крупного рогатого скота мясных пород к инфекционным заболеваниям;
разработка методических указаний, норм и правил по вопросам мясного скотоводства;
применение геномных технологий для производства товарного поголовья крупного рогатого скота, основанных на поддержании гетерозиготности при скрещивании различных пород и генетических линий крупного рогатого скота мясных пород.
Внедрение современных технологий, позволяющих отслеживать и осуществлять автоматизированный сбор данных для оценки состояния здоровья крупного рогатого скота, репродуктивного поведения и индивидуального потребления корма, в сочетании с геномным анализом позволит усовершенствовать селекцию по таким признакам, как фертильность быков и коров, способность к конверсии корма, мясная продуктивность, что может повысить экономическую эффективность выращивания крупного рогатого скота мясных пород.
III. Научная база и перспективные научные исследования
Естественная селекция на протяжении тысячелетий привела к формированию более 1000 пород крупного рогатого скота, адаптированного к существованию в различных регионах мира. Разведение тех или иных пород связано c экономической выгодой, которую они способны приносить в различных условиях обитания, что, в свою очередь, определяется различиями в их геноме. За последние два столетия некоторые популяции крупного рогатого скота были существенно улучшены, что привело к формированию коммерчески успешных пород, демонстрирующих заметные преимущества при содержании в оптимальных условиях. Выбор животных по определенным признакам проводится животноводческими хозяйствами постоянно для воспроизводства стад и поддержания наиболее коммерчески успешных фенотипов. К настоящему времени благодаря научной деятельности с использованием современных геномных технологий в подотрасли мясного животноводства Российской Федерации удалось достичь определенных практических результатов, а именно:
создана новая отечественная мясная порода крупного рогатого скота - русская комолая и 11 внутрипородных типов;
впервые определена структура популяций и филогенетическое положение 19 исконно российских пород крупного рогатого скота среди 134 мировых пород крупного рогатого скота;
разработаны тест-системы крупного рогатого скота мясных пород, позволяющие определять достоверность происхождения и породную принадлежность крупного рогатого скота;
изучен генофонд отечественного крупного рогатого скота мясных пород в разрезе географических и климатических зон их разведения, разработаны генетические паспорта пород, выявлены ДНК-маркеры, контролирующие селекционно ценные признаки;
разработаны тест-системы для обнаружения носителей наследственных патологий, в том числе множественного артрогрипоза (AМ, синдромальный термин для врожденного состояния, характеризующегося артрогрипозом или контрактурой нескольких суставов, более чем одной части тела) и двойной дупликации (полимиелии) крупного рогатого скота мясных пород (DD, синдром, ассоциированный с формированием дополнительных тканей) ;
исследованы генотипы крупного рогатого скота абердин-ангусской и русской комолой пород по локусам, ассоциированным с параметрами мясной продуктивности и качеством мясного сырья, разработаны генетические паспорта;
проведен мониторинг распространения генетических аномалий и хромосомных нарушений, изучена степень распространения генетических маркеров некоторых хозяйственно полезных признаков у высокопродуктивного племенного крупного рогатого скота в Ставропольском крае;
собран и систематизирован банк данных цветовых характеристик мышечной и жировой ткани, данных по показателям мраморности говядины, полученных от крупного рогатого скота разных полов, возрастов и направлений продуктивности, а также разработаны эталоны цвета мышечной ткани, цвета жира и мраморности говядины;
разработаны технологии получения конкурентоспособной говядины на основе рационального использования хозяйственно-биологических особенностей разных районированных пород крупного рогатого скота, наиболее перспективных вариантов двух- и трехпородного скрещивания крупного рогатого скота отечественных мясных пород, успешной адаптации импортного поголовья крупного рогатого скота абердин-ангусской породы австралийской селекции с учетом их генофонда;
проведена сравнительная оценка быков-производителей различных пород по происхождению, качеству потомства;
установлена генетическая обусловленность показателей продуктивности;
проведены комплексные научные исследования по адаптации завозного крупного рогатого скота в условиях Якутии;
начато создание баз данных фенотипов, ветеринарных и паратипических факторов различных пород крупного рогатого скота, необходимых для начала реализации проектов геномной селекции крупного рогатого скота;
осуществляется внедрение современных репродуктивных технологий в сельском хозяйстве, которые лягут в основу научно-технологической платформы вспомогательных репродуктивных технологий, являющейся объединяющим базисом фундаментальных знаний, решений, сервисов в сфере репродукции, включающей в себя криоконсервацию эмбрионов и семени, созревание и оплодотворение яйцеклеток in vitro, трансплантацию реципиентам ранних эмбрионов, находящихся на разных стадиях развития, оценку здоровья и генетического соответствия потомков.
