Моделювання лактаційних кривих молочних корів за допомогою аналізу головних компонент (PCA)

УДК 636.2.034/57.087

С. С. Крамаренко, доктор біологічних наук
Н. І. Кузьмічова, аспірант
О. С. Крамаренко, кандидат сільськогосподарських наук
Миколаївський національний аграрний університет

В дослідженні були використані дані щодо походження та показників лактаційної діяльності (n = 526) під час 1-9-ої лактацій 113 корів червоної степової породи, які були нащадками 6 бугаїв-плідників та утримувались в ДП «Племрепродуктор» Степове» (Миколаївська область, Україна) протягом 2001-2014 рр. Крім того, сумарний надій за 305 днів лактації (Y305) було використано для вивчення впливу віку та місяця отелення корів на форму їх лактаційних кривих. PC1 мала вірогідні та позитивні кореляції із М3…М9, що варіювали в межах від 0,658 до 0,938, у той час як PC2 мала вірогідні та позитивні кореляції з М2-М3 (0,695…0,717), але високі та негативні із М9-М19 (-0,673…-0,661). Таким чином, PC1 обумовлює потенціальний рівень молочної продуктивності, у той час як PC2 характеризує персистентність лактаційної кривої (швидкість зниження молочної продуктивності після досягнення піку). Встановлено, що номер отелення, вік та місяць отелення корів також здатні змінювати стандартну форму лактаційної кривої.

Ключові слова: лактаційна крива, персистентність, Аналіз Головних Компонент (PCA), молочна худоба.

Моделювання лактаційних кривих молочних корів за допомогою аналізу головних компонент (PCA). (текст статті)

Modelling of the lactation curves in dairy cattle on the basis of Principal Component Analysis (PCA). (анотація)

Список використаних джерел:
1. Гиль М. І. Генетико-математичне моделювання кількісних ознак у тваринництві : огляд / М. І. Гиль, С. С. Крамаренко // Вісник СНАУ : Серія «Тваринництво». – 2008. – № 10. – С. 49-55.
2. Arendonk J. A. M. Comparison of two methods to extend partial milk records / J. A. M. Arendonk, E. Fimland // Journal of Animal Breeding and Genetics. – 1983. – V. 100. – № 1-5. – P. 33-38.
3. Wilmink J. B. M. Comparison of different methods of predicting 305-day milk yield using means calculated from within-herd lactation curves / J. B. M. Wilmink //Livestock Production Science. – 1987. – V. 17. – P. 1-17.
4. A multivariate approach to modeling shapes of individual lactation curves in cattle / [N. P. P. Macciotta, D. Vicario, C. Di Mauro et al.] // Journal of Dairy Science. – 2004. – V. 87. – P. 1092-1098.
5. Macciotta N. P. P. Use of multivariate analysis to extract latent variables related to level of production and lactation persistency in dairy cattle / N. P. P. Macciotta, D. Vicario, A. Cappio-Borlino // Journal of Dairy Science. – 2006. – V. 89. – P. 3188-3194.
6. Estimates of genetic parameters for lactation shape parameters with multivariate statistical technique in Brown Swiss cattle / [I. Yılmaz, E. Eyduran, A. Kaygısız et al.] // International Journal of Agriculture and Biology. – 2011. – V. 13. – P. 174-178.
7. Аналіз структури популяцій / [В. С. Шебанін, С. І. Мельник, С. С. Крамаренко та ін.]. – Миколаїв : МДАУ, 2008. – 240 с.
8. Крамаренко С. С. Нові методи математичного моделювання лактаційних кривих за допомогою інтерполяції / С. С. Крамаренко // В кн. : Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Новітні технології скотарства у ХХІ столітті» (Миколаїв, 4-6 вересня 2008 р.). – Миколаїв : МДАУ, 2008. – С. 159-164.
9. Халафян А. А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных / А. А. Халифян. – М. : ООО “Бином-Пресс”, 2007. – 512 с.

С. С. Крамаренко, Н. И. Кузьмичёва, А. С. Крамаренко. Моделирование лактационных кривых молочных коров с помощью анализа главных компонент (PCA).

Данные о происхождении и показатели лактационной деятельности (n = 526) во время 1-9-й лактаций 113 коров красной степной породы, которые были потомками 6 быков-производителей и содержались в ГП «Племрепродуктор» Степове» (Николаевская область, Украина) в течение 2001-2014 гг. были использованы в исследовании. Кроме того, суммарный надой за 305 дней лактации (Y305) был использован для изучения влияния возраста и месяца отела коров на форму их лактационных кривых. PC1 имела достоверные и положительные корреляции с М3 … М9, что варьировали в пределах от 0,658 до 0,938, тогда как PC2 имела достоверные и положительные корреляции с М2-М3 (0,695 … 0,717), но высокие и отрицательные с М9-М19 (-0,673 … -0,661). Таким образом, PC1 определяет потенциальный уровень молочной продуктивности, тогда как PC2 характеризует персистентность лактационной кривой (скорость снижения молочной продуктивности после достижения пика). Установлено, что номер отела, возраст и месяц отела коров также способны изменять стандартную форму лактационной кривой.

