О нас пишут


  • ЭКСПЕРТ ONLINE

  • Руковдоство.ру

  • Агентство Бизнес Информации


































Презентация продукции

О генетическом прогрессе простыми словами

Одомашнивание животных началось 8 000 лет назад. С тех пор человек стремился улучшить качество своего питания и стал лучше ухаживать за животными.


Вначале одомашнивания и вплоть до 1800-х годов этот процесс шел интуитивно.


Тогда же, в 19 веке были выведены коммерческие породы свиней, с которыми мы работаем по сей день. В основе их выведения лежало представление людей того времени касательно того, как должна выглядеть идеальная свинья. Йоркшир или Крупная Белая в Йоркшире, в Северной Англии; Ландрас в Скандинавии и Северной Европе. Пьетрен в Германии и Бельгии; Дюрок в Северной Америке.


Затем были созданы ассоциации заводчиков для обозначения стандартов по каждой породе. Появились племенные сертификаты, отражающие родословную животного. Был признан негативный эффект тесного инбридинга на продуктивность животных, в тот момент и появился элементарный способ предотвращения инбридинга через линейное скрещивание.


В период с 1800 до середины 1900 годов была произведена оптимизация пород посредством отбора самых высокопродуктивных животных, основываясь на результатах наблюдения и продуктивности по фенотипу, которую можно было отследить на тот момент времени. Изначально это была выборка самых крупных свиней из группы или отбор ремонтных свинок и хряков для скрещивания, полученных от тех свиноматок, которые постоянно давали крупные приплоды.


По мере развития и совершенствования процесса появилась возможность определять фактический вес животных, объем потребленного животными корма для расчета конверсии корма. Также начали определять мясные качества туши поросят-однопометников.


Это именно то, что нам сегодня известно под названием селекция. Ее по-прежнему преподают во многих странах и она по-прежнему является платформой программ по разведению животных в разных странах. Например, в России, на многих свиноводческих предприятиях есть должность зоотехника-селекционера, отвечающего за программу разведения в рамках комплекса или компании. Многие страны в это время запустили свои национальные программы разведения, в основе которых лежит селекция.


В основе селекции лежит определение благоприятных признаков и замена животных в стаде животными, являющихся носителями как можно большего количества благоприятных признаков.


Таким образом, генетический прогресс можно выразить в простой формуле:


Генетический прогресс = интенсивность селекции/ время (i/t).


Где интенсивность селекции – степень улучшения признака от его среднего значения; где время – интервал между поколениями, то есть период от рождения поросенка до начала использования полученного от него потомства в целях разведения. Зачастую он может быть довольно продолжительным, поскольку ценность животного по одним показателям можно определить раньше, по другим – позже, а по третьим – с появлением нового поколения (например, для определения продуктивности свиноматки).


В середине 1900 появилась новая наука – генетика, позволяющая человечеству по-настоящему понять генетический состав животных и то, как те или иные признаки и свойства передаются от поколения к поколению. Мы также получили понимание о механизме инбридинга и причинах его отрицательного воздействия.


По мере развития генетики, как науки, мы все больше узнавали о пределах возможностей селекции исключительно в качестве инструмента по оптимизации продуктивности животных.


1. Сама по себе традиционная селекция не характеризуется высокой точностью:

  • Методы и оборудование для оценки не были точными.
  • Среда содержания, состояние здоровья, кормление и менеджмент на всех комплексах разный, более того, они не статичны на одном и том же комплексе в течение года.
  • Ошибки (люди допускают ошибки, иногда нарочно, например когда от них требуют выполнения такого показателя как непревышение падежа от плана).
  • Некоторые признаки, такие как, например, количество живорожденных, определить достоверно практически невозможно!

2. Допущенные ошибки оказывают серьезное неблагоприятное воздействие на генетический прогресс.

  • 10% ошибок снижают генетический прогресс на 50%.

