Semex

Каждый владелец коровы и селекционер желают знать, какое потомство они получат от своих животных, какой генетический потенциал будет в следующем поколении телок и коров. До недавнего времени единственной возможностью определить потенциальную продуктивность телок являлась их родословная и оценка животных по качеству их потомства. При рождении животного его будущее определяют только по родословной. По точности прогноза этот способ ненамного превосходит гадание на кофейной гуще. Еще труднее таким образом предсказать, какое потомство даст в будущем новорожденный племенной бычок. Убедиться в том, насколько сбылись ваши ожидания, можно не раньше, чем через пять лет, когда рожденные от него дочери начнут лактацию. Один из родоначальников научной селекции английский скотозаводчик Чарльз Колинг как-то сказал в сердцах: «Легче найти сотню людей, способных занять пост премьер-министра Англии, чем правильно оценить качества одного породистого быка».

Увы, дети не всегда наследуют лучшие качества своих родителей, потомство выдающихся животных – еще реже. «На детях гениев природа отдыхает!», с сожалением констатировал знаменитый философ Средневековья Эразм Роттердамский. И это в одинаковой степени относится как к людям, так и к животным.

В начале ХХ1 века в селекционном деле произошла подлинная революция, последствия которой могут иметь фантастические результаты. Ей предшествовала расшифровка генома человека. Поскольку далеко не все читатели посвящены в сущность этого открытия, стоит сказать о нем чуть подробнее.

Геном – совокупность наследственного материала, закодированная в клетке всякого живого существа. При формировании наследственной информации природа использовала всего лишь четыре нуклеотида, а ученые по первым буквам названия этих нуклеотидов записали генетический код. Всего четырьмя латинскими буквами: A, C, G и T. Но их вариации поистине бесконечны. В генетическом коде даже невидимой глазом бактерии 2,5 миллиона букв, ровно столько же – в романе Льва Толстого «Война и мир». Число букв в геноме человека – 6 миллиардов – столько букв содержится во всех книгах библиотеки в Ясной Поляне.

Прочитав волшебную книгу под названием «Геном», можно заглянуть не только в далекое прошлое человека – вплоть до 5 тысяч лет назад – проследив все хитросплетения его рода, но и узнать, каким будет его потомство в будущем. В связи с этим кардинально меняется парадигма медицины, ветеринарии, генетики, селекции, биологии в целом. В настоящее время одну и ту же болезнь у разных людей лечат стандартным набором лекарств, хотя каждый организм уникален, а, следовательно, и реагирует на них по-разному. Теперь появляется возможность еще на стадии рождения ребенка предсказать, какие недуги ожидают его в преклонном возрасте, и не допустить их, подбирая индивидуальные средства. До неузнаваемости изменится и социальная жизнь человека. Ученые предсказывают уже в ближайшие годы, что каждый человек будет приходить к доктору на прием с дисконтной карточкой, типа банковской, с полной информацией о его геноме, всей его медицинской пожизненной историей. Если вас, например, станет беспокоить сердце, достаточно будет с помощью мобильного телефона сделать кардиограмму, отослать ее в медицинский центр и точно так же по мобильной связи получить рекомендацию, что нужно принять.

Для того, чтобы заглянуть в таинственную лабораторию природы, человечеству понадобились тысячи лет. Геном человека был расшифрован учеными всего 13 лет назад, дав ключ для прочтения таинственного генетического кода животных. В 2004 году секвенсирован геном коровы, и около десяти лет назад уже начаты работы по геномной оценке быков.

В каждом из 3 миллиардов нуклеотидов (наименьший элемент в структуре ДНК) закодирована информация обо всем организме коровы и ее отличиях от других животных той же породы. Для того, чтобы получить к ней доступ, достаточно взять у коровы образец крови, шерсти, тканей или семени быка, из которых извлекается молекула ДНК. После этого с помощью специальных лабораторных исследований анализируется уникальное содержание ее нуклеотидов.

