Журнал «Агроинвестор»
Конкурентоспособность продукции животноводческих компаний на мировых рынках значительно зависит, помимо прочего, и от генетики, которую предприятия используют в своей деятельности. Работу с племенным материалом можно вести по-разному. В последнее время все больше производителей переходит на новейшие методы отбора лучших животных. Что будет способствовать развитию данных технологий в ЕАЭС, расскажут авторы этой статьи
Объемы производства, качество и конкурентоспособность животноводческой продукции в современных условиях напрямую зависят от использования интенсивных промышленных технологий и племенной продукции с высоким генетическим потенциалом. Часть такой продукции предприятия стран-членов Евразийского экономического союза (ЕАЭС) до сих пор вынуждены импортировать. В период с 2015 по 2019 годы на территорию ЕАЭС было ввезено племенного материала на сумму около $2,5 млрд. 57% из этого объема приходится на птицеводческий сегмент, 34% — на КРС.
В этих условиях приоритетными задачами для государств ЕАЭС являются сокращение отставания от ведущих стран мира по получению собственной высококачественной племпродукции и обеспечение ею товарных предприятий. Страны с развитым животноводством уже сейчас для отбора и разведения действительно лучших племенных животных разработали и внедрили в производство систему геномной селекции.
Далеко не каждый может себе позволить новые технологии
Антон Пермяков, председатель совета директоров СГЦ «Топ Ген»
Наша компания работает в системе геномной селекции с 2017 года. Все началось после получения министерского гранта на этот проект совместно со Всероссийским научно-исследовательским институтом животноводства им. Л. К. Эрнста. И хотя наши обязательства по этому проекту уже выполнены, мы с удовольствием продолжаем сотрудничество.
Геномная селекция увеличивает точность и скорость отбора племенных животных, что, в свою очередь, приводит к интенсификации генетического прогресса в целом. Показатели, демонстрируемые нашими животными сейчас, на уровне, а местами и выше мировых — это результат работы и данного метода в том числе, как одного из инструментов, используемых нами.
Однако, по моему мнению, существуют и некоторые сложности, замедляющие процесс внедрения данной технологии в России. Для эффективного использования геномной селекции, необходимы массивные референтные базы ДНК данных, накопление которых — отдельная колоссальная работа, требующая материальных, временных и научных ресурсов. И пока далеко не каждый может себе это позволить, но иначе это не работает.
Объединение усилий стран ЕАЭС по вопросам развития и совершенствования методов племенной работы, конечно, может ускорить генетический прогресс. Если при успешной реализации этих планов мы получим функциональные унифицированные методы оценки племенной ценности, общие стандарты и возможность работать с ними, это должно дать свой результат. В любом случае в отрасли добавится прозрачности и понимания.
На основе анализа ДНК
Геномная селекция — технология, позволяющая улучшить генофонд популяций сельскохозяйственных животных, используя информацию о ДНК-маркерах, ассоциированных с проявлением экономически важных признаков. Наиболее актуально ее применение в скотоводстве, в котором по сравнению с другими отраслями в силу более продолжительного интервала между поколениями и низкого многоплодия классический метод селекции является менее эффективным.
Благодаря современному оборудованию существует возможность проводить анализ биологического материала животного с использованием методов молекулярно-генетической индивидуализации на уровне геномной ДНК по десяткам тысяч маркеров одновременно. На основе выявленных научно обоснованных взаимосвязей между наличием и расположением этих маркеров с характеристиками продуктивности, устойчивости к болезням, с продолжительностью продуктивного периода, с присутствием генетических аномалий и других ключевых признаков устанавливается племенная ценность тестируемого животного.
При применении геномной селекции для оценки племенной ценности основной отсев животных проводится в раннем возрасте. Поэтому доля выбракованных взрослых животных сокращается в разы, что существенно повышает эффективность экономики производства племпродукции в сравнении с традиционными методами отбора.
Впервые оценка племенной ценности на основе геномного анализа была официально признана в США в 2009 году. Тогда же ее признали в Канаде, Дании, Швеции, Финляндии, Франции, Германии, Голландии и Австралии. В Австрии и Италии геномную селекцию стали использовать с 2011 года, в Испании и Польше — с 2012-го. Применение данной технологии позволяет этим странам экономить значительные ресурсы на содержании племенного поголовья за счет возможности определить их племенную ценность в раннем возрасте, ускоряет развитие местного животноводства, позволяя сохранять лидерство в производстве племматериала, и дает конкурентные преимущества на мировом рынке.
