Спосіб формування високоцінних генотипів у популяціях молочної худоби

Спосіб формування високоцінних генотипів у популяціях молочної худоби, що включає 3 29234 - детальний опис системи оцінки рівня генетичної мінливості в динаміці популяцій за молекулярно-генетичними тестами і селекціонованими ознаками; - чіткий критерій відбору при формуванні феногруп М-, Mо, M+. - формування високоцінних у селекційному відношенні генотипів молочної худоби в масштабі окремих фенотипів, що забезпечує скорочення строків консолідації новостворених молочних порід і типів великої рогатої худоби. В основу корисної моделі покладено завдання створити новий ефективний зручний у використанні економічно-вигідний спосіб формування високоцінних генотипів у популяціях молочної худоби при формуванні перспективних селекційних феногруп тварин. Технічний результат отримують шляхом реалізації системи моніторингу рівня генетичної мінливості в популяції і включенням у селекційний процес тварин, оцінених за комплексом фенетичних, імуногенетичних, фізіологічних, молекулярно-генетичних та господарсько корисних ознак, на основі алгоритму багатомірного фенотипування з виділенням феногруп за трьома промірами статей тіла (висота в холці, коса довжина тулуба, обхват гр удей за лопатками). Моніторинг рівня генетичної мінливості популяцій - це система генетичних методів їх оцінки на основі ідентифікації тварин за комплексом генетичних маркерів у процесі розробки і реалізації програм селекції і розведення створених або створюваних порід і внутріпородних структур. У зв'язку з цим основними елементами такої системи є: - ідентифікація (тестування) племінних тварин за фено-, імуно-, цито-, генетико-біохімічними та генетичними тестами; - генетичний аналіз генеалогічної структури порід на основі проведеної ідентифікації; - загальна оцінка рівня генетичної мінливості порід та їх структур; - діагностика генетичних порушень, оцінка генетичного здоров'я та гігієни спадковості, виходячи із генетичного аналізу генеалогічної структури порід; - комплексна генетична оцінка бугаїв-плідників та родоначальниць родин за якістю нащадків, враховуючи проведені тестування тварин. При проведенні патентно-інформаційного пошуку заявником виявлено технічне рішення в якому є ряд суттєви х ознак, спільних із заявленим способом оптимізуючого відбору в популяціях молочної худоби, а саме: 1. Фенотипова оцінка тварин за комплексом екстер'єрно-конституційних (фенетичних), господарсько корисних, імуногенетичних та генетичних тестів; 2. Формування та відбір високоцінних, адаптованих до відповідних агроекосистем генотипів тварин молочної худоби на основі фенокласів М0 та М+. Однак, наявність зазначених, спільних із прототипом ознак недостатні для отримання 4 технічного результату, який забезпечує заявлений спосіб. Технічних рішень, які б за сукупністю ознак повністю співпадали б із заявленим не знайдено. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого технічного рішення критерію винаходу "новизна". У патентній і науково-технічній інформації не знайдено технічних рішень, у яких були б описані відомості, що відрізняють заявлений спосіб від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату (застосування моніторингу рівня генетичної мінливості популяцій та елементів багатомірної статистики при формуванні високоцінних в селекційному відношенні генотипів молочної худоби. Пропонований спосіб від прототипу відрізняється тим, що за алгоритмом багатомірного фенотипування та сумарними нормованими відхиленнями за трьома промірами статей тіла (висота в холці, коса довжина тулуба, обхват грудей за лопатками) формують найбільш оптимізований до відповідних агроекоситем феноклас Мо в межах ± двох одиниць від центру розподілу між М- та М+ фенокласами. Отже, заявлене технічне рішення не випливає явним чином із рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію винаходу (корисної моделі), винахідницький рівень. Заявлене технічне рішення відноситься до галузі тваринництва, зокрема скотарства, а саме: до способів відбору та підбору тварин в популяціях молочної худоби і може використовуватись у селекційно-племінній роботі при вдосконаленні існуючих та створенні нових порід і типів молочної худоби на базі племзаводів і племрепродукторі, а тому відповідає критерію винаходу (корисно моделі) (промислова власність). Таким чином, заявлене технічне рішення є новим, промислово придатним, має винахідницьке рішення, тобто відповідає усім умовам патентної спроможності корисної моделі відповідно до статті 7 розділу закону України "Про охорону прав на