Что дает селекционерам знание генома коровы и быка? До настоящего времени в основе селекции молочного скота в нашей стране, как и прежде, лежит учет фенотипических показателей подконтрольных животных – данных экстерьера, величины удоев, процентного содержания в молоке жира, белка и т. д. Сопоставляя эти характеристики со стандартными показателями сверстниц, оценивают возможный генетический потенциал разводимого поголовья. То есть исследования селекционеров ведутся от фенотипа к генотипу. Геномная оценка позволяет развернуть этот процесс в обратном направлении – от генотипа к фенотипу. Иначе говоря, селекционеры получают возможность, более эффективно изменять фенотип животного, улучшать его признаки и в конечном итоге значительно повышать продуктивность крупного рогатого скота, что является целью племенной работы.

Важно также иметь в виду, что использование геномной оценки не отменяет традиционные методы селекции, а дополняет их. Достоверность оценки по родословной при рождении животного составляет в целом примерно 30 процентов, тогда как по геному –70 процентов. А оценка по качеству потомства хотя и более достоверная, но может быть известна минимум через пять лет. Сочетание этих двух методов позволяет довести точность оценок до 82—96 процентов. Не менее важно то, что значительно сокращаются сроки улучшения молочного стада. Для того, чтобы выявить, насколько ценен племенной бычок, уже не нужно ждать пять лет, на проведение геномной оценки требуются всего лишь часы. Это позволяет значительно расширить линейку отбора быков и, не затрачивая средства на их содержание, произвести селекцию – животных с выдающимися показателями использовать для воспроизводства стада, а остальных не допускать к размножению.

В статье, рассчитанной на широкую читательскую аудиторию, вряд ли, имеет смысл вникать в тончайшие нюансы технологии геномной оценки животных. Замечу лишь, что она осуществляется с помощью генетических маркеров – отдельных участков ДНК, которые сохраняются в неизменном виде в течение сотни лет и стабильно передаются по наследству в связке с определенными генами или группой генов. У крупного рогатого скота их несколько сотен тысяч. Но оптимальным для практической селекции является набор из 54 тысяч маркеров (снипов), определяемых с помощью специального оборудования, приборов и реагентов в лабораторных условиях. Он размещается на чип-матрице. Для генотипизации чип сопоставляется с ДНК животного. Различия, имеющиеся между чипом и ДНК, обрабатывается специальной компьютерной программой, в результате чего получают генотип каждого животного по 54 000 участкам генов.

За геномной селекцией – будущее животноводства. На Западе это поняли сразу же после расшифровки генома животных и без промедления приступили к созданию недорогих систем его анализа и внедрения в практику. Подчеркнутое мною слово имеет принципиальное значение. На прочтение генетического текста человека потребовалось… 6 миллиардов долларов США. Сейчас стоимость одного теста животного составляет от 200 до 400 долларов США, она будет постоянно уменьшаться и со временем станет доступной практически каждому хозяйству.

В США и Канаде в настоящее время осуществляется около десяти проектов по исследованию фундаментальных основ геномной селекции и практическому применению этих технологий в животноводстве. В число стран, где геномная селекция отнесена к разряду стратегических направлений развития животноводства, кроме США и Канады относятся также Франция, Германия, Великобритания, Дания, Нидерланды, Финляндия, Швеция и др. В общей сложности на это тратятся миллиарды долларов.

Практическое применение технологий геномной селекции начинается с создания референтной базы быков оцененных по качеству потомства. Как минимум она должна состоять из 5—6 тысяч животных. От того, насколько точно и качественно сформирована эта группа, зависят результаты всей последующей работы. Для того, чтобы получить максимальный эффект, зарубежные селекционеры объединяют свои усилия. Общие референтные базы имеются в США и Канаде и в шести странах Европы. Каждая из них насчитывает десятки тысяч животных. В России тоже начинают двигаться в этом направлении. По заказу Департамента животноводства и племенного дела Минсельхоза РФ учеными разработана дорожная карта по развитию и использованию геномной селекции.

К глубокому сожалению, в Беларуси на общегосударственном уровне пока делают только первые робкие шаги. Не стану утверждать, что не существует понимания важности геномной селекции. У руководства отрасли оно, конечно, существует. Но все его внимание отвлечено на решение неотложных практических проблем, которых в нашем молочном животноводстве предостаточно. Это многое объясняет. Но бездеятельность в использовании новых генетических технологий не может быть оправдана. Игнорируя (или откладывая на потом) решение стратегических задач, мы напоминаем неопытного велосипедиста, который, опасаясь упасть, смотрит на колесо. И обязательно падает! Потому что для безопасной езды нужно смотреть вперед, вовремя замечая извилины дороги и ухабы, которые на ней встречаются.

