Стратегия применения геномных данных в молочных хозяйствах. Когда и как нужно внедрять геномную селекцию?
Спикер: Filippo Miglior, вице-президент генетической комиссии EAAP, председатель WCGALP, PhD в разведении животных, профессор Гуэлфского университета.
Чтобы принять участие в практической международной конференции KSIDAY 2022, которая в этом году пройдёт 2 ноября, подавайте заявку на подключение к онлайн-трансляции мероприятия по ссылке: https://ksiday.ru/.
Мы говорили о традиционной селекции. Здесь речь идёт о традиционном использовании сложной статистической модели для того, чтобы спрогнозировать генетический результат наших животных. Мы рассматривали тысячи коров, родительское стадо, необходимо было отделять генетику от средовых факторов. Мы достаточно успешно проводили такую работу в отношении определённых характеристик. Это связано с тем, что у нас была специальная система для сбора миллионов данных по тысячам стад. Однако данная стратегия не подходит для тех характеристик, которые трудно измерить. Геномика предоставляет нам хорошую возможность сконцентрироваться на тех характеристиках, измерение которых стоит очень дорого.
Мы достигли большего успеха в геномике. Мы получили более короткий интервал между поколениями и более высокую точность. Здесь вы видите данные по Канаде. Наш результат в 2,6 раз лучше, чем до геномики. Теперь мы можем определить количество. Например, до геномики генетический прогресс позволял заработать примерно 265 млн долларов в год. После появления геномики мы получили 600 млн долларов в год. Теперь, когда у нас появились новые характеристики, мы ещё будем это наблюдать в будущем. Это принесёт отрасли дополнительные 750 млн долларов в год. Геномика позволяет получить более значительный доход.
Самое серьёзное изменение, связанное с геномикой, — это интервал между поколениями. Хотел бы рассказать о животных, которых мы селекционируем.
Здесь мы видим разницу между генотипированными и негенотипированными животными в отношении молодых бычков, самок, лактирующих животных, проверенных самцов-производителей и иностранных производителей. Конечно же, самая серьёзная разница относится к молодым животным — почти 35 пунктов. Что касается бычков, которые уже принимают участие в размножении, то здесь уже нет таких существенных изменений.
Здесь вы видите, что геномика внесла значительный вклад в нашу отрасль. Теперь мы генотипируем примерно 65 000 самок в год, и это количество будет расти. Сейчас мы работаем с международной базой данных — 4,5 млн генотипов. Скоро будет 5 млн генотипов. Это количество будет расти в соответствии с тем, что мы видим в Канаде. В Канаде животные, которых мы разводим, проходят такую процедуру.
Преимущества геномики связаны не только с прогрессом, но и также мы видим более точную идентификацию родительской линии, более короткий интервал между поколениями. Важно определять рецессивные гены — это также помогает нашей работе.
Мы смогли улучшить новые характеристики, хотя в традиционной селекции мы не могли их даже идентифицировать на раннем этапе. Самое серьёзное изменение относится к более высокой точности селекции.
Когда мы говорим о животных, о молодых коровах, мы видим, что если это молодой телёнок, надёжность индекса 33%, потом постепенно растёт, и когда корова достигает первой лактации, надёжность 50%, вторая лактация — 57%, третья — 62% и, наконец, 64%. Здесь вы видите эту планку надёжного генотипирования. Мы видим, что информации здесь не так много, и даже после нескольких лактаций у нас нет точных данных. Мы видим, что геномная селекция позволяет получить более высокую надёжность.
Нужно ли проводить геномное тестирование?
Первый вопрос, который вы должны себе задать: есть ли у меня избыток самок, чтобы можно было выполнить на них селекцию? Какой у меня процент дополнительных самок?
Если вы хотите сделать такой выбор, то нужно разработать план. Также важно время: мы должны выполнить выборку ваших животных и то, как вы будете использовать эту информацию. Таким образом, у вас будет достаточно времени, чтобы внедрить вашу стратегию.
Когда производится отбор проб: при рождении, отлучении, после вакцинации и до начала скрещивания. Как правило, результаты приходят через 3–5 недель после подачи материала, то есть нужно достаточно времени.
Ещё важный момент, каким образом можно ранжировать животных до начала селекции. Необходимо решить, какое количество вам подходит лучше всего. Я рекомендую использовать селекционный индекс, поскольку в него входят все экономически значимые характеристики. Можно рассмотреть различные индексы, такие как LPI, TPI и другие. Нужно выбрать и использовать его, не нужно менять.
Здесь вы видите сравнение между различными итальянскими, американскими и канадскими селекционными индексами. В большинстве уделяется внимание производительности, в некоторых продолжительности жизни, большое внимание уделяется характеристикам соответствия и фертильности. Важны характеристики здоровья. Например, в Италии используется только количество соматических клеток как показатель мастита. А в США и Канаде используется гораздо большее количество данных: мастит, послеродовой мастит, повреждения копыт, кетоз, поликистоз яичников. Таким образом, можно провести анализ молока, это количество соматических клеток и субклинический кетоз. Для этого нужно взять образец молока — это очень важный анализ. Всегда очень важно учитывать, какие характеристики здоровья входят в селекционный индекс.
