Интервью. Геномная селекция – революция в животноводстве

19.02.2024

Интервью. Геномная селекция – революция в животноводстве

Отбор животных методами геномной селекции прямо влияет на продуктивность животных и на доход фермеров. Пять лет назад агрохолдинг «Мираторг», ведущий на российском рынке производитель свинины и говядины, открыл Центр геномной селекции и добился значительных результатов в импортозамещении генетического материала. О том, почему важна оценка генома, куда направлены усилия селекционеров в племенном животноводстве и какова роль «Мираторга» в развитии программ геномной селекции, в интервью Agrotrend.ru рассказывает директор по генетике АПХ «Мираторг» Николай Елаткин.

«ЗЕЛЕНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ» В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

– Николай Павлович, про геномную селекцию сегодня не говорит только ленивый. Но ведь отбор животных по хозяйственно полезным признакам и выбраковка особей, уклоняющихся от желательного типа, шел всегда. Почему геномную селекцию называют революцией в животноводстве?

– Нам всем хорошо знаком термин «Зеленая революция», обозначающий выход аграрных технологий и селекции растений на принципиально новый уровень, позволивший значительно увеличить про­изводство про­до­воль­ст­вия в мире в 1950–70-е годы прошлого века. Аналогичный процесс на рубеже ХХ и ХХI века имел место и в селекции животных.

После того, как был расшифрован геном человека и с ним научились работать, стало понятно, что этот же подход можно применять в животноводстве. Оценка генома и отбор животных с лучшими генетическими характеристиками стали настоящим прорывом в начале нулевых годов ХХI века.

Не секрет, что традиционные методы селекции позволяют увидеть экономическую отдачу только в конце цикла – что называется, по факту. Геномная селекция обозначила революционный подход, позволив оценивать животных на ранних сроках развития (сразу после рождения или даже на стадии эмбриона). А также в разы ускорить генетический прогресс и увеличить прибыль с одного животного за очень короткий период времени.

– Давайте дадим определение, что такое геномная селекция и в чем ее отличие от классического подхода?

– Геномная селекция – это технология, позволяющая улучшить генофонд популяций сельхозживотных, используя знания о геномах для оценки их племенной ценности. Геномные оценки увеличивают скорость прогресса продуктивных признаков, а также признаков здоровья и фертильности. С их помощью можно точно определить происхождение животного, обнаружить носительство патогенных мутаций. Наиболее широко используемым методом оценки племенной ценности животных является метод BLUP.

Геномная селекция задает большое ускорение процессу отбора. К примеру, при традиционной селекции для оценки быка молочных пород нужно 7–8 лет – пока его дочери закончат лактации. А геномная селекция позволяет провести оценку сразу после рождения. Таким образом, генетический прогресс быков значительно ускоряется.

Отличие геномики от классической селекции заключается и в том, что мы получаем огромный массив данных, который позволяет принимать большое количество селекционных решений. Помимо основного потока данных, получаем данные о родстве, чистопородности животного, данные об инбридинге в стадах, о патогенных  и хозяйственно-полезных признаках. Это позволяет вести селекцию наиболее осознанно. Так, если взять программу селекции молочного КРС, то, выполнив генотипирование одного животного, мы получаем информацию не только о его продуктивности, но и о типе казеинов в молоке и, в целом, о сыропригодности этого молока. Такая информация будет полезна в том числе и для заводчиков, если их экономическая модель предполагает переработку молока в сыры.

– Есть ли убедительные примеры, что это технология работает?  

– Конечно, их множество. Реализация программы геномной селекции – это многоступенчатый и сложный процесс. Он охватывает сбор данных и формирование целей селекции, выработку селекционных критериев, создание инфраструктуры и состава чипов, селекцию в племенном ядре, выбор стратегии спаривания, оценку и валидацию результатов. В начале нулевых в мире появились первые программы по геному КРС, а в 2010-е – свиней, мелкого рогатого скота и птицы. По пути геномной селекции давно идут такие страны, как США, Канада, Великобритания.Убедительные результаты демонстрирует Венгрия.

В 2009 году был полностью секвенирован геном коровы и лошади. В 2010 году в США внедрили систему генотипирования КРС молочных пород. По данным Американской ассоциации ангусов, доходность бизнеса в животноводстве за 10 лет после внедрения программ геномной селекции выросла на 57%. Аналогичная картина в Ирландии, где программа геномной селекции КРС заработала в 2009 году. По данным Ирландской федерации заводчиков КРС, после перехода на оценку генома продуктивность молочного стада за 5 лет выросла на 50%! Индекс прибыльности фермеров также пошел вверх. Чтобы добиться подобного результата методами классической селекции, понадобилось бы, наверное, полвека.

Приведу еще один факт. По расчетам Университета Оклахомы (Oklahoma State University), если бы мы сегодня использовали технологии 1950-х годов, то для достижения продуктивности животноводства на уровне 2015 года нам бы потребовалось дополнительно 30 млн голов дойного стада и свыше 15 млн голов специализированных мясных пород. Только представьте, какие это затраты!

ДЕВЯТЬ ТЕЛЯТ ОТ КОРОВЫ В ГОД

– Какие цели ставит перед собой геномная селекция?

– Цели селекции варьируются в зависимости от вида животного. Например, геномная селекция КРС молочных пород, как правило, нацелена на увеличение надоев, рост содержания жира и белка в молоке и снижение количества соматических клеток в продукте, повышение фертильности животных.

