Дайджест геномной селекции и генетики Кситест

Новое исследование, проведённое Ливерпульским университетом, Шотландским сельским колледжем (SRUC) и Королевским ветеринарным колледжем, показывает, что генетика играет бóльшую роль в развитии хромоты молочных коров, чем считалось раньше. Учёные изучили больше 2 000 коров и обнаружили достаточно высокую наследуемость хромоты, особенно язвы подошвы копытец (35 %) и подошвенных кровоизлияний (29 %).

Как результат, исследователи рекомендуют использовать генетический индекс хромоты (AHDB's lameness advantage, LA) в качестве инструмента генетического отбора для профилактики язвы подошвы копытец и подошвенных кровоизлияний. LA был включён в британский национальный индекс PLI в 2019 году. Отмечается также, что затраты на отбор производителей с высокой оценкой индекса хромоты незначительны по сравнению с традиционными средствами, такими как перепроектирование помещений или увеличение частоты обработки копыт.

С декабря прошлого года канадская организация Lactanet изменила расчёт оценки конверсии корма (feed efficiency). Теперь оценка включает данные о суточном потреблении корма в период не только первой, но и второй лактации. Кроме того, она войдёт в канадские национальные селекционные индексы LPI и Pro$. Это связано с ростом цен на корма и важностью оценки для геномной селекции и подбора пар.

Компания впервые представила оценку конверсии корма в апреле 2021 года. Сообщается, что сейчас нет другого признака, который даёт коррелированный ответ на отбор по конверсии корма. Даже включение оценки в индексы LPI и Pro$ приведёт лишь к относительно медленному генетическому прогрессу в этом направлении. Поэтому Lactanet рекомендует селекционерам обращать внимание на конверсию корма и вести постоянный сбор данных, которые служат для подтверждения или корректировки генетических прогнозов.

В Ирландии растёт интерес к генотипированию КРС. Развитие собственной генетики через локальные оценки позволит отказаться от импортной генетики, повысить надёжность национального селекционного индекса EBI и точнее оценивать телят. Рассматривается возможность протестировать всё племенное поголовье страны. Для этого понадобится ежегодное финансирование в размере около 20 миллионов евро.

Генотипирование национального поголовья также поможет избежать ошибок при определении родителей. По данным Ирландской федерации скотоводства (ICBF), отец или мать неверно определены в среднем у 12 % животных (по данным российской базы KSITEST — у 9 % отец и у 7,5 % мать). Ошибки в родословной приводят, в частности, к тому, что селекционеры принимают решения на основании оценки или продуктивности неправильного родителя, то есть не могут корректно оценить потенциал животного.

Новозеландский кооператив LIC пополнился 27 местными быками, которые предназначены для искусственного осеменения. Первым делом быки-кандидаты получают локальную оценку племенной ценности по индексу Breeding Worth. Если они проходят, то оцениваются по ряду других признаков, которые фермеры ищут в своих коровах: эффективность производства (production efficiency), форма вымени и управленческие качества (management traits).

Высокую геномную оценку быков подтверждают результаты их первых дочерей, которых сейчас доят на фермах по всей Новой Зеландии. «Чтобы получить надёжный прогноз производительности быка, мы одновременно используем геномные данные и родословную. Мы инвестировали в геномную селекцию на протяжении десятилетий. Результаты свидетельствуют, что геномика — это передовая наука, которая верно предсказывает лучших производителей», — говорит менеджер по селекции скота LIC.

Развитие геномной селекции за последние 60 лет привело к выдающимся результатам. Сегодня молочные фермеры производят на 60 % больше молока, а их стада в среднем в три раза меньше, чем 70 лет назад. По данным Минсельхоза США, сейчас фермеры производят такой же объём говядины, как в 1977 году, с меньшим на 33 % количеством КРС. По данным Национального совета по свиноводству, чтобы произвести 1 000 фунтов свинины, 60 лет назад нужно было восемь свиней, а сегодня — только пять.

