Использование инбридинга в селекции КРС

ВВЕДЕНИЕ
Различные схемы спаривания животных подразделяются на две широкие категории — инбридинг и аутбридинг. Классификация зависит от близости биологических отношений между самками. В пределах каждой категории существуют значительные различия в интенсивности этих отношений. Очень тонкая грань разделяет эти две категории. Спаривание близкородственных животных (например, родителя и потомства, полного брата и сестры или сводного брата и сестры) является инбридингом. С менее близкородственными животными (двоюродными, троюродными) люди расходятся во мнениях о том, где провести границу между инбридингом и аутбридингом. В мировой индустрии молочного скотоводства много писали и говорили о необходимости избегать инбридинга. Основное внимание было уделено негативам, возникающим в результате спаривания родственных животных. Эти негативные факторы могут включать снижение фертильности и снижение устойчивости к болезням. У коров это может означать проблемы со здоровьем и, следовательно, снижение рентабельности. Для телят это может быть как проблемой здоровья, так и проблемой пригодности для жизни.

Глава I Общее понятие о методах разведения
1.1 Методы разведения

Методы разведения представляют собой комплекс приемов племенной работы, направленных на создание высокопродуктивных животных. Они включают систему спариваний и комплекс мероприятий по воспроизводству, целесообразному выращиванию молодняка, кормлению и содержанию, направление и интенсивность отбора и подбора. Таким образом в системе разведения сочетаются приемы селекционно-племенной работы с организационно-хозяйственными мерами.
Методами разведения также называют систему подбора сельскохозяйственных животных с учетом их породной, видовой и линейной принадлежности для решения определенных зоотехнических задач. В более узком смысле понимают способы совершенствования домашних животных, преобразующие их наследственность в желательном направлении [2].
В зависимости от конкретных целей различают: четыре метода разведения: чистопородное, разведение по линиям и семействам, скрещивание и гибридизация.
В мясном скотоводстве наиболее часто применяют чистопородное разведение, скрещивание: воспроизводительное (заводское), поглотительное (преобразовательное), промышленное (простое двухпородное и многопородное), переменное, вводное, гибридизацию: близкую, отдаленную.
Скотоводство — это очень прибыльный, простой в обслуживании и традиционный бизнес. Но для получения большей прибыли от скотоводческого бизнеса вы должны выбрать подходящие и продуктивные породы крупного рогатого скота для своей фермы.
Есть много пород крупного рогатого скота, доступных по всему миру. Некоторые из этих пород крупного рогатого скота имеют высокую молочную продуктивность, а некоторые-высокую мясную продуктивность. А некоторые виды крупного рогатого скота славятся как молочным, так и мясным производством.
Использование только чистокровного скота, который все получают из одной породы, создаст очень однородное стадо крупного рогатого скота. Все они будут иметь одинаковую экологическую адаптацию. И их размеры тела будут очень последовательными, так что их потребности в питании будут очень равномерными. Это значительно упрощает расчет потребности в кормах и добавках. Все чистокровные телята будут иметь очень одинаковый размер, расти с очень похожими темпами, заканчивать и быть готовыми к забою примерно в одно и то же время и при одинаковом весе и размерах туши. Проще продать однородный говяжий продукт. А поскольку все телята достигают своего целевого убойного веса примерно в одно и то же время, гораздо проще планировать выпас и планировать даты забоя.
Но компромисс с использованием только чистокровного скота заключается в том, что упускаются некоторые черты и приспособления, которые получаются, комбинируя породы. Объединение крупного рогатого скота из нескольких пород может добавить в стадо адаптацию к окружающей среде, которую просто не невозможно получить от одной породы. А дополнительная энергия от скрещивания может увеличить прирост веса, улучшить показатели зачатия и снизить производственные затраты.
Поэтому, прежде чем остановиться на одной породе, стоит хорошенько изучить скрещивание и смешанные породы.
1.2 Инбридинг и аутбридинг

Инбридинг (от англ. in - "внутри" и breeding - "разведение") - скрещивание близкородственных форм в пределах одной популяции организмов (животных или растений). Термин "инбридинг" обычно используется для животных, а в отношении растений чаще используется термин "инцухт" (нем. Inzucht).