Если мы говорим о селекции КРС мясных пород, то акцент делается на получение племенных быков c улучшенными показателями веса туши, качества мяса, скорости роста и конверсии корма, которые они передадут потомкам в товарном стаде, а также выявление генетических аномалий и их исключение при воспроизводстве стада. Для материнского поголовья цели селекции несколько иные: например, легкость отёла, продуктивное долголетие, способность успешно выкармливать телят и др.

Необязательно иметь единые цели селекции для всей большой страны. У каждого фермера и каждого региона может быть свой индекс продуктивности в зависимости от природно-климатических условий, экономики, менеджмента, уровня технологий и генетики. И цели селекции у всех могут быть разными. Имея большой объем данных, мы можем выбирать и сравнивать – конечно, если данные будут сравнимы.

Важно, чтобы ту информацию, которая формирует базы данных, можно было объединить в единый формат. У нас в России сложность в том, что все попытки геномной селекции в разных отраслях животноводства являются серией частных инициатив. Это разные заказчики, разные иностранные консультанты и т.д. Нет единого подхода к формированию баз данных.  Ключевое понятие геномной селекции – данные о фенотипе. Мы для себя не понимаем, как собирать фенотипы, ту производственную информацию, которая есть в стадах. Можно проводить любое количество секвенирований и генотипирований, строить любое количество лабораторий. Но если нет тщательного учета животных, не внедрен сбор данных и фенотипов, то смысла от в таких мероприятиях будет немного. 

Дело в том, что в России каждое предприятие работает по своей системе. Это сильно тормозит процесс. В свиноводстве и вовсе у каждого поставщика генетики свой софт. И это сделано целенаправленно, чтобы не было легкого перехода с одной генетики на другую, чтобы клиент работал только с одной конкретной генетикой на определенной технологической платформе.  

– Программы геномной селекции «Мираторга» в последнее время получили активное развитие. Расскажите о них подробнее.

– Смотрите, структура региональной программы геномной селекции молочного КРС достаточно сложна. Она включает в себя большое число служб, лабораторий, подразделений, создание цифровой инфраструктуры, российской базы данных… Между всеми звеньями этой структуры должен быть налажен очень четкий обмен данными и их обработка.  

– Поэтому здесь и был выбран путь партнерства?

– Да, именно поэтому. Возможность объединить усилия позволяет кратно нарастить объем исследований, получить в разы больше информации и ускорить результат. В одной компании собрать столь огромное количество ресурсов невозможно. Но этого мало – необходимо объединение игроков отрасли в соответствии с их ключевыми компетенциями и привлечение помощи государства в форме грантов и госгарантий.

Программа геномной селекции также позволяет повысить эффективность и тех инструментов, которые уже есть на рынке. Например, увеличить отдачу от технологии эмбриотрансфера, когда от одной коровы-донора можно получить до 8–9 телят в год. При этом все доноры проходят геномную оценку и в зависимости от индивидуальных коэффициентов подбираются родители с качествами, которые подойдут именно для конкретной фермы в конкретном регионе. Перспективы отличные! Эффективность программ геномной селекции позволяет производителям и фермерам работать с прибылью и не только окупать затраты на программу, но и получать всю необходимую информацию для управления стадом и уточнения модели селекции, которая отвечает их экономике.

– Расскажите о ваших программах геномной селекции по свиноводству и овцеводству.

– Мы имеем нуклеусные стада всех пород свиней, необходимых для селекции, с высокой интенсивностью отбора. Это нас очень выручило, когда начались проблемы с импортом племенных животных. В 2023 году мы уже продолжаем производить отбор наших животных в своих стадах. Но существует проблема, которую нам в одиночку не решить. Это наша разобщенность, заточенность под импортную генетику и отсутствие единой национальной базы данных генетических ресурсов. Все это не позволяет вести селекцию независимо. Это очень обидно, поскольку многие компетенции уже наработаны, и созданы все предпосылки для быстрого роста производства и расширения поголовья. 

Программа геномной селекции в овцеводстве заработала в «Мираторге» недавно. Мы начали выстраивать полную генетическую пирамиду. Это уникальный пример, который надо масштабировать. Овцеводство сегодня  – одна из наиболее экстенсивных отраслей нашего сельского хозяйства и потенциал роста здесь лежит в именно генетике.

СЕМЬ ПОКОЛЕНИЙ ДО ДИКОЙ РЫБЫ

– У «Мираторга» есть такая же программа в аквакультуре.

– Да, есть. Еще один проект геномной селекции относится к производству лососевых наших партнеров. Эта отрасль наиболее импортозависима по генетике. Все, что выращивается сегодня в России – импорт. Поэтому данный проект важен прежде всего с точки зрения продовольственной безопасности.

В аквакультуре с начала массовой селекции прошло только семь генераций, то есть всего семь поколений отделяют нас от того, что было дикой рыбой в 1970-е. Этот путь можно пройти остаточно быстро. При использовании геномной селекции у нас есть все шансы сократить путь до 3–4 поколений.  

Интервью записала Ирэн Зайцева

Теги: наука, селекция, животноводство
Количество показов: 7094
Источник:  https://agrotrend.ru/agrolenta/44525-intervyu-genomnaya-selektsiya-revolyutsiya-v-zhivotnovodstve/