Благодаря геномной селекции и современным технологиям разведения животные также становятся здоровее и продуктивнее. Для примера возьмём репродуктивно-респираторный синдром свиней (РРСС). Это инфекционное заболевание — большая проблема для свиноводческих хозяйств по всему миру, в том числе и в России. По данным Университета штата Айова, РРСС обходится свиноводческой отрасли США примерно в 664 миллиона долларов ежегодно. РРСС, который передаётся воздушно-капельным путём, невозможно эффективно предотвратить или вылечить с помощью традиционных ветеринарных препаратов или вакцинации. Редактирование генома поможет в будущем вывести свиней, устойчивых к этому заболеванию.

У Китая самое большое свиное стадо в мире, но страна сильно зависит от импорта племенного материала. Чтобы обеспечить продовольственную безопасность, производители стремятся улучшать генетику зарубежных и местных свиней. Один из текущих проектов — идентифицикация экономически важных генов. Разрабатывается собственное программное обеспечение для расчёта генетической ценности, которое объединяет генетическую информацию с программой селекции по ряду признаков.

Благодаря собственной программе геномной селекции компания New Hope Liuhe с 2018 года вырастила 90 тысяч чистокровных свиноматок, которые дали 400 миллионов свиней на убой. Ожидается, что в следующем году их число удвоится.

Индийские специалисты разработали Smart Sheep Breeder (SSB) — онлайн-систему поддержки принятия решений (DSS). Она основана на искусственном интеллекте и совместима с интернетом вещей. SSB аккумулирует данные о производительности овец, выводит статистику, генерирует индивидуальные отчёты, поддерживает электронное управление фермой и помогает с отбором животных.

Это хороший пример творческого подхода, когда работники животноводческой отрасли не пытаются слепо копировать чужие идеи, а берут современные технологии и подстраивают под локальные особенности рынка. Мы в Кситест пошли таким путём в 2019 году и вместе с клиентами постоянно развиваем веб-сервис для селекционеров.

Meat & Livestock Australia отчиталась о результатах программы по генотипированию овец. В период с июля 2021-го по июнь 2022 года компания обработала 190 тысяч генотипов — больше, чем когда-либо раньше. Генетические данные используются для расчёта племенных показателей австралийских овец (ASBV).

В течение года MLA взаимодействовала больше чем с 1 000 производителями семенного материала. Кроме того, компания обновила базу данных с ценной информацией о родословных, работе на фермах и проведённых исследованиях. Сейчас в программе MLA по генотипированию овец участвуют 1 187 стад.

Геномная информация позволяет оценивать животных с высокой степенью точности. Но важно помнить, что геномика — это лишь часть процесса, и геномная селекция невозможна без локальной регистрации данных. Если использовать несколько источников информации (родословную, фенотип и геномные данные), это поможет принимать селекционные решения с более предсказуемым результатом. Регистрация фенотипических признаков значительно повышает точность оценок племенной ценности.

Точность геномных оценок напрямую зависит от того, сколько генотипов и фенотипов за ними стоит. Если не собирать и не обновлять геномную референтную базу с генотипами, фенотипами и родословной в течение 3−4 лет, весь прогресс будет потерян. Ориентируясь на данные о генотипах и фенотипах, селекционеры могут быстро и эффективно принимать решения об отборе, ускоряя темпы генетического прогресса стада.

Американский животноводческий журнал приводит примеры фермеров, которые следят за коэффициентом конверсии корма, уменьшая размеры коров и увеличивая их эффективность. На фермах Hayse в штате Айова быков и тёлок отбирают по весу. Раньше коровы набирали до 1 800 фунтов веса, но в результате отбора средний вес снизился до 1 200 фунтов.

Логика здесь такая. Прибыль в мясном скотоводстве определяется количеством и качеством телят. Чем больше корова, тем выше затраты на содержание, а урожайность пастбища ограничена. Если вес коров снизится, на пастбище можно будет содержать больше животных. Тогда фермер получит больше телят и сможет продать их с большей выгодой, так как при перерасчёте цены на вес телята с меньшим весом стоят дороже.