Племенна́я рабо́та, комплекс организационных мероприятий, направленных на постоянное генетическое улучшение популяций (групп особей) из поколения в поколение по отдельным селекционным признакам и/или их комплексу.

В мировой практике к сельскохозяйственным животным относятся особи следующих видов:

• крупный рогатый скот (молочное и мясное, а также комбинированное направления продуктивности);

• свиньи (мясное и сальное, а также комбинированное направления продуктивности);

• овцы (мясное, молочное, шёрстное и пуховое направления продуктивности);

• козы (мясное, молочное, шёрстное и пуховое направления продуктивности);

• лошади (мясное, молочное и общепользовательное направления продуктивности);

• верблюды (мясное, молочное, шёрстное и тягловое направления продуктивности).

В РФ к перечню племенных генетических ресурсов сельскохозяйственных животных относят также пчёл (медоносное направление продуктивности), пушных зверей клеточного содержания (пушное направление продуктивности) и лошадей (спортивное направление продуктивности).

Отдельно выделяют сельскохозяйственных птиц (куры, гуси, утки, индейки и т. д.), которые, как правило, имеют свою организационную специфику, связанную в первую очередь с физиологическими особенностями птиц, но тем не менее племенная работа в них построена на тех же принципах, что и с другими сельскохозяйственными животными.

В странах мира с высоким уровнем развития животноводства организация племенной работы с сельскохозяйственными особями строится на уровнях управления породами и/или их объединениями (популяциями).

Для отнесения сельскохозяйственного животного к той или иной породе оно должно отвечать следующим критериям:

• быть идентифицировано на официально признанном уровне управления племенным животноводством;

• зарегистрировано в племенной книге животных определённого вида и породы;

• быть чистопородным, если племенная книга животных построена по закрытому принципу, т. е. любое животное, зарегистрированное в ней, должно являться прямым потомком (и с отцовской, и с материнской сторон родословной) особей, изначально сформировавших племенные ресурсы породы. Это означает, что в родословных животных, записанных в племенную книгу такого вида, могут встречаться только особи, уже записанные в неё ранее. В открытых племенных книгах животных допускается регистрация новых генотипов, полученных от скрещивания разных пород (или спаривания племенного родителя с товарной, неплеменной особью), определённых в нормативных документах официальной организации, управляющей племенной работой в животноводстве на государственном (или породном) уровне управления.

В РФ официальным органом управления племенными сельскохозяйственными ресурсами в животноводстве является Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. В большинстве зарубежных стран (США, Канада, Дания, Швеция, Германия и др.) эта функция возложена на ассоциации (объединения) владельцев племенных ресурсов сельскохозяйственных животных [племенные ассоциации пород (популяций)]. При импорте племенного генетического материала (живые животные, сперма, эмбрионы и другие виды генетической продукции) записи в племенные книги пород подлежат особи, от которых получен генетический материал, и их предки, определённые в племенных сертификатах, сопровождающих его (материал) и выданных официально признанным поставщиком этого материала в стране-экспортёре.

Все данные о животных, зарегистрированных как племенные в соответствующих племенных книгах животных, должны быть актуализированы до тех пор, пока сама племенная особь (или генетический материал от неё) будет продолжать использоваться в селекционном процессе. Все субъекты племенных ресурсов пород (популяций) сельскохозяйственных животных в своей деятельности должны руководствоваться нормативными документами органа, управляющего племенным животноводством в стране. В РФ к организациям, деятельность которых осуществляется в племенном животноводстве страны, относятся только те, которые получили официальные разрешения от Минсельхоза РФ на производство того или иного вида племенной продукции. Ныне к видам организаций по племенному животноводству относятся:

• племенной завод;

• племенной репродуктор;

• генофондное хозяйство;

• организация по искусственному осеменению сельскохозяйственных животных;

• организация по трансплантации эмбрионов животных;

• организация по учёту, контролю, оценке уровня продуктивности и качества продукции, племенной ценности животных;

• региональный информационно-селекционный центр;

• заводская конюшня;

• селекционно-гибридный центр;

• селекционный центр (ассоциация) по породе;

• племенное предприятие (региональное) по хранению и реализации семени животных-производителей.

Все требования к племенным организациям разных видов, а также правила и порядок официального признания племенной организации определены в нормативных документах Минсельхоза РФ. В соответствии с нормативными регламентами и порядками в области племенного животноводства Минсельхоза РФ, основанными на положениях Федерального закона «О племенном животноводстве», организуется сеть племенных предприятий, формируется и периодически актуализируется исходный массив информации для селекционно-племенной работы с сельскохозяйственными животными в России.

