Занимаемся генетикой сегодня, чтобы быть с молоком завтра

Скотоводство представляет в нашей стране главную отрасль животноводства. Дальнейшее его развитие связано с увеличением генетического потенциала, возможности которого ещё далеко не исчерпаны. К селекционным признакам в скотоводстве относят величину удоя за лактацию, содержание жира и белка в молоке, живую массу, морфо-функциональные особенности и многое другое. Ведущим поставщиком семенного материала крупного рогатого скота для российского животноводства является ООО «Коджент Рус» – официальный и эксклюзивный дистрибьютор холдинга STgenetics (США). Это единственная в РФ генетическая компания полного цикла от генетики до воспроизводства. Об основных принципах генетического отбора животных и в частности для молочного стада рассказывает генеральный директор компании Дмитрий Демченко.

Как всё начиналось

Компания «Коджент Рус» была создана в конце 2015 года с головным офисом в г. Белгород с целью поддержки российского молочного и мясного животноводства через обеспечение доступным генетическим материалом лучших быков США, Канады и Великобритании, а также путём оказания комплексных услуг по воспроизводству стада. Компания STgenetics, входящая в частный холдинг Inguran (США) имеют 32 собственные лаборатории по делению семени по всему миру, в том числе и в России, владеют лабораторией геномного тестирования и геномного анализа. На сегодняшний день в единой референтной базе генотипов голштинской породы в США (CDCB) силами компании «Коджент Рус» уже зарегистрировано более 6 тыс. генотипов коров из России, которым проведена полномасштабная геномная оценка и присвоены международные номера. При этом совершенствование технологии деления семени ведётся постоянно.

На сегодняшний день ООО «Коджент Рус» предлагает и оказывает российским животноводам объективный полный пошаговый анализ фермы, оценку генетического потенциала стада, программный подбор быков, управление фертильностью, полный аутсорсинг воспроизводства – от выявления в охоте до диагностики стельности.

Фенотип – основа отбора

Все знают, что в основе всего лежит фенотип. Для того чтобы определить, насколько хорошее это животное, мы смотрим и на внешность, и на качественные характеристики, а в молочном животноводстве, разумеется, ещё и количественные характеристики: удой, плодовитость, способность к воспроизводству, эффективное долголетие. Это те показатели, на которые мы опираемся в нашей работе, чтобы понимать, что нам дальше делать с этим животным. Фенотип в свою очередь состоит из двух составляющих: генотип – это то, что животное получило от своих родителей, то есть наследственность плюс условия содержания. Например, при плохой генетике, как ни ухаживай, как ни корми корову, высокого результата мы никогда от неё не получим. Существует всем известная формула генетического прогресса. Из четырёх её составляющих на три из неё мы можем повлиять – это эффективность отбора, точность отбора и интервал поколений. Раньше три показателя из четырёх были недоступны нашим селекционерам. Мы выбирали животных на основании данных, указанных в родословной, что не давало нам возможности ускорить генетический прогресс. Но мощная генетическая эволюция прошла в конце 20-го – начале 21-го веков, когда на рынке появилось сексированное семя, то есть разделённое по полу на X- и Y-содержащие сперматозоиды. После этого уже появилось геномное тестирование, с помощью которого мы можем теперь определять характеристики животного, которые заложены в ДНК. Это как раз те нужные нам показатели, которые животное способно передавать потомству. Продемонстрирую пример того, как мы можем отслеживать качественные признаки животных по окрасу. Предположим, что бык имеет гомозиготный красный цвет, корова – гомозиготный чёрный. Если мы скрестим их, то всё потомство будет иметь доминантный чёрный цвет, причем половина потомства будет носителем рецессивного признака красного окраса. Возьмём двух потомков этих животных, у которых доминантный чёрный и рецессивный красный ген окраса и скрестим их между собой. Как вы ожидаете, что получится от этой пары? Через поколение проявился дедушкин гомозиготный красный цвет, хотя оба родителя имели черную масть. Не зная о генетических признаках предыдущих поколений, невозможно делать верные выводы. А вот с удоем не всё так просто. Он передаётся количественным геном, причём не одним, а порядка 18 отвечают за продуктивность коровы. Имея на руках только генотипы предков животного можно сказать, какие признаки от них он унаследует. А как эти признаки будут распределяться в процентном соотношении, мы отследить никак не можем, можем рассчитать, но и то приблизительно. К количественным признакам также относятся рост, каркас, продуктивная жизнь животного, производство жира в молоке, белка, соматические клетки, то есть масса хозяйственно-полезных признаков, с которыми нам хотелось бы работать.

