способ подбора пар специализированных пород, типов и линий при гибридизации свиней

Формула изобретения

1. Способ подбора пар специализированных пород, типов и линий при гибридизации свиней Sus scrofa L., включающий взятие крови у животных нескольких пород, типов, линий, тестирование по локусу Е, определение генотипов групп крови по локусу Е, расчет однородности и генетического сходства и отбор лучших сочетаний пород, типов, линий по более высокой однородности и низкому генетическому сходству, отличающийся тем, что у свиней дополнительно определяют генотипы групп крови по локусам: А, В, D, F, G, Н, K, L, М, стресс-чувствительность по локусам А, Н, иммуносовместимость по локусу А, вычисляют индекс гетерозиса и отбирают пары пород, типов, линий по индексу гетерозиса более 100%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что индекс гетерозиса вычисляют по формуле



Iг - индекс гетерозиса;



М_фо - средняя сумма факторов отцовских пород, типов, линий;

Ст - процент стресс-чувствительных животных;

Н - процент иммунонесовместимых пар между отцовскими и материнскими породами, типами, линиями;

S - процент генетического сходства между материнской и отцовской породами, типами, линиями;

Ск - процент однородности породы, типа, линий.



М_фм - средняя сумма факторов материнской породы, типа, линии;

Ст - процент стресс-чувствительных животных;

Н - процент иммунонесовместимых пар между отцовскими и материнскими породами, типами, линиями;

Ск - однородность породы, типа, линии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к зоотехнии, может быть использовано при гибридизации свиней.

Известно, что наивысший эффект гетерозиса достигается, когда скрещиваются генетически отдаленные популяции, отселекционированные по преимущественной селекции до высокой степени консолидации. При наименьшем генетическом сходстве между популяциями и высокой их однородности будет получен при скрещивании наивысший эффект гетерозиса.

Известен математический способ количественной оценки комбинационной способности прогнозирования эффекта гетерозиса Griffing В.А. [1].

Сущность этого способа состоит в том, что при сочетании пород, типов или линий проводят учет показателей признаков продуктивности каждой особи, участвующей в скрещивании, а затем осуществляют проверку различий между гибридами с помощью критериев Г. Фишера. Существенность генетического разнообразия в группах животных определяется при помощи двухфакторного дисперсионного анализа Е.К.Меркурьева.

Известен способ определения эффекта гетерозиса путем расчета индекса гетерозиса Шейко И.П. [2]. Сущность этого способа состоит в том, что показатель продуктивности потомка сравнивается с показателем продуктивности одной из лучших родительских форм.

Однако такие способы прогноза эффекта гетерозиса неточны в связи с зависимостью коэффициента генетической изменчивости от паратипических факторов (условий реализации генотипа - кормления, содержания, опасности распространения болезней и т.д.). При неудовлетворительных или средних возможностях по реализации генотипа эти способы не позволяют в полной мере оценить степень эффекта гетерозиса. Кроме того, постановка самого опыта для определения эффекта гетерозиса требует больших трудовых и материальных затрат.

Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому является способ прогноза эффекта гетерозиса, где за основу был взят локус групп крови Е (Е.Н.Суслина, А.А.Новиков, 2005) [3], включающий взятие крови у животных нескольких пород, типов, линий, тестирование по локусу Б, определение генотипов групп крови, расчет однородности и генетического сходства, отбирая при этом пары пород, типов или линий с наиболее высокой однородностью и низким генетическим сходством друг от друга, предполагая при этом наивысший эффект гетерозиса при их скрещивании.

Недостатком указанного способа является то, что подсчет однородности и генетического сходства пород, типов, линий ведется по одному локусу Е, а остальные 9 локусов групп крови не берутся в расчет, что приводит к неправильным выводам, так как в остальных 9 локусах (А, В, D, F, G, Н, K, L, М) у свиней выявляются одноименные по группам крови животные, что сопровождается малым разнообразием генотипов. Учет различия между животными по всем десяти локусам групп крови более четко отражает степень дифференциации спариваемых пород, типов и линий. Кроме того, необходим анализ еще и таких факторов, как стресс-чувствительность, иммунонесовместимость.