Родоначальники генетики понимали, что оптимизация интенсивности генетического прогресса требует предельной точности при определении признаков (интенсивность селекции) наряду с необходимостью сокращать интервал между поколениями (время). Они также понимали высокую ценность вариативности в пределах популяции и необходимость наличия больших популяций с целью предотвращения инбридинга. Тогда же появилось понятие гетерозис.


Сейчас, в эру электронных весов и ультразвуковых сканеров, возможностей производить замеры поедаемости кормов и понимания необходимости правильного и достоверного учета (сообщать о допущенных ошибках, а не скрывать их) помноженных на возможность контролировать среду содержания животных на комплексах, повысили наши возможности определения признаков и свойств по фенотипу.


Мы сократили почти до года интервал между поколениями. А дальше ограничены биологическими особенностями: периодом супоросности свиноматки и периодом достижения половой зрелости.


Ремонт хряков на уровне племенного ядра (нуклеус) мы производим лучшими из 1% животных, а свинок ремонтируем лучшими из 16% животных.


При использовании традиционных методов селекции, практикуемыми селекционерами, мы максимально повысили генетический прогресс (i/t).


Единственным дальнейшим возможным способом ускорения темпов генетического прогресса стало повышение точности используемых данных. Другими словами, усовершенствование i в уравнении i/t.


И BLUP (метод линейного несмещенного прогноза), разработанный Университетом г. Гуэльфа в Канаде, стал первой новой появившеся технологией. В снове этого метода лежит использование информации о родословной отдельного животного в сочетании с информацией о продуктивности его родственников для более точного определения вероятности передачи полезных признаков следующему поколению.


BLUP повышает точность расчета интенсивности (i) на 40-50% в зависимости от признака и количества голов в популяции. Отсюда следует, что сочетание традиционной селекции с BLUP усиливает скорость генетического прогресса, по сравнению с традиционной селекцией, взятой отдельно. Ценность BLUP очень высока, он достоверно определеяет генетическую ценность животного. Традиционная селекция, взятая отдельно, эффективна только для отбора по конституции и экстерьеру.


Раньше использование BLUP ограничивали размер и мощность компьютеров для выполнения очень сложных вычислений. И чем больше животных заносится в базу данных, тем мощнее должен становиться компьютер.


Сейчас база данных Genesus насчитывает свыше 1 000 000 голов из 22 поколений. В первую очередь, это предусмотренная традиционной селекцией информация, у нас имеется от 8 до 10 позиций важных параметров по каждому животному.


Без применения BLUP невозможно получить генетический прогресс, сопоставимый с тем, на который выходят компании, работающие с BLUP, даже независимо от того, насколько качественно ведется отбор по фенотипу. Одна лишь покупка программы BLUP мало на что повлияет. Ценность заключается в наличии достоверных учетных данных за прошлые периоды. А данные о 22 поколениях не собрать за короткий срок времени.


Традиционно инбридинг контролировали при помощи линейного скрещивания, не допуская скрещивания животных с общими прародителями. Это был единственный доступный метод во времена, когда не было компьютеров. В небольших популяциях через 3 поколения требовалось вводить новых хряков. Это устаревшая 4-х линейная система. Сейчас в целях предотвращения инбридинга компьютеры позволяют нам производить значительно более сложные расчеты. Сейчас в качестве критерия используется коэффициент инбридинга. Учитывая информацию о 22 поколениях в базе данных компании Genesus, мы можем производить более сложные и точные расчеты для обеспечения максимального количества вариаций. Этому же и способствует большая численность популяции.


В настоящий момент только на наших головных генетических нуклеусах в Канаде мы имеем 4 600 свиноматок Йоркшир, 1 500 свиноматок Ландрас и 1 600 свиноматок Дюрок. Это все официально зарегистрированные правительством Канады чистопородные животные. Сейчас мы увеличиваем их численность, чтобы обеспечить еще большую вариантивность популяции на ближайшие годы, а также для удовлетворения покупательского спроса.


