Селекційно-генетична оцінка процесу формування високопродуктивного стада у відкритій популяції молочної худоби

Abstract

В сучасних ринкових умовах конкурентоспроможність молочного скотарства ґрунтується на впровадженні механізації, автоматизації та комп’ютеризації технологічних процесів з обслуговування і експлуатації тварин, що, в свою чергу, зумовлює зміну технології утримання, годівлі, доїння і дозволяє управляти не лише технологічними, а й спадковими процесами. Робота присвячена дослідженню результативності процесу формування високопродуктивного стада молочної худоби у відкритій популяції упродовж тривалого використання генофонду голштинської породи. Науково-виробничі дослідження були виконані в умовах племінного заводу СТОВ «Промінь» Арбузинського району Миколаївської області, а також в лабораторіях кафедри технології переробки, стандартизації і сертифікації продукції тваринництва Миколаївського національного аграрного університету. Для виконання дослідження використовувалися аналітичні, зоотехнічні, ретроспективні, лабораторні, варіаційно-статистичні, економічні методи. Досліджувалися: динаміка селекційних ознак молочної худоби; результативність інтродукції голштинської породи; закономірності реалізації, характер кореляційних зв’язків і успадковуваність селекційних ознак; продуктивні ознаки, відтворювальна та адаптаційна здатність тварин голштинської породи різної селекції; ентропійний аналіз господарськи корисних ознак; тривалість використання голштинських корів різного походження та лінійної належності; прибутковість високопродуктивного стада молочної худоби. Було використано дані продуктивності 712 корів голштинської породи німецької та української селекції двох суміжних поколінь, проведено оцінку довічної продуктивності корів за даними 1513 лактаціям. У результаті наукових досліджень обґрунтовано доцільність і впроваджено використання молочної худоби голштинської породи німецької та української селекції, лінійного розведення, відбору потомства від високопродуктивних корів-матерів, що сприяє прискоренню темпів генетичного поліпшення та формування високопродуктивного стада. За популяційно-генетичними параметрами оцінено результативність селекційного процесу формування високопродуктивного стада молочної худоби голштинської породи методами прямої (завезення маточного поголів’я) і опосередкованої (використання бугаїв-поліпшувачів) інтродукції для встановлення корегувальних дій подальшого його прогресивного розвитку. Доведено вплив генерації, лінії та окремих плідників на молочну продуктивність, відтворювальну та адаптаційну здатність тварин голштинської породи німецької та української селекції. Дістало подальший розвиток оцінювання стану та змін в популяції молочної худоби з використанням кореляційного, регресійного, дисперсійного та ентропійно-інформаційного аналізу. Визначено кореляційна залежність між ознаками продуктивності, відтворювальної та адаптаційної здатності у корів двох суміжних поколінь голштинської породи німецької та української селекції. Проаналізовано тривалість господарського використання, молочну продуктивність, відтворювальну та адаптаційну здатність корів голштинської породи німецької та української селекції. Встановлено високий рівень молочної продуктивності корів голштинської породи німецької селекції. За рівнем реалізації генетичного потенціалу перевагу мали первістки ІІ генетико-екологічного покоління (ГЕП), продуктивність яких за 305 днів і всю лактацію становила 9097 і 10215 кг молока, що на 543 кг (Р>0,999) і 921 кг (Р>0,999) більше, порівняно з коровами І генетико-екологічного покоління. Розподілення корів-матерів за рівнем надою на три групи