Х. Дуэйн Норман, Пол Ван Рейден и Джордж Уигганс*
Обновление генетического базиса в США вступит в силу 7 апреля 2020 г., с выходом очередной оценки быков, одной из трех в году.
Генетический базис, на основе которого в Соединенных Штатах выражается бóльшая часть признаков оценки молочного скота, обновляется каждые пять лет, начиная с 1980 г. При изменении базиса те, кто использует его для генетической оценки, могут обнаружить, что стандарты, которые они устанавливали для себя при выборе быков-производителей или оценке телок и коров, более не обеспечивают генетического уровня, необходимого для поддержания конкурентоспособности. Происходит это из-за генетического прогресса.
Начиная с 1980 г. некоторые специалисты предлагали делать обновления базиса чаще. Другие выступали за фиксированный базис, такой, который не обновлялся бы никогда. Последнее предложение аргументировалось тем, что, если лучшие быки выбраны, то абсолютные цифры уже не особенно важны, а все оценки сравнимы независимо от того, когда именно они опубликованы.
При последнем изменении базиса в 2015 г. за ноль были приняты средние ППС (PTA, прогнозируемая передающая способность) коров, родившихся в 2010 г. В большей части признаков прогресс продолжился, как видно из таблицы 1, где приведены ППС коров, рожденных в 2015 г. Эти дойные коровы, которые родились в 2015 г., и определяют новый базис. С выходом апрельской оценки их ППС будут обнулены. Иными словами, средние величины таблицы 1 будут вычтены из текущих ППС всех животных. Таковы изменения в ППС, ожидаемые в апреле.
Поскольку в большинстве признаков за пять лет был достигнут прогресс, бóльшая часть ППС будет понижена на указанные значения. Однако, если тенденции были неблагоприятными, соответствующие ППС, в целом, увеличатся. Исключение могут составить оценки балла соматики (SCS) и четыре признака, касающихся отела. С ними может произойти обратное, потому что для этих признаков предпочтительными являются более низкие значения. Средние ППС в таблице представляют собой изменения в передающей способности животных, произошедшие за пятилетний период. Имейте в виду, что эти цифры не отражают будущие изменения точно, так как всё будет пересчитываться перед апрельской оценкой с использованием более полных и актуальных данных. Любые новые данные о вариациях в признаках также будут изменять эти приблизительные значения относительно представленных здесь прогнозов.
Главные пункты из показанных в таблице 1, в которых наблюдается прогресс:
- 81 из 102 признаков (за исключением телосложения) показывают благоприятные изменения, а 18 - неблагоприятные.
- Наиболее важные генетические признаки (все индексы пожизненной прибыли) показали улучшение во всех породах. Наибольший выигрыш проявился у в голштинов, джерсеев и айрширов. Таким образом, индексы прибыли всех пород в апреле снизятся.
- Генетический прогресс был достигнут и во всех трех признаках, касающихся продуктивности (надой, жир, белок), во всех породах. Особенно впечатляющим он оказался у голштинов и джерсеев. Поэтому у этих пород при изменении базиса снизятся оценки передаваемой молочной продуктивности на 492 и 524 пункта соответственно.
- Значения ППС жира и белка сократятся примерно на 18-25 пунктов.
- Изменения в ППС балла соматических клеток (SCS) будут небольшими (от -0,01 до +0,02) у всех пород, кроме голштинов, у которых эта оценка повысится на 0,08 из-за прогресса в снижении соматики, достигнутого ими.
- ППС продуктивного долголетия будет понижена приблизительно на 0,6-1,9 мес. у гернзеев, голштинов, джерсеев и молочной шортгорнской породы из-за их возросшей генетической способности к более продолжительной жизни.
- К сожалению, 13 из 18 оценок фертильности показали неблагоприятные изменения за последние пять лет. Улучшение наблюдалось только у голштинской породы во всех трех характеристиках.
- ППС жизнеспособности коров, введенная в августе 2016 г., улучшилась у трех из шести пород (у голштинов 0,74).
- Оценки резистентности к заболеваниям у голштинов улучшились в пяти позициях из шести.
- ППС признаков телосложения разных пород увеличилась в 80 случаев из 90, что означает, что селекция была направлена на повышение баллов. Вероятно, в большинстве случаев это было к лучшему, но, может быть, не во всех. 10 признаков, чьи ППС не увеличились, это те, оценки которых находились в оптимальной средней части диапазона.
