Научная группа Передовой инженерной школы «Агробиотек» Томского госуниверситета и Курчатовского института разработала расчетную систему, позволяющую оценивать племенную ценность свиней. Для оценки используют анализ фенотипа животных — совокупность внешних и внутренних признаков. Промышленным партнером проекта стал Знаменский селекционно-генетический центр, где будут внедряться предложенные учеными решения. Сейчас партнер предоставил ученым ТГУ первые данные, которые лягут в основу софта. Следующий этап — добавление в систему генетических данных. Это позволит выводить животных с наиболее экономически эффективными признаками и одновременно избежать близкородственного скрещивания.
— С помощью новейших селекционных методологий мы создаем комплексную систему, позволяющую проводить оценку генетического потенциала животных, чтобы в сжатые сроки принимать точные и эффективные селекционные решения, — рассказала Елизавета Мишина, научный сотрудник ПИШ «Агробиотек» ТГУ. — Обычно при использовании классических методов селекции сельскохозяйственных животных их оценивают по собственной продуктивности и по продуктивности потомков. Часто при таком прогнозе не учитывается довольно большое количество других факторов: это и условия содержания, и различия между породами, и различия между разными генетическими группами. Наша задача — оптимизировать селекционный процесс, включая все эти факторы в оценку и определяя собственный генетический потенциал животного независимо от условий его содержания и других факторов внешней среды.
В первую очередь при создании комплексной индексной оценки животного учитываются экономические факторы и состояние рынка, на котором будут реализовываться производимые товары. Например, в некоторых европейских государствах важный селекционный признак у кроликов — цвет их глаз. Считается, что красноглазые кролики приносят удачу, поэтому покупатели при выборе тушки предпочитают красноглазых животных, хотя с точки зрения мясной продуктивности окраска глаз не влияет на упитанность кролика.
Особенности локального рынка важны и при непосредственном производстве мяса: например, в европейской кухне большей популярностью пользуются богатые жиром части свиной тушки, тогда как в России наиболее ценной считается постная свиная шейка. Все эти факторы нужно рассмотреть, чтобы составить селекционную модель, отвечающую экономическому запросу конкретного предприятия.
На продажи влияют признаки животных, определяемые генетически, поэтому надёжные методы селекции важны для сельского хозяйства. Чтобы ответить на этот вызов, на базе ТГУ при сотрудничестве с Курчатовским институтом сотрудники «Агробиотек» разрабатывают проект геномной селекции свиней.
Учёные ПИШ ТГУ определяют генетический потенциал животных — проявление наследственных признаков, обеспечивающих максимальную продуктивность. Для этого используются математический метод — лучший линейный несмещённый прогноз (BLUP) и секвенирование генома свиней, то есть определение последовательности ДНК для определения генетической близости животных и наличия различных аллельных вариантов генов, ассоциированных с полезными и вредными для хозяйственной деятельности признаками животных. Секвенирование проводится в Курчатовском институте.
Вторая задача проекта — усилить устойчивость сельского хозяйства. Геномная селекция позволит исключить близкородственное скрещивание при осеменении. В результате отрасль получит хорошо воспроизводимые стада и отбор животных с наименьшим числом врождённых генетических дефектов. Также предусматривается учет экономических параметров: на отечественном рынке больше всего ценится мясная мышечная часть, на этот признак можно делать упор при селекции.
— Мы анализируем фенотипические данные, генотипы, экономические данные и рассчитываем племенную ценность (то есть генетический потенциал животного) по каждому исследуемому признаку. Затем составляем индекс племенной ценности животного из оценок по экономически значимым для нас признакам, рассчитываем веса различных признаков в общей оценке, исходя из целей повышения маржинальности сельскохозяйственного производства, — добавила Елизавета Мишина.
Такие системы разрабатываются под экономику конкретного предприятия или направления. Поэтому следующий этап разработки — автоматизация и интеграция с программным обеспечением предприятий. Это необходимо для того, чтобы геномную селекцию было легко включить в процесс управления хозяйством. Система сможет совмещать имеющиеся экономические, фенотипические и генетические данные стада, что позволит давать рекомендации по селекции свиней.
— Наша задача — сделать такую систему, в которой зоотехник сможет нажатием нескольких кнопок получить оценки племенной ценности и индексные биоэкономические оценки, с которыми далее сможет легко вести селекционный процесс. Это нужно для того, чтобы постоянно улучшать стадо и держать его на высоком уровне продуктивности, — подчеркнула Елизавета Мишина.
Для справки: Передовая инженерная школа «Агробиотек» ТГУ создана в партнерстве с АО «Сибагро» и другими высокотехнологичными компаниями и научно-образовательными организациями. Основные направления деятельности школы — фронтирные задачи агробиотехнологии, технологии повышения продуктивности агропроизводств, разработка питания будущего, улучшение пород и сортов, глубокая переработка продукции и отходов, внедрение технологий ИИ и цифровых технологий.