Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретическое обоснование 6
1.1. Селекционно-генетические параметры хозяйственно-полезных призна ков 6
1.1.1. Наследуемость селекционных признаков 8
1.1.2. Повторяемость селекционных признаков 18
1.1.3. Генетические корреляции хозяйственно-полезных признаков 20
і .2. Использование генофонда голштинской породы 26
1.3. Генетический прогресс отечественного черно-пестрого скота по показа телям продуктивности при использовании улучшающих пород 32
2. Материал и методика исследования 43
3. Резульаты собственных исследований 46
3.1. Характеристика маточного поголовья 46
3.2. Характеристика быков-производителей 49
3.3. Оценка селекционно-генетических параметров популяции черно-пестрого скота 57
3.4. Влияние различных факторов на селекционно-генетические параметры 59
3.5. Анализ результатов голштинизации черно-пестрого скота в стадах различного уровня продуктивности 87
3.6. Оценка генетического прогресса по признакам молочной продуктивности в популяции черно-пестрого скота 96
3.7. Организация племенной работы в стадах различного селекционного назначения 99
3.8. Оценка экономической эффективное голштинизации 101
4. Обсуждение результатов исследования 104
5. Выводы 120
6. Предложения 122
Библиографический список
- Повторяемость селекционных признаков
- Генетический прогресс отечественного черно-пестрого скота по показа телям продуктивности при использовании улучшающих пород
- Оценка селекционно-генетических параметров популяции черно-пестрого скота
- Оценка генетического прогресса по признакам молочной продуктивности в популяции черно-пестрого скота
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время проблема роста производства продуктов скотоводства должна решаться за счет непрерывного качественного улучшения племенных качеств молочных пород при одновременном обеспечении полноценной кормовой базой. Несмотря на использование иностранных улучшающих пород, перед отечественными учеными и практиками не теряет актуальности задача совершенствования отечественных пород скота в направлении сочетания высокой продуктивности, технологических качеств и продолжительности хозяйственного использования. Достижение устойчивых положительных результатов в области селекции невозможно без углубленной работы, предполагающей регулярную оценку генетических изменений на популяционном уровне.
Наиболее глубоко вопросы взаимодействия наследственности животных и среды были изучены Л.К. Эрнстом (1999), П.Н. Прохоренко (2000), Ю.Н. Григорьевым (1996), В.Л. Петуховым (1995), В.М. Кузнецовым (1983), А.П. Солдатовым (1994).
Тем не менее эта задача продолжает оставаться актуальной и при планировании селекционно-племенной работы с черно-пестрым скотом, который составляет более 50% численности популяции молочного скота в Омской области.
Цель и задачи исследований. Цель работы - дать характеристику генетической ситуации и определить основные селекционные факторы, оказывающие влияние на эффективность племенной работы; выявить генетические резервы повышения молочной продуктивности и воспроизводительных качеств в стадах черно-пестрой породы различного назначения и уровня продуктивности в Омской области.
Для достижения цели были поставлены задачи:
изучить генетические параметры стад, характеризующие маточное поголовье крупного рогатого скота черно-пестрой породы в Омской области.
выявить степень влияния паратипических и генетических факторов
4 на изменчивость признаков молочной продуктивности черно-пестрого скота;
оценить наследуемость, фенотипические, генетические и паратипиче-ские взаимосвязи между признаками;
оценить эффективность использования быков импортных пород в стадах с различным уровнем продуктивности.
Научная новизна. Впервые в Омской области проведена комплексная оценка хозяйственно-полезных признаков и изучены генетические параметры стад черно-пестрого скота на популяционном уровне. В стадах различного селекционного назначения установлен генетический тренд показателей молочной продуктивности, определена эффективность разведения черно-пестрого скота в связи с его генотипом.
Практическая значимость. В исследования вовлечены как высокопродуктивные стада, так и стада с относительно низкой продуктивностью, что позволяет использовать полученные данные не только для основной части популяции молочного скота Омской области, но и других регионов страны.
Полученные данные могут быть использованы при планировании селекционно-племенной работы с черно-пестрой породой в стадах различного селекционного назначения не только в Омской области, но и в других регионах страны. Результаты исследований были использованы при разработке плана селекционно-племенной работы в ЗАО «Звонаревокутское» на период 2005 - 2010гг. и перспективного плана племенной работы с черно-пестрой породой в Омской области на 2005 -2015 гг.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и одобрены:
на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ОмГАУ (2004-2006 гг.)
на IX научно-практической конференции УГАВМ Троицк 2005 г.