Таблица 1. Разница между ППС коров, родившихся в 2015 и 2010 гг.
ППС будут снижены на указанную величину в исполнение смены генетического базиса 2020 г.1
1 Это прогнозы, сделанные традиционными генетическими методами, до модификации с учетом данных геномной оценки. Положительное значение ППС будет снижено на данную величину для приведения в соответствие новому базису. И наоборот, отрицательное значение означает, что ППС будет повышена на эту величину. Эти оценочные значения могут измениться по мере поступления новых записей в базу данных и учета вариаций признаков. Выделение чисел красным означает, что в период с 2010 по 2015 гг. в этих признаках произошел регресс. Прочерк в графе означает, что генетическая оценка соответствующего признака у данной породы не рассчитывается.
2 Информация по этому признаку на 2015 г. в полном объеме еще не доступна, поэтому она заменена на наиболее актуальное из имеющихся среднегодовое значение.
Внимание: Эти цифры не отражают точно изменения, которые будут введены в апреле 2020 г., так как всё будет пересчитываться перед оценкой с использованием более полных и актуальных данных.
Разница в производственных показателях, обусловленная изменениями в генетике и внешних условиях
ППС в таблице 1 показывают только половину проявленных изменений, так как каждое животное передает потомству лишь половину своих генов. В таблице 2 показана полная разница показателей коров, рожденных, соответственно в 2015 и 2010 гг., с указанием того, в какой степени эта разница обусловлена генетикой и внешней средой.
Ключевые моменты:
- В случае признаков молочной продуктивности, у всех пород, кроме гернзейской, обнаружилось, что оба компонента повлияли положительно.
- Генетический прогресс в балле соматики (SCS) был достигнут у трех пород. Голштины улучшили его на 0,17. У двух пород он не изменился, а у молочных шортгорнов повысился на 0,05.
- Влияние тенденций изменения среды на балл соматики и продолжительность продуктивной жизни было, в целом, неблагоприятным.
- На индекс стельности дочерей и оплодотворяемость коров изменения среды повлияли положительно.
- На оплодотворяемость телок у голштинов, джерсеев и молочных шортгорнов изменения среды оказали отрицательное влияние.
- Все шесть пород показали снижение передаваемого возраста первого отела (AFC), особенно за счет факторов среды, на 10-26 дней. Генетические факторы снизили возраст первого отела на величину до трех дней.
- Удивило фенотипическое сокращение продолжительности стельности у голштинов и джерсеев, особенно учитывая, что доля влияния генетического компонента у голштинов снизилась, а у джерсеев - выросла.
- Фенотипические изменения во всех оценках сопротивляемости шести заболеваниям, введенных в апреле 2018, оказались положительными.
Таблица 2. Разница между фактическими (фенотипическими) показателями коров, родившихся в 2015 и 2010 гг., обусловленными изменениями в генетике (племенная ценность1) и внешних условиях (среда).
1 Эти изменения основаны на традиционных генетических прогнозах, до модификации с учетом данных геномной оценки. Прочерк в графе означает, что генетическая оценка для соответствующего признака у данной породы не предоставляется. Выделение чисел красным означает, что в период с 2010 по 2015 гг. в этих признаках фенотипического улучшения не было, а напротив, произошел видимый регресс.
2 Информация на 2015 г. в полном объеме еще не доступна, поэтому она заменена на наиболее актуальное из имеющихся среднегодовое значение.
Влияние геномики
Геномная революция, начавшаяся в 2008 г., принесла ускорение темпов генетического прогресса, в основном, за счет сокращения интервала смены поколений. Небольшие преимущества геномной оценки могли проявляться уже при предыдущей смене базиса, у коров, рожденных в 2010 г., но нынешнее обновление отразит все выгоды, принесенные геномикой с 2010 по 2015 годы.
Ключевые моменты:
- В качестве иллюстрации: 150% означает, что было достигнуто на 50% больше прогресса, чем за предыдущий пятилетний период.
- Благодаря использованию геномики был достигнут быстрый прогресс в признаках продуктивности у бурой швицкой, голштинской и джерсейской пород, как показано в таблице 3. Но для гернзеев геномная оценка стала доступна лишь в 2016 г. Айрширская и молочная шортгорнская породы, в которых геномика используется не очень широко, показывают меньший прогресс продуктивности, чем в предыдущий пятилетний период.