Высокая стресс-чувствительность животных и иммунонесовместимость хряков и свиноматок отрицательно влияют на эффект гетерозиса при гибридизации. Стресс-чувствительные животные менее жизнеспособны, имеют пониженный среднесуточный прирост живой массы, более длительный период откорма, их мясо характеризуется худшей способностью удерживать влагу, чем стресс-устойчивые, а у иммунонесовместимых хряков и свиноматок при скрещивании снижаются воспроизводительные качества от 10 до 15%.

Цель изобретения - повышение точности способа и скорости оценки.

Поставленная цель достигается прогнозированием эффекта гетерозиса между скрещиваемыми специализированными породами, типами или линиями.

Сущность способа состоит в том, что из всех испытуемых пород, типов или линий, участвующих в гибридизации, подбирают пары пород, типов или линий с индексом гетерозиса выше 100%, соответствующим высокому эффекту гетерозиса при их скрещивании, вычисленному по отношению суммы генетических факторов родительских форм: по однородности, генетическому сходству, определяемых по локусам: А, В, D, Е, F, G, Н, K, L, М; стресс-чувствительности по локусам А, Н; иммунонесовместимости по локусу А.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность подбора и сократить время оценки испытуемых специализированных пород, типов и линий на их сочетаемость.

Способ осуществляется следующим образом: у исследуемых групп животных берут кровь, определяют в ней наличие полного набора эритроцитарных антигенов при тестировании свиней по группам крови по методике (Н.О.Сухова, З.К.Бурлак, Г.Л.Дмитриева, 1981 г.) [4] и выявляют генотипы хряков и свиноматок по всем 10 локусам (А, В, D, Е, F, G, Н, K, L, М) (таблица 1, 2, 3, 4).

Таблица 2
Тесты групп крови специализированной отцовской линии В (n=10)
№ животного	Генетические системы крови и их генотипы	Уровень гомозиготности
А	В	D	Е	F	G	H	K	L	M
630011	а/.	аа	bb	bdg/bdg	bb	аа	a/.	a/bf	bb	./.	0,6
630017	а/.	аа	bb	bdg/bdg	bb	аа	a/.	a/bf	bb	./.	0,6
580325	./.	аа	bb	bdg/bdg	bb	аа	a/.	a/bf	ab	./.	0,6
580141	о/.	аа	bb	aeg/def	bb	bb	a/.	a/.	ab	./.	0,5
580101	о/.	аа	bb	bdg/deg	bb	аа	a/.	a/bf	bb	./.	0,6
580185	о/.	аа	bb	bdg/bdg	bb	ab	./.	a/bf	bb	./.	0,7
580131	./.	аа	bb	bdg/def	bb	аа	a/.	bf/.	ab	./.	0,6
580327	./.	аа	bb	bdg/bdg	bb	ab	./.	a/bf	ab	./.	0,7
630015	./.	аа	bb	bdg/bdf	bb	аа	a/b	a/bf	bb	./.	0,6
630013	./.	аа	bb	aef/def	bb	ab	a/.	a/bf	bb	./.	0,5
А а/-=2; А 0/-=3 - иммунонесовместимые
А -/-=3; Н а/-=3 - стресс-чувствительные

Таблица 4
Тесты групп крови специализированной отцовской линии Д (n=10)
№ животного	Генетические системы крови и их генотипы	Уровень гомозиготности
А	В	D	Е	F	G	Н	K	L	м
116938	о/.	аа	bb	bdg/deg	bb	ab	а/.	a/bf	bb	./.	0,5
223652	о/.	ab	bb	def/def	bb	аа	а/.	а/.	ab	./.	0,5
113041	./.	ab	ab	bdg/deg	bb	ab	а/.	а/.	ab	./.	0,3
222284	о/.	bb	bb	deg/def	bb	ab	а/.	а/.	bb	./.	0,5
222944	а/.	ab	bb	aeg/def	bb	bb	b/.	а/.	bb	d/.	0,4
609574	о/.	аа	bb	aeg/bdg	bb	ab	а/.	b/.	ab	./.	0,4
69833	а/.	аа	ab	bdg/deg	bb	аа	а/.	a/bf	bb	./.	0,5
70917	а/.	аа	bb	aeg/bdg	bb	аа	а/.	bf/.	bb	./.	0,6
513154	./.	аа	bb	bdg/def	bb	ab	а/.	a/bf	bb	d/.	0,5
222944	а/.	ab	bb	aeg/def	bb	bb	b/.	а/.	bb	d/.	0,4
А а/-=4; А 0/-=4 - иммунонесовместимые
А -/-=2; Н а/-=2 - стресс-чувствительные