На основе данных племенной книги животных в органе, ответственном за проведение племенной работы с сельскохозяйственными животными, осуществляется формирование свода официальной отчётности об уровне развития племенной базы в регионах, породах, популяциях. Этот же массив данных используется для проведения мероприятий по племенной работе с животными различных видов, пород и популяций, а также для анализа уже полученных результатов.

Кроме того, племенная книга принадлежит национальной ассоциации по управлению генетическими ресурсами этой породы (популяции). При этом только информация из племенной книги животных может официально сопровождать племенной генетический материал на внутреннем и внешнем рынках генетической племенной продукции. В связи с этим только данные племенной книги животных могут легитимно быть использованы в системах племенной работы с этими животными. В странах мира с развитым животноводством племенная книга животных построена по блочному принципу и состоит из следующих подразделов:

• общая информация о племенном животном (идентификационный номер, порода, линия, дата рождения, место рождения, идентификаторы отца и матери, другие показатели, не изменяемые в течение жизни племенной особи);

• информация о росте и развитии животного (живая масса в периоды выращивания племенного индивидуума);

• данные о воспроизводительных качествах особи (даты и результаты осеменений, даты оплодотворений, методы осеменений и пр.);

• данные об экстерьере (показатели характеристик внешнего вида особи, принятые и используемые в селекционной программе с животными определённой породы);

• данные о собственной продуктивности животного [показатели, связанные с видом и с направлением продуктивности породы (популяции) особи];

• результаты рождения потомства (пол и идентификация полученных племенных потомков).

Племенная работа с любым видом сельскохозяйственных животных и направлением продуктивности породы (популяции) состоит из 3 стадий:

• оценка генетических (племенных) качеств животных по отдельным хозяйственно полезным (селекционным) признакам и их комплексу;

• отбор животных в нуклеусную (ядерную) часть породы (популяции), представляемой 4 селекционными группами: отцы будущих производителей, отцы будущих маток, матери будущих производителей, матери будущих маток;

• подбор родительских пар (животных, отобранных в селекционные группы) для их спаривания с целью получения племенного потомства в следующем поколении.

Все эти этапы селекционно-племенной работы тесно и логично взаимосвязаны между собой, и их параметры конкретно определены и оптимизированы в селекционной программе совершенствования племенных и продуктивных качеств животных пород (популяций). В этой программе обязательно определяется цель селекции.

Для достижения цели указывают селекционные мероприятия и участников селекционного процесса, предназначенных для решения частных задач племенного характера. Методически базовые принципы современных селекционных программ были разработаны Д. Дикерсоном (D. Dickerson) и Л. Хейзелом (L. Hazel) в 1940-х гг. На основе своих научных разработок они теоретически доказали, что критерием эффективности селекционной программы с любыми видом и породой животных является показатель ежегодного генетического прогресса, имеющий вид:

$\text{G}_{год}=\text{(G}_{s}+\text{G}_{d})/\text{(L}_{s}+\text{L}_{d}),$

где:

$\text{G}_{год}$ – общий ежегодный генетический прогресс в породе (популяции) по каждому селекционному признаку и/или по их комплексу (в соответствии с разработанной целью селекции);

$\text{G}_{s}$ – генетическое преимущество отцов животных над средней племенной ценностью всех племенных мужских особей в породе (популяции);

$\text{G}_{d}$ – генетическое преимущество матерей животных над средней племенной ценностью всех племенных маток в породе (популяции);

$\text{L}_{s}$ – генерационный интервал в селекционной группе отобранных отцов животных;

$\text{L}_{d}$ – генерационный интервал в селекционной группе отобранных матерей животных.

Под генерационным интервалом понимают средний период использования животных в качестве родителей получаемого от них племенного потомства.

Генетическое превосходство животных мужского и женского полов определяют для каждой племенной особи в породе и затем с заданной интенсивностью селекции выбирают конкретные генетические ресурсы в породе (популяции) для получения от них племенного материала, в том числе и племенного потомства.

Предложенную методику оценки ежегодного генетического прогресса в породе (популяции) развили учёные А. Робертсон (A. Robertson) и Дж. Рендел (J. Rendel) в 1950-е гг. Они предложили сформировать в управляемой популяции сельскохозяйственных животных не 2, а 4 селекционные группы животных:

• отцы будущих мужских особей (SS);

• матери будущих мужских особей (DS);

• отцы будущих маток (SD);

• матери будущих маток (DD).

