Факультет зоотехнологий и агробизнеса
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе,
чл.-корр. РАСХН, профессор
______________
«____»___________2015 г.
Кафедра генетики и разведения животных имени
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине «Планирование и моделирование селекционного процесса»
направление подготовки 36.03.02 – «Зоотехния»
Рассмотрено: на заседании кафедры «___» ____________201_ г. Зав. кафедрой ____________________________ | Одобрено: Декан факультета _______________ «___»___________________201_ г. |
Москва 2012
1. Цели и задачи дисциплины «Планирование и моделирование селекционного процесса в животноводстве»
Целью дисциплины является изучение студентами теоретических и практических знаний по современному планированию и моделированию селекционных процессов в животноводстве. Расширенное и углубленное изучение новых методов селекции и применение математических и статистических методов обработки экспериментальных данных в животноводстве, позволит выпускнику обладать универсальными и профессиональными компетенциями, способствующими его успешной профессиональной карьере.
Задачи дисциплины: изучить математическую основу алгоритмов, используемых в селекционном процессе; научиться составлять репрезентативные выборки, адекватно выбирать методы обработки экспериментальных данных; овладеть методами обработки результатов эксперимента; научиться формулировать и проверять статистические гипотезы. Изучить методы разведения животных; организацию селекционно-племенной работы в животноводстве, направленной на повышение продуктивного долголетия
Студент должен знать:
- основные породы животных в нашей стране и за рубежом;
- виды продуктивности животных;
- теорию и практику отбора и подбора в животноводстве;
- методы разведения животных;
- организацию селекционной работы с породой, линиями и семействами, как при чистопородном разведении, так и при различных вариантах скрещивания;
- методы учета роста и развития животных;
- методы оценки продуктивности, отбора и подбора.
Cтудент должен уметь:
- пользоваться персональным компьютером для решения селекционных задач.
- проводить оценку животных по фенотипу и генотипу. Студент должен владеть методами оценки конституции и экстерьера. Студент должен иметь практические навыки по оценке экстерьера и конституции животных, а также уметь определять продуктивность животных, составлять план подбора и отбора, вычислять селекционно-генетические параметры на персональном компьютере, составлять генеалогическую структуру стада, определять породность помесных животных.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Планирование и моделирование селекционного процесса» относится к профессиональному циклу.
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента заключаются в следующем:
- знать генетику и разведение животных;
- владеть вопросами частной зоотехнии;
- знать основы кормления с.-х. животных;
- способность проводить зоотехническую оценку животных, основанную на знании их биологических особенностей; (ПК-9)
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
производственно-технологическая деятельность:
- способен формировать и решать задачи в производственной и педагогической деятельности, требующие углубленных профессиональных знаний (ПК-1);
научно-исследовательская деятельность:
- способен формировать решения, основанные на исследованиях проблем, путем интеграции знаний из новых или междисциплинарных областей
(ПК-4);
- способен к разработке научно-обоснованных систем ведения и технологий отрасли (ПК-7);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основы теории вероятностей и математической статистики, классические и современные математические и статистические методы, основные математические модели, используемые в биологии;
Уметь: производить статистическую обработку результатов эксперимента, устанавливать характер и тип распределения объектов с разными параметрами признака, выявлять изменчивость признака, оценивать значимость различия показателей в разных совокупностях, определять величину и направлении связи между переменными величинами признаков объектов совокупности, изучать степень влияния того или иного фактора на изменчивость анализируемого признака и прогнозировать показатели-отклики при заданных значениях воздействующих факторов, формулировать и проверять выдвигаемые статистические гипотезы, организовать и провести научный эксперимент, обобщать результаты опыта и формулировать выводы.
Оценивать и отбирать животных по количественным признакам с учетом их наследуемости, возрастной повторяемости, характера изменчивости, взаимосвязей с другими селекционируемыми признаками. Уметь правильно оценивать влияние среды на эффект отбора и реализации наследственного потенциала. Уметь правильно оценивать генотипы при линейном подборе и кроссе линий. Использовать современные программы Microsoft office Excel.
Владеть: современными математическими методами, используемыми в биологических исследованиях. методикой, составления плана племенной работы со стадом, внутрипородными типами, с породой в целом в качестве долгосрочных селекционных программ и годичных, пятилетних планов. Владеть методикой оценки животных по качеству потомства, основными принципами подбора животных, составлением схем и семейств, методикой расчета коэффициентов корреляции между признаками по программе и использовать эти показатели в селекционной работе.