на международной научно-практической конференции Дон ГАУ, пос. Персиановский 2005г.
на производственных совещаниях и семинарах специалистов сель-
5 скохозяйствешіьгх предприятий Омской областе. Основные положения, выносимые иа защиту.
- селекционно-генетические параметры в популяции черно-пестрого
скота Омской области;
племенные и продуктивные качества коров различных генотипов;
эффективность различных вариантов подбора.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу, 6 рисунков. Включает в себя введение, обзор литературы, материалы, методику и результаты исследований, выводы, предложения производству, библиографический список, представленный 175 работами, в том числе 32 на иностранных языках и приложения
Повторяемость селекционных признаков
Для успешного ведения селекционной работы по совершенствованию племенных и продуктивных качеств животных современная популяционная генетика предусматривает наряду с изучением изменчивости, наследуемости взаимосвязей определять и повторяемость признаков, которая означает, в какой мере уровень продуктивности данного животного в текущем году повторяется в последующие годы, при сохранении для стада обычных условий кормления и содержания.
Повторяемость, по Н.А. Плохинскому, это степень постоянства в проявлении одной и той же генетической информации, которая может проявляться в форме признака в разном возрасте, в разных условиях. В соответствии с этим он определяет три вида повторяемости: возрастную, паратипиче-скую и топографическую. 1 ТР. Лепер и З.С. Никоро определяют коэффициент повторяемости как верхнюю границу показателя наследуемости и предлагают методом дисперсионного анализа разложить фенотипическую изменчивость на две слагаемых: изменчивость между особями и изменчивость внутри особи. Изменчивость между особями зависит в значительной степени от генетических причин, а также и от некоторых внешних и внутренних факторов, различной для каждой особи. Изменчивость же внутри особи определяется такими факторами, которые могут действовать в разной степени на всех особей [65].
Установлено, что чем больше зависит признак от наследуемости, тем больше его повторяемость, и, следовательно, устойчивее показатель продуктивности в течение жизни животного. Высокое значение коэффициента повторяемости может служить надежным показателем отбора животных по первым измерениям их продуктивности [1].
Исследования многих авторов показали, что отбор коров по показателям продуктивности за первую лактацию и даже за определенный ее период, при высоком значении коэффициента повторяемости значительно эффективнее, чем отбор ремонтных телок только на основании продуктивности родителей. Но это правомерно только при стабильных и оптимизированных условиях кормления и содержания животных. Резкие изменения условий эксплуатации приводят к колебанию коэффициентов повторяемости, что снижает достоверность отбора в раннем возрасте [13, 29, 48].
По данным Н. Панина повторяемость удоя первотелок при отборе коров только по собственной продуктивности варьировала от 0,51 до 0,77. При использовании в оценке данных о продуктивности всех женских предков в первых двух рядах родословной, коэффициент повторяемости удоя за первые три лактации увеличился до 0,67-0,87, что больше на 13-31% [88].
По мнению многих авторов [41, 57] высокое значение коэффициента повторяемости (более 0,6) может быть критерием отбора лучших животных по первым измерениям продуктивности. Оптимизированные и стабильные условия кормления и содержания повышают достоверность отбора животных в раннем возрасте, а резкие изменения условий эксплуатации приводят к колебанию коэффициентов повторяемости [73, 95]. Существенные изменения рангов животных происходят чаще в случае значительных колебаний продуктивности (1000-1200 кг) [14, 57, 142]. По данным В. А. Погребняка, повторяемость удоя за 1 лактацию со 2 лактацией увеличивается с ростом продуктивности стад (с 0,38 до 0,55; Р 0,001) и снижается с последующими лактациями (с 0,38 до 0,09 и 0,55 до 0,24; Р 0,001). С ростом продуктивности стад возрастает эффективность массовой селекции по фенотипу [98].
Исследованиями многих авторов установлено, что родители с разным фенотипом дают неравное количество потомства с подобным себе фенотипом. Так матери и матери отцов с удоем 6001-7000 кг молока (средний генотип стада) дали 37,3% потомков с таким же удоем, 42% - с удоем ниже среднего и 20,7% - с удоем более 7001 кг молока. Чем выше удой матерей и матерей отцов по сравнению со средним удоем стада, тем меньше от них получено животных, подобных им и с более высокой продуктивностью. Основная роль в этом процессе принадлежит регрессии [3,16,49, 86].
Чем дальше в обе стороны от средней молочной продуктивности по стаду отклоняются коровы, тем в меньшей степени они наследуют продуктивные качества своих предков [8, 21].
