Лабораторна робота 1. Основні віхи розвитку та генетичні основи селекції

Мета заняття: засвоїти знання щодо основних етапів становлення селекції як науки, ролі науковців у розробці нових методів створення й удосконалення порід сільськогосподарських тварин, факторів еволюції, що змінюють генетичну структур популяції, співвідношення генотипів у популяції та зробити математико-статистичний аналіз популяції за кількісними ознаками.

Методичне забезпечення: підручники, таблиці, методичні розробки.

Розгляд питань:

1. Основні розробки науковців

3. Генетична мінливість популяції та її визначення.

3. Структура популяції

4. Основні постулати закону Харді-Вайнберга.

5. Ознаки якісні і кількісні та гени, що їх контролюють.

6.Селекційний диференціал та ефект селекції

Література:

1. Селекція сільськогосподарських тварин /[Ю. Ф. Мельник, В. П. Коваленко, А. М.Угнівенко та ін.] за ред. Мельника Ю. Ф., Коваленка В. П.- К., 2008.-444с.

2. Підпала Т. В. Селекція сільськогосподарських тварин / Т. В. Підпала. – Миколаїв, 2008.- 277с.

3. Петухов В. Л. Генетические основы селекции животных/ В. Л.Петухов .- М.: Агропромиздат, 1989. – 448 с.

4. Меркурьева Е.К. Генетика /[Е. К. Меркурьева, З. В. Абрамов, А. В. Бакай и др.].- М. : Агропромиздат, 1991 .- 446с

Методичні рекомендації.

Селекція тварин як в минулому, такі і нині є найважливішим засобом підвищення генетичного потенціалу і створення порід і типів сільськогосподарський тварин. Утворення культурних порід тварин було досягнуто тривалою і систематичною працею людини. При їх створенні використовувалися як методи "скотозаводського мистетцтва", елементарні зоотехнічні, так і сучасні складні зооінженерні, біотехнологічні методи і прийоми.

Виділяють декілька етапів розвитку селекції:

І. Селекція тварин стародавніх часів – використання селекції співпадає з одомашненням та розведенням свійських тварин за несвідомого добору. У подальшому несвідомий добір змінюється цілеспрямованим, визначають якість приплоду та належність до певних батьків. Протягом першого періоду розвитку селекції створені стародавні примітивні породи: арабська та бельгійська породи коней, голландська – ВРХ, іспанська (мериносна) та каракульська овець, китайська та неаполітанська – свиней, які внесли неоцінений вклад в породоутворюючий процес та розвиток тваринництва.

2. Селекція тварин у XVIII та XIX століттях ґрунтується на таланті і умінні заводчика. У цей час проводять облік продуктивності та походження тварин, враховують якість потомків, організовують спеціальні випробовування. Для нових порід створюються державні племінні книги, а також спілки і товариства, які займалися розведенням тварин.

3. Селекція, як наука починає формуватися в кінці 19 на початку 20-століття за рахунок розробок науковців. В цей час поліпшуються місцеві малопродуктивні породи зарубіжним генофондом; створюються державні станції із племінної роботи; застосовується оцінка плідників за якістю нащадків; впроваджується великомасштабна селекція, імуногенетична експертиза походження і цитогенетичний контроль каріотипу тварин тощо.

Найбільший вклад у формування теорії племінної справи мало узагальнення методів роботи англійських заводчиків Р. Беквелла (1725-1795) та братів Коллінгів. У розвитку теорії селекції особлива роль належить Ч. Дарвіну (1809-1882). Суттєвий внесок у розробку методів розведення, відбору і підбору зробив П. М. Кулєшов (1854-1936). Проблему походження, використання і збереження порід домашніх тварин досліджував О. О. Браунер (1857-1941). І. І. Іванов (1870-1932) заснував метод штучного осіменіння. М. Ф. Іванов (1872-1935) розробив наукову методику виведення нових порід сільськогосподарських тварин. М. Д. Потьомкін (1885-1965) визначив розвиток племінного тваринництва в країні. Д. А. Кисловський (1894-1951) приділяв багато уваги вивченню: порід, спорідненому спаровуванню, розведенню за лініями, екстер'єру і конституції. Є. В. Ейдригевич (1906-1984) – засновник наукової школи селекціонерів-імуногенетиків, відомий основоположник використання інтер'єру в тваринництві. М. А. Кравченко (1909-1986) розробив сучасну класифікацію методів розведення, методів відбору та підбору. Ф. Ф. Ейснер (1916-1986) розробив теоретичні і практичні прийоми оцінки бугаїв-плідників за якістю нащадків, теорію методів удосконалення та створення порід тварин. Ю. Д. Рубан розробив концепцію розвитку галузі молочно-м'ясного скотарства в Україні. Генетик-селекціонер М. З Басовський розробив теоретичні аспекти організації великомасштабної селекції порід в умовах широкого застосування штучного осіменіння тварин. М. В. Зубець розвинув теоретичні й практичні проблеми породоутворювального процесу в молочному і м'ясному скотарстві; запропонував принципово нову гіпотезу генезису порід. В. П. Буркат розробив концепцію селекційного перетворення генофонду порід та запропонував новий науковий напрямок – біотехнологічну селекцію. В. І. Глазко розвинув новий розділ молекулярної генетики – ДНК-технологію. У кожній галузі тваринництва є свої розробки і науковці, які їх створили.

