Что такое BLUP
BLUP — это метод селекционной и генетической оценки животных. Это индекс, оценка, цифра, значение которой позволяет сделать вывод о практической ценности (генетический потенциал, продуктивные качества и т.д.) для конкретной свиньи, коровы, лошади, собаки и т.д. В основе метода лежат очень сложные математические и статистические расчеты.
Ключевые преимущества использования BLUP на практике:
-
максимально точное разделение критериев определяющих продуктивность животного:
- влияние окружающей среды
- генетика (наследственность);
- возможность одновременного сравнения параметров, которые были получены в разных условиях внешней среды от различных генотипов, а также от животных разных поколений;
- математически точный учет всех документально подтвержденных родственных связей;
- корректировка всех значений племенной ценности по отношению друг к другу (например, таких как учет генетической конкуренции и уровня спаривания);
- очень высокая точность племенной оценки, которая позволяет достигнуть высокой эффективности селекции;
- возможность учета дополнительной, но не менее важной, информации (например, генетические тренды, менеджмент и т.п.).
BLUP — аббревиатура от английского словосочетания "Best Linear Unbiased Prediction", которое переводится как "лучший линейный неискаженный прогноз".
Понятие BLUP было введено Чарльзом Роем Хендерсоном, профессором Корнельского универститета в 50-е годы, правда в то время речь шла только о теоретической модели — абсолютно не приемлемой для практического использования ввиду крайней сложности вычислений. Но с конца 70-х и начала 80-х годов, с развитием науки и совершенствованием компьютерных технологий, которые позволили быстро производить сложные статистические и математические расчеты, метод стал использоваться в селекционной практике.
Оценка племенной ценности необходима, чтобы корректно перевести качество наследственной основы (например, высокий среднесуточный привес) в числовое выражение. Это обусловливает необходимость разработки соответствующих статистических методов, которые на основе собственной продуктивности (фенотип) позволяют сделать заключение о генетической предрасположенности к определенной продуктивности (племенная ценность).
Продуктивность конкретного животного определяется не только племенной ценностью — она также сильно зависит от условий окружающей среды в которой оно находится(содержание и кормление). Упрощенно это можно представить в виде формулы: «Фенотип = Генотип + Окружающая среда». Чем выше коэффициент наследуемости признака, тем больше вклад генотипа.
Так, свинья, генетически предрасположенная к высокой продуктивности, но содержащаяся в неудовлетворительных условиях, при плохом кормлении или низком статусе здоровья никогда не проявит свой потенциал в должной мере.
Разумеется, другие негенетические факторы тоже оказывают влияние. Например, толщина шпика зависит от веса животного, а число поросят при рождении — от количества опоросов. Все эти факторы необходимо учитывать, чтобы можно было корректно сравнивать животных друг с другом. Поэтому крайне важно иметь способ для точного определения племенной ценности, который позволил бы различать вклад генетической составляющей и условий среды в проявление продуктивности.
Необходимо особо отметить отличие BLUP от других селекционных методов, оно одно, но крайне важное — это статистическая неискаженность. Свойство неискаженности достигается за счет одновременного определения племенной ценности и влияния среды. Получается система, состоящая из множества уравнений с очень большим числом неизвестных (от десятков тысяч до нескольких миллионов). Решить ее можно только с помощью компьютера.
Как же на практике используют BLUP? Данные о собственной продуктивности животных поступают в базу данных, который содержит в себе очень подробную информацию обо всех животных популяции, даже включая тех, которые уже давно не существуют. Этот банк данных ежедневно пополняется новыми сведениями о продуктивности молодых животных и их происхождении. На основании этих данных инициируется BLUP-оценка с использованием модели конкретного животного. В результате рассчитываются значения племенной ценности, которые представляют из себя цифры — отклонения от средних показателей для данной популяции.
Эти значения умножаются на экономический вес признаков. Он рассчитывается исходя из вклада конкретного признака в общую рентабельность, а также его соответствующего веса в селекции. Например, в отцовских линиях признаки мясной продуктивности имеют, как правило, больший вес по сравнению с материнскими. С другой стороны, продуктивность линий с недостатками в признаках может быть повышена за счет увеличения их экономического веса.
В результате суммирования BLUP-значений племенной ценности и экономических весов каждого из признаков получают BLUP-индекс — монетарное преимущество потомков племенного животного в сравнении со средним значением популяции.
Чтобы легче анализировать и учитывать общую племенную ценность, среднее значение всех животных популяции принимают за 100, а значение стандартного отклонения приравнивают к 20 пунктам BLUP-индекса. Таким образом, BLUP-индекс несет в себе еще и точность оценки: животные с менее точными значениями племенной ценности, обусловленными недостаточным количеством информации о продуктивности, сильнее регрессируют (стремятся) к среднему значению по сравнению с животными с более точными значениями.
Говоря о сравнимости значений племенной ценности, следует подчеркнуть, что они действуют только внутри оцениваемой популяции. Если между популяциями нет генетических связей, то значения племенной ценности не сопоставимы друг с другом вследствие различий в статистических моделях, оцениваемых признаках, экономических весах, определении прибыли и т.д., а также в генетическом уровне спаривания.
Ссылки по теме:
