования результатов селекционного процесса сельскохозяйственных популяций

 

Изобретение относится к области популяционной биологии, а точнее к селекционно-генетической науке, и может быть использовано в сельском хозяйстве для прогнозирования результатов селекции. Определяют корреляционную взаимозависимость предшественников простагландинов и аминокислотного состава белка длиннейшей мышцы у потомков первого-второго поколений. При достоверно положительной корреляционной взаимосвязи устанавливают соответствие генотипа животных и среды их обитания. Способ позволяет повысить жизнеспособность популяции путем селекции и разведения животных, влияние отрицательного вектора естественного отбора на которых доведено до минимума. 6 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области популяционной биологии, а точнее селекционно-генетической науке, и может быть использовано в сельском хозяйстве для прогнозирования результатов селекции в селекционно-генетической деятельности с популяциями сельскохозяйственных животных.

Известен способ анализа селекционной деятельности и микроэволюционных процессов, происходящих в популяциях сельскохозяйственных животных, где впервые предложен анализ процессов, происходящих в популяциях сельскохозяйственных животных на основе объективных биологических закономерностей развития и функционирования биологических систем (1).

Основу процесса любой популяции составляет ее приспособленность, отражающая степень равновесия между генотипом и средой его обитания.

Недостатком вышеуказанного способа является то, что он не позволяет предугадать судьбу популяции, а лишь дает общую картину многолетней селекционно-генетической работы, т. е. дает оценку post hoc (после того), а не propter hoc (по причине того).

Известен также генетико-математический способ оценки селекционного процесса в молочном скотоводстве, где оценку продуктивных качеств животных проводят по интерьерным показателям (2).

Недостатком является то, что не учитывается показатель жизнеспособности популяции.

Другим недостатком этого способа является то, что определяется эффективность селекции математическими категориями, в основе которых заложена погрешность и не учитываются биологические законы функционирования популяции.

Наиболее близким по технической сущности является селекционно-генетический способ анализа селекционного процесса (3).

Селекционный эффект за одно поколение определяется по формуле SE= Sd · h², где SE - селекционный эффект, Sd - селекционный дифференциал, h² - коэффициент наследуемости.

Вышеуказанные способы (2,3) имеют следующие погрешности: за характеристику селекции принимают не Sd - величину, непосредственно характеризующую интенсивность отбора, а функционально зависимый от нее параметр SE, определяемый, помимо Sd, наследуемостью признака (h²).

Накопление потенциала продуктивности популяции осуществляется через дифференциальное воспроизводство животных разных классов продуктивности, а не посредством одного только Sd и h².

В этих способах не учитывается показатель воспроизводства, т.е. жизнеспособности популяции, что очень важно как с биологических, так и с экономических позиций.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Задача предлагаемого изобретения - прогноз результатов селекции сельскохозяйственных популяций для обеспечения прогресса в селекционно-генетической области.

Технический результат - определение степени соответствия генотипа и среды обитания.

Указанный результат достигается тем, что определяют корреляционную взаимозависимость предшественников простагландинов и аминокислотного состава белка длиннейшей мышцы спины у потомков первого - второго поколений.

Пример конкретного выполнения Сущность изобретения в том, что повышают жизнеспособность популяции путем селекции и разведения животных, влияние отрицательного вектора естественного отбора на которых доведено до минимума.

Изучали два конечных генотипа (1/2 "в себе" и 3/4 "в себе") черно-пестро-голштинских помесей. В эксперимент были вовлечены по 20 нетелей каждого типа, для изучения их потенциала продуктивности, репродуктивных свойств, а также механизмов функционирования популяции как биологической системы, обусловленных селекционным прессингом. Вовлечены в опыт также по 4 головы полновозрастных выбракованных коров для анализа биохимических показателей мяса.

Из 20 полукровных коров (1/2 "в себе") за III лактацию выбыло 14 голов, из группы 3/4 кровных "в себе" - 16 из 20 голов: (см.табл.1 и 2).

Анализ табл. 1 показывает, что в течение I лактации происходит интенсивная выранжировка низкопродуктивных коров. Выбраковка животных по причине нарушения воспроизводительных функций достаточно низка. На их долю приходится 25% полукровок "в себе" и 33 % у третьчетвертных "в себе". Средний удой выбывших животных составил 3250 кг молока у F₁ "в себе" и 3492 кг у F₂ "в себе", а у оставшихся в стаде -3574 кг молока соответственно. Это свидетельствует о преобладании положительного вектора искусственного отбора, сдвигающего значения признака в сторону увеличения.

В период II лактации существенно сокращается выбытие коров из-за низкой продуктивности, но увеличивается доля животных вынужденно выбракованных из-за нарушения у них воспроизводительных функций. Следует отметить, что средняя продуктивность выбывших коров 1/2 "в себе" генотипа пока ниже, чем оставшихся в стаде, а у 3/4 "в себе" - уже превышает уровень оставшихся для дальнейшего воспроизводства.

