То, что началось с простого вопроса — можно ли использовать данные систем доения для генетического отбора, — превратилось в один из крупнейших проектов по разработке новых признаков в области генетики молочного скотоводства США. Проект «Скорость молокоотдачи» демонстрирует потенциал отраслевого сотрудничества и инноваций, основанных на данных.
Каждый день молочные коровы создают огромный объем информации. На фермах, где используются поточные молочные счетчики, при каждом проходе через доильную станцию фиксируются объем молока, продолжительность и время доения, идентификационные данные животного и многие другие сведения, которые помогают производителям управлять своими стадами.
В августе 2025 года Совет по селекции молочного скота (CDCB) внедрил «Скорость доения» (MSPD) — новую национальную генетическую оценку для коров породы Голштин, основанную на данных доильных залов. MSPD представляет собой один из наиболее значимых примеров отраслевого сотрудничества в новейшей истории генетики молочного скота — многолетнюю работу, которая преобразовала миллионы рутинных записей о доении в практический инструмент селекции для производителей.
Какова окупаемость инвестиций от MSPD?
Повышение эффективности доильных залов увеличивает прибыль фермерских хозяйств, и MSPD может помочь в этом. MSPD можно использовать для выбраковки труднодоимых коров, создания эффективных групп доения, увеличения количества доимых коров без модернизации доильных залов, высвобождения трудовых ресурсов для других управленческих задач и, в конечном итоге, для получения более высоких доходов от продажи молока. Однако каждая система доильных залов уникальна, и присвоить MSPD универсальную экономическую ценность довольно сложно.
Мы можем, однако, смоделировать окупаемость инвестиций с учетом набора параметров, как показано на рисунке 1. Рассмотрим стадо, в управлении и оборудовании которого не вносится никаких изменений — только постепенное увеличение среднего показателя MSPD по стаду. Увеличение MSPD всего на 0,1 фунта в минуту (с 6,5 до 6,6 фунтов в минуту (~0,045 кг/мин — с 2,95 до 2,99 кг/мин)) может дать увеличение ежедневной выручки на 250 долларов, или на 91 250 долларов в год. Увеличение скорости доения на полфунта в минуту (~225 г/мин) потенциально увеличивает выручку на 1 500 долларов в день и 547 500 долларов в год. Разница всего в несколько секунд на одну корову за доение может показаться незначительной, но при умножении на тысячи коров, несколько доений в день и целый год эффект становится существенным. Именно этот экономический потенциал является одной из причин, по которой интерес производителей к MSPD оставался высоким на протяжении всего процесса разработки. В отличие от некоторых признаков, ценность которых может быть косвенной или долгосрочной, MSPD влияет на факторы, которыми производители управляют ежедневно.
Работа началась в 2021 году, когда CDCB создала рабочую группу по скорости молокоотдачи (Milking Speed Task Force), чтобы оценить возможность внедрения национальной системы оценки. В группу вошли представители CDCB, Лаборатории геномики и селекции животных USDA-ARS, системы управления данными (DRMS), Национальной службы учета молочного стада DHIA, племенных ассоциаций, организаций по И.О. и других партнеров отрасли. В некоторых других странах проводятся оценки скорости доения, но они основаны на субъективных оценочных системах, при которых обученный эксперт посещает ферму и оценивает коров. В США, где средний размер стада больше, такой подход вряд ли был бы практичным, поэтому рабочая группа задала вопрос: можно ли вместо этого использовать огромные объемы объективных количественных данных, которые уже собираются современными системами доения?
Коллеги из DRMS собрали крупнейший в своем роде набор данных для поддержки исследований и разработки этого нового признака MSPD. Данные, собранные за счет DRMS, охватывали более 300 коммерческих стад, свыше 120 000 коров, более 130 000 лактаций и десятки миллионов отдельных сеансов доения. Набор данных охватывал несколько штатов, систем управления, пород и производителей доильного оборудования. Масштаб этих данных был огромным: каждое отдельное доение становилось потенциальным фенотипом. Преобразование этих необработанных записей в национальную генетическую оценку потребовало многих лет исследований, очистки данных, валидации и развития инфраструктуры для обеспечения непрерывного потока данных, необходимого для внедрения нового признака.