Генетический прогресс отечественного черно-пестрого скота по показа телям продуктивности при использовании улучшающих пород
Многочисленные исследования ученных позволили определить ряд факторов, которые оказывают влияние на продуктивные качества коров. Уровень молочной продуктивности зависит от наследственности, физиологического состояния, условий кормления и содержания животных. Из факторов физиологического порядка, воздействующих на молочную продуктивность, большое значение имеют возраст, продолжительность лактации, стельность, половой цикл и т. д. К условиям внешней среды относят кормление, содержание, сезон отела, технику и кратность доения и др.
По мнению П. Н. Прохоренко, рассматривая проблему увеличения молочной продуктивности, следует исходить из отечественного и мирового опыта, показывающего, что она на 60 % определяется уровнем и полноценностью кормления, на 30 % генотипом. Из-за недостатка кормов и их низкого качества генетический потенциал реализуется в хозяйствах страны на 40 -60 % [100]. Поэтому интенсификация молочного скотоводства требует совершенствования, а в отдельных случаях и пересмотра традиционных методов ведения племенной работы.
Опыт работы в молочном скотоводстве США показывает, что с повышением удоя на корову в год постоянно сокращалось поголовье коров, а валовое производство возрастало. Гак, в 1940 году удой на корову составлял 2096 кг, а в 1987 году - 6253 кг, поголовье коров, валовое производство соответственно 23,7 млн. гол., 10,3 млн. гол., 49,6 млн. тонн, 64,6 млн. тонн [5].
В странах западной Европы благодаря высоким темпам селекционного прогресса за последние 50 лет продуктивность коров удвоилась. Так в результате голштинизации германского скота, только за период с 1984 по 1994 год удои голштинизированного черно-пестрого скота повысились с 6082 до 7107 кг, содержание жира в молоке с 4,02% до 4,29% [172,174,163].
В результате голштинизации черно-пестрого скота с 1980 по 1990 годы улучшающий эффект по России составил: по удою - на 164 кг молока (5,1%). по содержанию жира в молоке - на 0,02% живой массе животных - на 6 кг.
По данным Ю.Н. Григорьева в стадах черно-пестрой породы Московской области с 1978 по 1984 гг. среднегодовой генетический прогресс равнялся по удою 35 кг, молочному жиру - 1,1 кг. В сравнении с холмогорской породой Московской области среднегодовое генетическое улучшение превосходит по удою в 1,8 раза, по жирномолочности - в 2,1 раза [29].
Согласно расчетам Скъерволда, общая эффективность селекции достигает максимума, если наибольшая роль в генетическом прогрессе отводится отбору отцов быков, а наименьшая - отбору матерей коров. В этом случае вклад отцов быков в общее генетическое улучшение стада составляет 46 %, отцов коров - 24, матерей быков - 24, матерей коров - 6 %.
При отборе по происхождению (интенсивность отбора матерей 90-50%) сдвиг по удою составляет 54-309 кг, по собственной продуктивности -от 171 до 755 кг, по племенной ценности отцов - от 72 до 328 кг.
Прорыв в селекции отечественной черно-пестрой породы связан с тем, что с конца 70-х годов в качестве улучшающей породы вместо голландской породы стали использовать голштинскую. Голштииский скот селекции США и Канады характеризуется непревзойденной молочной продуктивностью, высокой оплатой корма, крепкой конституцией, отличной приспособляемостью к различным климатическим условиям и технологии промышленного производства молока. Живая масса взрослых коров 670-700 кг, быков 960-1200, причем коровы могут достигать 1000 кг. Животные имеют ярко выраженный молочный тип. Продуктивность голштинских коров колеблется в пределах 4300-9400 кг молока с жирностью 3,5-3,7 %. Вымя у коров чашеобразное, его индекс в среднем равен 45-46 % [67J.
В ряде стран при использовании голштинских быков на маточном поголовье черно-пестрой породы получено несколько поколений потомства. Потомки первого поколения уступают родителям по жирномолочности, но превосходят последних по удою [156]. Удельный вес голштинизированного скота в 2001 году в Венгрии превысил 90%, а их удой составил 7367 кг жирностью 3,73% против 4997 кг и 4,02 % коров черно-пестрой породы [24].
В настоящее время в большинстве стран мира голштииский скот в селекционных программах используется практически повсеместно, что значительно повысило молочную продуктивность коров местных пород. В странах ЕЭС более трех четвертей молока получают от помесных голштинских коров. По мнению W. Brage благодаря голштинам средняя молочная продуктивность 9,5... 10 тыс. кг станет возможной в большинстве европейских стран [145].