дозволило виявити певну закономірність щодо продуктивності корів-дочок. Сутність її полягає в тому, що від групи матерів з надоєм в межах 8835-10158 кг молока первістки проявляють вищу молочну продуктивність, ніж дочки від матерів з середньою продуктивністю 7327 кг молока. Поряд з цим, спостерігається явище, коли спадкові якості маток не проявляються у наступному поколінні, не зважаючи на те, що їх спаровують з високоцінними бугаями-плідниками. Від корів-матерів з найвищим надоєм (10158 кг молока) отримано дочок з середнім показником продуктивності 11087 кг молока. Вони мали нижчий вміст жиру в молоці, але більшу кількість молочного жиру і молочного білка на 29,3 кг і 28,4 кг (Р>0,999) відповідно. Отже, за більш високого рівня надою корів генетичний потенціал продуктивності проявляється чіткіше. Продуктивність корів голштинської породи української селекції характеризується високими показниками за даними першої лактації. Проте, кращим розвитком продуктивних ознак відрізняються дочки. Їх надій більший на 1478 кг молока (Р>0,999) порівняно з матерями. За вмістом жиру переваги не виявлено, що вказує на проведення підтримуючої селекції за цією ознакою в процесі формування високопродуктивного стада. Визначено, що коефіцієнти кореляції мають різну величину та спрямованість і це пояснюється зумовленістю кожної з продуктивних ознак та її залежністю від окремих показників відтворювальної здатності. Позитивний кореляційний зв’язок між надоєм і тривалістю сервіс-періоду підтверджує закономірність, що з подовженням його тривалості збільшується молочна продуктивність корів. Більшість визначених коефіцієнтів кореляції між ознаками продуктивності у суміжних поколіннях корів голштинської породи української селекції характеризують існування позитивних зв’язків різної сили. Кореляція між надоєм і кількістю молочного жиру висока, позитивна і становить +0,97 (Р>0,999) у матерів і дочок – r = 0,91 (Р>0,999). Аналогічної сили і спрямованості встановлена залежність і між надоєм та кількістю молочного білка, зокрема у матерів r = 0,99 (Р>0,999) і у дочок – r = 0,97 (Р>0,999). За результатами регресійного аналізу встановили наявність прямолінійної залежності як між селекційними ознаками, так і за окремими ознаками у споріднених групах тварин (дочки-матері). Це в свою чергу дозволило уточнити результативність селекції при формуванні високопродуктивного стада голштинської породи, яке відбувається шляхом завезення маточного поголів’я і використання бугаїв-поліпшувачів. Дослідженнями встановлено, що вищою генетичною детермінованістю характеризувалися надій за 305 днів лактації, вміст жиру в молоці, кількість молочного жиру, вміст білка в молоці, кількість молочного білка, коефіцієнт успадковуваності яких коливався в межах 0,158 (Р>0,95) до 0,364 (Р>0,999) у голштинських корів німецької селекції. Для корів голштинської породи української селекції особливістю успадкування ознак продуктивності є те, що вищі коефіцієнти успадковуваності характерні для дочок тієї групи матерів, потенціал яких співпадає з рівнем продуктивності їхніх дочок. У групі матерів з потенціалом продуктивності «>8899» значення коефіцієнта успадковуваності надою коливаються в межах 0,10-0,22; вмісту жиру в молоці – 0,04-0,50 (Р>0,99); кількості молочного жиру – 0,04-0,34; вмісту білка в молоці – 0,04-0,78 (Р>0,999) і кількості молочного жиру – 0,13-0,50 (Р>0,99). Тобто, матері більше впливають на тих дочок, які мають подібний з ними рівень продуктивності. Серед досліджуваних тварин голштинської породи німецької селекції вищим рівнем надою характеризувалися корови ліній Валіанта 1650414, Дж. Бесна 5694028588, Маршала 2290977, Белла 1667366 і