Во многих странах мира внедрение и повсеместное распространение современных методов геномного анализа привели к существенному прогрессу в животноводстве. Популярность молекулярно-генетических методов в животноводстве обусловлена экономическими преимуществами их применения, поскольку они открывают новые возможности для проведения селекции животных на основе генетических особенностей.
Геномная селекция - это технология, позволяющая улучшить генофонд популяций сельскохозяйственных животных, используя знания о геномах для оценки племенной ценности животных и определения носительства наследуемых заболеваний. Геномный подход к селекции крупного рогатого скота - это комплексный анализ поголовья, который учитывает информацию о фенотипе и генотипе (на основании высокопроизводительного генотипирования и (или) секвенирования) . В основе данного подхода лежит анализ как всего генотипа, так и ДНК-маркеров, ассоциированных с проявлением хозяйственно полезных признаков. Использование геномной селекции имеет преимущество перед традиционными методами селекции, поскольку позволяет оценить потенциал животного сразу после его рождения с более высокой точностью, чем это достигается при племенной оценке на основании родословных. Селекция животных на основе индивидуального генотипа возможна при правильном расчете ассоциации определенных нуклеотидных вариантов с фенотипическими признаками. Считается, что геномный подход к селекции повышает точность оценки племенной ценности до 20 - 100 процентов, что позволяет в 2 раза сократить сроки достижения целевых показателей в зависимости от того, какой признак является целью отбора, а также от размера референтной популяции животных.
Эффективным способом селекции наиболее продуктивных особей является анализ генома животных и сопоставление его с референтной базой данных для определения геномного индекса племенной ценности (далее - ГИПЦ) , позволяющего оценить способность животного производить наиболее экономически выгодное потомство на основании доступных ДНК-маркеров. Одним из наиболее широко распространенных критериев оценки племенной ценности животных, используемых как в научных исследованиях, так и в сельском хозяйстве, является ожидаемая вариация в потомстве, позволяющая провести количественную оценку числа выживших при рождении животных, ожидаемый вес, фертильность и другие хозяйственно полезные признаки животных. При проведении геномной оценки племенной ценности животных важную роль играет использование известных информативных мутаций, что позволяет повысить точность ГИПЦ и скорость генетического прогресса.
Таким образом, поиск информативных маркеров имеет большое значение для реализации программ селекции.
Высокая эффективность геномного подхода к оценке племенной ценности сельскохозяйственных животных привела к созданию программ по геномной селекции крупного рогатого скота во многих развитых странах мира. Реализация таких программ основана на создании референтных баз данных генотипов животных с подробным описанием их фенотипических признаков и особенностей содержания. Осуществление международных проектов позволяет увеличить размер референтных баз данных генотипов животных. Надежность методов, применяемых для геномной селекции, имеет прямую зависимость от размера базы данных генотипов и достоверности информации о фенотипах. Стандартные подходы к геномной оценке будут оптимизированы с учетом результатов анализа геномных ассоциаций с хозяйственно полезными признаками и патологическими состояниями.
К надежным и быстрым методам анализа генотипа животных относится технология генотипирования с помощью микрочипов. Данная технология генотипирования стандартизирована и позволяет получать информацию о генотипах в удобных форматах для последующей статистической обработки. Главным ее преимуществом является относительно низкая стоимость тестирования одного генома по сравнению со стоимостью полногеномного секвенирования. В исследованиях крупного рогатого скота широко применяется микрочип BovineSNP50 v3 DNA Analysis BeadChip (Illumina, Соединенные Штаты Америки) , позволяющий детектировать около 50 тыс. нуклеотидных вариантов. ДНК-микрочип разработан компанией "Illumina" совместно с Министерством сельского хозяйства Соединенных Штатов Америки, Университетом штата Миссури и Университетом Альберта. Более 22 тыс. однонуклеотидных полиморфизмов, используемых для генотипирования, были выявлены при исследовании 3 экономически значимых популяций пород крупного рогатого скота.
