Сравнительная характеристика результатов линейной оценки быков по типу телосложения дочерей на основе метода BLUP и официальной системой оценки

В разведении и селекции молочного скота всё большее значение приобретает оценка быков по качеству потомства, в том числе и по типу телосложения дочерей, а именно уровень генетической изменчивости в общей фенотипической изменчивости линейных признаков экстерьера. В этом аспекте, одним из трендового направления является определение достоверной племенной ценности быков методом наилучшего линейного несмещенного прогноза (BLUP).

Установлено, что лучшие быки, оцененные по методу BLUP, вполне могут иметь не лучшие результаты оценки по официальной инструкции. Существенные различия по отдельным показателям оценки каждого признака, наглядно подтверждают предположение о погрешности использования официальной инструкции оценки племенных качеств быков-производителей по экстерьерным показателям дочерей, которые представляют «искажение» оценок при отборе производителей. «Потери» достоверных оценок составляют в пределах 12-30%.

Основой интенсификации отрасли молочного скотоводства является повышение уровня селекционно-племенной работы. Эффективность селекции, в свою очередь, зависит от точности определения и прогнозирования генетического потенциала животных, что является важнейшей задачей в селекционном процессе в целом [Зверева Е.А., Фураева Н.С. (2014). BLUP-оценка быков-производителей ярославской породы по долголетию их дочерей. Аграрный Вестник Верхневолжья. №4. С. 103 – 106.].

В странах с развитым животноводством (США, Канада, Германия, Нидерланды и др.) широко применяются процедуры смешанных линейных моделей, оптимизированных через минимизацию вариансы ошибки (BLUP-методология). Многочисленными исследованиями [Кузнецов В.М. (1982). Модификационный метод оценки быков по качеству потомства. Научные труды ВНИИГРЖ. Вып.58. Ленинград. С.11-13.] доказано, что оценки, рассчитанные BLUP-процедурой, различаются большей точностью и достоверностью прогноза, так как, сам метод основан на принципе максимизации взаимосвязи между оценками производителей по рассматриваемым признакам.

На этом этапе оценки племенной ценности всё большее значение приобретает оценка быков по типу телосложения дочерей, которая в наибольшей степени коррелирует с продолжительностью использования маточного поголовья в популяциях, и, следовательно, с эффективностью производства молока, как в племенных, так и товарных хозяйствах [Амерханов Х.А. (2003). Информационно-аналитическая система в мясном скотоводстве России. Вестник АСМБ, Москва. 332 с.].

Результативность применения оценок по 9-балльной системе (линейная система оценки), позволяет детально рассмотреть генетическую ценность проверяемого быка по каждому показателю экстерьера дочерей, т.е. «рассмотреть» каждый конкретный селекционный признак [Правила оценки телосложения дочерей быков-производителей молочно-мясных пород».  Москва. 1996. -24 с.].

В связи с этим были проведены исследования, целью которых являлось сопоставление результатов оценки быков по экстерьеру дочерей на основе официальной системы и метода BLUP.

Методика и материалы исследований. Исследования проводились на популяционном уровне чёрно-пёстрого скота в Московской области.

Формирование базы данных о показателях экстерьера коров-первотёлок проводилось на основе анализа данных материалов Регионального информационно-селекционного центра племенного животноводства Московской области «Мосплеминформ».

Индивидуальную экстерьерную оценку первотелок в соответствии с «Правилами оценки телосложения дочерей быков-производителей молочно-мясных пород» (М., 1996) [Правила оценки телосложения дочерей быков-производителей молочно-мясных пород».  Москва. 1996. -24 с], утвержденной Министерством сельского хозяйства России, Департаментом животноводстваи племенного делаМинсельхозпрода России, проводили специалисты ОАО «Московское» по племенной работе, имевшие официальную классификацию в этой профессиональной области.