Дополнительное разделение отцов и матерей предполагаемого племенного потомства на группы обусловлено в первую очередь тем фактом, что интенсивность отбора племенного генетического материала в селекционные группы должна различаться как по уровню селекционного преимущества отбираемых животных, так и по интенсивности их дальнейшего использования в селекционном процессе.

В соответствии с доказательствами этих учёных, общий ежегодный генетический прогресс ($\text{G}_{год}$) в породе (популяции) рассчитывается по формуле:

$\text{G}_{год}= \text{(G}_\text{ss}+\text{G}_\text{ds}+\text{G}_\text{sd}+\text{G}_\text{dd})/\text{(L}_\text{ss}+\text{L}_\text{ds}+\text{L}_\text{sd}+\text{L}_\text{dd}),$

где:

$\text{G}_\text{год}$ – ежегодный генетический прогресс в породе (популяции);

$\text{G}_\text{ss}, \text{G}_\text{ds}, \text{G}_\text{sd}, \text{G}_\text{dd}$ – генетическое преимущество животных, отобранных в соответствующие селекционные группы;

$\text{L}_\text{ss}, \text{L}_\text{ds}, \text{L}_\text{sd}, \text{L}_\text{dd}$ – средние генерационные интервалы особей, отобранных в соответствующие селекционные группы.

Таким образом, генетический прогресс в породе (популяции) за год прямо пропорционален среднему генетическому превосходству животных, отобранных в селекционные группы как родителей, и обратно пропорционален средним генерационным интервалам животных в этих группах. В результате при применении указанной методологии основное внимание селекционеров должно быть обращено на 2 позиции:

• точность оценки генетических качеств животных (зависит от качества, полноты и своевременности обновления данных в племенной книге животных, применяемой методологии прогноза племенной ценности генотипов);

• снижение генерационных интервалов у животных, отобранных в селекционные группы [зависит от установленных сроков измерения селекционных признаков (фенотипических показателей), от соотношения между периодом использования особей и скоростью изменения относительной величины их генетической оценки, определяемой в основном применяемой методологией оценки животных по селекционным признакам].

Для оптимизации процедур, предусмотренных в селекционной программе по породе (популяции), выделяют 2 группы хозяйственно полезных признаков у животных – постоянные и переменные. К первой категории признаков относят оценки селекционно-генетических показателей в селекционируемом массиве животных (их следует учитывать, но невозможно изменить); уровни развития селекционных признаков, показатели их изменчивости (генетической и фенотипической) и их взаимосвязи (генетической и фенотипической); величины коэффициентов наследуемости селекционных признаков, предусмотренных к совершенствованию в селекционной программе с породой (популяцией). Вторую группу составляют признаки, которые можно изменить при помощи организационных процедур: размер активной части популяции; доля племенной популяции, выделенная для проверки животных по потомству; интенсивность отбора животных в селекционные группы; возраст животных при оценке и продолжительность их использования в селекционных группах; экономические значения селекционных признаков (себестоимость проведения селекционных мероприятий и др.)

Описанная методология оптимизации селекционных программ совершенствования пород (популяций) сельскохозяйственных животных является основополагающей, и на её основе формируют структуры всех пород (популяций) особей разнообразных видов: молочного и мясного скота, свиней, овец, лошадей, коз, сельскохозяйственной птицы и др. Эта методология предусматривает подразделение всей популяции индивидуумов на ряд подгрупп животных:

• ядерная популяция – группа животных, предназначенных для получения племенного потомства как мужского, так и женского пола;

• субъядерная популяция – группа животных, выделенных для получения только племенных женских особей в последующих генерациях. Полученные от их спариваний мужские особи не используются в дальнейшей племенной работе [идут на откорм и забой, а также предназначены для продажи в товарную (неплеменную) часть популяции];

• коммерческая популяция – группа животных, выранжированных на различных этапах выполнения селекционной программы, и предназначенных исключительно для производства товарной продукции (молоко, мясо, шерсть, яйца и т. д.).

В подавляющем большинстве пород сельскохозяйственных животных наивысшую племенную ценность имеют особи, выбранные в ядерную популяцию, которая, в свою очередь, является минимальной по численности поголовья. За ними следуют животные субъядерной популяции, которые имеют меньшие значения племенной ценности, но более многочисленны. Наименьшие индексы племенной ценности имеют животные коммерческой популяции, но они представляют наибольшую группу особей в племенной части породы.

При формировании селекционных групп в племенной части популяции сельскохозяйственных животных основной задачей является выбор особей, обладающих наивысшими значениями индексов племенной ценности как по отдельным селекционным признакам, так и по их комплексу.