Актуальность генотипирования

Как я уже сказал, есть три признака, на которые мы можем влиять. Это можно сделать исключительно на основании генотипирования. Его ещё называют геномной оценкой, геномным тестированием. Что мы из этого получаем? Первое, что мы получаем, это можем проверить и исправить (!!!) информацию по происхождению. Разумеется, селекционеры и осеменаторы люди очень ответственные, но на деле ошибки в родословных встречаются даже у точных и скрупулёзных немцев. Практически каждое третье животное имеет ошибки в родословной. Найти родителей животного можно только через генотипирование, но при условии, что мама или папа были ранее генотипированы и их данные есть в базе. По быкам это проще. Те, от которых используется семя, как правило, все генотипированы. Также с помощью генотипирования можно исключить из ремонтного молодняка животных с плохим рецессивным геном, а с нужным рецессивным геном, наоборот, оставлять. Так есть пример того, как путём селекции удалось добиться полностью комолых животных в породе, чтобы не прибегать к прижиганию рогов телятам. Также с помощью генотипирования мы исключаем из стада коров с низкой фертильностью, с генетическими отклонениями, подверженных рождению нежизнеспособных телят или ранней эмбриональной смертности плода. За последние три года было открыто дополнительно три гаплотипа фертильности, которые негативно влияют на выживаемость эмбриона вплоть до 30-го дня.

Ранжирование стада

Что нам даёт геномное тестирование? Мы можем принимать решение по использованию каждого животного и ранжировать наше стадо. В зависимости от племенной ценности мы всё стадо можем делить на 3 или 4 группы – это зависит от нашего намерения их дальнейшего использования. Первая группа, как правило, представляет собой племенное генетическое ядро, то есть это те лучшие животные, от которых мы хотим видеть потомство в своем стаде. На ней мы используем лучшее сексированное семя для воспроизводства тёлок. Часть группы мы можем использовать в качестве доноров яйцеклеток. Средняя группа – это коровы проверенные, от которых мы также получаем потомство и в будущем нам будет производить молоко. Если нам нужны ещё тёлки, то используем сексированное семя. И примерно 20 % стада – это так называемый генетический “мусор". Их используют либо для вынашивания эмбрионов телят от первой группы, либо осеменяют и продают нетелями. В Европе нашли другой способ. Этих коров осеменяют семенем быков мясных пород, дожидаются рождения телёнка и завершения периода лактации, а затем вместе с подращёнными телятами выбраковывают окончательно, то есть отправляют на мясокомбинаты.

Для чего необходим генетический прогноз

Для того чтобы определять все передаваемые характеристики, мы должны знать максимум генотипических данных. Понятно, что каждая запись фенотипических показателей по каждому животному подвержено человеческому фактору. Генетический прогноз осуществляется путём накопления геномных данных, подкреплённых фенотипическими показателями. К сожалению, в России своей базы генотипов нет, мы вынуждены пользоваться генетической базой США. Она самая большая в мире, и точность её геномных прогнозов самая высокая – на сегодняшний день по ряду признаков она составляет от 73 %, и год за годом растет.

Генотипирование животных стоит проводить как можно раньше. Американцы делают это на третьи сутки после рождения, и если телёнок не несет в себе генетического прогресса, то сразу выводят его из стада и не тратят на него средства, потому что, как известно, именно в первые дни жизни на телят расходуется самые дорогие корма. В ряде стран выбраковка телят достигла 40 %, в стаде остаются только самые лучшие с генетической точки зрения телята. Сейчас на лучших фермах уже выбраковываются животные, которые дают в сутки меньше 25 литров молока. Правда, пока гнались за удоями, упустили из вида ген, который отвечает за фертильность, поэтому несколько лет подряд шла работа ещё и в этом направлении. Потом обнаружили, что за вышеперечисленными показателями незаметно из поколения в поколение шло укорачивание сосков у коров, теперь исправляется этот перекос, так как это ведёт к проблемам при дойке, к маститу, если животное не выдаивается, как следует.

Геномная оценка

Геномной оценкой является совокупность всех качеств, которое животное получило от своих предков за вычетом инбредной депрессии. Если говорить об индексах племенной ценности при геномной оценке, то ошибочно рассчитывать его путём сложения индекса родителей и деления пополам. Здесь необходимо учитывать ещё и индексы предков, но и в этом случае расчёт будет приблизительным. Только при геномной оценке можно довольно точно определить генетическую племенную ценность животного. Раньше на оценку по потомству на одного быка тратилось более пяти лет и расходы составляли примерно 35 000 долларов. Часть из них выбраковывалась из-за некачественного семени, плохих показателях у потомства, часть погибала. Из 100 быков только 10 ставились в производство семени. Создание и содержание быков, которые предназначены для искусственного осеменения – это совершенно другой тип бизнеса по сравнению с производством молока, требующий уникальных знаний, специалистов, кормов, условий.