винаходи і корисні моделі" №1771-ІІІ, 2000р. Реалізація пропонованого способу (корисної моделі) базується на основі внутріпородного моніторингу рівня генетичної мінливості популяції згідно з певними етапами. На першому етапі з них маточне поголів'я корів у племзаводах і племрепродукторах тестується за фенетичними тестами з виділенням фенокласів М-, М0 , М+ адекватних морфофізіологічним типам тварин та одночасно проводиться ретроспективний аналіз генеалогічної структури популяції. Крім цього здійснюється ідентифікація виділених фенокласів тварин за імуно- та цитогенетичними тестами. На другому етапі формуються вищеназвані феногрупи із корів-первісток, ремонтних теличок та бичків, які тестуються за вищеназваними тестами. На третьому етапі на основі проведених тестувань здійснюється генетико-статистичний аналіз отриманого матеріалу, оцінка міри генетичної мінливості популяції і порід, розробка методів підбору, відбору (конструювання 5 29234 високоцінних генотипів), довготермінових генетико-біотехнологічних програм селекції. Четвертий етап системи закінчується реалізацією розроблених методів і програм селекції, який переходить в перший етап наступної генерації. Таким чином пропонований спосіб та система моніторингу генетичної мінливості реалізуються поетапно в повній відповідності з динамікою генетичних змін у популяціях, як в часі так і в просторі. Суть алгоритму багатомірного фенотипування полягає в тому, що на основі тестування тварин за вищевказаними ознаками в кожній окремій популяції (породі) проводять: оцінку рівнів генетичної мінливості, подібності та дистанції між поліпшуючою, поліпшуваною та створеною на їх базі новою породою з виділенням при цьому найбільш характерних для них генетичних маркерів; кореляційний аналіз екстер'єрноконституційних ознак на основі відповідної матриці; кластерний аналіз елементів взаємоскорельованих екстер'єрно-конституційних ознак, розбиваючи при цьому їх множину на дискретні класи, в межах яких формуються фенокласи тварин (М-, M0 , M+) і розраховують в кожному із них основні параметри господарських корисних та імуногенетичних ознак; - визначення найбільш оптимального (за даними відповідних аналізів) фенокласу в межах якого проводять підбір та відбір тварин. Пропонований спосіб апробувався в племрепродукторі Західного внутріпородного типу української чорно-рябої молочної породи "Селекціонер" Сокальського району Львівської області на поголів'ї 300 голів. Окремі елементи способу (виділення фенокласів тварин на основі трьох промірів статей тіла) оцінювались по даних державної племінної книги червоно-рябої молочної породи в племзаводі "Христинівський" на поголів'ї 101 голова. Згідно з описаною схемою на першому етапі в племрепродукторі "Селекціонер" реалізували систему моніторингу генетичної мінливості популяцій на основі даних ретроспективного генетичного аналізу генеалогічної структури стада з 1970 по 2005 роки. Показано, що рівень генетичної диференціації, розрахований на основі генних частот дев'яти систем груп крові між покращуючою голштинською і покращуваною місцевою чорно-рябою молочною породою сягає майже видового рівня (d=0,205), збільшується до рівня більшої подібності (d=0,302) створюваного західного внутрішньопородного типу чорно-рябої молочної до покращуючої голштинської породи. При оцінці міри генетичної консолідації вищеназваних порід встановлено, що частота найбільш характерного для голштинської худоби алеля В-системи групи крові ВG2Y·2E2Q в три рази вища, ніж у чорно-рябої породи місцевої селекції (0,204 проти 0,065), що свідчить про високу 6 генетичну гетерогенність другої в порівнянні з першою. Про високий рівень генетичної гетерогенності чорно-рябої породи місцевої селекції свідчить також те, що 14 із 25 найбільш характерних алелей В-системи груп крові голштинської, 6 із 12 голландської та естонської порід є такими і для покращуваної чорно-рябої породи місцевої селекції. Крім того, у вищеназваної породи по тій же системі груп крові зустрічаються алелі ВВ6КВ’O’, BG2T2Y2A2'B'G'Q'Y’B” та BB2O 2Y2A2’G’ P2’Q’G” , які характерні для симентальської породи, але у чорно-рябої взагалі не зустрічаються. Характерно, що ці алелі по мірі поглиблення процесу голштинізації із популяції елімінуються. Таким чином, даними генетичного аналізу генеалогічної структури західного внутрішньопородного типу української чорно-рябої молочної породи доведено, що його формування відбувається в напрямку збільшення рівня генетичної подібності покращуваної чорно-рябої породи до покращуючої голштинської породи. На другому етапі реалізації