Инбридинг — это спаривание близкородственных особей, родство которых больше, чем среднее родство популяции. Примером может служить индивид, имеющий одного или нескольких общих предков или родственников. Мерой инбридинга является коэффициент инбридинга. Инбридинг может быть близким инбридингом или линейным разведением [6].
а) близкий инбридинг:
В этом типе инбридинга спаривание производится между очень близкородственными особями, например, полные братья скрещиваются с полными сестрами, или отпрыски скрещиваются с родителями.
b) селекция линий
Она повторяется обратным скрещиванием с одним выдающимся предком, так что ее вклад в потомство больше. В этом типе размножения спаривания производятся, чтобы сконцентрировать наследование желаемых признаков некоторых привилегированных особей.
а) это приводит к единообразию требуемого типа.
б) опасности, сопряженные в случае размножения, могут быть уменьшены.
Преимущества инбридинга:
• Нежелательные рецессивные гены могут быть обнаружены и устранены путем дальнейшего тестирования в этой линии.
• Он увеличивает гомозиготность и уменьшает генетическую дисперсию.
• Разбивка популяции на различные инбридинговые линии.
Недостатки инбридинга:
• Потомство становится более восприимчивым к болезням.
• Проблемы размножения и репродуктивной недостаточности обычно усиливаются.
• Трудно определить стадию размножения, на которой оно должно быть прекращено, чтобы избежать неблагоприятного воздействия системы.
• Он подавляет жизненную силу в раннем возрасте, чем в более позднем.
• Маленькая ферма имеет хорошие шансы получить прибыль, делая слишком много в разведении.
• Инбридинг, по-видимому, не имеет большого значения в программах молочного скотоводства из-за его многочисленных пагубных последствий.
Аутбридинг — это противоположно инбридингу. Спаривание неродственных животных называется выведением потомства [7]. Он разделен на шесть классов как подробно описано ниже:
а) чистое разведение
б) скрещивание линий (скрещивание инбридных линий)
в) вне пересечения
г) скрещивание
e) оценка вверх
f) гибридизация видов
а) чистое разведение:
Это спаривание самца и самки, принадлежащих к одной породе. Чистая селекция — это своего рода внешняя селекция. Примерами чистой селекции являются:
Корова онголе х бык Онголе
Джерси корова х Джерси бык
Выдающееся преимущество чистого разведения заключается в том, что при производстве быков для племенных целей почти во всех породах, за исключением случаев межвидового скрещивания, следует придерживаться только чистого разведения. Это позволяет избежать спаривания близкородственных особей.
b) пересечение линии:
При этом способе разведения близкородственных линий путем интенсивной селекции более 5 поколений делается вывод о развитии в племенных линиях, из неродственных линий для самца и для самки. Неродственная инбридинговая линия самца спаривается с инбредными линиями самки, и потомство, рожденное от такого спаривания, становится гибридом, который проявляет гетерозис или гибридную энергию. Гетерозис-явление, при котором в скрещиваниях между инбридными линиями или парными популяциями превосходят., даже лучшие из двух родительских популяций, это вызвано неаддитивными генетическими эффектами. При светимости и эпистазе, которые возникают из-за повышенной гетрозиготности [8].
c) выездное пересечение:
Это спаривание неродственных чистокровных животных одной породы. Животные не имеют общих предков по обе стороны их родословной до 4-6 поколений, и потомство такого спаривания известно как Out cross.
Преимущество: это эффективная система для генетического улучшения, если она тщательно сочетается с отбором. Это также чистое разведение.
d) перекрестное разведение:
Это спаривание животных разных пород. Кросс-селекция проводится для разведения животных для производства молока и мяса. В Индии породы коров зебу и невзрачных коров скрещивают с экзотическими породами, такими как Голштинский Фрезийский, коричневый швейцарский и джерсийский быки или их семя, чтобы повысить молочный потенциал потомства.
1.3 Скрещивание

Ключевым преимуществом программы скрещивания является то, что она позволяет объединить генетические преимущества от нескольких пород мясного скота, которые имеют резко отличающиеся экологические адаптации и черты. Например, вы можете сочетать теплостойкость тропической породы, такой как крупный рогатый скот зебу, с меньшим размером рамы, более легким (и молодым) весом отделки и холодной адаптивностью одной из британских пород мясного скота.