После проведения оценки племенных качеств животных в породе (популяции) проводят отбор особей в группы, определённые селекционной программой совершенствования продуктивных и племенных качеств индивидуумов, для организации системы воспроизводства генетических ресурсов племенной её части. В соответствии с современными положениями теории разведения сельскохозяйственных животных, при помощи различных методов отбора появляется возможность эффективно влиять на генетическую структуру селекционируемой популяции, меняя её в желательном направлении. При этом достигнутые результаты будут являться устойчивыми в той степени, в которой они выражаются в величинах изменения частот генов в этой популяции животных.

После оценки племенных качеств животных и отбора их в селекционные группы перед селекционерами возникает задача оптимального формирования родительских пар для получения от них потомства. Эта задача в литературе называется подбором.

При совершенствовании генетически обусловленных селекционных признаков сельскохозяйственных животных наиболее часто используют принципы чистопородных подборов, т. е. когда спаривание маток и самцов осуществляют в рамках единой породы. Это означает, что и матка, и производитель являются чистопородными. К чистопородным животным относятся:

• особи, полученные от чистопородных родителей одной и той же породы;

• особи, полученные от чистопородных родителей разных, но родственных между собой пород (например, в молочном скотоводстве к чистопородному относят потомство, полученное от спаривания родителей, один из которых относится к красной степной, а другой – к англерской породам);

• животные-помеси IV–V поколений, полученные при поглотительном скрещивании пород;

• животные-помеси II–III поколений, полученные при вводном скрещивании пород;

• животные, полученные при воспроизводительном скрещивании исходных пород, после апробации созданного массива животных и признания государственной комиссией новой породы.

Достаточно часто в практике племенного животноводства применяют скрещивание пород, т. е. спаривание чистопородных родительских форм, принадлежащих к одному биологическому виду, но к неродственным породам. При использовании скрещивания в практике совершенствования пород сельскохозяйственных животных часто решаются следующие задачи:

• замена генетического материала одной породы (обычно неэффективной в определённых экономических условиях) другой, более эффективной породой;

• исправление отдельного недостатка, присущего исходной породе, за счёт использования генетических особенностей другой породы, где этот недостаток отсутствует (для качественных селекционных признаков) или имеет более высокий уровень развития (для количественных селекционных признаков);

• выведение новой породы сельскохозяйственных животных определённого вида и определённого направления продуктивности;

• использование положительного проявления эффекта гетерозиса, наблюдаемого только в первом поколении помесных животных определённых пород. Под эффектом гетерозиса понимают явление (феномен), заключающееся в отклонении проявления количественного признака в потомстве от среднего значения этого признака математических ожиданий проявления (или генетических уровней) этого признака у родительских форм, принадлежащих к разным массивам (породам, линиям и др.) сельскохозяйственных племенных животных. С теоретической точки зрения этот эффект обусловлен взаимодействием генов, т. е. эпистатическими эффектами (специфическими комбинациями) генов у потомства, полученного от скрещивания.

Задача преобразования одной породы при помощи генетического материала другой достигается путём применения поглотительного скрещивания пород.

Вводное скрещивание применяют тогда, когда требуется улучшить какие-либо качества исходной породы, придать ей новые качества или улучшить их проявление, а также устранить генетически обусловленные недостатки

Воспроизводительное скрещивание зачастую используют в разных формах для выведения новых пород сельскохозяйственных животных. Различают простое скрещивание, когда используют животных только двух исходных пород, а помесей, полученных при этом, используют при разведении «в себе» на протяжении ряда поколений, и сложное скрещивание, когда в создании новой породы принимают участие генотипы трёх и более исходных пород.

Промышленное скрещивание животных основано на получении помесного потомства, отличающегося проявлением эффекта гетерозиса.

Следует отметить, что, несмотря на то что помеси, полученные при помощи скрещивания, являются товарными животными, для их создания используют исключительно племенной материал исходных пород, задействованных в схемах получения помесного поголовья.

Гибридизация, т. е. процесс скрещивания животных разных биологических видов, в племенной работе фактически не используется, хотя в отдельных регионах мира этот метод широко используется в практике при создании животных, например, отличающихся повышенными показателями выносливости при перевозке грузов.

Таким образом, основным методом воспроизводства племенных сельскохозяйственных животных является чистопородное разведение, при использовании которого различают генотипы, полученные от родственных и неродственных (инбридинг и аутбридинг) подборов.

Эффект племенной работы в породах (популяциях) возможно получить при организации управления системой генетического совершенствования ресурсов массивов биологических особей на постоянной, устойчивой основе при оптимизации селекционного процесса и принципов племенной работы.