Новый вид генетической оценки
Любой признак, который мы хотим улучшить, можно понять с помощью простого принципа: фенотип равен сочетанию генетики и окружающей среды. Исследовательская группа приложила значительные усилия для выявления и количественной оценки биологических и системных факторов, влияющих на MSPD, с целью сделать так, чтобы оценки MSPD отражали генетические различия между животными, а не различия в их окружающей среде. Это является ключом к созданию оценки с высокой надежностью и быстрым генетическим прогрессом. Порода, номер лактации, стадия лактации, кратность доения и другие факторы управления доением — все это влияет на скорость молокоотдачи. Исследователи также обнаружили существенные различия между производителями молокомеров. Различные системы по-разному определяют начало и конец доения, а это означает, что две идентичные коровы могут казаться имеющими разную скорость доения просто потому, что их доили на разном оборудовании с разными настройками. Учет таких факторов стал одним из основных направлений проекта.
MSPD основан не на субъективных оценках, а на объективных показателях, рассчитанных на основе объемов надоев и продолжительности молокоотдачи, зарегистрированных в ходе учетных доений. Таким образом, оценка отражает реальные показатели производительности, измеренные непосредственно на коммерческих молочных фермах. Исследования показали, что MSPD обладает высокой наследуемостью (42 %), что означает возможность быстрого прогресса за счет селекции. Не менее важно, что MSPD имеет очень низкую корреляцию с индексом пожизненной прибыли (Net Merit $), что, по-видимому, позволяет получить информацию, не охваченную существующими селекционными индексами, и предоставляет производителям дополнительный инструмент для управления эффективностью.
В то же время потребовалось создать новую отраслевую инфраструктуру. Были разработаны новые протоколы передачи данных, чтобы информация, необходимая для оценок MSPD, могла регулярно поступать с ферм и из центров обработки данных о молочном скоте в национальную систему оценки. Во многих отношениях создание канала передачи данных было столь же важным, как и разработка самой генетической оценки. Сотрудничество в отрасли, необходимое для передачи этих новых данных, проложило путь для разработки будущих инструментов селекции на основе данных датчиков, таких как состав молока, проводимость, активность, руминация, температура и многие другие.
Больше, чем просто новый признак
Эта работа продемонстрировала, что данные высокочастотных датчиков, собираемые на коммерческих молочных фермах, могут быть преобразованы в национальные генетические оценки. Это достижение создает основу для будущих признаков, полученных с помощью технологий точного молочного животноводства, автоматизированных систем мониторинга и других потоков данных, которые не существовали во время разработки многих традиционных оценок. Для производителей непосредственной выгодой является новый инструмент для повышения эффективности доения. Тенденции генетики MSPD стада можно отслеживать с помощью программных инструментов для принятия решений в молочном животноводстве в сочетании с другими признаками, которые производители желают отслеживать (рисунок 2). С момента внедрения оценок в августе 2025 года в этом стаде наблюдается небольшое увеличение показателя MSPD. Одновременно отмечается улучшение показателя количества соматических клеток (SCS), что подтверждает результаты исследований, в которых не было обнаружено достоверной связи между более высокой скоростью доения и более высоким показателем SCS. Этот график был сгенерирован в веб-приложении для управления стадом, используемом на этой ферме.
Возможно, более значимое достижение заключается в демонстрации того, как миллионы ежедневных рутинных наблюдений благодаря сотрудничеству, научным исследованиям и развитой инфраструктуре можно трансформировать в новые возможности для генетического прогресса. Внедрение показателя MSPD — это успех не просто одного селекционного признака. Это успех всей отрасли, объединившей усилия, чтобы превратить повседневные фермерские данные в практическую генетическую информацию. Итогом стал новый инструмент, который помогает животноводам экономить время, повышать эффективность и извлекать максимальную пользу из уже установленного оборудования.