4. Объем дисциплины «Планирование и моделирование селекционного процесса в животноводстве» и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
3 семестр | 4 семестр | ||
Аудиторные занятия (всего) | 74 | ||
В том числе: | |||
Лекции | 30 | 16 | 14 |
Практические занятия (ПЗ) | 44 | 16 | 28 |
Самостоятельная работа (Всего) | 178 | 76 | 102 |
36 | зачет | экзамен | |
Общая трудоемкость дисциплины часы \ | 288 | 108 | 180 |
I. Введение
Общее понятие о планировании и моделировании селекционного процесса в животноводстве. Иметь понятие о племенном деле как о системе зоотехнических, организационных и экономических мероприятий по качественному совершенствованию сельскохозяйственных животных, улучшению их породных, продуктивных и племенных достоинств и созданию новых пород и типов. Место моделирования селекционного процесса в зоотехнической науке, его взаимосвязь и взаимообусловленность с другими дисциплинами, возрастание роли племенной работы и необходимость разработки новых селекционных приемов при интенсификации, концентрации и специализации животноводства. Значение планирования и моделирования селекционного процесса при рыночной системе экономики.
Опыт лучших заводчиков, организация племенной работы в ведущих странах мира. История племенного дела в нашей стране; роль русских ученых (, , и др.) в развитии теории и практики племенного дела, научных и практических основ племенной работы.
Закон о племенном деле в животноводстве Российской Федерации. Содержание закона, его цель и задачи. Единая система государственной племенной службы в Российской Федерации. База племенного животноводства. Субъекты племенного дела в животноводстве: предприятия по племенному делу любой формы собственности и хозяйствования, производящие и реализующие племенной материал; ассоциации, общества и другие предприятия и граждане, юридические лица, осуществляющие племенную деятельность, имеющие лицензии на проведение племенной работы.
II. Теоретические основы племенного отбора
Система оценки, испытания и отбора племенных животных
Признаки и показатели отбора, его сущность. Смена поколений как основа существования и развития стад и пород, ее влияние на эффект селекции. Принципы выбора оптимального интервала смены поколений. Использование трансплантации эмбрионов как метода повышения коэффициента размножаемости сельскохозяйственных животных, ускоряющего селекционный процесс и повышающего его эффективность.
Принципы выбора оптимального метода оценки признаков при подборе. Особенности оценки и отбора по количественным признакам с учетом их наследуемости, возрастной повторяемости, характера изменчивости, взаимосвязей с другими селекционируемыми признаками. Коэффициент регрессии. Принципы направленного отбора — ведущего в животноводстве. Влияние среды на эффект отбора и реализации наследственного потенциала. Реализация гена в признак. О связи генотипа и фенотипа. Генотип и среда. Смена рангов.
Роль выдающихся животных в улучшении стад и пород. Место признака в системе комплексной оценки, организация и техника отбора по происхождению, сибсам и полусибсам, собственной продуктивности. Оценка по происхождению таблично-генеалогическими и математико-генеалогическими методами. Индексы происхождения. Системы оценки по сибсам и полусибсам в разных отраслях животноводства. Основные организационные формы оценки животных по собственной продуктивности. Ипподромные испытания лошадей, контрольно-испытательные дворы, элеверы, конкурсы Мясного скота в скотоводстве, контрольное выращивание в свиноводстве.
Испытание и оценка по качеству потомства. Обоснование необходимости испытания, общие условия организации испытания, принципы подбора к испытуемым производителям маток-аналогов; определение размеров групп в зависимости от величины изменчивости признаков. Методы определения численности дочерей для оценки производителя. Эталонизация испытаний. Организационные особенности испытания по качеству потомства животных различных видов и направлений продуктивности. Требования к отбору улучшателей, отцов ремонтных самок для использования в качестве матерей ремонтных производителей. Особенности отбора коров-доноров при трансплантации эмбрионов.
Организационные особенности и техника различных форм отбора: прямого и косвенного, положительного и отрицательного, движущего и стабилизирующего, дестабилизирующего, дизруптивного на восприимчивость и резистентность к заболеваниям и стрессам; технологического, провокационного и т. д. Тандемный (последовательный) отбор по нескольким признакам. Отбор по независимым уровням. Отбор по селекционному индексу. Эффективность каждого метода отбора в зависимости от коэффициента корреляции между признаками, коэффициента наследуемости и селекционного дифференциала. Отбор по гомо- и гетерози-готности производителей и маток. Методы повышения эффективности отбора: селекционные индексы и принципы их построения, селекция по маркерам.
Бонитировка как критерий оценки качества племенной работы в хозяйстве и главное организационное мероприятие по отбору: сущность, специфика бонитировки животных разных видов и направлений продуктивности. Принципы определения классности и другие формы группировки животных, тематика расчета минимальных показателей продуктивности для включения животных в селекционные (племенные) группы: мероприятия, проводимые на основании отбора.