S. Kramarenko, N. Kuzmichova, A. Kramarenko. Modelling of the lactation curves in dairy cattle on the basis of Principal Component Analysis (PCA).

Data on the origin and indices of lactation activity (n = 526) during the lst-l9th lactations of 113 Red Steppe cows, which were descendants of 6 bull-producers and were kept in the State Enterprise “Plemreproduktor” Stepove»(Mykolayiv region, Ukraine) during 2001-2014 were used in the study. In addition, the total yield for 305 days of lactation (Y305) was used to study the effect of the age and month of calving of cows on the shape of their lactational curves. PC1 had significant and positive correlations with M3 … M9, which varied from 0.658 to 0.938, whereas PC2 had reliable and positive correlations with M2-M3 (0.695 … 0.717), but high and negative with M9-M19 (-0.673 …-0.661). Thus, PC1 determines the potential level of milk productivity, whereas PC2 characterizes the persistence of the lactation curve (the rate of decline in milk production after reaching the peak). It is established that the calving number, age and month of calving of cows are also able to change the standard form of the lactation curve.

Випуск №4 (96), 2017

Genetic polymorphism of the red white belted breed pigs based on microsatellite markers

UDC 636.4.082.25:575.22

S. Lugovoy, PhD (Agr.), Ass. Professor
S. Kramarenko, DSc (Biol.), Ass. Professor
S. Galimov, PhD (Agr.), Ass. Professor
Mykolayiv National Agrarian University

The aim of this study was to analyze the genetic variability and population structure of the Red White Belted breed pigs. Twelve microsatellite loci were selected and belong to the list of microsatellite markers recommended by FAO/ISAG. The number of observed alleles (Na) detected ranged from 4 to 8, with an overall mean of 6.67 and a total of 80 alleles were observed at these loci. The overall means for observed (Ho) and expected (He) heterozygosities were 0.649 and 0.693, respectively. The population effective size (Ne) estimate based on LD-method is 59.2 (95% CI: 36-129) individuals. This population has not undergone any recent and/or sudden reduction in the effective population size and remained at mutation-drift equilibrium.

Key words: genetic polymorphism, microsatellite loci, pigs, the Red White Belted breed.

Genetic polymorphism of the red white belted breed pigs based on microsatellite markers. (текст статті)

Genetic polymorphism of the red white belted breed pigs based on microsatellite markers. (анотація)

Referenсes:
1. Genofond natsionalnykh porod sviney Ukrainy, ikh sozdateli i sovremennye koordinatory / [V. P. Rybalko, A. A. Getya, V. I. Gerasimov i dr.] // Poltava, Poltavskiy lіterator, 2011. – 156 s.
2. Bankovska I. Carcass, meat and fat quality characteristics of Ukrainian red white belted pigs compared to other commercial breeds // I. Bankovska, J. Sales // Slovak Journal of Animal Science. – 2015. – V. 48(1). – P. 23-28.
3. Peakall R. O. D. GENAIEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research // R. O. D. Peakall, P. E. Smouse // Molecular Ecology Notes. – 2006. – V. 691. – P. 288-295.
4. Rousset F. GENEPOP’007: a complete re-implementation of the GENEPOP software for Windows and Linux / F. Rousset // Molecular Ecology Resources. – 2008. – V. 8. – P. 103-106.
5. Cornuet J. M. Description and power analysis of two tests for detecting recent population bottlenecks from allele frequency data / J. M. Cornuet, G. Luikart // Genetics. – 1996. – V. 144. – P. 2001-2014.
6. NeEstimator v2: re-implementation of software for the estimation of contemporary effective population size (Ne) from genetic data // [C. Do, R. S. Waples, D. Peel et al.] // Molecular Ecology Resources. – 2013. – V. 14. – P. 209–214.
7. Meuwissen T. H. E. Effective sizes of livestock populations to prevent a decline in fitness / T. H. E. Meuwissen, J. A. Woolliam // Theoretical and Applied Genetics. – 1994. – V. 89. – P. 1019-1026.
8. Genetic diversity of Brazilian pig breeds evidenced by microsatellite markers / B. P. Sollero, S. R. Paiva, D. A. Faria [et. al.] // Livest. Sci. – 2008. – doi:10.1016/j.livsci.2008.09.025.
9. Genetic variation and relationships of eighteen Chinese indigenous pig breeds / S. Yang, Z. Wang, B. Liu [et. al.] // Genetic Selection Evolution. – 2003. – Vol. 35. -P. 657-671.
10. Genetic diversity of some Ghanaian pigs based on microsatellite markers / R. A Ayizanga, B. B. Kayang, K. Adomako // Livestock Research for Rural Development. – 2016. – Vol. 28.
11. Zaman G. Molecular characterization of Meghalaya local pigs (Niang Megha) using microsatellite markers / G. Zaman, M. C. Shekar, A. Aziz // Indian Journal of Science and Technology. – 2013. – Vol. 6. – P. 5302-5306.
12. Molecular characterization of Ghungroo pig / G. Zaman, M. Chandra Shekar, A. M. Ferdoci [et. al.] // International Journal of Animal Biotechnology. – 2013. – Vol. 3. – P. 1-4.
13. Molecular characterization of Doom pigs using microsatellite markers / G. Zaman, S. Laskar, A. M. Ferdoci [et. al.] // African Journal of Biotechnology. – 2014. – Vol. 13 (30). – P. 3017-3022.
14. Genetic diversity in native and commercial breeds of pigs in Portugal assessed by microsatellites / [A. A. Vicente, M. I. Carolino, M. C. O. Sousa et al.] // Journal of Animal Science. – 2008. – V. 86. – P. 2496-2507.
15. Pedigree and population viability analyses of a conservation herd of Moura pig / [H. Carneiro, S. R. Paiva, M. Ledur et al.] // Animal Genetic Resources. – 2014. V. 54. – P. 127-134.
16. Pedigree analysis of Cinta Senese and Mora Romagnola breeds / [A. Crovetti, F. Sirtori, C. Pugliese et al.] // Acta agriculturae Slovenica. – 2013. – V. 4. – P. 41-44.
17. Conservation genomic analysis of domestic and wild pig populations from the Iberian Peninsula / [J. M. Herrero-Medrano, H. J. Megens, M. A. Groenen et al.] // BMC genetics. – 2013. – V. 14 (106). – P. 1-13.