Новейшая технология – геномика. Геномика определяет гены или группы генов, влияющих на особенности животного. Очевидно, что ценность геномики, несмотря на то, что она является очень мощным инструментом, неправильно истолковывается большинством как технология, которая революционизирует свиноводство.


А теперь перейдем к цифрам:

  • У свиней имеется около 3 миллиардов (3 000 000 000) пар нуклеотидов (оснований), являющихся структурными элементами всего живого.
  • 99% этих генов встречаются у ВСЕХ СВИНЕЙ.
  • Определены 16 500 000 пар оснований, отвечающих за вариативность как между породами свиней, так и между индивидуумами внутри пород.

А теперь то, о чем не говорят:

  • Лишь немногие признаки контролируются отдельными генами.
  • Большинство признаков контролируются множественными генами, каждый с незначительным эффектом.
  • Гены иногда проявляются по разному. На них влияет внешняя среда. Даже понимание генетического строения свиньи не гарантирует ее продуктивность.
  • Гены могут быть антагонистами. Гены, относящиеся к полезному признаку, могут быть связаны с генами, связанными с неполезными признаками.

Геномика – дорогостоящая технология. Во-первых, требуются годы исследовательских наработок, а во-вторых, миллионные в валюте инвестиции, перешедшие в имеющиеся у нас знания. Этот вид деятельности требует постоянно высоких операционных затрат как в настоящий момент времени, так и в будущем.


Необходимо иметь правильное представление о факторе предельного значения экономической полезности генетики в свиноводстве. Дополнительная прибыль производителя поголовья свиней на убой, которую он может получить от свиньи продуктивной генетики, ограничена, поэтому и существует предельный размер стоимости ремонтных свинок и хряков, по которой генетическая компания может продать их производителю.


Геномная селекция, как взятый отдельно инструмент, экономически неэффективна. Она значительно превосходит традиционную селекцию по фенотипу, однако по тем признакам, определение значения которых на комплексе не представляет сложности, дает менее интенсивный генетический прогресс, чем традиционная селекция (которую ведут селекционеры) или BLUP, применяемые в качестве самостоятельных инструментов. Традиционная селекция совместно с геномикой дают менее интенсивный генетический прогресс, чем традиционная селекция по фенотипическим признакам совместно с BLUP.


Геномика никогда не заменит традиционную селекцию. Она, также как и BLUP, просто добавляет точности оценке генетической ценности животного, что и увеличивает генетический прогресс.


Ценность геномики заключается в том, что она усиливает степень точности при использовании в сочетании с традиционной селекцией и BLUP. Вместе они становятся очень мощным инструментом.


Чтобы максимально повысить генетический прогресс, необходимы традиционная селекция совместно с BLUP, к которым добавляются геномные характеристики.


Основными экономическими факторами производства свиней на сегодня по-прежнему остаются – увеличение объемов производства в головах, увеличение интенсивности роста поголовья и эффективность использования кормов. В таком составе они будут оставаться еще много лет. Представляют интерес гены или группы генов, влияющие на эти экономические факторы. Мы выявили несколько генов, влияющих на качество мяса, мраморность, размер шпига и т.д. И хотя все говорят об улучшении пищевых качеств мяса, но если потребители не будут платить более высокую цену за более высокое качество мяса, теряется эффект экономической ценности, то есть работа генетической компании не будет вознаграждена за отбор свиней с этими полезными генами; затраты превышают экономическую ценность.


В настоящее время необходимо вести работу и нести затраты, связанные с выявлением этих генов, которые, без сомнения, имеют эффект, но могут быть экономически неважными на сегодняшний день, но в будущем могут оказаться таковыми на определенных рынках или всех рынках.


Также необходимо принять к сведению, что по таким признакам, как устойчивость к заболеваниям, компании рынка ветеринарных препаратов постоянно проводят исследования новых вакцин и методов лечения. И если болезнь дешевле контролировать за счет применения вакцины, а не через геномную селекцию, свиноводы предпочтут вакцинирование!!!


Отбор по признакам, контролируемым отдельными генами.