Затем определяют количество животных с парой генотипов -/- локус А и а/- локус Н, характеризующих стресс-чувствительность в материнской породе, типе, линии у свиноматок, а в отцовской у хряков (табл.1, 2, 3, 4).

Затем вычисляют процент стресс-чувствительных животных по формуле:

где Ст - процент стресс-чувствительных животных;

n - количество животных, у которых выявлена пара генотипов, характеризующих стресс-чувствительность (А -/-; Н а/-).

N - общее количество животных.

Таблица 5
Процент стресс-чувствительных животных в специализированных линиях
Порода, тип, линия	n	пол	Кол-во стресс-чувствительных животных
гол.	%
А	10	свиноматки	1	10,0
В	10	хряки	3	30,0
С	10	хряки	3	30,0
D	10	хряки	2	20,0

Далее определяется несовместимость хряков и свиноматок путем подсчета частот встречаемости генотипов в локусе А у хряков генотипов а/-, а у свиноматок 0/- (табл.1, 2, 3, 4).

Затем ведется подсчет совместимых и несовместимых пар.

Подсчитывают количество животных с потенциально несовместимыми генотипами по группам исследуемых животных.

Находят процент несовместимых пар:

где Н - процент несовместимых пар;

N_{несовм. пар} - число несовместимых пар;

N_{пар всего} - кол-во пар в группе.

Таблица 6
Процент иммунонесовместимых пар в специализированных линиях
Порода, тип, линия	Кол-во животных в группе, гол.	Кол-во иммунонесовместимых пар
гол.	%
А	10	3	12,0
В	10	4
А	10	3	9,0
С	10	3
А	10	3	12,0
D	10	4

Далее в табл.1, 2, 3, 4 определяют уровень гомозиготности каждой исследуемой породы, типа или линии по следующей формуле:

Уг=Кг/N,

где Уг - уровень гомозиготности;

Кг - количество гомозиготных генов (с двумя одинаковыми аллелями, например аа);

N - общее количество генов.

Таблица 7
Уровень гомозиготности специализированных линий
Порода, тип, линия	n	Гомозиготность, (%)
А	10	67,0
В	10	65,0
С	10	48,0
Д	10	50,0

Затем определяют генетическое сходство между исследуемыми специализированными линиями.

Генетическое сходство определяли по формуле:

где S - индекс генетического сходства;

P₁, P₂ - частота определенного аллеля в сравниваемых линиях.

Индексы генетического сходства между исследуемыми специализированными линиями по десяти генетическим локусам вычисляются путем перемножения коэффициентов корреляции по каждой отдельной системе групп крови по формуле:

R_общ=S_A×S_D× ×S_n

Таблица 8
Генетическое сходство между специализированными линиями
Локус	Специализированные линии
А-С	А-В	А-Д
А	1,000	0,980	0,965
В	0,704	0,998	0,739
D	0,996	1,000	0,994
Е	0,192	0,844	0,219
F	0,994	1,000	0,994
G	0,844	0,963	0,679
Н	0,995	1,000	0,985
K	0,724	0,937	0,433
L	0,992	0,998	1,000
М	0,694	0,998	0,987
Rобщ	0,056	0,741	0,044

Коэффициент генетического сходства животных между собой внутри специализированных линий определяется по формуле:

Кгсх=Ксг/N,

где Кгсх - коэффициент генетического сходства;

Ксг - количество сходных генотипов;

N - общее количество генотипов.