При анализе и расчете оценки быков-производителей методом BLUP по показателям экстерьера дочерей использовали математический аппарат построения уравнений смешанного типа, рассчитываемый в РИСЦ «Мосплеминформ» по официально признанным алгоритмам.

Была разработана структура входного набора данных сформированной базы.Численность учтенных животных по выбранным данным (период оценки, поголовье животных, племенные хозяйства, порода) составила 46548 голов коров-первотелок, дочерей 290 быков-производителей,оцененных по типу телосложения в 96 хозяйствах, за период с 1996г по2016 г (табл. 1).

Таблица 1 – Структура входного набора данныхвыборки экстерьерапервотелок для оценки племенных качеств быков-производителей

В качестве паратипических факторов, включенных в модель BLUP, использовались: «стадо-год-сезон» оценки экстерьера животных, возраст первотелки при оценке. Все первотелки содержались с неодинаковым распределением в разных хозяйствах, что представляет неравномерный комплекс генетической информации, подверженный существенному влиянию различных паратипических факторов, определенных градациями эффекта «стадо-год-сезон».

Оценка базироваласьпутем использования уравнениясмешанной модели:

где, у — показатель оценки экстерьера дочерей быка (в баллах);

μ — популяционная константа;

HYS — фиксированный эффект «стадо-год-сезон»;

А — возраст оценки экстерьера дочери (дни);

b1 — коэффициент регрессии показателя экстерьерной оценки на возраст дочери;

е — остаточный эффект [Кузнецов В.М. (1995). Генетическая оценка молочного скота методом BLUP. Зоотехния. № 11. С.3-80.].

Результаты исследований. В соответствии с расчетами оценки племенной ценности на основе процедуры BLUP, и генетических оценок племенных качеств быков-производителей, полученных при решении уравнения модели BLUP по всем селекционным признакам, были рассчитаны значения индексов их совокупной племенной ценности по учтенным признакам их дочерей.

Согласно полученным результатам построены линейные профили быков-производителей по типу телосложения дочерей на основе оптимизированного уравнения BLUP на популяционном уровне управления в Московской области.

Для построения линейных профилей быков-производителей рассчитывалась средняя передающая способность производителя путем нахождения разницы между средним значением по 18 показателям экстерьера дочерей быка и средними значениями показателей экстерьера всех оцениваемых быков, выраженной в долях среднеквадратического отклонения.

Общая характеристика результатов линейной системы оценки быковпо типу телосложения дочерей, рассчитанных на основе метода BLUP и по официальной системе оценки приведены в таблице 2.

Полученные в исследовании результаты, в первую очередь, обращают внимание на существенные различия в показателях изменчивости оценок быков по официальной методике и методу BLUP. Если оценки производителей по отдельным показателям экстерьера дочерей на основе использования метода BLUP варьировали в диапазоне 5-6 стандартных отклонений (от 4,921σ до 6,503σ) и имели минимальные значения на уровне (-2,5σ) – (-3,3σ), то оценки быков, предусмотренные официальной инструкцией, варьировали в пределах 0-3 стандартных отклонений (от 0,024σ до 2,683σ), с минимальными значениями на уровне (-0,015) – (-1,354σ). Данные результаты оценок производителей по официальной инструкции существенно ограничивают градации оценок исследуемых особей.

 Характерно, что по всем научным канонам количественные признаки в биологии должны соответствовать, так называемому, «нормальному распределению», одним из основных свойств которого является, что 99,8% особей в популяции должны иметь исследуемые показатели в пределах ±3σ. Этому полностью удовлетворяет оценка быков по методу BLUP, а официальная оценка «дочери-сверстницы» менее половины существующего разнообразия генотипов в популяции. С практической точки зрения такая ситуация приводит к тому, что использование результатов официальной инструкции, по сути, нивелирует различия в индексах племенной ценности оцениваемых животных по отдельным показателям экстерьера дочерей, что существенно усложняет формирование родительских пар при индивидуальном подборе производителя (улучшателя по экстерьерному показателю) к матке, чей признак экстерьера желательно исправить в потомстве.