В странах ЕАЭС оценка племенной ценности крупного рогатого скота и возможности его дальнейшего использования в селекционном процессе проводится главным образом традиционным методом — по качеству потомства. Это занимает два года до того, как корова покажет свою продуктивность, или, в случае с быками, — пять лет, пока появится информация о продуктивности их дочерей. Таким образом, окончательный результат оценки быка становится известен только после получения данных о продуктивности его потомства. При этом большая часть племенных животных после продолжительного периода выращивания и обслуживания выбраковывается, формируя для сельхозпредприятий значительные экономические издержки.
Внедрение геномной технологии требует государственной поддержки
Андрей Григоращенко, вице-президент «Дамате»
В феврале 2021 года мы объявили о запуске генетического проекта на базе молочного комплекса в Тюменской области. В его рамках мы будем внедрять целый комплекс передовых генетических технологий, среди которых геномное тестирование, ЭКО, пересадка эмбрионов. Также планируем запустить собственную эмбриональную лабораторию, генетический центр по производству нетелей и учебный центр для специалистов. Этот проект позволит нам получить в достаточном количестве максимально прибыльных фертильных животных с отличными продуктивными показателями и высокой резистентностью к заболеваниям, заменить неэффективных и малоценных животных и, как результат, сформировать стадо с правильной структурой. За время реализации проекта рассчитываем получить 3,8 тыс. высокопродуктивных телок, 11,5 тыс. эмбрионов, а также дополнительно 14,5 тыс. т молока.
Хотел бы отметить, что на Западе работа по генотипированию проводится на системной основе последние 20 лет, в России же базовые алгоритмы выявления зависимости геномных маркеров по российским животным находятся в начальной стадии разработки. Для того чтобы завершить этот процесс, необходима системная работа на большем количестве животных, чем имеется сейчас. Мы в «Дамате» пока проводим геномную оценку и селекцию на основании референтной базы голштинской породы, собранной в США. В нее входит около 10 млн голов, что дает возможность делать прогнозы на основе генотипирования с вероятностью до 80%. Чтобы создать аналогичную базу в России, понадобится несколько лет комплексной системной работы по сбору генетических и фенотипических данных.
Безусловно, внедрение геномной технологии требует поддержки со стороны региональных и федеральных властей. В качестве примера могу привести Тюменскую область, где в прошлом году была разработана программа развития генетики в животноводстве и где генетические исследования и генотипирование животных активно поддерживаются субсидиями. Эта программа позволяет нам собирать генотипы и фенотипы по всему поголовью животных и формировать собственную референтную базу. А то, что в ЕАЭС планируется создать единую базу данных по племенным животным, — шаг очень правильный. Единственное пожелание при этом, чтобы бизнес был вовлечен в данный процесс на уровне рабочей группы, которая будет формировать основные положения программы.
Необходимые условия
Безусловно, вести речь о переходе на геномную оценку племенной ценности сельхозживотных возможно только при наличии собственной референтной популяции — группы животных, по данным которых устанавливается взаимосвязь между маркерами ДНК и селекционируемыми признаками при условии достижения точности прогноза на уровне 70% и более. Одним из важных факторов увеличения данного показателя является размер референтной популяции. При этом важно, чтобы оцениваемые животные и скот из референтной популяции были близки по генотипу и использовались в похожих условиях содержания и кормления. В ЕАЭС сейчас нет своей референтной популяции и вся оценка делается на базе популяций других стран, что не позволяет в полном объеме, эффективно использовать преимущества данной методологии и обуславливает необходимость формирования в союзе собственной базы.
В мировой практике референтные популяции КРС создаются на основе объединения поголовья племенных животных разных стран. В 2010 году такая популяция сформирована европейским консорциумом EuroGenomics (Нидерланды, Германия, Франция, Испания, Польша и скандинавские страны), а в 2011 году — североамериканским консорциумом, куда помимо США и Канады вошли также Италия, Великобритания, Швейцария и Япония. В настоящее время численность быков-производителей в каждой из популяций составляет свыше 35 тыс. голов.
Не менее важным фактором, влияющим на точность оценки племенной ценности, является качество информации, собираемой о животном в ходе идентификации, учета его продуктивности, проведения лабораторных исследований, а также обработки и передачи данных в информационные системы в области племенного дела.
