Тема 2: Определение и прогнозирование эффекта селекции

Цель: освоить методику расчета и приобрести практические навыки прогнозирования селекционного эффекта по основным продуктивным признакам.

Методические указания. Как известно, основная цель селекции заключается в генетическом совершенствовании стада, т.е. в увеличении значений признаков в каждом последующем поколении. Знание генетических параметров, например, в стаде коров, позволяет сделать прогноз на ближайшие пять лет, с учетом качества производителей, используемых в хозяйстве. Кроме того, можно спрогнозировать результаты закрепления производителей, и тем самым более эффективно использовать их потенциал.

Увеличение фенотипического значения признака у потомков по сравнению с родительской популяцией называется ответом на отбор или эффективностью селекции Se. Однако повышение показателей продуктивности животных, достигнутых только путем улучшения кормления и содержания, если они не сопровождается отбором, нельзя рассматривать как ответ на отбор. Это явление будет касаться только фенотипического значения признака, а его генетическое значение в популяции останется неизменным.

Прогноз результатов селекции за счет отбора матерей можно получить, используя формулу эффекта селекции за поколение и год:

Se_м = Sd_м × h² ; (23)

Se_м = , (24)

где Se_м – селекционный эффект за счет отбора матерей;

Sd_м – селекционный дифференциал;

h² – коэффициент наследуемости признака в стаде;

t – интервал смены поколений в стаде, лет.

Ответ на отбор в значительной степени зависит от селекционного дифференциала Sd, представляющего разность между продуктивностью отобранной, лучшей группы животных для воспроизводства (селекционной группы, или племядра) и средним значением по популяции, и определяется по формуле:

Sd_м = _пя – _ст , (25)

где Sd_м – селекционный дифференциал;

_ПЯ – средний показатель продуктивности племядра;

_Ст – средней показатель продуктивности стада.

Эффект селекции от использования производителей в стаде за поколение определяется по формулам:

Se_о = Sd_о × 0,1 ; (26)

Se_о = Sd_о . (27)

Соответственно эффект селекции от использования производителей в стаде за год:

Se_о = ; (28)

Se_о = , (29)

где t – интервал смены поколений по отцу, лет.

Селекционный дифференциал при использовании производителей, как правило, выше, чем при отборе матерей и определяется следующими двумя методами (в зависимости от метода расчета эффекта селекции):

Sd_о = _мо – _ст (30)

Селекционный дифференциал равен разности между продуктивностью матери отца _мо и средним показателем признака по стаду _ст, если эффект селекции рассчитывали по формулам (26), (28).

Sd_о = _д – _м . (31)

Селекционный дифференциал равен разности между средней продуктивностью дочерей производителя _д и их матерей _м если эффект селекции рассчитывали по формулам (27), (29).

Суммарный (общий) эффект селекции с учетом селекционного дифференциала за счет отбора матерей и отцов за поколение определяется по формуле:

Se = . (32)

За год, соответственно:

Se = , (33)

где t – интервал смены поколений родителей.

Пример. Средняя продуктивность стада коров по удою составляет 4500 кг. В селекционную группу (племядро) отобрано 40% лучших по фенотипу и генотипу животных. Средний удой коров племядра равен 5000 кг. Коэффициент наследуемости удоя в стаде равен 0,3. Средний удой дочерей производителя, используемого в стаде, составляет 4700 кг, а их матерей – 4300 кг.

Рассчитать эффект селекции за поколение и за год, сделать прогноз увеличения удоя в стаде.

Подставив в формулу (25) данные значения, определим селекционный дифференциал в стаде за счет селекции матерей:

Sd_м = 5000 – 4500 = 500 кг.

Известно, что коэффициент наследуемости удоя в стаде равен 0,3. Исходя из этого рассчитаем селекционный эффект за поколение за счет отбора матерей по формуле (23):

Se_м = 500 × 0,3 = 150 кг.

За год при интервале смены поколений 5 лет селекционный эффект за счет отбора матерей по формуле (24) составит:

Se_м = 150 : 5 = 30 кг.