В 2020 году мы увидели значительный рост исследований, посвящённых конверсии корма, это особенная характеристика. Мы смогли провести анализ конверсии корма, поскольку консолидировали данные исследований между различными странами. В США и Канаде внедрили такой индекс, как конверсия корма. Также это сейчас доступно в Австралии и Нидерландах. Есть определённая разница между Канадой и США. Мы публикуем информацию о конверсии корма, то есть это должен быть безопасный корм, который позволяет нам достичь такого же веса тела. Мы хотим, чтобы этот показатель соответствовал. В США рост массы тела не учитывается.
Что ещё важно учитывать? Мы должны понимать, что проходит определённое количество времени между сбором данных и моментом, когда мы получаем информацию генетического анализа. То есть необходимо предвосхищать некоторые тенденции, которые появятся в данной области. Поскольку то, что мы видим сейчас, должно было быть внедрено 5 или 10 лет назад. Например, в Канаде мы сейчас анализируем данные по заболеваниям, и через девять лет мы смогли проводить оценку на мастит в 2015 году, метаболические заболевания в 2016 году, нарушения фертильности в 2020 году. Что касается заболеваний копыт, то мы смогли провести данную работу гораздо быстрее. Мы начали сбор данных в 2014 году и через 4 года смогли предложить геномный анализ для оценки здоровья копыт.
Последний проект — проект эффективного молочного генома. Мы в рамках этого продукта рассматриваем конверсию корма. Несколько месяцев назад нам удалось внедрить одноэтапную геномную оценку конверсии корма. Важно помнить, что пройдёт определённое время между временем, когда вы начнёте собирать данные, и временем, когда вы сможете провести соответствующий анализ. Что касается влияния этой информации, то, если оценка не включена в селекционный индекс в этой стране, изменения в генетическом прогрессе не принесут сильного результата. Поэтому важно учитывать эти новые характеристики при селекции, то есть учитывать информацию, которую мы получили в ходе соответствующего геномного анализа.
Что обеспечивает генетический прогресс на вашей ферме? Здесь мы видим наше стадо, животных с низкой генетической ценностью и животных с высокой генетической ценностью. У нас есть две задачи:
сократить количество наиболее плохих животных;
увеличить количество наиболее хороших животных.
Какую стратегию мы можем использовать?
1. Здесь вы видите стадо с более высоким поголовьем, чем нужно. Таким образом, можно исключить генетически менее подходящих животных.
2. Когда мы хотим увеличить количество более подходящих животных, если это животные со средними качествами и более высокого уровня. В данном случае мы хотим выбрать лучших представителей и заниматься их селекцией. Рассчитываем, какое количество поголовья нужно заместить, и выбираем подходящих животных. Можно использовать сексированное семя, выполнять агрессивный перенос эмбриона и ЭКО. То есть мы хотим сместить эту кривую следующим образом: хотим увеличить количество наилучших животных. Если использовать сексированное семя, то у вас может быть столько тёлок, сколько вам нужно. А в отношении наименее подходящих животных вы можете использовать семя мясных быков, и тогда это уже будет мясной тип, а не молочный.
3. Здесь мы отбираем и сокращаем животных с самой низкой генетической ценностью.
Очень важная характеристика — временные сроки. В течение 6 месяцев в отношении каждого животного не обязательно даже тестировать его, можно просто рассмотреть родословную, и вы сможете отбраковать наименее подходящие 10–20% животных. Затем по достижению 12 месяцев вы производите тестирование животных и выбираете потенциальных доноров для отбраковки. Затем после 12 месяцев вы принимаете решение: сколько нужно тёлок, нужно ли использовать сексированное семя, кто будет реципиентом. Потом проводите отбраковку.
Существует большое количество преимуществ, связанных с геномным тестированием. Можно получить чёткую родительскую линию, то есть вы можете достичь определённого прогресса, можете управлять этим прогрессом в стаде и управлять инбридингом и количеством неподходящих гаплотипов. В итоге вы получаете более надёжный генетический профиль сильных и слабых сторон вашего поголовья.
Таким образом, для улучшения качества вашего стада нужно использовать тестирование для новых самок, управлять отбраковкой доноров и получать потомство более высокого качества.
Геномное тестирование и сексированное семя являются ключевым аспектом для принятия решений в селекции и отбраковке. Впервые фермер-производитель может выполнить генетический анализ в своём стаде, поскольку у нас сейчас есть соответствующие инструменты. Необходимо выстроить стратегию в соответствии с вашими потребностями. Вы обязательно должны использовать только один индекс для оценки ваших животных и отслеживать их прогресс.