Популяція – це досить численна група особин одного виду, що має риси генотипної подібності і розмножується на певній території шляхом вільного парування (панміксії).У тваринництві під популяцією прийнято вважати досить численну групу тварин одного виду, що займає певний ареал і може розводитися без вимушеного парування. Розрізняють панміктичну популяцію і популяцію сільськогосподарських тварин. Популяції поділяються на замкнуті і відкриті.

У великих популяціях під час розподілу генів, за відсутності мутацій та змішування особин різного ареалу, діє закон Харді–Вайнберга, відповідно до якого процес спадкової передачі не приводить до зміни частот алелів і частот генотипів за конкретним локусом. Тобто, популяція знаходиться в стані рівноваги за співвідношенням генотипів.

До найбільш вагомих факторів еволюції відносяться мутації, міграції, дрейф генів, природний і штучний добір, інбридинг, схрещування, гібридизація та ізоляція, які змінюють частоти генів або їх рівновагу у наступних поколіннях і приводять до поліпшення порід сільськогосподарських тварин за основними господарськи корисними ознаками.

Усі ознаки добору сільськогосподарських тварин за їх генетичною природою можна умовно розділити на якісні та кількісні.

Якісні ознаки – це взаємовиключаючі одна одну (альтернативні) ознаки, для яких характерна добре виражена переривчаста мінливість (забарвлення, масть, форма гребеня у курей, наявність або відсутність рогів тощо). Кількісні ознаки – господарськи корисні ознаки, що мають економічну цінність: надій молока, вміст поживних речовин у молоці, вихід м’яса у свиней, багатоплідність, несучість курей, настриг вовни тощо.

Мінливість ознак – властивість тварин змінювати кількісні та якісні ознаки під впливом спадкових та зовнішніх факторів.

Фенотипна мінливість характеризує відхилення особин за ознаками добору у бік збільшення чи зменшення від середнього по виборці.

Основним показником мінливості є середнє квадратичне відхилення (σ).

Для малої вибірки формула має такий вид:

σ = ± ∑ (V - М) ²

n – 1

Середнє квадратичне відхилення одержують при вирахуванні кореня квадратного із дисперсії (σ²):

σ² = ∑ (V – M)² / n

де V – величина конкретної вибірки

М – середнє арифметичне

Середнє квадратичне відхилення (σ) може мати додатне і від’ємне значення і виражається у тих же одиницях, у яких вимірюють оцінювану ознаку. Чим більша сигма, тим більша мінливість і навпаки.

Для оцінки відносного ступеня мінливості використовують коефіцієнт мінливості (Cv), який виражає відхилення ознаки від середньої величини (Х) у відсотках:

Cv = δ/ Х х100

Х – середнє арифметичне.

Різниця між середньою продуктивністю стада і кращою її частиною, відібраною в селекційне ядро, називається селекційним диференціалом. Селекційний диференціал визначається за формулою S_d = (M_g − M₀).

Для визначення ефекту відбору за певними ознаками селекційний диференціал множать на коефіцієнт успадковуваності (S_d h²) і чим вищий S_d і h² в стаді, тим вищий здвиг продуктивності в потомстві.

Для прогнозування ефективності племінної роботи розраховують показник ефекту селекції. Ефект селекції − це зумовлена відбором і підбором генотипова зміна середньої величини ознаки в популяції або стаді за покоління.

Ефект селекції розраховується за формулою:

S_E = S_d × h² ,

де S_E − ефект селекції;

S_d − селекційний диференціал;

h² − коефіцієнт успадковуваності ознаки.

Значення реалізованого коефіцієнта успадковуваності буде становити:

h² = S_E ÷ S_d.

Для визначення темпу селекції (ефект селекції за рік) у формулу обчислення ефекту селекції вводиться показник інтервалу між поколіннями (І):

S_EJ = ( S_d × h² ) : І

Інтервал між поколіннями − це проміжок часу між народженням батьків та їх потомків, який обчислюють за формулою:

I = t₁ + (100 / Б (1 – Б₁))

де І − інтервал між поколіннями, роки;

t₁ − вік першого отелення, роки;

Б − загальний показник вибракування корів у стаді, % ;

Б₁ − показник вибракування серед первісток (у частках одиниці).