Таблица 9
Генетическое сходство внутри линий (%)
Локус	Специализированные линии
А	В	С	D
А	40,0	50,0	40,0	40,0
В	100,0	100,0	50,0	60,0
D	100,0	100,0	80,0	90,0
Е	20,0	50,0	40,0	30,0
F	100,0	100,0	80,0	100,0
G	40,0	60,0	50,0	50,0
Н	50,0	80,0	60,0	70,0
K	50,0	80,0	40,0	50,0
L	100,0	60,0	50,0	80,0
М	100,0	100,0	70,0	80,0
В среднем (%)	70,0	78,0	56,0	65,0

Степень однородности определяют по формуле:

Ск=(Уг+Кгсх)/2,

где Ск - степень однородности;

Уг - уровень гомозиготности;

Кгсх - коэффициент генетического сходства.

Таблица 10
Степень однородности специализированных линий (%)
Локус	Специализированные линии
А	В	С	D
А	53,5	57,5	44,0	45,0
В	83,5	82,5	49,0	55,0
D	83,5	82,5	64,0	70,0
Е	43,5	57,5	44,0	40,0
F	83,5	82,5	64,0	75,0
G	53,5	62,5	49,0	50,0
Н	58,5	72,5	54,0	60,0
K	58,5	72,5	44,0	50,0
L	83,5	62,5	49,0	65,0
М	83,5	62,5	59,0	65,0
В среднем (%)	68,5	69,5	52,0	62,5

Затем по каждой породе, типу или линии участвующих в эксперименте все рассчитанные факторы - генетическое сходство между специализированными линиями, однородность, стресс-чувствительность и иммунонесовместимость линий в процентах - суммируются и находится среднее значение - (М_ф):

где М_ф - средний процент исследуемых факторов;

Ст - процент стресс-неустойчивых животных;

Н - процент иммунонесовместимых пар (с материнской породой);

S - генетическое сходство между материнской и отцовской линиями;

Ск - однородность.

Для вычисления индекса гетерозиса (Iг) последовательно находятся отношения среднего процента факторов отцовской породы, типа или линии, к материнской породе, типу или линии.

где Iг - индекс гетерозиса;

М_фо - средний процент факторов отцовской породы;

М_фм - средний процент факторов материнской породы.

Все полученные индексы гетерозиса записываются в таблицу 12 в ранговой последовательности по убывающей.

Таблица 12
Индекс гетерозиса (%)
№ п/п	Сочетания пород, типов, линий	Ранги
1	2	3	4
1	А ×В	155,3
2	А ×С		82,7
3	А ×Д			77,8

Отцовская порода, тип или линия, имеющие наивысший индекс гетерозиса (по рангу) с материнской породой, типом или линей (более 100%), в системе гибридизации будет первой в сочетании с этой материнской породой, типом или линией. При этом гарантируется наиболее высокий эффект гетерозиса, чем в сочетании этой материнской породы, типа или линии с другими отцовскими (С, Д) породами, типами или линиями (табл.13).

Таблица 13
Откормочные качества гибридного молодняка в зависимости от индекса гетерозиса
Сочетания специализированных линий	Индекс гетерозиса, %	n	Возраст достижения 100 кг, дней	Среднесуточный прирост, г	Затраты корма на 1 кг прироста, к.ед.
А ×В	155,3	30	170	800	3,92
А ×С	82,7	30	182	737	3,38
А ×Д	77,8	30	189	694	3,49

Таким образом, как показывает таблица 13, закономерность между фенотипическими данными (возраст достижения 100 кг; среднесуточный прирост; затраты корма на 1 кг прироста, к.ед.), полученными экспериментальным путем, и иммуногенетическими факторами, определяющими индекс гетерозиса (Iг), позволяет рекомендовать использовать формулу индекса гетерозиса для прогноза эффекта гетерозиса при скрещивании пород, типов, линий без постановки опыта по скрещиванию животных в хозяйственных условиях.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

