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


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

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

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);

проектная деятельность:

- 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

Вид промежуточной аттестации

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

Введение Первичная обработка данных. Корреляционно-регрессисный анализ. Оценка достоверности результатов. Дисперсионный анализ, однофакторный комплекс. Вычисление коэффициентов наследуемости в разных генерациях коров при  чистопородном разведении разведение Регрессионный анализ при гомогенном и гетерогенном  подборе Определение наследуемости и повторяемости основ­ных селекционируемых признаков сельскохозяйственных жи­вотных. Методы и техника оценки животных по происхожде­нию. Методы и техника оценки племенной ценности живот­ных по собственной продуктивности и по качеству потомст­ва. Вычисление селекционных индексов. Генеалогический анализ стада. Характеристика линий и семейств в стаде. Определе­ние задач по дальнейшей работе с ними. Планирование инбридингов, составление планов рабо­ты с линиями. Планирование уровней и темпов генетического про­гресса на перспективу.  Методика комбинирования различных исходных по­род для получения заданной структуры новой породы при воспроизводительном скрещивании. Крупномасштабная селекция и программирование селекционных сдвигов
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

Бакай, /  , , // М. КолосС, 2006. 446с.

Дополнительная литература

, , Бакай по генетике. – М.: КолосС, 2010, 300 с. ,  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 № ___.