Для оценки «совпадаемости» результатов расчета индексов племенной ценности быков-производителей, полученных на основе сравниваемых методов, была сформирована таблица 3.

Результаты «совпадаемости» (расхождения) оценок показали, чторасхождения оценокмежду сравниваемыми системами оценки (официальная система и BLUP-метод), поменявших направления оценки (от отрицательной к положительной или наоборот), наибольшее количество животных относились к признаку «Рост» (27,2%), наименьшее по признакам «Ширина таза» (7,7%) и «Положение дна вымени» (9,2%), по остальным признакам в среднем варьировалась в пределах от 9,2% до 19,9%. Из них, по всей группе, расхождение оценок на 0,5σ отнеслись в среднем – 74,3%, от 0,5σ до 1σ – 37,7%, от 1σ до 2σ – 10,1%, более 2σ – 1,6% животных, т.е. наблюдается неоднозначные результаты оценки быков, полученные сравниваемыми методами. Следовательно, лучшие быки, оцененные по методу BLUP, вполне могут иметь не лучшие результаты оценки по официальной инструкции, потери лучших животных варьируются в пределах 7-28%, что негативно влияет на качество отбора при организации оценки быков по экстерьерным показателям дочерей.

Для выявления наличия связи между индексами быков оцененных по типу телосложения дочерей предусмотренной официальной системой по 9-балльной шкале, с оценками, рассчитанными на основе процедуры BLUP, были сопоставлены результаты их взаимосвязи (табл. 4).

Результаты данных значении взаимосвязи оценок, как по Спирмену (ранговая), так и по Пирсону (каноническая) корреляции, указывают на положительную связьмежду оценками на уровне (r = +0,710) – (r = +0,888) и имели небольшие различия по обоим методам (от –0,008 до +0,037), с высокой достоверностью всех показателей при Р>0,999. Следует отметь, что полученные значения, в значительной мере, имеют довольно большую погрешность при отборе производителей, «потери» от использования официальной инструкции составляют в пределах 12-30%.

В качестве примера приведены производители (АМАРАНТ-462, АЛЬМАНАХ-5092 и МОЛЬНАР-8316), имеющие оценки по сопоставляемым методологиям (официальная инструкция, уравнение BLUP) (табл 5).

В сравнительном аспекте, оценка быков по экстерьерным показателям дочерей, по обоим методам имели большие различия в значениях по всем признакам. Так, сравнительные результаты оценок производителя АМАРАНТ-462, по официальной инструкции и методу BLUP «не совпадаемость» между отрицательными и положительными значениями оценок имели 8 признаков экстерьера (Рост, Положение таза, Постановка задних ног (вид сбоку), Угол копыта, Постановка задних ног (вид сзади), Борозда вымени, Положение дна вымени, Длина передних сосков, Молочный тип), что составляет 47% погрешности в сопоставляемых методах.

Аналогично и по результатам оценок быков АЛЬМАНАХ-5092 (7 признаков) и МОЛЬНАР -831699 (11 признаков), что составляет погрешность в 41,1 и 64,7%, соответственно.

Таким образом, предположение о погрешности от использования официальной инструкции, по оценке племенных качеств быков-производителей по экстерьерным показателям дочерей наглядно подтверждаются, и полностью согласуются с исследованиями казахстанских ученых [Shamshidin A.S., Kharzhau A., Baimukanov D.A., Sermyagin A.A. (2019).Molecular genetic profile of Kazakhstan populations of cattle breeds. Bulletin of national academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. Volume 6, Number 382. P.P. 154–162. https://doi.org/10.32014/2019.2518-1467.157.].

Следовательно, «искажение» оценок по представленным быкам составляют от 41 до 65%. Полученные результаты подтверждают большую погрешность отбора производителей при использовании официальной инструкции.