Автор: Чад Бирман, доктор наук, генетик, Genesus Inc.
Болезни свиней являются одним из основных факторов, влияющих на повышение затрат в свиноводстве. Например, только РРСС (репродуктивно-респираторный синдром свиней) ежегодно обходится отрасли свиноводства Соединенных Штатов в $664 миллиона долларов (показатель 2012 года), при этом 45% от этих затрат приходится на площадки воспроизводства, а 55% – доращивания и откорма (PRRS.com; Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH). В отчете также представлены затраты на одну свинью, равные $4.67 US на каждую реализованную на рынке США свинью. Если же мы рассмотрим влияние других общих болезней свиней, то расходы будут еще выше. Следовательно, отбор свиней с более высокой устойчивостью к болезням способен значительно повлиять на снижение затрат при производстве свиней, тем самым повышая способность отрасли поставлять на рынок более доступные продукты из свинины.
В предыдущем отчете мы поделились взглядом Genesus на проведение генетического отбора, направленного на получение свиней, с более крепким здоровьем (Путь к получению генетически более здоровых свиней). Болезни свиней вряд ли когда-либо исчезнут. При этом высока вероятность того, что смягчение воздействия давления болезней станет более сложной задачей из-за географического распространения выявленных в настоящее время патогенов и постоянной мутации существующих штаммов.
Наша цель – выявить внутри располагаемых Genesus пород тех животных, которые от природы более устойчивы к воздействию патогенов, чтобы затем можно было передать желаемые гены следующему поколению кандидатов для отбора. Эта стратегия приводит к включению дополнительного компонента в программу племенной работы Genesus, позволяющего прийти к генетическому улучшению по признаку устойчивости к болезням.
Одним из возможных методов достижения поставленной цели является усиление акцента на иммунный ответ при проведении отбора. Иммунная система дает иммунный ответ при введении антигена. Уровень иммунного ответа каждой особи может быть измерен по анализу крови. Наследуемость – это расчетная оценка степени контроля генетики в том, что касается проявления фенотипических качеств, при этом уровень наследуемости можно оценить только тогда, когда известна родословная или генотип данного фенотипа. При проведении контрольного заражения, в патогенной среде, иммунный ответ показал умеренно высокую наследуемость (h2 = 0.45 ± 0.13) у GP самок Genesus второго поколения (Serão et al., 2014), что позволяет предположить, что этот признак проявится при генетическом отборе.
В том же самом исследовании были обнаружены значительные и благоприятные генетические взаимосвязи (rg) между иммунным ответом и репродуктивными показателями, при этом они были намного выше, чем их фенотипические корреляции (rp) (Таблица 1). Повторное исследование, в котором популяция свиней Genesus использовалась для перекрестной валидации, подтвердило первоначальные результаты, степень наследуемости была в диапазоне 0.28 - 0.47, в зависимости от используемых данных (Serão et al., 2016). Позднее было проведено еще одно исследование, в котором использовались отдельная популяция самок F1, в его результатах сообщалось об аналогичном уровне наследуемости иммунного ответа на вакцину (h2 = 0.34 ± 0.05) (Sanglard et al., 2020).
Вместе эти результаты показывают, что иммунный ответ на вакцину РРСС находится под генетическим контролем и может быть использован в качестве прогностического фактора репродуктивной функции при заражении РРСС. Эти выводы указывают, что такой подход может стать потенциально эффективной стратегией для отбора свиней с повышенной устойчивостью к болезням.
Чистая производственная среда племенного ядра не является средой, подходящей для проведения исследований на предмет устойчивости фенотипов к болезням, и вакцинация от многих болезней не проводится именно по причине высокого уровня здоровья чистопородного поголовья. Тем не менее, вакцинация является обычной практикой на товарных фермах и время ее проведения часто совпадает с графиком, необходимым для сбора данных для осуществления генетического отбора. Время нахождения ремонтных свинок на карантине позволяет провести замеры уровня иммунного ответа, так как проверка состояния здоровья вновь поступающих ремонтных свинок является обычной практикой, позволяющей убедиться в отсутствии болезней у свинок до их перевода на свиноферму.
