Россия
УДК 004.4 Программные средства
В статье приведены сведения о компьютерных программах, позволяющих оценить быков-производителей по качеству потомства методом «дочери-сверстницы», проанализировать иммуногенетические данные крупного рогатого скота, биометрически обработать цифровые данные, полученные при проведении исследований. Программы предназначены для научных работников, аспирантов, магистрантов, студентов.
компьютерная программа, оценка быков-производителей, иммуногенетические данные, биометрическая обработка, корреляция, дисперсионный анализ, достоверность
В творческой деятельности научного работника, аспиранта, зооинженера и ветеринарного врача важное место занимает проведение экспериментальных исследований, позволяющих оценить результаты влияния различных генетических и паратипических факторов на хозяйственно-полезные признаки животных, выявить такие закономерности, которые обычно скрыты случайной формой своего проявления.
Определение надежности научных диагнозов и прогнозов, выдвижение научных рекомендаций о массовом применении новых методов кормления, разведения, лечения и репродуктивного использования сельскохозяйственных животных требует установления достоверности результатов тех исследований, на основе которых делаются соответствующие выводы и даются рекомендации. Для этого приходится применять простые и сложные математические методы.
Для ускорения процесса обработки опытных данных всё чаще исследователи применяют компьютерные программы, которые позволяют уменьшить число счётных ошибок, описок, просчётов, которые не редки при проведении расчётов вручную с помощью калькулятора и встречаются при использовании компьютера при применении неверных методов расчёта. Обработка большого массива информации зачастую требует много времени и сил. В настоящее время существует немалое количество компьютерных программ, позволяющих провести биометрическую обработку данных, большинство из них требует наличия определённых навыков.
Цель работы: разработка компьютерных программ для автоматизации обработки опытных данных в зоотехнии.
Задачи:
-разработать пакет анализа для биометрической обработки зоотехнических данных;
- разработать программу для анализа количественных признаков в зоотехнии;
- разработать программу для оценки быков-производителей по качеству потомства;
- разработать программу для анализа иммуногенетических данных крупного рогатого скота
Методика исследований. В процессе работы над созданием программ для ЭВМ были проанализированы источники литературы, выбраны методы численного решения, разработаны алгоритмы и наполнены модули программ. При разработке программ использовались методические руководства Н.А. Плохинского [1], Г.Ф. Лакина [2], Л.А. Васильевой [3], С.П. Дегтяревой и О.В. Щеглова [4]. Применялись формулы статистического анализа количественных и альтернативных признаков.
Достоверность разности между сравниваемыми группами в программах «Биометрический анализ количественных признаков» и «Анализ иммуногенетических данных крупного рогатого скота» находится с учётом численности сравниваемых групп: равночисленные (n1=n2), или не равночисленные (n1≠n2).
Вероятность родства дочерей с их отцами и матерями в программе «Анализ иммуногенетических данных крупного рогатого скота» находится отношением количества общих антигенов, встречающихся у дочерей и их родителей (или одного из родителей), к количеству антигенов дочери; показатель выражается в процентах.
Результаты исследований. Разработана программа для ЭВМ «Пакет анализа для биометрической обработки зоотехнических данных». Программа включает корреляционный и дисперсионный анализы количественных признаков, позволяет рассчитать 18 статистических показателей объемом выборки 1000 голов, количеством обрабатываемых групп – 10, признаков – 10, установить ошибку и достоверность значений коэффициента корреляции при известных его значениях. Расчёт ошибки коэффициента корреляции производится с учётом объёма выборки: малая (<50 пар), или большая (>50 пар). Экранные формы программы приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Экранные формы листов программы «Пакет анализа для биометрической обработки зоотехнических данных»
Разработана программа «Биометрический анализ количественных признаков в зоотехнии», которая в отличие от программы «Пакет анализа для биометрической обработки зоотехнических данных» позволяет обработать большее количество данных (объем выборки – 5000 голов, групп – 20, признаков – 50), определить достоверность разницы выборочных групп с учётом их численности (равночисленные или не равночисленные), установить степень достоверности разницы (*; **; ***), рассчитать множественный коэффициент корреляции (3 признака), осуществить двух-факторный дисперсионный анализ проводится для большего числа градаций (3 вместо 2).
Экранные формы программы приведены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Экранные формы kbcnjd программы «Биометрический анализ количественных признаков»
Разработана программа «Оценка быков-производителей по коровам-дочерям», позволяющая оценить быков по удою и жирномолочности дочерей методом «дочери-сверстницы», рассчитать показатели сверстниц (дочерей быка и коров стада), определить племенные категории по удою и содержанию жира в молоке у дочерей дочерей, а также произвести расчёт обобщённой оценки племенной ценности быков-производителей (n=20) по результатам 20 оценок.
Для расчёта показателей сверстниц дочерей быков в программе передставлены электронные таблицы для исходных данных по молочной продуктивности дочерей 2, 3 … 10, 20, 30 …, 100, 300, 500, 1000, 2000 и 3000 быков-производителей (рис. 3а). На рисунке 3б показана экранная форма листа, в котором производится определение племенных категорий быков-производителей с известными данными сверстниц дочерей (n= 3000 голов).
Рисунок 3 – Экранные формы листов программы «Оценка быков-производителей по коровам-дочерям»
Рисунок 2 – Экранные формы листов программы «Анализ иммуногенетических данных крупного рогатого скота»
Программа позволяет расчитать частоты антигенов и аллелей из данных иммунногенетических тестов; сопоставить антигенные факторы у родителей и потомков, определить вероятность родства потомка с одним из родителей, с обоими родителями; определить достоверность разницы частот антигенов и аллелей у сопоставляемых групп животных, установить индекс генетического сходства и генетического расстояния несколькими методами; сформировать таблицы с результатами анализа.
Заключение. Разработаны 4 компьютерные программы, автоматизирующие процесс обработки опытных данных, позволяющие значительно сократить время на их обработку.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России, номер государственного учёта НИОКТР: 122031400484-7.
1. Плохинский, Н. А. Биометрия / Н. А. Плохинский. – 2-е изд. – Москва: Изд-во МГУ, 1970. – 369 с.
2. Лакин, Г. Ф. Биометрия: учебник / Г. Ф. Лакин. – М.: «Высшая школа», 1973. – С. 157–158.
3. Васильева, Л. А. Статистические методы в биологии, медицине и сельском хозяйстве / Л. А. Васильева. – Новосибирск, 2007. – С. 86–88.
4. Дегтярева, С. П. Методические указания по оценке быков по качеству потомства / С. П. Дегтярева и О. В. Щеглов. – Ленинград, 1987. – 34 с.
5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013660647. Российская Федерация. Пакет анализа для биометрической обработки зоотехнических данных: 2013617467: заявл. 19.08.2013: опубл. 13.11.2013 / Л. В. Ефимова; правообладатель ГНУ Красноярский НИИЖ Россельхозакадемии.
6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021619580. Российская Федерация. Биометрический анализ количественных признаков в зоотехнии: 2021618613: заявл. 04.06.2021: опубл. 15.06.2021. ОБПБТ № 6 / Л. В. Ефимова; правообладатель ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук».
7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021614478. Российская Федерация. Оценка быков-производителей по коровам-дочерям: № 2021613631: заявл. 23.03.2021: опубл. 25.03.2021. ОБПБТ № 4 / Ефимова Л. В.; правообладатель ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
8. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022660011. Российская Федерация. Анализ иммуногенетических данных крупного рогатого скота: 2022619287: заявл. 25.05.2022: опубл. 27.05.2022. ОБПБТ № 6 / Л. В. Ефимова; правообладатель ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук».