Полное изменение направления отбора происходит на III лактации. Доля выбывших коров по причине низкой продуктивности у 1/2 "в себе" генотипов сокращается до 14%, а выбракованных из-за нарушений воспроизводительных функций и различных заболеваний возрастает до 86%. У животных 3/4 "в себе" кровности выбытие на III лактации по низкой продуктивности отсутствует. Наблюдается 100% выбытие по нарушению репродуктивных свойств и прочим признакам. Характерно, что вынужденно выбракованные коровы, как правило, наиболее продуктивны. В данном случае удой всех выбывших на III лактации 1/2 "в себе" животных составил 4342 кг молока, у оставшихся в стаде для дальнейшего воспроизведения - лишь 4058 кг. (Р <0,01). У выбывших 3/4 "в себе" животных удой составил 4532 кг, а у оставшихся в стаде - 4117 ( P <0,01 ). Таким образом, повышение генетического потенциала молочной продуктивности скота за счет увеличения доли крови по улучшаемой породе в сложившихся условиях кормления и содержания практически сводится на нет. Положительный отбор в первые две лактации почти полностью нейтрализуется отрицательным вектором отбора, представленным в данном случае вынужденной выбраковкой наиболее продуктивных особей. Конечным результатом попеременного действия плюс- и минус- векторов отбора по основному селекционному признаку у молочного скота является преимущественное сохранение в стадах среднепродуктивных особей, которые, в основном, и определяют уровень генетического потенциала последующих поколений.

Уровень продуктивности (табл.2) за 305 дней лактации, повсеместно используемый в селекционной работе и показывающий, в основном, потенциальные возможности той или иной группы животных, существенно отличается от показателя, используемого в хозяйственной деятельности сельхозпредприятий и отражающего экономическую сторону вопроса. Если по данным за 305 дней лактации явные преимущества по продуктивности за каждую из учитываемых трех лактаций имеют животные большей долей крови по голштинам, то по удою на среднегодовую корову продуктивность 3/4 кровных помесей уже на 2 лактации существенно уступает, что обусловлено их повышенной элиминацией.

Биологические механизмы, обеспечивающие сохранение равновесия между генотипом животного и средой его обитания начинают действовать настолько мощно, что повышение продуктивности животных в целом по стаду, по мере возрастания кровности по голштинской породе, происходит по существу лишь за счет повышения выранжировки особей, что приводит к резкому сокращению продолжительности хозяйственного использования животных, снижению их воспроизводительных функций и ухудшению общей естественной резистентности.

Исходя из закономерностей системной целостности организма, нами сделана попытка объяснить с биохимических позиций причины повышенной элиминации животных с большей долей крови по голштинской породе. Для этого проведен корреляционный анализ предшественников простагландинов и аминокислот белка мяса.

Поскольку критерием соответствия среды обитания и генотипа животного является приспособленность (жизнеспособность), а ее производным - воспроизводство, нами проанализированы те биохимические показатели, от которых функционально зависит деятельность репродуктивной системы.

Из данных табл. 3 (фиг. 1, 2, 3) следует, что все достоверные связи между предшественниками простагландинов и аминокислотами у животных 1/2 кровности только положительные. У 3/4 кровных животных (табл. 4) (фиг. 4, 5, 6) характер связи между этими органическими соединениями имеет следующие особенности: не наблюдается достоверной связи арахидоновой кислоты с аминокислотами за исключением с аспарагиновой (связь отрицательная). Связь линоленовой кислоты с аминокислотами положительная (кроме аспарагиновой); линолевая кислота со всеми аминокислотами имеет только отрицательную связь, причем достоверную с лизином, треонином, валином, изолейцином, лейцином, фенилаланином, аспарагиновой кислотой, глицерином и тирозином.

Несогласованность и несоотносительность во взаимосвязях предшественников простагландинов и аминокислот у животных 3/4 - кровности по голштинам позволяют предположить, что повышенная требовательность этих животных к условиям среды и особенно к уровню и полноценности кормления, при отсутствии их обуславливает ненормальный ход метаболических процессов вообще и, в частности, нарушает синтез простагландинов, тем самым снижая воспроизводительные функции данного генотипа.

Предлагаемый способ определения степени соответствия генотипа животных и среды их обитания для прогнозирования результатов селекционного процесса позволяет повысить эффективность использования мировых генетических ресурсов при использовании их для повышения потенциала продуктивности отечественных пород скота, а также вести селекционно-генетическую работу по заведомо определенному сценарию развития и функционирования популяции как биологической системы.

Библиографические данные 1. Охапкин С. К., Дунин И.М., Рыжков Ю.И. Селекция и эволюционный процесс, 1995.

2. Патент РФ N 2092046, опубликованный в бюллетене "Изобретения" N 28, 1997, с. 165.

3. Петухов В.Л., Гудилин Н.И. Генетические основы селекции животных. - М.: Агропромиздат, 1989, с.448.

Формула изобретения

Способ прогнозирования результатов селекционного процесса сельскохозяйственных популяций путем определения интерьерных показателей, отличающийся тем, что определяют достоверно положительную корреляционную взаимосвязь всех трех предшественников простагландинов и аминокислотного состава белка мяса и потомков первого-второго поколений, тем самым устанавливают соответствие генотипа и среды их обитания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11