Елевейшна 1491007. Порівняно з лінією Чіфа 1427381 першого генетико-екологічного покоління (матері) їх перевага за величиною надою за лактацію становила 1622 кг, 921 кг (Р>0,95), 908 кг, 899 кг і 478 кг відповідно. Визначено різний рівень розвитку господарськи корисних ознак у корів голштинської породи німецької селекції, що відрізняються походженням за батьком. Серед первісток І ГЕП кращими за надоєм були дочки бугаїв Джеферсона 347023457, Лаудана 578448776, Альвеса 255206543 і Джуруса 768076721. Серед досліджуваного поголів’я первісток ІІ ГЕП кращими були дочки бугаїв Дензеля 101431985, Гівенчі 128226159, Луціо 578448776 і Тандема 9434213. Різниця за величиною надою за лактацію порівняно з ровесницями, батьком яких був плідник Лаудан 578448776, відповідно, становила 1971 кг (Р>0,95), 1276 кг, 564 кг і 522 кг молока. Загальною закономірністю для потомства бугаїв голштинської породи є існування позитивної кореляції низького, середнього і високого ступенів між надоєм і тривалістю сервіс-періоду. Серед імпортованого поголів’я (І ГЕП) лише дочки плідників Судана 343015244 і Джурус 768076721 характеризувалися низьким і середнім ступенем коефіцієнтів кореляції (r = 0,16 і r = 0,55). Серед тварин власної репродукції потомство двох бугаїв мало середній рівень кореляції. Це дочки плідників Лаудана 578448776 і Тандема 9434213 (r = 0,45 Р>0,95 і r = 0,60 Р>0,999). Про антагонізм ознак продуктивності та відтворювальної здатності свідчить зв’язок між надоєм і коефіцієнтом відтворювальної здатності у потомства досліджуваних бугаїв. Дочки майже всіх плідників характеризувалися від’ємною кореляцією, яка коливалася в межах від -0,26 до -0,98. Лише у потомства бугая Лаудана 578448776 встановлено позитивну кореляцію середнього ступеня (r = 0,62 Р>0,999) між надоєм і КВЗ, а також між надоєм та індексом адаптації, що в свою чергу свідчить про високі адаптаційні якості дочок цього плідника. Дочки інших бугаїв, характеризувалися від’ємною кореляцією між показниками молочної продуктивності та індексом адаптації. Коефіцієнт кореляції коливався в межах від -0,16 до -0,98 (Р>0,999). На основі ентропійно-інформаційного аналізу визначено стан голштинської породи, як біосистеми, що підпорядкована дії різних цілеспрямованих методів селекції, технологічних та природно-кліматичних умов. За оцінюваними показниками молочної продуктивності їх детермінованість невисока. Встановлено відмінності за рівнем інформативності у корів голштинської породи німецької та української селекції. Вищим рівнем детермінованості характеризувалися вміст жиру і білка в молоці як голштинських корів-перівсток німецької, так й української селекції. Вірогідний вплив фактору «генерація» було встановлено лише для вмісту жиру в молоці (двофакторний дисперсійний аналіз без повторюваностей: р=0,030). Ознаки, що характеризують відтворювальні та адаптаційні здатності корів в цілому мають більш низькі оцінки ентропії, що свідчить про їх вищу детермінованість і, відповідно, біологічну цінність. Для ознак тривалість першої лактації та тривалість міжотельного періоду було відмічено вірогідний вплив походження (селекції) на ступінь їх детермінованості (в обох випадках: р<0,05). При цьому, в тварин німецької селекції рівень організованості за цими ознаками був вище, ніж для корів української селекції, не залежно від генерації. У результаті порівняння розміру прибутку від розведення тварин голштинської породи різного походження встановлено, що перевагу мали корови дочірнього покоління голштинської породи української селекції. Їх показник був на 604,48 грн і 260,57 грн більший, ніж у їхніх матерів і ровесниць – тварин другого генетико-екологічного покоління.