На территории ЕАЭС племенная работа, включающая перечисленные выше операции, ведется по-разному: от использования методик времен СССР до современных автоматизированных систем племенного учета и оценки, разработанных на основе рекомендаций международных организаций. Наиболее активно внедрением методов геномной селекции занимаются Беларусь, Казахстан и Россия. Так, в Беларуси одним из основных центров изучения данной тематики является лаборатория ДНК-технологий Гродненского государственного аграрного университета. В Казахстане — Казахский научно-исследовательский институт животноводства и кормопроизводства. В России — Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ им. Л. К. Эрнста, Всероссийский научно-исследовательский институт племенного дела, компания «Мой ген» (Научный парк МГУ, г. Москва), лаборатория генетики агрохолдинга «Мираторг» (Московская область, г. Домодедово), «Агроплем» (Москва, ИЦ «Сколково») и другие. Эти организации ведут работу по созданию референтных популяций и оказывают услуги по геномной оценке племенной ценности скота сторонним компаниям.
По подсчетам Евразийской экономической комиссии, организация геномной селекции на системной основе в масштабах ЕАЭС только в молочном скотоводстве позволит обеспечить повышение эффекта селекции по молочной продуктивности в пять раз — с 40 до 200 кг в год, а издержки на проведение оценки и содержание быков-производителей сократить в четыре раза.
Законодательство в помощь
Внедрение современных технологий в процесс оценки племенной ценности животных — базовое условие эффективного развития отечественного животноводства. Учитывая потенциал и заинтересованность стран-членов ЕАЭС и бизнеса в наращивании объемов производства животноводческой продукции и торговли ею, перспективы развития племенного дела в союзе на основе геномной селекции очевидны. А наличие единого правового поля в ЕАЭС, регулирующего сферу племенного животноводства, координация взаимодействия на его основе всех заинтересованных участников процесса создания и обращения племенной продукции хотя и не означает автоматический приток инвестиций в данную сферу, но создает необходимые правовые механизмы для динамичного развития отрасли и роста ее инвестиционной привлекательности.
Правовой основой для взаимодействия государств ЕАЭС служит соглашение о мерах, направленных на унификацию проведения селекционно-племенной работы с сельхозживотными в странах союза. В рамках документа приняты правовые акты ЕАЭС, регулирующие основные процессы производства и обращения племенной продукции, обмена сведениями между странами о племенных животных и селекционных достижениях, а также вопросы координации и аналитического обеспечения селекционно-племенной работы.
Каждый из этих актов является частью основы, позволяющей перейти к геномной селекции в ЕАЭС. Так, положением о проведении молекулярной генетической экспертизы племенной продукции предусмотрены единые правила, обеспечивающие подтверждение достоверности происхождения племенной продукции в соответствии с рекомендациями ICAR (Международный комитет по учету животных) и ISAG (Международное общество генетики животных), а также исключение из системы воспроизводства сельхозживотных некачественной племенной продукции и носителей генетически детерминированных заболеваний. Положением определены требования к лабораториям, осуществляющим проведение генетической экспертизы, установлены перечни сведений, включаемых в реестр учета племенных животных и в генетический сертификат по результатам молекулярной генетической экспертизы, ДНК-маркеров, необходимых для проведения экспертизы достоверности происхождения племенной продукции (материала), генетически детерминированных заболеваний, наличие которых нужно проверять у племенных животных. Установлены случаи, в которых необходимо обязательное проведение генетической экспертизы.
Также в государствах союза утверждены единые методики оценки племенной ценности КРС молочного и мясного направления продуктивности, свиней, разработанные с учетом национального законодательства стран ЕАЭС и лучших мировых практик. Документ устанавливает порядок определения продуктивности и расчета племенной ценности сельхозживотных этих видов. Методики предназначены для использования племенными и сервисными организациями, хозяйствами, осуществляющими выращивание или реализацию племенного скота, а также информационно-аналитическими, селекционными, селекционно-генетическими центрами, племенными ассоциациями, палатами по породам. Результаты оценки будут вноситься в реестр учета племенных животных (базы данных) государств-членов ЕАЭС, в племенные свидетельства (паспорта, сертификаты). Их использование позволит сравнивать животных независимо от страны происхождения, отбирать лучших особей ЕАЭС и активно использовать их в воспроизводстве, а также обеспечит внедрение в племенное животноводство современных методов оценки и прогнозирования племенной ценности, существенное повышение их достоверности, предоставление в электронном формате надежных данных в аналитические центры.