Многие скотоводы использовали скрещивание, чтобы объединить желательную генетику из целого ряда пород для создания новых пород. Как только они получили соотношение, где они хотели, они "закрыли породу" для дополнительного скрещивания, чтобы зафиксировать соотношение. После повторного скрещивания потомства в течение достаточного количества поколений они смогли создать собственную однородную породу, сохраняя при этом генетические черты, которые они искали от каждой из исходных пород [10].
Одним из лучших примеров является порода Бифмастер, разработанная в 1930-х годах с использованием смеси примерно 25% Херефордского, 25% Шортхорнского и 50% Брахманского скота для создания выносливой к жаре и холоду породы, способной процветать в суровом климате южного Техаса.
Даже незначительные изменения в существующих породах часто достигаются с помощью тщательно контролируемых программ скрещивания. Скрестили Черного Ангуса и Симментальский скот, а затем впоследствии переродил все потомство обратно в Симменталь на протяжении стольких поколений, что их нынешний скот снова считается генетически чистокровным Симментальским, но с той ключевой разницей, что они сохранили ген пигмента черных волос.
К сожалению, есть только два способа поддерживать стабильное соотношение пород в вашем скрещенном потомстве.
Один из способов, как, например, в примерах Бифмастера и Черного Симментала, приведенных выше, требует многих поколений повторного скрещивания после введения в стадо правильного соотношения генетики. Не рекомендуется коммерческим производителям говядины пробовать этот путь — это лучше оставить специализированным скотоводам, потому что требуется много поколений, чтобы создать стабильную смесь признаков после начального периода скрещивания, и поскольку замещающие быки и телки должны все прийти из одного стада после начального эпизода скрещивания, это требует чрезвычайно сложного управления стадом, чтобы избежать ловушек инбридинга. Это делает его невыгодным для фермеров, которые просто хотят производить говядину [11].
Другой способ - использовать программу терминального скрещивания.
Преимущество терминальной программы скрещивания выходит далеко за рамки простого смешивания характеристик двух пород. Поскольку программа терминального скрещивания создает потомство с фиксированным соотношением пород (например, 50/50 или 25/25/50), размер, темпы роста и конечная масса телят будут чрезвычайно последовательными и однородными, как и у чистокровного стада, демонстрируя черты и адаптацию обеих пород.
Гибридная энергия
Еще одним огромным преимуществом программы терминального скрещивания является то, что первый кросс (начальный 50/50 смешанный теленок) демонстрирует гибридную энергию, что значительно повышает их производительность (более быстрые темпы роста, более высокая плодовитость и т. д.) по сравнению с чистопородными или обычными смешанными телятами.
Чем больше генетическая разница между родителями, тем больше гибридная энергия у помесного теленка 50/50. Теленок ангусской коровы и быка Шароле или Брахмана будет обладать гораздо большей гибридной энергией, чем теленок, произведенный путем скрещивания ангусской коровы с быком Галлоуэя.
К сожалению, гибридная энергия-явление одного поколения. Эта дополнительная энергия не передается следующему поколению, когда первоначальные скрещенные животные снова размножаются.
Одним из наиболее популярных видов использования терминальных скрещиваний для использования преимуществ гибридной энергии является "черный лысый" крупный рогатый скот (также известный как черный белолицый крупный рогатый скот), который является истинным терминальным скрещиванием Герефордского крупного рогатого скота и твердой черной породы крупного рогатого скота, чаще всего Абердин-Ангусского.
Их наиболее востребованное использование - в качестве замещающих телок (маточного поголовья) в коммерческих стадах крупного рогатого скота. Гибридная энергия, выраженная этими" черными лысыми " телками, означает, что они будут иметь более высокие показатели фертильности и будут более эффективными (дешевле кормить) в течение всей своей жизни, что является значительным преимуществом для коммерческих производителей говядины. Это делает их отличным выбором для использования в качестве племенного скота, так же как инвестиции в более эффективное оборудование для заводской производственной линии [12].






Глава II Использование инбридинга в селекции животных
2.1 Использование инбридинга в селекции животных

В настоящее время, когда селекционеры могут использовать методы долговременного хранения спермы производителей, искусственного осеменения животных, у нас есть реальная возможность повсеместно и интенсивно использовать в воспроизводстве наиболее ценных производителей и самок. Например, в скотоводстве спермой одного быка племенной ценности осеменяют 10-15 тысяч., в отдельных случаях 50-60 тысяч коров в год.