In today's market conditions, the competitiveness of dairy cattle breeding is based on the introduction of mechanization, automation and computerization of technological processes for the maintenance and exploitation of animals, which is in its turn leads to a change in the technology of retention, feeding, milking and allows managing not only technological but also hereditary processes. The work is about researching the effectiveness of the formation of a highly productive herd of dairy cattle in an open cow population during the long-term use of the gene pool of the Holstein breed. Scientific and farm researches were carried out in the conditions of the tribal plant STOV "Promin" in Arbuzinskiy district of Mykolayiv region, as well as in the laboratories of the Processing Technology, Standardization and Certification of Livestock Products Department in the Mykolayiv National Agrarian University. For research purposes analytical, zootechnical, retrospective, laboratory, variation and statistic, and economic methods were used. It was studied the dynamics of breeding features for dairy cattle; the effectiveness of the introduction of Holstein breed; regularities of implementation, the nature of correlations and the inheritance of breeding features; productive features, reproductive and adaptive ability of animals in Holstein breed of different breeding; entropy analysis of economic utility signs; duration of use of Holstein cows of different origination and linear affiliation; profitability of a highly productive herd of dairy cattle. There were used 712 cows of the Holstein breed of German and Ukrainian breeds of two adjacent generations. The estimation of lifetime productivity of cows was done from 1513 lactations. As a result of scientific research the expediency and introduction of the use of dairy cattle of the Holstein breed of German and Ukrainian breeding, linear breeding, selection the offspring from highly productive mothers has been substantiated, which contributes to accelerating the pace of genetic improvement and the formation of a highly productive herd. According to population-genetic parameters, the efficiency of the breeding process for the formation of a highly productive herd of dairy cattle of the Holstein breed was estimated by direct methods - the importation of the breeding stock and indirect - the use of bull-enhancers, the introduction of corrective actions for its further progressive development. The influence of generation, line and individual breeders on milk productivity, reproductive and adaptive ability of Holstein breeds of German and Ukrainian breeding animals has been proved. Further development of the assessment of the condition and changes in the dairy cattle population was obtained using correlation, regression, dispersion and entropy-information analysis. The correlation dependence between productivity, reproductive and adaptive ability of cows of two adjacent generations of Holstein breed of German and Ukrainian breeding is determined. The duration of economic use, milk productivity, reproductive and adaptive ability of Holstein breed cows of German and Ukrainian breeding were analyzed. The highest level of milk production of Holstein breed of cattle of German breeding was established. By the level of realization of genetic potential, the firstborn animals of the II genetic and ecological generation had the advantage, whose productivity during 305 days of lactation period was 9097 and 10215 kg of milk, which is by 543 kg (P>0,999) and 921 kg (P>0,999) is more than from cows of the I genetic and ecological generation. Distribution of cow-mothers by the level of the milk yield for three groups allowed revealing a certain pattern regarding the productivity of cow-daughters. Its essence lies in the fact that from the group of mothers with the milk yield in the range of 8835-10158 kg the first-born cows produce higher milk amount than daughters from mothers with an average productivity of 7327 kg of milk. Along with this, there is a phenomenon where the hereditary qualities of the uterus do not manifest itself in the next generation, despite the fact that they are paired with high-valued boar's fertilizers. From the cows-mothers with the highest milk yield (10158 kg of milk), the daughters with an average productivity of 11087 kg of milk were received. They had lower fat content in milk, but more milk fat and milk protein for 29.3 kg and 28.4 kg (P>0.999), according to cows. So, at a higher level of milk yield of cows, the genetic potential of productivity appears more clearly. The productivity of Holstein breed cows of the Ukrainian breeding is characterized by high indexes on the basis from the first lactation. However, daughters have the best development of productive features. Their milk yield is higher for 1478 kg (P>0.999) compare to their mothers. The predominance of fat content is not indicated, which indicates the maintenance in selecting by this feature in the process of forming a high-yielding herd. It is determined that the correlation coefficients have different magnitude and orientation, and this is explained by the precondition of each productive feature and its dependence on the individual reproductive capacity indices. The positive correlation between the milk yield and service period confirms the pattern that milk productivity of cows increases with prolongation of its duration. Most of the determined coefficients of correlation between the signs of| productivity in the adjacent generations of Holstein breeds of Ukrainian breeding shows about the existence of positive connections of different strength. The correlation between the milk yield and the amount of milk fat is high, positive and is +0.97 (P>0.999) in mothers and daughters – r = 0.91 (P>0.999). A similar force and orientation has established dependence between the milk yield