Чтобы не остаться за бортом мирового рынка племенной продукции, внедрение технологий геномной селекции, в том числе создание референтной базы животных нужно начинать незамедлительно. Как бы горько ни было осознавать, догнать ведущие зарубежные страны – лидеров молочного скотоводства нам будет крайне сложно. Чтобы сократить тот разрыв, который имеется сегодня, нужно не менее пяти—шести лет. Но они ведь не будут стоять на месте, поджидая нас…

Геном открыл только незначительную часть своих тайн. Мы не научились пока в полной мере использовать даже те сведения, которые уже имеются, а они затрагивают лишь небольшую видимую часть этого таинственного «айсберга». Впрочем, осознание истинного положения в отрасли полезнее витания в облаках. Геномная селекция – это тот «локомотив», который позволит нашему молочному животноводству ускорить движение вперед. Надо лишь поставить ее во главу нашей государственной политики в области сельского хозяйства и консолидировать все занятые в этом сегменте экономики силы. Сошлюсь на наработки возглавляемого мною совместного белорусско-канадского предприятия COOO «Бел-Симекс».

Несколько лет назад мы привезли из Канады эмбрионы, полученные от высокоценных быков и коров-доноров, и пересадили нашим телкам-реципиентам. Получили от них потомство, в том числе четыре бычка. Взяли у них генетический материал в виде пучка шерсти, положили в конверт и отправили в Канаду. Там провели их геномную оценку. Она получилась разной. Сравнили ее с популяцией быков голштинской породы Канады. И даже, несмотря на то, что эмбрионы были получены несколько лет назад, (т.е. интервал между поколениями увеличился), уровень белорусских бычков на момент их рождения, оказался выше среднего. Но, на наш взгляд, в Беларуси им нет равных, для нас они – «великие». Лучшего из бычков (ЮPOK индивидуальный номер 400806, BELINTERGEN YUROK-ET BLRM52100001) отправили на станцию по производству семени. И он уже производит высокоценный генетический материал - сперму.

СООО «БелСимекс» -- единственная в республике фирма, которая работает в этом направлении. Государственные племенные предприятия идут по другому пути – закупают за рубежом геномно оцененных бычков. Привозят их в Беларусь и получают сперму. Это тоже неплохо, тоже шаг в правильном направлении. Но не наилучший, не самый эффективный. Во-первых, их покупается ничтожно малое количество. Во-вторых, никто ни в США, ни в Канаде, ни в Голландии, Германии, Франции или любой другой стране не продаст выдающегося быка. Их не так уж много, поэтому их стремятся использовать на собственных рынках. Если говорить прямо, нам продают лишь своего рода неликвид – тех бычков, которые не соответствуют самому высокому уровню канадско-американской или европейской популяции. Поэтому предпочтительнее все же закупать не молодых животных, а сперму высокоценных быков, геномно оцененных, и на их основе создавать собственные племенные стада – «нуклиусы». К сожалению, далеко не все из тех, кто определяет сегодня пути развития молочного животноводства, осознают это, предпочитая более простой путь. В страну завозится лишь 3 % высокоценного генетического материала - семени из-за рубежа, в том числе от геномно оцененных быков. Вместо того, чтобы всячески поощрять инициативу передовых хозяйств страны, им иногда под различными благовидными предлогами отказывают в праве на закупки семени из мирового генофонда. Это не что иное, как рецидивы укоренившегося в чиновничьей среде представления. Практика развитых стран в молочном скотоводстве, определяющих сегодня прогресс в сельском хозяйстве, убеждает в близорукости такого подхода. Радует, что руководство Минсельхозапрода Республики Беларусь осознает важность стоящих перед ним задач в области геномной селекции. Я в этом убедился при последней встрече с министром Леонидом Константиновичем Зайцем. Насколько я знаю, уже в ближайшее время состоится совещание по обсуждению путей внедрения геномной селекции в республике с привлечением всех компетентных в этих вопросах специалистов.

И. С. Кысса, национальный координатор Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН в Беларуси в области управления генетическими ресурсами животных, доктор биологических наук