Perspectives for the use of genomic selection for genetic improvement of dairy cattle in Ukraine

Abstract

An important problem in modern dairy cattle breeding is the achievement of a high level of genetic progress in economically important traits through the implementation of effective breeding programs. For this purpose, genomic selection is currently used in many countries of the world.The aim of the study was to investigate possibilities of use of genomic selection in dairy cattle breeding in Ukraine. On the basis of analysis of “Catalogue of sires of dairy and dual-purpose breeds for reproduction of cows in 2020” (sperm of these sires was used in Ukraine) two methods of breeding value estimation were compared: 1) traditional method based on pedigree and performance of progeny; 2) genomic method based on effects of SNPs. Considerable advantage of sires with genomic evaluations was proved. These sires excel sires with traditional evaluation for milk yield by 1.6 times, for fat percentage by 2.2 times, for fat yield by 1.7 times, for protein percentage by 2.1 times and for protein yield by 1.7 times. Using estimates of breeding values of sires pare-wise genetic correlations between main genetic traits were computed. The negative genetic relationship between milk yield and fat and protein percentages was revealed. Values of energy corrected milk (ECM) of daughters and dams of sires across breeds and countries of origin were calculated. It was shown that dams of sires of Holstein and Jersey breeds had highest values of energy corrected milk (9,132.0 kg and 8,041 kg, respectively) while dams of sires of Ukrainian Black-and-White dairy breed had lowest values of this trait (5,848.1 kg). According to country-of-origin daughters of sire’s form USA, Canada and the Netherlands had highest values of energy corrected milk. Values of response to selection using traditional breeding program and genomic selection were compared. It was proved that by means of shortening generation intervals on pathways of genetic improvement “sires of bulls”, “sires of cows” and “dams of bulls” using genomic selection it is possible to increase rate of genetic progress for milk yield from 100.1 kg to 180.0 kg that is by

Важливою проблемою в сучасному молочному скотарстві є досягнення високого рівня генетичного прогресу по економічно важливим ознакам шляхом впровадження ефективних селекційних програм. Задля цього нині в багатьох країнах світу використовують геномну селекцію. Метою дослідження було вивчення можливостей застосування геномної селекції в розведенні молочної худоби в Україні. На основі аналізу «Каталогу плідників молочних і комбінованих порід для відтворення корів у 2020 р.» (сперму цих плідників використовували в Україні) порівнювали два методи оцінки племінної цінності: 1) традиційний метод, заснований на родоводі і продуктивність потомства; 2) геномний метод, заснований на ефектах SNP-маркерів. Доведено значну перевагу плідників з геномними оцінками. Ці плідники перевершують плідників з традиційною оцінкою за надоєм молока в 1,6 рази, за відсотком жиру в 2,2 рази, за виходом жиру в 1,7 рази, за відсотком білка в 2,1 рази і за виходом білка в 1,7 рази. На основі оцінок племінної цінності плідників були розраховано генетичні кореляції між основними селекційними ознаками. Виявлено негативний генетичний зв’язок між надоєм та вмістом жиру та білка. Були розраховані значення скорегованого на енергію надою (ECM) дочок і матерів плідників для різних порід і країн походження. Показано, що найвищі показники скорегованого на енергію надою мали матері плідників голштинської та джерсейської порід (9132,0 кг та 8041 кг, відповідно), а найнижчі – матері плідників української чорно-рябої молочної породи (5848,1 кг). Відповідно до країни походження дочки бугаїв з США, Канади та Нідерландів мали найвищі значення скорегованого на енергію надою. Порівнювали значення відповіді на відбір за традиційною селекційною програмою та геномною селекцією. Доведено, що за рахунок скорочення генераційних інтервалів на шляхах генетичного покращення «батьки бугаїв», «батьки корів» і «матері бугаїв» за допомогою геномної селекції можна підвищити швидкість генетичного прогресу за надоєм від 100,1 кг. до 180,0 кг, тобто на 80 %