Оценка селекционно-генетических параметров популяции черно-пестрого скота
Эффективность селекции по количественным признакам определяется степенью изменчивости, повторяемости, а также величиной и направленностью корреляционных связей между селекционными признаками животных. Изменчивость характеризует степень разнообразия животных в популяции и является основой отбора. На величину изменчивости признаков влияет множество факторов. Некоторыми исследователями установлено снижение величины изменчивости признаков при однородном подборе и стабилизированном отборе, а при межпородном скрещивании и при разнородном подборе выявлено увеличение изменчивости [140]. Скрещивание с быками улучшающих пород, которые обладают высоким генетическим потенциалом продуктивности, может повысить однородность животных в сравнении с исходной породой [32,48, 137J.
Коэффициенты изменчивости у матерей быков-производителей по удою варьируют от 14,22 до 32,63%, что достаточно для проведения отбора (табл.10). Таблица 10 - Изменчивость признаков молочной продуктивности у женских
Коэффициенты изменчивости у матерей быков-производителей по удою варьируют от 14,22 до 32,63% и позволяют в полной мере проводить отбор животных. Среди этой категории племенных животных наблюдается высокая интенсивность отбора.
По данным Л. К. Эрнста при интенсивном использовании быков-улучшателей сужения лимитов фенотипической и генотипической изменчивости признаков молочной продуктивности не наблюдается. Поэтому гено-типическое разнообразие сохраняется [139].
Сложившиеся унифицированные условия не позволяют потенциальной продуктивности проявиться в полной мере, о чем свидетельствуют низкие коэффициенты изменчивости признаков.
Во всех стадах коэффициенты корреляции "мать-дочь" по признакам молочной продуктивности у коров черно-пестрой породы не высоки, что свидетельствует о существенном влиянии отцовской основы на продуктивные качества потомства.
Генетический прогресс животных обусловлен, с одной стороны качеством отцов производителей коров, а с другой стороны - матерей производителей и коров. Величина вклада данных категорий племенных животных в генетический прогресс породы зависит от интенсивности их отбора. Поэтому основным источником генетического улучшения популяции являются отбор и интенсивное использование быков-производителей.
Оценка племенной ценности быков-производителей является ключевым этапом любых селекционных мероприятий. Оценка племенных качеств животных по количественным признакам является наиболее сложной, так как эти признаки обусловлены полигенной наследственностью, сложными расщеплениями и рекомбинацией генов. Кроме того, количественные признаки подвержены сильному влиянию факторов внешней среды, которые вызывают ненаследственные изменения признаков организма. Для оценки племенных качеств животных по количественным признакам широко используются методы популяционной и статистической генетики.
Генетической оценкой количественных признаков может служить средний аддитивный эффект генов. Поэтому определение племенной ценности животных по количественным признакам означает фактическую оценку среднего эффекта генов, которые оцениваемое животное передает потомкам. Средний эффект генов родителей определяет среднюю генетическую ценность всех потомков. Следовательно, оценка племенных качеств животного, произведенная по среднему значению количественного признака у всех его потомков, и представляет собой племенную ценность. В данном случае речь идет об общей племенной ценности животных, когда племенные качества оцениваются средним эффектом действия аддитивных генов.
Племенная ценность выражается отклонением величины признака оцениваемого животного от средней популяции. Племенная ценность характеризует качество оцениваемого животного и популяции. Поэтому нельзя говорить о племенной ценности животного без учета популяции, в которой оно находится. Генетические параметры дочерей быков различной племенной ценности представлены в таблице 12.
Оценка генетического прогресса по признакам молочной продуктивности в популяции черно-пестрого скота
В стадах при среднеіи удое 4000-5000 кг молока «оптимальный» уровень крови голштинов находится в пределах 3/8 - 3/4 (37-75%). Продуктивность этих животных превосходит сверстниц на 412 кг или 8,7% (Р 0,05) и высококровных по голштинам на 290 кг или 6%.
Относительно низкая продуктивность высококровных по голштинам животных в стадах с удоем до 4000 кг молока вызвана несоответствием условий, необходимых для более требовательных голштинов. Достоверного влияния кровности на содержание жира в молоке во всех категориях хозяйств не выявлено. Это опровергает мнение некоторых специалистов о снижении жирномолочности коров при скрещивании с голштинскими производителями.