Методы племенной оценки животного, роль и значение источников информации для определения доли участия групп родителей и предков в общем селекционном эффекте.
Анализ методов селекционно-племенной работы, применяемых у различных видов животных, птиц и пушных зверей.
III. Теоретические основы племенного подбора
Специфика и техника подбора
Особенности подбора в зависимости от вида животных, направления продуктивности. Типы, варианты подбора пар. Индивидуальный и групповой. Улучшающий, уравнительный, мобилизирующий, гомогенный и гетерогенный, возрастной. Элементы подбора. Цели и задачи, решаемые различными вариантами подбора пар. Методы подбора пар: по фенотипу, происхождению, генотипу. Иммунологическое обоснование подбора (группы крови, маркировка линий по антигенным факторам). Генетическое обоснование различной сочетаемости генотипов при подборе (сочетание кровей). Поиск гетерозиготных сочетаний. Селекция на гетерозис при скрещивании и внутрипородном разведении. Предупреждение инбредной депрессии. Полигенный характер наследования количественных признаков, менделевская основа наследования количественных признаков.
Понятия «наследуемость», «наследование», «наследственность». Регулирование родственных спариваний. Последовательность в проведении отбора в ряде поколений. Поиск лучших сочетаний, направления продуктивности, типа хозяйства. Подбор в племенных стадах, в зоне деятельности ГПС (племпредприятия), в товарных фермерских стадах. Особенности подбора в условиях широкого применения искусственного осеменения, трансплантации эмбрионов и др. Методы повышения эффективности отбора: оценка препотентности, сочетаемости, проведение биотестов, учет этологических тестов (поведенческих реакций животных). Подбор по многоплодию, хозяйственному долголетию. Подбор с учетом специфической комбинационной сочетаемости линий, направленный на получение эффекта гетерозиса.
IV. Чистопородное разведение как основа племенного животноводства
Порода как звено эволюции вида домашних животных под воздействием искусственного отбора и как основа племенной работы. Численность пород, их ареал. Проблемы управления эволюцией пород. Сохранение и разумное использование генофонда. Направление породообразования у нас в стране и за рубежом. Методы создания синтетических пород, типов и линий сельскохозяйственных животных. Новое в методологии породообразования. Генетические основы чистопородного разведения (повышение гомозиготности, уровня генетического сходства, расчленение на генетически обособленные группы, сохранение высокой жизненности). Использование инбридинга и аутбридинга при чистопородном разведении.
Организационные особенности, достоинства и недостатки, примеры удачного применения методов чистопородного разведения, основанных на использовании инбридинга: инбредные, умеренно-инбредные, закрытые, частично-закрытые, заводские линии. Специализированные линии. Кроссы линий. Примеры и методы использования гетерозиса при чистопородном разведении.
Методика составления плана племенной работы со стадом, внутрипородными типами, с породой в целом в качестве долгосрочных селекционных программ и годичных, пятилетних планов. Особенности племенной работы и ее организационных форм в пользовательных и племенных стадах и на уровне больших массивов животных в разных зонах.
V. Использование в племенной работе межпородного скрещивания
Виды скрещивания, биологическая сущность скрещивания. Методика породообразования, разработанная . Воспроизводительное породообразующее скрещивание: разработка стандартов породы, выбор исходных пород и животных для скрещивания, получение помесей желательного типа. Особенности инбридинга, его типа и степени при создании породы на различных этапах ее формирования, закрепление типа родоначальника. Сочетание тесного инбридинга на гетерозиготного родоначальника со строгим отбором по крепости конституции, адаптивным качествам, резистентности, выраженности запланированного типа животных. Формирование структуры породы и переход на разведение «в себе».
Вводное скрещивание как путь качественного совершенствования ценных пород: выбор улучшающей породы, организационные особенности.
Поглотительное скрещивание как путь быстрого качественного преобразования больших массивов животных: выбор улучшающей породы, условия, способствующие повышению эффективности приема.
Межпородное промышленное скрещивание: специфика в различных отраслях животноводства, методы повышения его эффективности. Техника, теоретические основы, достоинства и недостатки методов межпородного промышленного скрещивания, рассчитанных на два поколения и более: бек-кроссинг, трехпородное переменное скрещивание. Гетерозис при промышленном скрещивании.
Гибридизация в животноводстве. Создание новых ценных типов и видов. Трудности при гибридизации — бесплодие гибридов. Пути преодоления нескрещиваемости некоторых видов. Новые методы биотехнологии в решении этих задач.