В связи с этим в селекции животных большую актуальность приобретает вопрос о возможности, целесообразности и масштабах применения родственных спариваний.
Проблема использования инбридинга в животноводстве имеет длинную историю. Еще в далеком прошлом были подмечены неблагоприятные последствия родственного спаривания. Однако в конце 18 - начале 19 века, инбридинг уже довольно широко применялся при создании новых пород животных. Так в России с применением инбридинга была создана знаменитая орловская рысистая порода лошадей.
Широко используя инбридинг, английский фермер Р. Беквелл усовершенствовал ряд культурных специализированных пород животных. Наиболее известная из них - знаменитая лейстерская овца. Это первая специализированная мясная порода (с длинной шерстью), сыгравшая большую роль в создании и улучшении других пород овец. Больших успехов в использовании инбридинга достигли английские заводчики братья Коллинги, улучшившие знаменитую шортгорнскую породу мясного направления. При выведении абердин-ангусской мясной породы КРС Х. Уайтсен также использовал инбридинг [15].
Умело пользовались инбридингом и при выведении орловского рысака А.Г. Орлов и В.И. Шишкин.
Они использовали тесный инбридинг и разведение по линиям, а также прием повторного скрещивания помесей с одной из исходных пород (голландской) с целью изменения типа породы и ослабления вредных последствий родственного спаривания.
Инбридинг относится к разведению от близкородственных животных, особенно в течение многих поколений. Это увеличивает гомозиготность потомства. Гомозиготность относится к состоянию обладания гомозиготными аллелями. Следовательно, инбридинг, может быть, использован для поддержания чистых линий. Поэтому это метод, используемый в селекционной работе. Инбридинг естественным образом происходит у полосатых мангустов, клопов, обыкновенной плодовой мухи и т. д. У домашних животных инбридинг используется для поддержания желательных черт на протяжении многих поколений.
Селфинг и бэккросс — это два основных типа скрещивания в дополнение к селекционному разведению. При самовоспитании или саморазмножении мужские и женские половые клетки одного организма сливаются воедино. Бэккросс — это скрещивание одной особи потомства с одним из его родителей или с организмом, генетически сходным с родителем. Инбридинг увеличивает вероятность того, что потомство будет поражено вредными или рецессивными признаками. Это главный недостаток инбридинга. Множество генетических заболеваний, таких как гемофилия, серповидноклеточная анемия и муковисцидоз наследуются как рецессивные признаки. Инбредность относится к индивидууму, который наследует вредную черту от родителей. Инбридинговая депрессия является еще одним недостатком; это снижает биологическую приспособленность популяции, что может привести к снижению способности потомства выживать и размножаться.
Большинство исследований инбридинга показывают, что каждое последующее увеличение единицы инбридинга приводит к пропорциональному снижению производительности. Оценки среднего прироста процента инбридинга в замкнутом стаде могут быть сделаны с помощью выражения:
Среднее увеличение инбридинга = (число самцов + число самок) ÷ (8) (число самцов) (число самок)
Например, в замкнутом стаде крупного рогатого скота, в котором в каждом поколении использовалось 100 самок и четыре самца, средний прирост инбридинга за поколение составлял бы (4 + 100) ÷ (8х4х100) = 0.0325. В пересчете на год, предполагая интервал между поколениями в пять лет, это будет означать среднегодовое увеличение инбридинга на 0,0065 или 0,65 процента [16].
Несмотря на в целом плохие результаты, полученные при инбридинге, это очень полезный инструмент в разведении животных. Инбридинг необходим для развития доминантных животных-животных, которые равномерно "штампуют" свои характеристики на своем потомстве. Поскольку инбридинг вызывает увеличение доли сходных генов (хороших или плохих, рецессивных или доминантных), репродуктивные клетки инбредного животного будут более однородными по своему генетическому составу. Когда эта однородность включает в себя относительно большое число доминантных генов, потомство этого индивидуума будет равномерно отображать доминантные характеристики этого родителя.

2.2 Породы сельскохозяйственных животных, выведенных путем инбридинга
Одна из старейших, популярная в России заводская порода лошадей. Орловские рысаки обладают высокой резвостью на рыси, хорошо передают свои качества потомкам, благодаря чему жеребцы этой породы широко применяются в качестве улучшателей массового коневодства.