С увеличением уровня продуктивности коров в стадах наблюдается снижение возраста первого отела голштинизированных животных, так как этот фактор в наибольшей степени зависит от уровня кормообеспеченности в хозяйствах.
В стадах с уровнем продуктивности менее 4000 кг люлока достоверных различий в возрасте первого отела среди ЖИВОТЕІЬІХ различной кровности по голштинам не выявлено. Но все же наблюдается тенденция сокращения возраста при первом отеле у низкокровных коров.
В стадах с уровнем продуктивности более 5000 кг молока наибольшей скороспелостью отличаются животные с кровностыо свыше 75%). Возраст при первом отеле у коров этой группы составляет 25,6 месяцев, что на 9,1% меньше чем у низкокровных животных.
В стадах с низким уровнем продуктивности возраст первого отела животных превышает средние значения этого признака по породе на 3,15-4,64 мес. или 11-16%).
Животные с кровностыо по голштинам до 3Л в стадах с уровнем продуктивности более 5000 кг молока имеют значения возраста при первом отеле равные среднему по породе. Возраст при первом отеле у коров с кровностыо более 75% на 2,4 месяца или 8,5% ниже, чем в среднем по породе.
Между удоем за лактацию и сервис-периодом наблюдается устойчивая взаимосвязь (г = 0,31...0,51). С увеличением продуктивности животных, увеличивается продолжительность сервис-периода, что приводит к снижению удоя в расчете за единицу времени и вызывает проблемы, связанные с воспроизводством стада.
В стадах с удоем до 4000 кг молока в группе первотелок с кровностыо менее 3/8 сервис-период на 56,5 дней или 52% продолжительнее, чем у сверстниц с кровностыо более 3/4 (Р 0,01).
В высокопродуктивных стадах наблюдается тенденция увеличения продолжительности сервис-периода с возрастанием доли крови голштинов. У коров с высоким уровнем молочной продуктивности сильно выражена лактационная доминанта, которая при несбалансированном кормлении ведет к истощению ресурсов организма. В результате этого в дальнейшем происходит снижение плодотворности осеменений и увеличение яловости животных.
Доля генетической изменчивости в общей вариации продолжительности сервис-периода оказалась крайне низкой по всем категориям хозяйств (0,04...0,06).
В высокопродуктивных стадах животные отличаются более выровненной лактацией в сравнении коровами из стад с уровнем продуктивности до 4000 кг.
В стадах с уровнем продуктивности более 5000 кг молока с возрастанием доли крови по голштинской породе наблюдается тенденция увеличения коэффициента равномерности лактации. Коэффициент равномерности лактации у коров с кровностыо более 3/4 составил 89,5%, что на 27,3% выше, чем у коров с долей крови по голштинам ниже 3/8.
Значимость селекционных мероприятий зависит от уровня продуктивности стад, в которых они проводятся. Величина фенотипического сдвига значительно превышает темпы генетического прогресса в стадах за период с 118 1989 до 2004 гг. Так удой первотелок в стадах с уровнем продуктивности до 4000 кг молока увеличился с 3232 до 3465 кг. В стадах с удоем 4001-5000 кг продуктивность животных возросла с 3828 до 4616 кг молока, в более продуктивных стадах с 4654 до 5785 кг. С ростом продуктивности стад наблюдается увеличение темпов генетического прогресса. Ежегодный темп генетического прогресса по удою в стадах с продуктивностью до 4000 кг молока составляет 1,03 %, в стадах с продуктивностью 4001-5000 кг - 1,25 %, более 5000 кг- 1,8 % соответственно. В хозяйствах с низкой продуктивностью, величина генетического тренда по удою в сравнении с высокопродуктивными сверстницами в 2,9 раза ниже.
С ростом продуктивности стад проявление генетической разности по удою между черно-пестрой и голштинской породами увеличивается с 6.5 % до 15,3 % (Р 0,01) относительно черно-пестрой породы. Не значительные различия абсолютного прироста генетического потенциала обусловлены генеалогической и генотипической схожестью стад, следовательно, изначально животные имели сходный генетический потенциал продуктивности. В стадах с удоем до 4000 кг ежегодный реализованный прирост генетического потенциала составил 16,4 % от абсолютного прироста генетического потенциала и 46,4 % от фенотипического роста продуктивности. Это свидетельствует о недостаточной подготовке этих хозяйств к разведению высокопродуктивного скота. Так как сложившиеся не достаточно комфортные условия среды не только не позволяют проявиться в полной мере генетическому потенциалу, но и ведут к элиминации генов голштинской породы, как более требовательных.