С. І. Луговий, С. С. Крамаренко, С. М. Галімов. Генетичний поліморфізм свиней червоної білопоясої породи на підставі мікросателітних маркерів.

Метою даного дослідження був аналіз генетичної мінливості та структури популяції свиней червоної білопоясої породи. Були відібрані дванадцять мікросателітних локусів (SW24, S0155, SW72, SW951, S0386, S0355, SW240, SW857, S0101, SW936 SW911 і S0228), які включено до списку маркерів, рекомендованих ФАО/ISAG. У кожному локусі кількість алелів (Na) варіювала від 4 до 8 при загальному середньому значенні 6,67; загалом було виявлено 80 алелів. Середні значення фактичної (Ho) та очікуваної (He) гетерозиготності становили 0,649 і 0,693, відповідно. Оцінка ефективної чисельності популяції (Ne), розрахована за LD-методом, склала 59,2 особин (95% ДІ: 36-129). Ця популяція не зазнала будь-яких недавніх і/або раптових скорочень ефективної чисельності і перебуває в стані рівноваги між мутаційним процесом і дрейфом генів.

С. И. Луговой, С. С. Крамаренко, С. Н. Галимов. Генетический полиморфизм свиней красной белопоясой породы на основании микросателлитных маркеров.

Целью данного исследования был анализ генетической изменчивости и структуры популяции свиней красной белопоясой породы. Были отобраны двенадцать микросателлитных, которые относятся к списку маркеров, рекомендованных ФАО/ISAG. В каждом локусе количество аллелей (Na) варьировало от 4 до 8 при общем среднем значении 6,67; в общей сложности было обнаружено 80 аллелей. Средние значения наблюдаемой (Ho) и ожидаемой (He) гетерозиготности составили 0,649 и 0,693, соответственно. Оценка эффективной численности популяции (Ne), рассчитанная по LD-методу, составила 59,2 особей (95% ДИ: 36-129). Данная популяция не претерпела каких-либо недавних и/или внезапных сокращений эффективной численности и пребывает в состоянии равновесия между мутационным процессом и дрейфом генов.

Випуск №1 (93), 2017

Використання лінійних моделей (BLUP) для оцінки племінної цінності корів за молочною продуктивністю

УДК 636.082/57.087

С. С. Крамаренко, доктор біологічних наук
О. І. Потриваєва, студентка
Миколаївський національний аграрний університет

У роботі наведено результати використання лінійних моделей (BLUP) з урахуванням різних фіксованих факторів та ко-варіюючих змінних для оцінювання племінної цінності (EBV) бугаїв-плідників за рівнем молочної продуктивності. Встановлено, що використання лінійних моделей дозволяє отримувати більш точніші оцінки племінної цінності у разі врахування низки корегуючих факторів (як якісних, так й кількісних). При цьому, отримані оцінки дуже чутливі до незбалансованості при використанні різних бугаїв-плідників у різні роки. Найбільш суттєвий вплив на розрахункові оцінки племінної цінності бугаїв-плідників мали жива маса корів у віці першої лактації та вік їх першого ефективного осіменіння – точність оцінки племінної цінності бугаїв-плідників в цьому випадку підвищується майже удвічі (з 18,3 до 32,6%).