В настоящее время геномная оценка происходит очень быстро, её можно сделать даже на основании информации, полученной от эмбрионов. Мы можем даже прибегнуть к прерыванию стельности, если понимаем, что эмбрион животного с точки зрения генетики не несёт в себе ничего хорошего.

Чем опасен инбридинг

Есть в генетике такое понятие, как инбридинг – это форма гомогамии, скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов, в данном случае КРС. Инбридинг важен для разведения племенных животных и просто получения новых особей с улучшенными качествами от своих близких родственников. Тем не менее, каждый процент инбридинга в геноме у животного снижает продуктивность по молоку, жиру и ряду других показателей пунктов. Важно помнить, что генетические индексы быков, указанные в каталогах любой генетической компании уже дан за вычетом инбредной депрессии. В среднем на сегодняшний день инбридинг у молодых быков составляет 11,25 %. Самое плохое это то, что есть неконтролируемый инбридинг, который страшен появлением нежелательных мутаций, особенно если животное не генотипировано, и мы не знаем, какие нежелательные гаплотипы и моногенные заболевания у него уже есть. Разумеется, чем выше коэффициент инбридинга, тем сильнее он влияет негативно на племенную оценку животного.

Контролируем численность поголовья с учётом пола

Теперь поговорим про интенсивность отбора, то есть это то количество животных, из которых мы можем отбирать для производства потомства. Если таких животных недостаточно, то увеличить их количество можно с помощью сексированного семени. На сегодня компания STgenetics производит семя нескольких стандартов. Один из них SexedULTRA 2M – это продукт, который широко применяется на территории России, это сексированное семя, которое предлагают животноводам всемирно известные генетические компании. Обозначение 2М обозначает 2 млн сперматозоидов в одной дозе. Деление спермы на семя с женской X хромосомой и с мужской Y хромосомой основано на разнице в размерах половых хромосом (женская хромосома на 3,8% больше мужской), за счёт этого и происходит деление с помощью поточной цитометрии с применением цифровой электроники. На сегодняшний день для всех своих быков компания STgenetics производит семя стандарта SexedULTRA 4M, у которого содержание сперматозоидов в дозе не менее 4 млн. Использование семени стандартов 2М и 4М позволяет получить от 92 % телят нужного пола, но только 4М позволяет получить эффективность осеменения сравнимую с обычным семенем. Последней разработкой компании является разделенное по полу семя SexedUltra 4M HP (повышенной чистоты), от которого рождается 96-97% телок. И этим семенем уже успешно пользуются на наших российских фермах. Сексированное семя, которое производим мы, проходит 8 ступеней тщательного контроля перед заморозкой, а после ещё 10 контрольных доз от каждой партии мы проверяем на жизнеспособность сперматозоидов после разморозки. Только после прохождения внутреннего контроля семя поступает в продажу. На сегодняшний день процент стельности телок по первому осеменению на нашем сексированном семени SexedULTRA 4M составляет не менее 65 %, коров от 50%, некоторые хозяйства достигают более 80 %. Здесь многое зависит от квалификации специалистов, условий содержания, кормления, комфорта животных и от генетических данных коров. А вообще есть порядка 70 факторов, которые влияют на процент стельности. Во многом процент стельности зависит от осеменаторов, насколько чётко они соблюдают технологию осеменения, выдерживают время, где счёт идёт на минуты, температурный режим. Очень важно вовремя доставить семя в половые пути коровы; наилучшим временем осеменения телок является 22-24 часа от проявления охоты. Кстати, это касается как сексированного семени, так и обычного.

Не останавливаясь на достигнутом

Возврат инвестиций в молочном КРС самый длинный, поэтому работая с генетикой сегодня, результат можно увидеть только через три года. Если мы не начнём с генетикой работать сегодня, то потом будем кусать локти. Основной принцип, которому необходимо следовать при планировании работы с генетикой, звучит так: «Последнее животное, которое родилось на ферме, должно быть лучшим животным».

Сейчас мы пользуемся американской системой индексов, но очень бы хотелось, чтобы своя система генетической оценки появилась и в России.

В завершение разговора о большой генетической работе, которая в настоящее время широко проводится в России, хочу сказать, что нам всем предстоит большая работа по формированию нашей отечественной племенной базы и несмотря на уже хорошие показатели продуктивности молочных коров на ряде передовых ферм в России, нам есть над чем работать, помогая отрасли становиться современнее и эффективнее, обеспечивая наших животноводов отменными генетическими ресурсами и инструментами.

Подготовлено: Юлия Лысенко, Институт развития сельского хозяйства