Редкие признаки контролируются отдельными генами. Первым экономически целесообразным признаком стала злокачественная гипертермия свиней (ген стресса, отвечающий за внезапную смерть и связанный с экссудативностью мяса (бледное, мягкое, водянистое), тест на которую был также разработан университетом Гуэльфа. Компания Genesus устранила данный ген из своей популяции в 1998 году методом тестирования всех животных и отбраковки носителей этого гена. Для нас это было продиктовано экономической необходимостью, но в течение того года, когда мы провели выбраковку, мы получили незначительный генетический прогресс по другим признакам. Мы, как и другие генетические компании, устранившие этот ген из популяции своих животных, были ограничены в возможностях отбора животных по другим, полезным признакам.


В этом и заключается проблема отдельного гена. Он не учитывает другие 16 500 000 пар оснований, которые также влияют на свиней! Что потенциально очень опасно.


Мощности компьютера. В настоящее время мы ограничены производительностью компьютеров, обеспечивающих функционарование BLUP. Мы храним образцы тканей всех свиней нескольких поколений, которых оставляем для своих нуклеусов. Мы можем определить генотип каждого и идентифицировать 16 500 000 пар нуклеотидов, определяющих признаки свиньи. Компьютеров, которые бы могли обеспечить работу BLUP с информацией о более чем 1 000 000 свиней и 16 500 000 фрагментами данных по каждому животному, не существует. Но даже если бы и существовали, сбор и использование всей этой информации было бы совершенно нерентабельным (ограниченная экономическая полезность свиньи).


По мере усиления мощности и скорости компьютера мы сможем присоединять больше геномной информации для проведения селекции, начиная с наиболее экономически ценных.


Генетическая модификация (ГМО). Подразумевает физическое изменение генома животного путем удаления или добавления генов, несущих определенный эффект. В настоящее время она недопустима во многих странах, в том числе и в России. Как известно, она может принести выгоду, но многих беспокоит потенциальные риски, отсутствие существования которых сложно доказать. Геномика – это не генетическая модификация. Геномика это наука определения генов, связанных с полезными генами, и последующая селекция свиней, имеющих эти гены.


Какое значение все это имеет для свиноводства?


Запуск новой генетической компании невозможен, потому что:


- потребуется начинать деятельность при участии самых лучших (высокопродуктивных) на данный момент свиней (с тех, которых генетические компании оставляют для себя).
- потребуется наличие доступа к данным о родословной животных за прошлые годы по нескольким поколениям, включая информацию, полученную в результате селекции, и данные по геномике.
- потребуется создать базу данных со всей статистикой и использовать ее для выполнения анализа BLUP.
- потребуются геномные лаборатории и контакты с университетами, занимающимися генетическими исследованиями и получение доступа ко всей информации за прошлые периоды.
- потребуется оперативно начать исследования по определению влияния макро и микро среды на проявление генов.
- потребуется коллектив лучших генетиков и других ученых-исследователей (привлекать их из зарубежных университетов и коммерческих компаний).


И даже обеспечив выполнение всего перечисленного выше, что абсолютно невозможно будет сделать – так это сократить генетическое оставание!!!


Кроме того, потребуются миллионы долларов для запуска и дальнейшей операционной деятельности, что обойдется во много –много раз дороже просто приобретения племенного поголовья.


Разумеется, можно покупать свиней у генетической компании и заниматься простой селекцией и линейным скрещиванием. Если повезет, можно получить незначительный генетический прогресс. Однако он не может быть сопоставим с результатами генетического прогресса, который получают компании, использующие Селекцию, BLUP и Геномную селекцию. Именно с отсутствием генетического прогресса связаны основные расходы, которые производители не принимают во внимание, когда пытаются самостоятельно заниматься племенной работой.


Саймон Грей, Генеральный директор Genesus Inc в России, странах СНГ и ЕС.

Назад в раздел

О нас пишут


  • ЭКСПЕРТ ONLINE

  • Руковдоство.ру

  • Агентство Бизнес Информации


































Презентация продукции