and the amount of milk protein, in particular mothers give r = 0.99 (P>0.999) and daughters give – r = 0.97 (P>0.999). According to the results of the regression analysis, the existence of a straightforward dependence between both the selection criteria and the individual characteristics in the related groups of animals (daughters-mothers) was established. This in its turn allowed specifying the impact of selection in the formation of highly productive herd of Holstein breed, which is done through import of breeding stock and use of bull-improvers. The research has established that the highest genetic determinism was in the milk yield during the 305 days of lactation, fat content in milk, the amount of milk fat, the content protein in milk, the amount of milk protein, the heritability coefficient which range from 0.158 (P>0.95) to 0.364 (P>0,999) in Holstein cows of German breeding. For cows of Holstein breed of Ukrainian selection special inheritance features of productivity are higher rates of inheritance belong to daughters from a group of mothers whose potential matches with the level of productivity of their daughters. In the group of mothers with a productivity potential of “> 8899”, the value of the inheritance coefficient of the milk yield varies within the range of 0.10-0.22; fat content in milk is 0.04-0.50 (P> 0.99); the amount of milk fat – 0.04-0.34; the content of protein in milk – 0.04-0.78 (P>0.999) and the amount of milk fat – 0.13-0.50 (P>0.99). So, daughters are more affected by those mothers who have similar productive level. Among the studied animals of the Holstein breed of German breeding with the highest level of the milk yield are cows of Valiant lines 1650414, J. Besna 5694028588, Marshal 2290977, Bella 1667366 and Eleveishna 1491007. Comparing to the Chifa line 1427381 of the first genetic-ecological generation (mothers), their advantage was in the amount of the milk yield during the lactation period, which was 1622 kg, 921 kg (P>0.95), 908 kg, 899 kg and 478 kg, according to the line names. It has been determined the different level of development of economically useful signs in cows of Holstein breed of German selection, which have different origin by father. Among the first-breeders I GPE, the best milk yield had daughters of Jefferson's Boars 347023457, Laudan’s 578448776, Alves’s 255206543 and Dzhurus’s 768076721. Among the studied population of II GPE livestock there were daughters of Denzel boars 101431985, Givench’s Boars 128226159, Lutzio’s 578448776 and Tandem’s 9434213. The difference in the amount of the milk yield during the lactation period versus to peers, the father of whom was the Laudan Boar 578448776, according to the line names, was 1971 kg (P>0.95), 1276 kg, 564 kg and 522 kg of milk. The general law for offspring of boars of Holstein breed is the existence of a positive correlation of low, middle and high degrees between the milk yield and the duration of the service-period. Among the imported livestock (I GPE), only the daughters of Sudan Boars 343015244 and Dzhurus Boars 768076721 were characterized by low and medium correlation coefficients (r = 0.16 and r = 0.55). Among the animals of their own reproduction, the offspring of two boars had a medium level of correlation. This is the daughter of Laudan Boar 578448776 and Tandem Boar 9434213 (r = 0.45 P> 0.95 and r = 0.60 P>0.999). The connection between the milk yield and reproductive capacity in the offspring of the studied boars is evidenced about the antagonism of the productivity signs and reproductive ability. The daughters of almost all of the parents were characterized by a negative correlation ranging from -0.26 to -0.98. Only in the offspring of Laudan's Boars 578448776 was established a positive correlation of average level (r = 0.62, P>0.999) between the milk yield and CVD, as well as between the milk yield and the index of adaptation, which is in its turn shows the highest adaptive qualities of the daughters of this board. Daughters of other boars were characterized by a negative correlation between the milk yield and the adaptation index. The correlation coefficient ranged from -0.16 to -0.98 (P>0.999). On the basis of entropy-information analysis, the complexity of the Holstein breed as a biosystem was determined and it is subordinated to the actions of various targeted selection methods, technological and natural-climatic conditions. On the estimated indicators of dairy productivity their determinism is low. Differences in the level of informativeness in cows of the Holstein breed of German and Ukrainian breeding were determined. The highest level of determinism was characterized by the content of fat and protein in milk of the German Holstein firstborn cows as well as in the Ukrainian breeding. The probable influence of the "generation" factor was established only for the content of fat in milk (two-factor dispersion analysis without repeats is p = 0.030). Signs that characterize reproductive and adaptive abilities of cows generally have lower entropy estimates, indicating their higher determinism and, consequently, biological value. For signs of the duration of the first lactation and the duration of the inter-pregnant period, the probable influence of origin (selection) on the degree of their determinism (in both cases: p<0.05) was noted. At the same time, in animals of German breeding the level of organization according to these features was higher than for Ukrainian selections of cows, regardless of generation. As a result of the comparison of the profit from the breeding of Holstein breeds of various origins, it was found that the cows of the daughter generation of the Holstein breed of Ukrainian breeding had the advantage. Their index was for 604.48 UAH and 260.57 UAH more than for their mothers and their peers which is the animals second genetic-ecological generation.