Ключові слова: оцінки племінної цінності (EBV), лінійні моделі (BLUP), молочна продуктивність, велика рогата худоба.

Використання лінійних моделей (BLUP) для оцінки племінної цінності корів за молочною продуктивністю. (текст статті)

Estimation of the dairy cow’s breeding values using the linear models (BLUP). (анотація)

Список використаних джерел:
1. Кузнецов В. М. Основы научных исследований в животноводстве / В. М. Кузнецов – Киров : Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006. – 568 с.
2. Даншин В. А. Оценка генетической ценности животных / В. А. Даншин – К. : Аграрна наука, 2008. – 180 с.
3. Современные методы генетического контроля селекционных процессов и сертификация племенного материала в животноводстве / [Н. А. Зиновьева, П. М. Кленовицкий, Е. А. Гладырь и др.]. – М. : РУДН, 2008. – 329 с.
4. Кузнецов В. М. Методы племенной оценки животных с введением в теорию BLUP / В. М. Кузнецов. – Киров : Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2003. – 358 с.
5. Крамаренко С. С. Нові методи математичного моделювання лактаційних кривих за допомогою інтерполяції / С. С. Крамаренко // В кн. : Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Новітні технології скотарства у ХХІ столітті» (Миколаїв, 4-6 вересня 2008 р.). – Миколаїв : МДАУ, 2008. – С. 159-164.
6. Халафян А. А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных / А. А. Халифян. – М. : Бином-Пресс, 2007. – 512 с.

С. С. Крамаренко, А. И. Потриваева. Использование линейной модели (BLUP) для оценки племенной ценности коров по молочной продуктивности.

В работе приведены результаты использования линейных моделей (BLUP) с учетом различных фиксированных факторов и ко-варьирующих переменных для оценки племенной ценности (EBV) быков-производителей в отношении уровня молочной продуктивности. Установлено, что использование линейных моделей позволяет получать более точные оценки племенной ценности в случае учета ряда корректирующих факторов (как качественных, так и количественных). При этом, полученные оценки очень чувствительны к несбалансированности при использовании ранних быков-производителей в разные года. Наиболее существенное влияние на расчетные оценки племенной ценности быков-производителей имели живая масса коров в возрасте первой лактации и возраст их первого эффективного осеменения – точность оценки племенной ценности быков-производителей в этом случае повышается почти вдвое (с 18,3% до 32, 6%).

S. Kramarenko, O. Potryvaieva. Estimation of the dairy cow’s breeding values using the linear models (BLUP).

The results of using different linear models (BLUP), taking into account various fixed factors and covariance for the assess the breeding value (EBV) of bulls-manufacturers on the level of milk productivity are presented in paper. It was established that the using of linear models allows to obtaining more accurate estimates of breeding values in the case of recording a series of correcting factors (qualitative and quantitative). Besides, the received estimates are very sensitive to the imbalance in the using of sires in different years. The most significant effect on the estimates of breeding value of sires had weight of cows at the age of first lactation and age of the 1st effective insemination – in this case the accuracy of the estimation of breeding value of sires increases by almost in a half (from 18.3% to 32.6%).

Зміст випуску 2 (90), частина 2, 2016

Використання ентропійно-інформаційного аналізу для оцінки відтворювальних якостей помісних свиноматок

Номер, рік
1(82), 2015
УДК 636.4.082.001.573

Автор
В. Я. Лихач, кандидат сільськогосподарських наук
С. С. Крамаренко, доктор біологічних наук
П. О. Шебанін, аспірант
Миколаївський національний аграрний університет

У статті представлено результати оцінки відтворювальних якос-тей помісних свиноматок з використанням ентропійно-інформаційно-го аналізу (ЕІА). Для проведення ЕІА з використанням модифікації для кількісних ознак були використані дані про вікову динаміку (сім опоросів) відтворювальних якостей двопородних свиноматок: велика біла (ВБ) і українська м’ясна (УМ) у поєднанні з кнурами породи лан-драс (Л). Доведено, що на ступінь детермінованості відтворювальних якостей, у тому числі і у віковій динаміці, впливає породність сви-номаток. Встановлено, що найвищим рівнем впорядкованості характеризується кількість поросят при відлученні. Тому даний показник доцільно використовувати в якості основного при оцінці відтворю-вальних якостей свиноматок.

Ключові слова
вікова динаміка, помісні свиноматки, ентропійно-інформаційний аналіз, відтворювальні якості. (more…)