VI. Крупномасштабная селекция и программирование селекционных сдвигов
Определение понятия. Общие принципы крупномасштабной селекции. Темп (прогресс) улучшения животных в зависимости от категорий разведения. Интенсивность селекции и система разведения. Определение целей селекции. Расчет потребного числа спермодоз для осуществления программы улучшения породы. Расчет оптимального удельного веса племенной базы породы. Необходимое число матерей будущих производителей. Потребность в ремонтных производителях для осуществления программы селекции. Соотношение чистопородного разведения и скрещивания. Этапы отбора. Расчет ежегодного улучшающего генетического прогресса. Вычисление оптимальной численности активной части породы. Отбор улучшателей гарантированного качества для получения следующего поколения производителей. Осуществление «заказных» спариваний. Создание банков для долголетнего хранения спермы и использования ее в селекционных целях. Разработка долгосрочных селекционных программ с использованием компьютерных программ. Принципы машинного эксперимента и моделирования селекционного процесса с помощью компьютерных программ, значение анализа популяционных параметров и их использование при отборе для управления селекционным процессом прогнозирования. Принципы автоматизированных информационных систем обработки первичной племенной документации в зарубежных странах. Использование новых биотехнологических методов при крупномасштабной селекции.
Перечень практических занятий
1. Введение
2. Первичная обработка данных. Корреляционно-регрессисный анализ. Оценка достоверности результатов.
3. Дисперсионный анализ, однофакторный комплекс.
4. Вычисление коэффициентов наследуемости в разных генерациях коров при чистопородном разведении разведение
5. Регрессионный анализ при гомогенном и гетерогенном подборе
6. Определение наследуемости и повторяемости основных селекционируемых признаков сельскохозяйственных животных.
7. Методы и техника оценки животных по происхождению.
8. Методы и техника оценки племенной ценности животных по собственной продуктивности и по качеству потомства.
9. Вычисление селекционных индексов.
10. Генеалогический анализ стада.
11. Характеристика линий и семейств в стаде. Определение задач по дальнейшей работе с ними.
12. Планирование инбридингов, составление планов работы с линиями.
13. Планирование уровней и темпов генетического прогресса на перспективу.
14. Методика комбинирования различных исходных пород для получения заданной структуры новой породы при воспроизводительном скрещивании.
15. Крупномасштабная селекция и программирование селекционных сдвигов
5. Разделы дисциплин и виды занятий
Расчет учебных часов по дисциплине
«Планирование и моделирование селекционного процесса»
3 семестр
№ п/п | Наименование разделов | Лекции (3 семестр) | Лабораторные занятия (3 семестр) |
ч | ч | ||
I | Введение | ||
II | Первичная обработка данных. Корреляционно-регрессисный анализ. Оценка достоверности | 2 | 2 |
III | Дисперсионный анализ, однофакторный комплекс | 2 | 2 |
IV | Вычисление коэффициентов наследуемости в разных генерациях коров при чистопородном разведении разведение | 2 | 2 |
V | Регрессионный анализ при гомогенном и гетерогенном подборе | 4 | 4 |
VI | Крупномасштабная селекция и программирование селекционных сдвигов | 4 | 4 |
ВСЕГО | 16 | 16 |
4 семестр
№ п/п | Наименование разделов | Лекции (4 семестр) | Лабораторные занятия (4 семестр) |
ч | ч | ||
I | Модель прогноза эффекта селекции | 2 | 4 |
II | Модель экономической оценки программы селекции | 2 | 2 |
III | Продуктивность черно-пестрого скота разной кровности по голштинской породе | 2 | 4 |
IV | Совершенствование черно-пестрого скота | 2 | 6 |
V | Работа с семействами в стаде крупного рогатого скота | 2 | 4 |
VI | Генетическая структура популяций черно-пестрого скота | 2 | 4 |
VII | Молочная продуктивность при адаптации крупного рогатого скота | 2 | 4 |
ВСЕГО | 14 | 28 |
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература
1. Бакай, / , , // М. КолосС, 2006. 446с.
Дополнительная литература
1. , , Бакай по генетике. – М.: КолосС, 2010, 300 с.
2. , Разведение сельскохозяйственных животных / , , // М.: КолосС, 2000. 467с.
Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Специализированная аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием. Компьютерный класс на 11 рабочих мест.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учётом рекомендаций и ПрООП по направлению подготовки 111100 – Зоотехния.
Авторы программы: – доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой генетики и разведения животных имени , профессор ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, – кандидат биологических наук, профессор кафедры генетики и разведения животных имени ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, – кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры генетики и разведения животных имени ФГБОУ ВПО МГАВМиБ.
Программа одобрена на заседании Ученого совета факультета ФГБОУ ВПО МГАВМиБ от «___» ___________ 2015 г., протокол № ___.