Зная средний удой дочерей производителя и их матерей, рассчитаем вторым способом эффект селекции в стаде за счет использования данного производителя за поколение (31):

Sе_о = 4700 – 4300 = 400 кг.

За год при интервале смены поколений 5 лет селекционный эффект по формуле (29) составит:

Sе_о = 400 : 5 = 80 кг.

Рассчитав селекционный эффект в стаде за счет отбора матерей и отцов, по формуле (32) найдем суммарный эффект селекции за поколение:

Sе = = 275 кг.

За год, соответственно формуле (33):

Sе = = 275 : 5 = 55 кг.

Таким образом, в данном стаде суммарный годовой эффект селекции по удою за счет отбора матерей и отцов составил 55 кг. Зная общий эффект селекции за один год, планируют удой коров по стаду на последующие пять лет (интервал смены поколений):

1. 2003 год 4500 кг

2. 2004 год 4555 кг

3. 2005 год 4610 кг

4. 2006 год 4665 кг

5. 2007 год 4720 кг

6. 2008 год 4775 кг

В этом примере продуктивность коров через пять лет при всех благоприятных условиях достигнет 4775 кг. Однако не следует забывать, что такой количественный признак как удой относится к сложным признакам, т.е. его контролирует не один, а группа генов. Кроме того, на проявление этих признаков во многом влияют средовые факторы. Поэтому главная задача зоотехника при ведении племенной работы со стадом – создать животным оптимальные условия кормления, содержания и эксплуатации с учетом их специализации.

Следовательно, эффект селекции зависит от следующих факторов:

• величины наследуемости признака, т.е. чем выше коэффициент наследуемости, тем эффективнее отбор;

• величины селекционного дифференциала, т.е. чем больше селекционный дифференциал, тем выше эффект селекции в последующих поколениях;

• интервала смены поколений, т.е. чем меньше интервал смены поколений, тем выше селекционный эффект.

• условий среды, в которых разводят породу.

Средний интервал смены поколений t определяется как промежуток времени между рождением родителей и их потомков, и в среднем по И. Иоганнсену (Iohannsen, 1949) составляет: у лошадей – 9,3 года, крупного рогатого скота – 5,3 года, овец – 3,9 и свиней – 2,7 года.

Иногда возникает необходимость сравнения селекционных дифференциалов разных признаков (удой, жирномолочность, живая масса и др.). Для этого селекционный дифференциал выражается через отношение к среднему квадратическому или стандартному отклонению. Селекционный дифференциал, выраженный через стандартное отклонение, называют интенсивностью отбора, или селекции i.

В связи с этим селекционный дифференциал можно выразить формулой:

Sd = i × σ . (34)

Согласно формуле величина селекционного дифференциала зависит от интенсивности селекции, т.е. количества животных исходной популяции, включенных в селекционную группу, и от разнообразия (изменчивости) признака. Его значение тем выше, чем интенсивнее отбор и выше разнообразие признака. Величина i показывает, на какую величину стандартного отклонения σ средняя величина признака животных племядра отличается от средней величины этого признака у особей популяции. Как уже было замечено, интенсивность отбора зависит от числа особей, включенных в селекционную группу, т. е. племенное ядро. Если известна доля отбираемых особей Р, то значение интенсивности отбора i можно определить по таблице 14.

Например, если отбирают 40% лучших животных, то интенсивность отбора будет равна 0,9667. При более жестком отборе, например, 5% лучших животных в племдро интенсивность отбора значительно возрастает и будет равна уже 2,0800.

Доля отбираемых особей в племенное ядро Р зависит от вида животных и других факторов. Подробно методика расчета этого показателя представлена в курсе «Скотоводство».

Для ввода животных в селекционную группу необходимо установить селекционную границу, т.е. минимальный уровень продуктивности, с которым матерей вводят в племдро. Селекционная граница, селекционная точка или граница отбора С_гр определяется по формуле:

С_гр = + (u × σ) , (35)

где – средний показатель продуктивности по стаду;

σ – среднее квадратическое отклонение (сигма);

u – величина отсекаемой абсциссы, выраженная в долях сигмы,

показывает на сколько сигм отклоняется от средней

арифметической селекционная граница.