Орловские рысаки принадлежат к числу крупных лошадей. Высота в холке 157-170 см; рост жеребцов в среднем равен 162 см, кобыл - 161 см. Средняя косая длина туловища жеребцов 161 см, обхват груди 180 см, обхват пясти 20,3 см; средняя масса 500-550 кг.
Наиболее распространённые масти: серая, светло-серая, красно-серая, серая в яблоках и тёмно-серая. Часто встречаются также гнедая, вороная, реже - рыжая и чалая масти. Большой редкостью являются буланые и соловые орловские рысаки, однако встречаются и они. Ген крема пришёл в генофонд орловской рысистой породы через мать Полкана I, буланую кобылу.
Современный орловский рысак - гармонично сложенная упряжная лошадь, с небольшой, сухой головой, высоко поставленной шеей с лебединым изгибом, крепкой, мускулистой спиной и прочными ногами. Это красиво сложенные, гармоничные, достаточно темпераментные и добронравные лошади. У них гордая осанка, грациозные, нарядные высокие движения, пышные грива и хвост.
Выделяют три экстерьерных типа, выращиваемых в разных конных заводах:
• массивный (напоминающий больше тяжеловоза),
• сухой (лёгкий),
• промежуточный.
Ареал разведения орловских рысаков достаточно широкий; в дореволюционной России и бывшем СССР их можно было увидеть практически повсеместно, кроме Крайнего Севера, южных пустынных и горных районов.
Русская рысистая порода легкоупряжных лошадей, выведена в СССР воспроизводительным скрещиванием орловской рысистой породы с американским рысаком. Последних завозили в Россию до 1914 г. и скрещивали с орловскими рысаками для повышения их резвости. С 1914 г. работа по выведению Русской рысистой породы велась на основе орловско-американских помесей, которых разводили "в себе" и отбирали по резвости и желательному упряжному типу [18].
Русский рысак, уступая орловскому по красоте форм, отличается более крепкой конституцией и хорошо развитой мускулатурой. Масти преимущественно гнедая, реже вороная, рыжая и серая. Высота в холке 159-161 см, косая длина туловища 160-162 см, обхват груди 182-183 см, обхват пясти 20-20,5 см. По резвости Русские рысаки несколько превосходят орловских.
Русская рысистая порода используется для улучшения местных упряжных пород, а также в конно-спортивных соревнованиях.
Шортгорнская порода крупного рогатого скота (от англ. shorthorn - короткорогий), порода мясного и молочно-мясного направления продуктивности. Выведена в 18 в. в Великобритании улучшением местного короткорогого скота, прилитием крови голландской и галловейской пород, а также отбором сначала по мясным, а с сер. 19 в. и по молочным качествам. В породе два типа: мясной и молочно-мясной. Масть красная различной интенсивности, белая, чалая. Быки весят 850 - 950 кг (до 1200 кг), коровы 500-600 кг (до 750 кг), молодняк к годовалому возрасту при выращивании на мясо - 400 - 420 кг. Убойный выход 66-67%. Мясо нежноволокнистое с мраморностью. Удои коров молочно-мясного типа 3500 - 4000 кг, наибольшие до 14 тыс. кг, жирность молока 3,7-3,9%. Шортгорнских быков широко используют для промышленного скрещивания с коровами молочных пород.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Инбридинг используется для создания новых пород, которые размножаются, верно, для формирования. Линейное скрещивание может быть использовано для доведения популяции до уровня, демонстрируемого высшим животным, и увеличения вклада высшего животного в его потомство. Использование стадных Быков — это тип инбридинга, который может быть использован для быстрого улучшения популяции. Создание инбредных семей может улучшить результаты межсемейного отбора, когда селекционер хочет улучшить фенотип, который имеет низкий H2 Наконец, создание инбредных линий является способом повышения гибридной энергии в программах скрещивания и получения выдающихся гибридов F1 для выращивания.
Фермер может использовать инбредные линии для улучшения селекции и программ скрещивания только в том случае, если он знает, как эффективно производить инбредные линии. Это означает, что он должен знать, как проводить регулярные системы инбридинга, чтобы он знал, какие спаривания должны быть сделаны, поколение за поколением, чтобы произвести предсказуемые уровни инбридинга. Для получения инбредных линий можно использовать несколько типов регулярных программ инбридинга. Программы инбридинга родитель-потомство и полный Сиб являются самыми простыми и дешевыми, и обе быстро производят высокий уровень инбридинга.