Кроме того, разработан единый порядок определения породы племенных животных, в том числе полученных в результате скрещивания родственных (близких по генотипу) и неродственных пород, позволяющий исключить разночтения и обеспечить одинаковые подходы при определении породы в реестрах учета и в автоматизированных системах управления селекционным процессом. Это дает возможность при расчете племенной ценности обрабатывать достоверные данные в масштабах ЕАЭС с учетом породной принадлежности племенных животных. Также указаны источники информации, на основании которой устанавливается порода, установлены случаи, при которых племенных животных относят к чистопородным и помесным, а также алгоритм определения породы. Представлен перечень родственных пород КРС молочного и мясного направления, свиней, лошадей, овец, пчел и рыбы.
Наряду с этим для организации информационного взаимодействия утвержден состав сведений о племенных животных и селекционных достижениях, подлежащих обмену между государствами-членами ЕАЭС. Страны договорились обмениваться информацией, необходимой для внесения в национальные информационные системы в области племенного животноводства и последующего ее использования для разведения племенных животных, в том числе о продуктивности, происхождении, племенной ценности, месте рождения племенного молочного и мясного КРС, свиней, лошадей, овец, коз, оленей и верблюдов, а также о партиях племенной продукции.
В рамках данного документа будет также происходить взаимообмен информацией о продуктивных качествах селекционных достижений, перечне племенных хозяйств-оригинаторов (заводчиков), разработчиках селекционных достижений, информацией об апробации и органе, осуществившем ее. Обмен указанными сведениями позволит унифицировать и повысить качество информации, предоставляемой о племенных животных, перемещаемых между странами, актуализировать данные о разводимых на территории ЕАЭС породах, типах, линиях и кроссах сельхозживотных, их характеристиках и местах разведения, что, в свою очередь, будет способствовать увеличению реализации племенной продукции и наращиванию объемов производства в животноводстве.
В стадии разработки находится и база данных, позволяющая осуществлять межгосударственный обмен информацией о племенных животных и селекционных достижениях с использованием информационной системы союза.
Учитывая активное использование в животноводстве государств-членов импортной племенной продукции, для ее успешной интеграции в систему племенного дела ЕАЭС унифицированы требования к закупаемому за рубежом племматериалу. Соответствующий документ регламентирует отнесение ввозимых из третьих стран сельхозживотных и их продукции к племенной с учетом ее качества и полноты сведений о ней, обеспечивает соблюдение унифицированных условий в отношении наличия племенных свидетельств (сертификатов, паспортов), идентификационных номеров животных, сведений о результатах генетической экспертизы, происхождении, продуктивных качествах и других сведений. Реализация положений документа позволит получать исчерпывающую информацию об импортируемой племенной продукции для использования в селекционно-племенной работе, минимизировать ввоз некачественного материала и носителей генетически детерминированных заболеваний.
Единые правила работы ускорят генетический прогресс
Анна Мирошниченко, главный зоотехник-селекционер «Рассвета» (Краснодарский край)
Наша компания занимается геномной селекцией КРС с 2018 года. Главный плюс данной технологии заключается в том, что мы получаем прогнозируемые характеристики животного (продуктивность, фертильность, здоровье, носительство заболеваний) в раннем возрасте по генотипу, ДНК. А традиционная оценка ведется по фенотипу, то есть по фактически достигнутым показателям. Мы разработали экономический индекс, который позволит нам отбирать для собственного стада лучших животных, также сформированы генетические паспорта на исследованный скот, уже известны животные — носители гаплотипов.
Сложность внедрения данного метода, по моему мнению, состоит в отсутствии единых базы и системы учета/расчета индексов. Также нет утвержденных форм генетического паспорта. Кроме того, немаловажную роль играет высокая стоимость исследования. Если в ЕАЭС будет создана такая база и разработаны методики оценки ценности племенных животных, то это, безусловно, ускорит генетический прогресс и облегчит компаниям работу.
Что на перспективу
Для выработки согласованных решений по организации племенного дела в ЕАЭС утвержден порядок координации и аналитического обеспечения селекционно-племенной работы, который устанавливает правила взаимодействия государственных структур стран-членов, научно-исследовательских организаций, лабораторий, хозяйств, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства. Для координации их работы в союзе на регулярной основе будут проводиться координационные совещания.