Генотипирование позволит создать базы данных ДНК-маркеров крупного рогатого скота мясных пород для реализации проектов геномной селекции в Российской Федерации.
Комплексный план научных исследований подпрограммы (далее - комплексный план научных исследований) приведен в приложении № 1.
IV. Механизм реализации подпрограммы
Достижение цели и решение задач подпрограммы осуществляются в рамках реализации плана системных мер государственной политики и выполнения комплексных научно-технических проектов, отражающих системный и комплексный подход к выполнению мероприятий подпрограммы.
Ответственный исполнитель подпрограммы развивает инструменты реализации государственной политики в установленной сфере ведения в соответствии с планом системных мер государственной политики по реализации подпрограммы, приведенным в приложении № 2 (далее - план системных мер) , в целях обеспечения достижения целевых индикаторов и показателей подпрограммы, приведенных в приложении № 3.
Ответственный исполнитель подпрограммы - Министерство сельского хозяйства Российской Федерации:
обеспечивает реализацию плана системных мер;
принимает в пределах своей компетенции нормативные правовые акты, необходимые для реализации подпрограммы (по согласованию с другими исполнителями мероприятий подпрограммы, если принимаемые нормативные правовые акты также регулируют вопросы, относящиеся к компетенции других исполнителей мероприятий подпрограммы) ;
организует отбор комплексных научно-технических проектов для участия в подпрограмме;
утверждает формы отчетов заказчиков комплексных научно-технических проектов о ходе выполнения указанных проектов, включающие в себя сведения о достижении установленных показателей результативности проекта и расходовании бюджетных и внебюджетных средств, а также порядок представления заказчиками комплексных научно-технических проектов указанных отчетов;
осуществляет при необходимости подготовку изменений, которые вносятся в подпрограмму, и после согласования таких изменений с советом по реализации Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017 - 2025 годы (далее - совет Программы) вносит их в установленном порядке в Правительство Российской Федерации.
Исполнители мероприятий подпрограммы - Министерство сельского хозяйства Российской Федерации и Министерство науки и высшего образования Российской Федерации осуществляют:
принятие требований и условий к формированию заинтересованными хозяйствующими субъектами комплексных научно-технических проектов для участия в подпрограмме;
реализацию плана системных мер.
Высшим исполнительным органам государственной власти субъектов Российской Федерации, являющимся соисполнителями мероприятий подпрограммы, рекомендуется обеспечить:
определение должностных лиц, ответственных за реализацию подпрограммы в субъекте Российской Федерации;
разработку и (или) внесение изменений в государственные программы субъектов Российской Федерации, обеспечивающих поддержку выполнения комплексных научно-технических проектов, реализуемых в рамках подпрограммы на территории субъекта Российской Федерации;
выделение участникам комплексных научно-технических проектов в соответствии со своей компетенцией средств бюджетов субъектов Российской Федерации в установленном порядке;
создание с участием представителей заинтересованных научных и образовательных организаций - участников комплексных научно-технических проектов, сельскохозяйственных товаропроизводителей - заказчиков комплексных научно-технических проектов межведомственных координационных советов по выполнению комплексных научно-технических проектов, реализуемых в рамках подпрограммы на территории субъекта Российской Федерации.
V. Мероприятия подпрограммы
Подпрограмма включает в себя следующие мероприятия:
создание научных и (или) научно-технических результатов и продукции (далее - создание знаний) ;
передача научных и (или) научно-технических результатов и продукции для практического использования и повышение квалификации участников научно-технического обеспечения развития сельского хозяйства (далее - трансфер технологий) ;
коммерциализация научных и (или) научно-технических результатов и продукции (далее - применение знаний) .
Мероприятие, касающееся создания знаний, включает в себя проведение фундаментальных, поисковых и (или) прикладных научных исследований и экспериментальных разработок в соответствии с комплексным планом научных исследований, направленных на решение сформулированной в подпрограмме задачи на федеральном, региональном и (или) отраслевом уровнях, создание базовых (совместных) кафедр и иных структурных подразделений, обеспечивающих практическую подготовку обучающихся, на базе иных организаций, осуществляющих деятельность по профилю соответствующей образовательной программы, лабораторий и (или) временных творческих коллективов.