способу проводили тестування корів-первісток за сімома промірами статей тіла, розрахунків кореляційної матриці та кластерного аналізу між ними, ретроспективного аналізу динаміки формування фенокласів на протязі 1970-2005 років, оцінку міри вираженості основних господарсько корисних ознак за трьома промірами статей тіла. Дані таблиці 1 свідчать, що кореляційні зв'язки між вищеназваними показниками позитивні, досить високі і статистично вірогідні, що дає підставу стверджувати наявність функціональних (фізіологічних, біохімічних та генетичних) зв'язків між ними. Кореляційна матриця промірів статей тіла української чорно-ря "Селекціонер") (за новим способо ВХ ГГ ШГ ШМ КДТ ОГ ОП ВХ 1,000 0,555 0,324 0,189 0,369 0,273 0,216 ГГ ШГ ШМ 1,000 0,359 0,242 0,529 0,513 0,064 1,000 0,298 0,455 0,344 -0,153 1,000 0,437 0,409 -0,089 Примітка: ВХ - висота в холці КДТ - коса довжина тулуба ОГ - обхва т гр удей ШМ - ширина в маклаках ШГ - ширина грудей ГГ - глибина грудей ОП - обхват п'ястя Проведений кластерний аналіз розбив множину вищеназваних промірів на два чітко окреслені дискретні класи (кластери), в один із яких увійшли три (висота в холці, коса довжина тулуба, обхват гр удей за лопатками), а в інший 7 29234 чотири (глибина грудей, ширина грудей, ширина в маклоках, обхва т п'ястя) проміри статей тіла. Формування фенокласів тварин проводили на еонові того, що за даними літературних джерел коефіцієнти успадкування (табл.2) селекціонованих ознак за трьома вищеназваними промірами тіла вищі, ніж за чотирма. 8 внутрішньопородному типі (табл. 5) за період 1970-2005 роки вказує на те, що вона реалізується в напрямку від М- фенокласу, притаманному покращуваній місцевій чорно-рябій молочній породі до M+ фенокласу, притаманному покращуючій голштинській породі. Таблиця 2 Динаміка формування фенокласів у за хідному внутр Успадкування основних селекціонованих ознак молочної худоби української чорно-рябої молочної породи (племрепродуктор Ознаки Висота в холці Коса довжина тулуба Обхват гр удей за лопатками Глибина грудей Ширина грудей Фенокласи М-(n=19) ¯ М+(n=25) Сформовані фенокласи виділялись з урахуванням того, що М0 феноклас обмежувався рамками ±2 одиниць від центру розподілу, а оцінка міри вираженості основних господарсько-корисних ознак (табл.3, 4) в племрепродукторі української чорно-рябої молочної породи «Селекціонер» та племзаводі червоно-рябої молочної худоби "Христинівський" вказує на певну перевагу тварин фенокласу М+ та М0 над такими з фенокласу М-. М-(n=33) ¯ М+(n=29) М-(n=100) ¯ М+(n=105) М-(n=43) ¯ М+(n=44) Висота в холці 121,3±2,05 ¯ 4124,8±2,21 121,6±1,971 ¯ 127,75±2,26 127,8±0,2774 ¯ 133,1±0,296 128,4±0,3451 ¯ 134,6±0,450 h2Коса довжина тулуба 0,5-0,7 1970 0,2-0,4 140,6±2,981 0,3-0,6 ¯ 0,3-0,5 4148,9±3,274 0,2-0,4 1980 143,1±8,8621 ¯ 151,8±4,015 1990 152,0±0,4434 ¯ 159,5±0,480 2005 152,8±0,6501 ¯ 159,0±0,480 Таблиця 3 чином заявлений нами спосіб Міра вираженості основних госпoдарськи корисних ознакТаким української чорно-рябої молочної породи забезпечує оцінку та (агрофірма "Селекціонер") за новим способом відбір найбільш адаптованих до відповідних агроекосистем високопродуктивних фенокласівФенокласи тварин слід здійснювати на основі Показники розрахунку індексу сумарних М+ нормованих М М0 відхилень за 18 трьома промірами 19 статей тіла n 23 (висотою в холці, косою довжиною тулуба та Висота в холці, см 123,9±2,2 126,6±1,9 129,6±1,7 обхватом грудей за лопатками) з виділенням М0 Коса довжина тулуба, см 147,0±3,5 фенокласу 150,2±3,1 ±2-х одиниць від центру 158,0±4,6 в межах Обхват гр удей, см 188,8±3,3 розподілу. При цьому в кожній окремій популяції 195,1±3,2 197,5±4,6 Надій за лактацію, кг 3930,6±571,4(стаді) відбір здійснюється в межах М-, а підбір 3957,8±417,3 3938,5±492,9 Вміст жиру в молоці, % 3,7±1,6 М0 та М+ фенокласів. 3,8±0,1 4,0±0,4 Молочний жир, кг 149,4±25,9 151,9±18,4 151,2±22,7 Жива маса, кг 477,4±22,9 494,1±25,7 500,0±14,7 Таблиця 4 Міра вираженості основних господарсько-корисних ознак української червоно-рябої молочної породи (племзавод "Христинівський") за новим способом оказники n Висота в холці, см Коса довжина тулуба, см. Обхват гр удей, см Надій за лактацію, кг Вміст жиру в молоці, % Молочний жир, кг Жива маса ,кг М29 130,5±1,7 159,2±2,9 188,0±5,2 5660,2±925,7 3,7±0,1 211,6±39,0 610,9±42,7 Дані ретроспективного генетичного аналізу динаміки формування фенокласів у західному Фенокласи М0 46 132,6±1,4 165,1±4,0 203,5±4,4 5817,2±1041,3 3,7±0,1 220,2±44,0 596,7±35,1 М+ 26 138,6±3,3 176,1±6,9 209,6±5,8 5933,7±883,3 3,8±0,1 224,3±38,7 616,2±34,2