При разработке локальной системы гибридизации в ЗАО ПР «Агрофирма Дороничи» Кировской области для прогноза комбинационной способности и эффекта гетерозиса специализированных линий крупной белой породы ( ), породы ландрас ( ) и дюрок ( ) у 100 голов животных в четырехмесячном возрасте была взята кровь. В пробах крови с помощью серологических тестов определены эритроцитарные антигены и выявлены генотипы групп крови по 10 локусам. По каждой специализированной линии были рассчитаны факторы, определяющие индекс гетерозиса: генетическое сходство между специализированными линиями, их однородность, стресс-чувствительность и иммунонесовместимость. На основании полученных результатов был вычислен индекс гетерозиса

Таблица 14
Индекс гетерозиса (%) при сочетании специализированных линий
№ п/п	Сочетания специализированных линий	Ранги
1	2	3	4
1	Крупная белая × ландрас	130
2	Крупная белая × дюрок		93
3	(Кр.Б × ландрас) × дюрок			108
4	(Кр. Б × дюрок) × ландрас				92

Согласно полученным индексам гетерозиса (табл.14) наиболее высокий эффект гетерозиса при двухлинейном скрещивании будет получен при кроссе специализированных линий крупной белой породы и породы ландрас (Iг=130%). При трехлинейном кроссе наиболее высокий эффект гетерозиса ожидается при кроссе (КБ × ландрас) × дюрок (Iг=108%).

Таблица 15
Откормочные качества молодняка при двух- и трехлинейном кроссе
Сочетания специализированных линий	Индекс гетерозиса, %	n	Возраст достижения 100 кг, дней	Среднесуточный прирост, г	Затраты корма на 1 кг прироста, к.ед.
КБ × ландрас	130	44	163±1,5	1052±3,2	3,28±0,002
КБ × дюрок	93	35	172±1,2***	925±3,0***	3,02±0,08***
(КБ × ландрас) × дюрок	108	54	180±2,3	790±3,1	3,49±0,07
(КБ × дюрок) × ландрас	92	58	183±1,7***	718±8,6***	3,52±0,04*
Р<0,001***; Р<0,01**; Р<0,05*

Анализ приведенных фактических данных, полученных в результате эксперимента, (табл.15) показал, что наиболее высокие фактические данные откормочных качеств (возраст достижения 100 кг ниже на 9 дней (Р<0,001), среднесуточный прирост живой массы выше на 127 г (Р<0,001); затраты корма ниже на 0,28 к.ед. (Р<0,01)) наблюдались при двухлинейном скрещивании при индексе гетерозиса 130% (КБ × ландрас ) по сравнению с КБ × дюрок (индекс гетерозиса 93%). При трехлинейном скрещивании наиболее высокие показатели откормочных качеств (возраст достижения 100 кг ниже на 3 дня (Р<0,001); среднесуточный прирост живой массы выше на 72 г (Р<0,001), затраты корма на 1 кг прироста ниже на 0,03 к.ед. (Р<0,05)) наблюдался при скрещивании (КБ × ландрас) × дюрок при индексе гетерозиса 108% по сравнению с (КБ × дюрок) × ландрас при индексе гетерозиса 92%.

Таким образом, данные прогноза индексов гетерозиса свидетельствуют о целесообразности получения в условиях племрепродуктора ЗАО «Дороничи» двухлинейных гибридов (КБ × ландрас ) и трехлинейного гибрида (КБ × ландрас) × дюрок .

Источники информации

1. Griffing B.A. Generalised treatment of the use of diallel crosses in quantitative inheritance. - Heredity - 1956 - 10, 31-50.

2. Шейко И.П. Селекционные приемы и методы получения гарантированного эффекта гетерозиса в свиноводстве. - Минск. - 1997. - стр.15.

3. Суслина Е.Н., Новиков А.А. Локальная система разведения и гибридизации Кировской области. - 2005. - стр.82.

4. Сухова Н.О., Бурлак З.К., Дмитриева Г.Л. Методические рекомендации «Использование иммуногенетического анализа в племенном свиноводстве. - Новосибирск. - 1981. - стр.12.