- Впечатляющим оказался выигрыш в продуктивной жизни благодаря геномике у голштинов и джерсеев.
- Гернзеи, голштины и джерсеи к нынешней смене базиса достигли большего (на 40-100%) прогресса в индексах пожизненной прибыли, чем в течение предыдущего периода.
Таблица 3. Относительная величина изменений (в процентах) генетического базиса1 в 2020 г. по сравнению с предыдущим (в 2015 г.)
1 Эти приблизительные значения основаны на традиционных генетических прогнозах, до модификации с учетом геномных данных. Буква "А" в графе означает, что прогресса между 2005 и 2010 годами достигнуто не было (был регресс), поэтому процент прогресса не определен. Буква "B" означает, что прогресса не было в период с 2010 по 2015 гг. Прочерк в графе означает, что генетическая оценка для соответствующего признака у данной породы не предоставляется.
2 Информация на 2015 г. в полном объеме еще не доступна и заменена на наиболее актуальное из имеющихся среднегодовое значение.
Процент изменений, обусловленных генетикой
Чтобы ответить на вопрос о том, чтó внесло вклад в фенотипическое улучшение, достигнутое в признаках молочной продуктивности, на основе информации из таблицы 2 была разработана таблица 4, включающая признаки, оценка которых была введена в период с 2008 г. Вклад генетики в среднем составил 45%, но он был больше (в среднем 69%) для трех признаков, имеющих наибольшее значение в индексе пожизненной прибыли (NM$), а также для голштинов (71%), породы с наибольшим поголовьем.
Таблица 4. Процент фенотипических изменений, обусловленных генетикой, у коров 2015 г. рождения по сравнению с рожденными в 2010 г. в признаках, публикуемые оценки которых были введены до 2010 г.1
1 Эти изменения основаны на традиционных генетических прогнозах, до модификации с учетом данных геномной оценки. Ноль ("0") означает, что за пять лет генетического улучшения не было. Число 100, выделенное красным, означает, что генетического улучшения не было, а фенотипические изменения были неблагоприятными. Число 100, выделенное черным, означает, что генетическое улучшение превзошло фенотипическое изменение. Отчет от декабря 2014 г. о предыдущей смене базиса см. по адресу https://aipl.arsusda.gov/reference/base2014.htm
При изменении базиса каждые пять лет бóльшая часть ППС понижается. Кроме того, стандартные отклонения также обновляются. В большинстве случаев вариативность усиливается. Данные по надоям и баллу содержания соматических клеток корректируются с учетом изменчивости в стаде и по году, чтобы стандартное отклонение оставалось таким же, как в базисном году. Делается это с использованием коэффициентов, показанных в таблице 5.
Таблица 5. Коэффициент стандартного отклонения признаков оценки коров, рожденных в 2015 г. относительно рожденных в 2010 г. Значения ППС будут повышены или понижены с применением этих коэффициентов.
Таблица 6. Коэффициент стандартного отклонения признаков оценки коров, рожденных в 2015 г. относительно голштинов. Значения ППС будут повышены или понижены с применением этих коэффициентов.
Выводы
Поборники экологичного производства и ликвидации голода во всем мире должны быть впечатлены тем, как меняется продуктивность в молочной отрасли США.
За счет более высокой продуктивности на голову сокращаются выбросы парниковых газов на единицу готовой продукции. Мы видим значительные изменения, как во внешнем виде животных, так и в состоянии их здоровья.
Так как мы приближаемся к очередному изменению базиса, возможно, сейчас - хорошее время для того, чтобы напомнить производителям молока о селекционных стратегиях, принятие которых могло бы практически полностью исключить необоснованные решения в период между сменами базиса. Например, если селекция в хозяйстве основана на таком подходе, как ранжирование быков по процентилям (которое пересчитывается при каждой оценке) или просто на выборе быков в верхних позициях по какому-либо выбранному ими экономическому индексу, генетический прогресс будет идти, и ничто его не замедлит.
*Доктор Х. Д. Норман - советник по техническим вопросам и внутриотраслевому взаимодействию, CDCB (Совет по селекции молочного скота); д-р Пол Ван Рейден - исследователь генетики животных в Службе сельскохозяйственных исследований МСХ США; д-р Джордж Уигганс - технический консультант CDCB.