Таблица 14

Интенсивность отбора при разной доле оставляемых в стаде особей

и величине отсекаемой абсциссы

Доля отбираемых особей Р	Величина отсекаемой абсциссы, выраженная в долях сигмы u	Интенсивность отбора i	Доля отбираемых особей Р	Величина отсекаемой абсциссы, выраженная в долях сигмы u	Интенсивность отбора i
1,00	-	0	0,40	+0,25	0,9667
0,95	–1,64	0,1094	0,35	+0,39	1,0563
0,90	–1,28	0,1954	0,30	+0,52	1,1617
0,85	–1,04	0,2732	0,25	+0,67	1,2748
0,80	–0,84	0,3504	0,20	+0,84	1,4015
0,75	–0,67	0,4249	0,15	+1,04	1,5486
0,70	–0,52	0,4970	0,10	+1,28	1,7590
0,65	–0,39	0,5688	0,05	+1,64	2,0800
0,60	–0,25	0,6445	0,04	+1,75	2,1575
0,55	–0,13	0,7193	0,03	+1,88	2,2700
0,50	0,00	0,7978	0,02	+2,05	2,4400
0,45	+0,13	0,8791	0,01	+2,35	2,6400

Продуктивность животных, отобранных в племдро, рассчитывается по формуле:

_пя = _ст + (i × σ) , (36)

где _пя – средняя продуктивность племядра;

_ст – средняя продуктивность стада;

i – интенсивность отбора;

σ – среднее квадратическое отклонение.

Пример. Средний удой коров в стаде составляет 3500 кг, среднее квадратическое отклонение 700 кг, доля отбираемых животных в племядро Р равна 40% или 0,40. Требуется определить селекционную границу, т.е. минимальный удой для ввода животных в племядро и средние показатели продуктивности животных селекционной группы.

По таблице 14 находим, что при Р = 0,40 интенсивность отбора i равна 0,9667, а величина отсекаемой абсциссы, выраженная в долях сигмы u равна + 0,25. Подставив данные значения в формулы (35) и (36), получим:

С_гр = 3500 + (0,25 × 700) = 3675 кг;

_пя = 3500 + (0,9676 × 700) = 4177 кг.

Следовательно, при отборе коров в племядро с удоем 3675 кг и выше средней удой отобранных в племядро коров в следующем поколении составит 4177 кг.

Задание 1. Определить величину селекционного дифференциала, если удой коров стада за 305 дней лактации составил 4000 кг, а удой коров, отобранных в племенное ядро – 5300 кг. Какой будет прогнозируемый эффект селекции за счет отбора матерей в этом стаде при коэффициенте наследуемости удоя равном 0,2?

Задание 2. Используя исходные данные продуктивности коров при интервале смены поколений равном 4,5 года, рассчитать суммарный эффект селекции за поколение и за год за счет отбора матерей и отцов, селекционную границу для ввода коров в племядро и средний удой коров племядра. Средний удой коров стада 4000 кг, сигма 900 кг, доля отбираемых особей 80%, коэффициент наследуемости удоя 0,3. В стаде использовали быка-производителя, удой матери которого 8000 кг.

Задание 3. Какой следует установить селекционный дифференциал удоя и средний удой племядра при отборе молочных коров, если требуется повысить средний удой за три поколения с 3600 до 4500 кг (при коэффициенте наследуемости удоя 0,35)?

Контрольные вопросы

1. Основные генетические параметры селекции с.-х. животных, их значение (наследуемость, изменчивость, корреляция, регрессия, повторяемость).

2. Селекционный дифференциал и эффект селекции (отбора).

3. Селекционная точка, или граница отбора.

4. Интервал между поколениями.

5. Планирование племенной работы со стадом.

6. Факторы, влияющие на эффективность селекции.