Как генетические технологии меняют молочное скотоводство России

Геномные исследования стали основным драйвером роста и повышения эффективности сельхозпроизводства во всём мире. Российское животноводство движется в этом же направлении — иначе быть конкурентоспособными невозможно. Государство уже несколько лет последовательно инвестирует в генетические технологии: субсидирует хозяйства на улучшение продуктивности скота, поддерживает селекционные программы и создаёт отечественную базу генетических ресурсов. Отраслевые эксперты наблюдают этот процесс с 2022 года, когда поправки в приказ № 336 обязали лаборатории навести порядок в данных — уйти от «архаичных» сведений и сделать молочные и генетические данные достоверными и систематизированными.

«Начинать нужно с базовых вещей — упорядочивания работы с данными хозяйственно-полезных признаков и их систематизации. Это возможно только там, где есть компетенции и знания, и ключевую роль тут играет аккредитация как формализованное подтверждение этих компетенций», — отмечают руководители профильных лабораторных центров.

Почему именно аккредитация
Аккредитация — это системный, комплексный подход к менеджменту качества всех процессов и официальное подтверждение технической компетентности и достоверности. В отличие от лицензирования или сертификации, она проверяет не только наличие документов, но и то, как именно лаборатория выполняет работу, насколько компетентны сотрудники и выстроен контроль качества. Требование регулятора работать по стандарту ГОСТ Р ИСО 17025 поставило во главу угла управление точными, а не абстрактными данными — и рынок эту инициативу поддерживает.

Что даёт генотипирование хозяйству
Генотипирование позволяет видеть стадо не по внешним признакам или описанию продуктивности, а на основании генома: какие признаки из поколения в поколение несут животные и какой потенциал могут передать потомству. Это меняет подход к селекционным программам — селекционер получает массив точных данных для прогнозирования и комплексного выведения более продуктивных и здоровых животных.

Важно, что высокая производительность молока — не единственная цель. Чаще через генотипирование решаются задачи по улучшению здоровья и продуктивного долголетия. Во главу угла, как правило, встаёт выравнивание стада: хуже всего неоднородное поголовье, где 1% — высокопродуктивных, 40% — со средними качествами и 50% животных не гарантируют стабильного уровня хозяйственно-полезных признаков. С таким стадом сложно прогнозировать экономику, а экономика — это бизнес-модель и понимание окупаемости инвестиций на годы вперёд.

Генотипирование повышает точность прогнозирования. Результат не сиюминутный: за 3–5 лет селекционной работы хозяйство может получить однородное высокопродуктивное стадо с хорошими показателями здоровья.

Оправдано ли использование международных баз генотипов
Российское поголовье — в большинстве своём голштинизированный ассимилированный скот, порода, широко распространённая во всём мире. Такие животные несут в себе породные признаки чистых материнских линий, поэтому международная база данных выступает хранилищем этих признаков, и часть данных релевантна для сравнения повсеместно.

Другие показатели — здоровье, производительность, устойчивость к стрессу — изменчивы в локальных условиях содержания. Они в какой-то мере сопоставимы с глобальными, но для российской практики принципиально важно накапливать и актуализировать собственную базу данных. Задача генетиков и производственников — выстроить сбор и систематизацию данных по всем хозяйственно-полезным признакам скота в России и повысить их достоверность: это облегчит труд селекционеров и повысит эффективность селекционных программ. Именно на это и направлен государственный курс.

Оценка стратегии Минсельхоза
Министерство сельского хозяйства делает правильный стратегический выбор: инвестирует в инфраструктуру, даёт гранты на создание генетических лабораторий, субсидирует хозяйства. Вторая часть — управление данными: в проект ФГИАС (федеральную государственную информационную аналитическую систему) инвестированы значительные средства. Единая национальная система точных данных — ключ к прогнозированию продуктивности поголовья сейчас и в будущем, и отраслевое сообщество с нетерпением ждёт её полноценного запуска.

При этом ведущие специалисты отрасли оценивают заявленные сроки реализации проекта с осторожностью: полноценной работы системы стоит ждать не ранее чем через 2–3 года. Дело не только в запуске, но и в накоплении, фильтрации и отладке механизмов обработки данных — ошибки могут возникать на любом этапе: сбора, обработки, передачи. Поэтому лаборатории и хозяйства продолжают собирать и систематизировать данные традиционными методами, оттачивая их годами.

Как менялась сфера лабораторных исследований
На момент изменений 2021–2022 годов аккредитованных лабораторий в отрасли почти не было. Когда государство предъявило требование соответствовать ГОСТ Р ИСО 17025, многие лаборатории прекратили существование — из-за недостатка квалификации и инвестиций. На рынке встречались и те, кто выдавал «справки» и недобросовестные протоколы.

Сейчас ситуация улучшилась: лабораторий стало меньше, но качество и достоверность данных выросли. Возникла другая проблема — колоссальная нагрузка на тех, кто смог соответствовать требованиям. Рынку потребуется ещё несколько лет, чтобы дооснастить существующие лаборатории и нарастить мощности; Минсельхоз поддерживает вузы и технопарки грантами на развитие инфраструктуры. По оценкам экспертов, через 5 лет на рынке появятся новые компетентные игроки.