Необходимость реорганизации существующих и создания новых структурных подразделений определяется существенным материально-техническим и методическим отставанием ведущих российских сельскохозяйственных образовательных и научных организаций от мировых конкурентов в области геномных и постгеномных технологий, накопления и обработки больших баз данных, а также отсутствием отечественной школы биоинформатики в сельском хозяйстве, которая представлена только отдельными исследователями.
Мероприятие, касающееся трансфера технологий, обеспечивает правовую охрану и переход результатов научных исследований и разработок в сферу практического применения, производства и маркетинга новых технологий, продуктов или услуг и может осуществляться в материальной и (или) нематериальной форме в ходе реализации комплексных научно-технических проектов. Выполнение мероприятия, касающегося трансфера технологий, в рамках комплексного научно-технического проекта осуществляется в следующих формах:
передача прав на результаты интеллектуальной деятельности из государственных научных и образовательных организаций в научно-производственные партнерства, созданные в различных институциональных формах (в том числе отраслевые лаборатории, малые инновационные предприятия, федеральные государственные унитарные предприятия и селекционно-генетические центры или иные специализированные структуры, предусмотренные соглашением заказчика и участников (участника) комплексного научно-технического проекта о научно-производственном партнерстве) , для доработки и доведения результатов интеллектуальной деятельности до стадии опытного производства, а также на организацию опытного (опытно-промышленного производства) и оценки качества полученных результатов;
разработка новых основных профессиональных образовательных программ высшего образования и дополнительных профессиональных образовательных программ повышения квалификации и (или) программ профессиональной переподготовки кадров по специальностям и направлениям подготовки, соответствующим развитию генетики, биотехнологии, селекции и племенного дела крупного рогатого скота мясных пород;
реализация образовательных решений в рамках научно-производственных партнерств и взаимодействия с образовательными организациями (базовыми (совместными) кафедрами и иными структурными подразделениями, обеспечивающими практическую подготовку обучающихся, на базе иных организаций, осуществляющих деятельность по профилю соответствующей профессиональной образовательной программы) .
Создание селекционно-племенных центров, способствующих трансферу (передаче) научно-технических результатов и предназначенных для создания пород и породных типов крупного рогатого скота с улучшенными показателями мясной продуктивности, позволит достичь самообеспеченности мясом и мясопродуктами в размере до 85 процентов в целях реализации Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 21 января 2020 г. № 20 "Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации".
Селекционно-племенной центр - научно-производственная структура, осуществляющая процессы селекции, изучения и размножения племенного материала крупного рогатого скота, реализующая селекционно-биотехнологические процессы обеспечения породами и внутрипородными типами крупного рогатого скота мясных пород.
Мероприятие, касающееся применения знаний, означающее практическое использование результатов, полученных на этапе передачи научных и (или) научно-технических результатов в сферу практического применения и аграрного производства, включает в себя:
проведение маркетинговых исследований российского рынка племенного материала крупного рогатого скота мясных пород;
организацию промышленного разведения крупного рогатого скота мясных пород;
оптимизацию новых технологий, средств, методик, разработанных при выполнении комплексных научно-технических проектов;
масштабирование процессов и технологий, правовую охрану и лицензирование созданного племенного материала, технологий или услуги, а также заключение лицензионных договоров на использование созданного племенного материала, разработанных технологий и (или) услуг;
получение племенного и товарного поголовья крупного рогатого скота мясных пород, позволяющего ежегодно увеличивать объемы реализации такого поголовья и (или) производства говядины;
переработку и хранение сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия;
сбыт инновационной продукции, созданной в рамках комплексного научно-технического проекта.
Мероприятие, касающееся применения знаний, должно быть включено в каждый комплексный научно-технический проект. По итогам выполнения указанного мероприятия должна быть обеспечена реализация технологических решений (технологий) , являющихся результатом научных и технологических исследований в рамках комплексного научно-технического проекта.
В состав комплексного научно-технического проекта могут быть включены работы в рамках мероприятия, касающегося создания знаний, и мероприятия, касающегося трансфера технологий, выполненные заказчиком и (или) участниками комплексного научно-технического проекта до начала его реализации, в случае соответствия результатов данных работ тематике такого проекта.