Предыдущие исследования показали, что животные, инфицированные РРСС и вакцинированные против вируса РРСС, демонстрируют одинаковый иммунный ответ (Ellingson et al., 2010). Уровень антител, выявленных у одной особи, выступает в качестве фенотипа. Следовательно, генетический отбор при вакцинации будет отражать отбор при прямом заражении. Далее проводится оценка связи между иммунным ответом и другими репродуктивными характеристиками и показателями продуктивности свиноматок, чтобы установить основу для геномного отбора на устойчивость к болезням.
Получение фенотипов из другой, выходящей за пределы племенного ядра среды крайне важно для дальнейшего прогресса чистопородных популяций. Genesus получает информацию о генотипе, фенотипе и родословной от товарных ферм. Использование фенотипов с иммунным ответом при проведении геномной оценки племенной ценности родственных чистопородных линий предоставляет дополнительный фенотип, помогающий проводить дальнейшие генетические улучшения для получения более здоровых и устойчивых к болезням свиней.
Ссылки:
Ellingson, J. S., Weng Y., Layton S., Ciacci-Zanella J., Roof M.B. and Faaber K.S. 2010. Vaccine efficacy of porcine reproductive and respiratory syndrome virus chimeras. Vaccine 28:2679–2686.
Global PRRS Solutions; PRRS.com; Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH
Sanglard L.P., Fernando R.L., Gray K.A., Linhares D.C., Dekkers J.C., Niederwerder M.C. & Serão N.V. (2020). Genetic analysis of antibody response to porcine reproductive and respiratory syndrome vaccination as an indicator trait for reproductive performance in commercial sows. Frontiers in genetics.
Serão N.V., Matika O., Kemp R.A., Harding J.C.S., Bishop S.C., Plastow G.S. & Dekkers J.C.M. (2014) Genetic analysis of reproductive traits and antibody response in a PRRS outbreak herd, Journal of Animal Science. 92: (2905–21).
Serão, N. V., Kemp, R. A., Mote, B. E., Willson, P., Harding, J. C., Bishop, S. C., Plastow, G. S., & Dekkers, J. C. (2016). Genetic and genomic basis of antibody response to porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) in gilts and sows. Genetics, selection, evolution : GSE. 48(1), 51.
Болезни свиней являются одним из основных факторов, влияющих на повышение затрат в свиноводстве. Например, только РРСС (репродуктивно-респираторный синдром свиней) ежегодно обходится отрасли свиноводства Соединенных Штатов в $664 миллиона долларов (показатель 2012 года), при этом 45% от этих затрат приходится на площадки воспроизводства, а 55% – доращивания и откорма (PRRS.com; Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH). В отчете также представлены затраты на одну свинью, равные $4.67 US на каждую реализованную на рынке США свинью. Если же мы рассмотрим влияние других общих болезней свиней, то расходы будут еще выше. Следовательно, отбор свиней с более высокой устойчивостью к болезням способен значительно повлиять на снижение затрат при производстве свиней, тем самым повышая способность отрасли поставлять на рынок более доступные продукты из свинины.
В предыдущем отчете мы поделились взглядом Genesus на проведение генетического отбора, направленного на получение свиней, с более крепким здоровьем (Путь к получению генетически более здоровых свиней). Болезни свиней вряд ли когда-либо исчезнут. При этом высока вероятность того, что смягчение воздействия давления болезней станет более сложной задачей из-за географического распространения выявленных в настоящее время патогенов и постоянной мутации существующих штаммов.
Наша цель – выявить внутри располагаемых Genesus пород тех животных, которые от природы более устойчивы к воздействию патогенов, чтобы затем можно было передать желаемые гены следующему поколению кандидатов для отбора. Эта стратегия приводит к включению дополнительного компонента в программу племенной работы Genesus, позволяющего прийти к генетическому улучшению по признаку устойчивости к болезням.
Одним из возможных методов достижения поставленной цели является усиление акцента на иммунный ответ при проведении отбора. Иммунная система дает иммунный ответ при введении антигена. Уровень иммунного ответа каждой особи может быть измерен по анализу крови. Наследуемость – это расчетная оценка степени контроля генетики в том, что касается проявления фенотипических качеств, при этом уровень наследуемости можно оценить только тогда, когда известна родословная или генотип данного фенотипа. При проведении контрольного заражения, в патогенной среде, иммунный ответ показал умеренно высокую наследуемость (h2 = 0.45 ± 0.13) у GP самок Genesus второго поколения (Serão et al., 2014), что позволяет предположить, что этот признак проявится при генетическом отборе.