Что отражение этих процессов означает для хозяйств
После вступления в силу требований по внесению данных во ФГИАС запрос на услуги генетических лабораторий резко вырос, и сроки выдачи протоколов на отдельных площадках увеличивались до двух месяцев — при том что производственный цикл требует быстрых решений по выбраковке и продаже. Этот эпизод наглядно показал: хозяйства с выстроенным селекционным процессом ощущают подобные нагрузки существенно меньше — они своевременно планируют генетические исследования и работают с данными системно.

Лидеры рынка, в свою очередь, отреагировали на всплеск спроса инвестициями в мощности: по итогам модернизации отдельные центры нарастили производительность в три раза и сегодня исследуют десятки тысяч образцов в месяц, вернувшись к стандартным срокам выдачи протоколов — от 15 до 21 рабочего дня при мощности до сотен тысяч исследований в год.

Почему сроки нельзя «ускорить» произвольно
Методология предусматривает этапы выделения ДНК, сопоставления микросателлитов и другие технологические операции. Эти процессы нельзя ускорить — они биологически обусловлены. 15 рабочих дней — минимальный срок, при котором можно сформировать данные и заключение, сохраняя достоверность; обещания выдать результат «за 2–7 дней» эксперты считают технически нереалистичными.

Многое зависит и от самого хозяйства: при хорошо выстроенной родословной и своевременном предоставлении корректных исходных данных подтверждение занимает минимальные сроки. Вторая ключевая составляющая — биоинформатика: сопоставление данных, подбор предков, сравнение генотипов. Здесь отечественные лаборатории всё активнее используют собственные автоматизированные биоаналитические платформы, разработанные штатными аналитиками и биоинформатиками.

Шире, чем КРС
Методики подтверждения родства, изначально разработанные для молочного и мясного КРС, расширяются на другие виды: услуги уже доступны для свиней, лошадей, птиц. Ведётся работа над методиками для мелкого рогатого скота — в ближайшие месяцы планируется валидировать и запустить методики для коз и овец, в перспективе — для рыб. Оперативности способствует дооснащение лабораторий молекулярно-генетической экспертизы современным оборудованием — в том числе зарубежного производства, внедряемым через стажировки специалистов у разработчиков технологий.

Локальная геномная оценка
Отечественные лаборатории уже не один год тестируют различные типы генотипирования и секвенирования животных. Специалисты проходят стажировки у зарубежных производителей, готовят технические задания под российские задачи, и в результате на территории Российской Федерации строятся собственные лаборатории генотипирования — геномную оценку животных теперь можно делать локально, без отправки образцов за рубеж.

Всё, что нужно для продукта, равного по качеству мировым аналогам (таким, как американский CDCB), — большего количества достоверных данных о животных, над накоплением которых отрасль активно работает.

Цифровая экосистема и ИИ
Работа с миллионами генетических данных невозможна без цифровой экосистемы. Лаборатории и селекционные центры разрабатывают собственное программное обеспечение и цифровые сервисы: заказчики самостоятельно формируют заявки, направляют данные, получают протоколы и статистику по своим стадам через личные кабинеты.

Такие системы состоят из множества программных модулей и по уровню уже приближаются к технологиям искусственного интеллекта. По оценкам экспертов, в ближайшие два года на рынке появятся полноценные отраслевые решения на базе ИИ, позволяющие аналитикам быстро выдавать качественные продукты: аналитические отчёты, предиктивные модели, протоколы испытаний.

Справиться с растущим потоком проб только за счёт увеличения числа секвенаторов и сотрудников невозможно — всё должно управляться через единую автоматизированную систему, которая фиксирует и контролирует все этапы производства, позволяет быстро находить источник ошибки, устранять её и верифицировать данные.

Что уже накоплено и что дальше
Лидирующие лабораторные центры выстраивают родословные до 20–30 поколений животных в одном хозяйстве; в базах накоплено несколько миллионов записей и данные по сотням тысяч животных — от 2–3 до 20–30 поколений.

Уже в ближайшие годы хозяйствам будут доступны новые услуги: прогноз продуктивности животного, геномные оценки стада, рейтинги животных. Продолжается работа с селекционными программами и проектами в КРС и свиноводстве — как массовый продукт они станут доступны позже.

Взгляд в будущее
Отрасль ждёт серьёзный прогресс в работе с поголовьем, рост качества селекционных программ и — что самое главное — улучшение экономики молочных предприятий. Государство выбрало верную стратегию, инвестируя в технологии и инфраструктуру. Сложности — дефицит аккредитованных лабораторий и недостаток мощностей — были, но рынок адаптируется. Совместными усилиями государства, бизнеса и науки российское скотоводство может стать эффективным и конкурентоспособным, основанным на точных генетических данных.

Справка

Геномная селекция — отбор племенных животных на основании оценки их генома, а не только фенотипа и родословной. Позволяет прогнозировать племенную ценность с раннего возраста, ускоряя генетический прогресс стада. Ключевые условия эффективности — достоверные данные о хозяйственно-полезных признаках, аккредитованные лаборатории и единая национальная информационная система учёта.