Аналитическое обеспечение селекционно-племенной работы будет идти на базе ведущих учреждений государств ЕАЭС посредством унификации протоколов сбора, обмена и обработки информации и форм представления данных о племенных животных, в том числе с использованием интегрированной информационной системы союза. Будет вестись разработка биометрических моделей сельхозживотных для оценки их племенной (генетической) ценности, а также структуры ее индексов с учетом весовых коэффициентов селекционируемых признаков в зависимости от экономической значимости. Обмен информацией будет происходить в электронном виде с использованием интегрированной информационной системы ЕАЭС.
В рамках аналитического сопровождения селекционно-племенной работы также станет производиться расчет частных и комплексных индексов племенной ценности сельхозживотных на основе данных, предоставленных странами-членами союза, составление рейтингов племенных животных. Предстоит создать базу данных о референтной популяции племенного скота для проведения геномной оценки.
Ожидается, что реализация достигнутых договоренностей позволит обеспечить эффективное взаимодействие уполномоченных учреждений и научно-исследовательских организаций стран ЕАЭС, осуществляющих деятельность в области племенного животноводства в целях разработки стратегии развития отрасли, определения и реализации перспективных направлений сотрудничества и внедрения инновационных технологий, в том числе геномной селекции. Системный подход к племенной работе, в свою очередь, даст возможность открыть предприятиям АПК доступ к высокопродуктивному племенному материалу, повысить эффективность производства и выйти на самообеспеченность по всем видам продукции животноводства.
Геномная оценка позволяет повысить точность отбора на 35%
Андрей Павлов, директор по продажам и ключевым клиентам компании «Генетика ПИК»
Компания PIC внедрила полномасштабную геномную оценку еще в конце 2013 года дополнительно к той оценке племенных животных, которая применялась ранее. Технологию стали использовать сразу на все производственные показатели, входящие в структуру селекционного индекса, и на все чистые линии, то есть всех чистопородных животных, находящихся на элитных нуклеусах PIC. Используемые в настоящий момент тесты включают в себя 50 тыс. генов маркеров.
Одновременно с другими инструментами ускорения генетического прогресса, в том числе традиционной оценкой генотипа BLUP, геномная оценка позволяет повысить точность отбора в среднем на 35%. Причем чем ниже коэффициент наследуемости данного признака, тем больше повышается точность отбора и, соответственно, ускоряется генетический прогресс по этому селекционируемому признаку. Повышение точности отбора в целом за счет широкомасштабного внедрения геномной оценки в племенной работе позволило добавить в селекционный индекс новые производственные показатели без снижения весового значения тех признаков, которые уже были включены в структуру селекционного индекса ранее. Например, компания PIC в 2019 году добавила такие показатели, как активность и морфология сперматозоидов хряка, а также вес основных (премиальных) отрубов в туше и нежность текстуры мяса.
На мой взгляд, внедрение геномной селекции становится все проще из года в год. В первую очередь это связано со значительным удешевлением оценки образца со временем. В настоящий момент в России уже существуют лаборатории, имеющее нужное оборудование с использованием необходимых тест-систем. Например, в лаборатории компании «Мираторг» геномная оценка осуществляется на постоянной основе и не первый год. В ближайшие пару месяцев компания PIC внедрит геномную оценку на своем элитном нуклеусе, расположенном недалеко от г. Ейск в Краснодарском крае. Думаю, что уже на данном этапе не существует каких-либо непреодолимых трудностей для внедрения данного метода работы в племенных хозяйствах страны. Другой вопрос, где его внедрять нужно, а где в этом нет необходимости. Практически не сомневаюсь, что в ближайшие пять лет геномная оценка войдет в работу российских племенных хозяйств, как обычная практика.
Что касается инициатив ЕАЭС, то я считаю, что они не приведут к ускорению генетического прогресса или будут оказывать на него очень малое влияние. Дело в том, что генетический прогресс создают генетические компании мирового уровня, в свиноводстве это, например, такие, как PIC, «ДанБред», «Топигс»и т. д. И у каждого из этих игроков свои структуры селекционного индекса и свои собственные направления генетического прогресса. Однако я не говорю, что инициативы союза не имеют практической ценности. Единые методики позволят вести четкий контроль за уровнем работы племенных хозяйств ЕАЭС и уровнем продуктивности племенных животных данных предприятий. Это даст возможность понимать, насколько данные животные проявляют свой генетический потенциал и соответствуют ли производственные показатели задачам достижения необходимой экономической эффективности и, например, выхода продукции свиноводства на экспорт.
Авторы — сотрудники Департамента агропромышленной политики Евразийской экономической комиссии. Статья написана специально для «Агроинвестора».