В том же самом исследовании были обнаружены значительные и благоприятные генетические взаимосвязи (rg) между иммунным ответом и репродуктивными показателями, при этом они были намного выше, чем их фенотипические корреляции (rp) (Таблица 1). Повторное исследование, в котором популяция свиней Genesus использовалась для перекрестной валидации, подтвердило первоначальные результаты, степень наследуемости была в диапазоне 0.28 - 0.47, в зависимости от используемых данных (Serão et al., 2016). Позднее было проведено еще одно исследование, в котором использовались отдельная популяция самок F1, в его результатах сообщалось об аналогичном уровне наследуемости иммунного ответа на вакцину (h2 = 0.34 ± 0.05) (Sanglard et al., 2020).
Вместе эти результаты показывают, что иммунный ответ на вакцину РРСС находится под генетическим контролем и может быть использован в качестве прогностического фактора репродуктивной функции при заражении РРСС. Эти выводы указывают, что такой подход может стать потенциально эффективной стратегией для отбора свиней с повышенной устойчивостью к болезням.
Чистая производственная среда племенного ядра не является средой, подходящей для проведения исследований на предмет устойчивости фенотипов к болезням, и вакцинация от многих болезней не проводится именно по причине высокого уровня здоровья чистопородного поголовья. Тем не менее, вакцинация является обычной практикой на товарных фермах и время ее проведения часто совпадает с графиком, необходимым для сбора данных для осуществления генетического отбора. Время нахождения ремонтных свинок на карантине позволяет провести замеры уровня иммунного ответа, так как проверка состояния здоровья вновь поступающих ремонтных свинок является обычной практикой, позволяющей убедиться в отсутствии болезней у свинок до их перевода на свиноферму.
Предыдущие исследования показали, что животные, инфицированные РРСС и вакцинированные против вируса РРСС, демонстрируют одинаковый иммунный ответ (Ellingson et al., 2010). Уровень антител, выявленных у одной особи, выступает в качестве фенотипа. Следовательно, генетический отбор при вакцинации будет отражать отбор при прямом заражении. Далее проводится оценка связи между иммунным ответом и другими репродуктивными характеристиками и показателями продуктивности свиноматок, чтобы установить основу для геномного отбора на устойчивость к болезням.
Получение фенотипов из другой, выходящей за пределы племенного ядра среды крайне важно для дальнейшего прогресса чистопородных популяций. Genesus получает информацию о генотипе, фенотипе и родословной от товарных ферм. Использование фенотипов с иммунным ответом при проведении геномной оценки племенной ценности родственных чистопородных линий предоставляет дополнительный фенотип, помогающий проводить дальнейшие генетические улучшения для получения более здоровых и устойчивых к болезням свиней.
Ссылки:
Ellingson, J. S., Weng Y., Layton S., Ciacci-Zanella J., Roof M.B. and Faaber K.S. 2010. Vaccine efficacy of porcine reproductive and respiratory syndrome virus chimeras. Vaccine 28:2679–2686.
Global PRRS Solutions; PRRS.com; Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH
Sanglard L.P., Fernando R.L., Gray K.A., Linhares D.C., Dekkers J.C., Niederwerder M.C. & Serão N.V. (2020). Genetic analysis of antibody response to porcine reproductive and respiratory syndrome vaccination as an indicator trait for reproductive performance in commercial sows. Frontiers in genetics.
Serão N.V., Matika O., Kemp R.A., Harding J.C.S., Bishop S.C., Plastow G.S. & Dekkers J.C.M. (2014) Genetic analysis of reproductive traits and antibody response in a PRRS outbreak herd, Journal of Animal Science. 92: (2905–21).
Serão, N. V., Kemp, R. A., Mote, B. E., Willson, P., Harding, J. C., Bishop, S. C., Plastow, G. S., & Dekkers, J. C. (2016). Genetic and genomic basis of antibody response to porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) in gilts and sows. Genetics, selection, evolution : GSE. 48(1), 51.