Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1 История изучения групп крови у животных 7
1.2 Использование групп крови в скотоводстве 9
1.3 Использование групп крови при селекции бурой швицкой породы крупного рогатого скота в Смоленской области 17
1.4 Влияние биохимических показателей на продуктивность животных20
2. Материалы и методики исследований 26
3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 35
3.1 Характеристика исследованного поголовья по ЕАВ-аллелям групп крови 35
3.2 Влияние аллелей ЕАВ-локуса групп крови на хозяйственно-биологические качества коров 37
3.2.1 Молочная продуктивность коров 37
3.2.2 Воспроизводительные качества коров 41
3.2.3 Сочетаемость аллелей и хозяйственно-биологические качества коров 45
3.2.4 Сходство родителей по антигенам эритроцитов групп крови и молочная продуктивность потомков 48
3.3 Хозяйственно-биологические качества коров с учётом вариантов подбора родителей по генотипам ЕАВ-локуса групп крови 53
3.3.1 Экстерьерные особенности 53
3.3.2 Молочная продуктивность 58
3.3.3 Биохимические показатели крови 63
3.3.4 Воспроизводительные качества коров 70
4. Экономическая эффективность использования разных типов подбора 73
Выводы 75
Предложения производству 77
Список использованной литературы
- Использование групп крови в скотоводстве
- Использование групп крови при селекции бурой швицкой породы крупного рогатого скота в Смоленской области
- Характеристика исследованного поголовья по ЕАВ-аллелям групп крови
- Хозяйственно-биологические качества коров с учётом вариантов подбора родителей по генотипам ЕАВ-локуса групп крови
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время актуальной задачей, стоящей перед аграрным сектором России, является увеличение производства продукции животноводства и повышение рентабельности этой отрасли. Она может быть выполнена не столько путём увеличения количества поголовья скота, сколько за счёт использования новых методов селекции на повышение продуктивности животных [13, 47, 123].
Наиболее перспективным считается разработка современных эффективных методов селекции, позволяющих ускорить совершенствование стад и пород животных в соответствии с требованиями экономики и индустриальной технологии. В этой интерпретации остаются неразрешёнными ряд теоретических и практических вопросов, связанных с обоснованием оптимальных методов подбора животных, используемых для разведения в конкретном регионе [36, 66, 87].
Актуальной остаётся проблема поиска новых генетических методов и приёмов, способных в значительной степени повысить эффективность племенной работы. Перспективны в решении этих вопросов исследования генетически обусловленного полиморфизма в органах и тканях, в частности групп крови, начатые более 50 лет назад [11, 80, 85, 92, 98].
Работа по изучению возможностей использования групп крови при селекции бурого швицкого скота в Смоленской области выполняется в рамках Федеральной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации по заданию 06.02.01.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучение влияния вариантов подбора родителей по ЕАВ-локусу групп крови на хозяйственно-биологические качества потомков, как одно из направлений в изучении
возможностей дальнейшего использования групп крови при;селекции бурого швидкого скота в Смоленской области;
Для достижения этой цели были;поставлены следующие задачи:
1.. Установить аллели ЕАВ-локуса групп крови и их наследственные
сочетания у животных, их влияние на уровень продуктивности: 2. Определить влияние разных типов подбора по группам крови (гомогенного, гетерогенного)^ на хозяйственно-биологические качества; потомков: 3. Изучить экстерьерные особенности; корову полученных при использовании разных типов подбора родителей; по ^генотипам ЕАВ-локуса групп крови: 4.. Выявить степень влияния типов подбора родителей по генотипам-ЕАВ-локуса групп крови на биохимические показатели; крови- их потомков. 5.. Рассчитать экономическую эффективность использованиям разных типов подбора родителей, с учётом ЕАВ-локуса; групп? крови1 на: примере стада СПК «Пригорское». Научная новизна.. Впервые в Смоленской области на коровах бурой швицкоШпороды проведены исследования по анализу влияния типа;подбора родительских пар по, ЕАВ-локусу групп крови на продуктивные качества коров бурошшвицкой породы и биохимические показатели их крови.
Практическая значимость работы. Результаты исследований использованы при разработке «Программы селекционно-племенной работы с породами крупного рогатого скота в Смоленской области- на 2003-2012 годы», «Планов племенной работы с бурым швицким скотом в. СГЖ «Пригорское» на- 2001-2005; w 2006г2010; годы»,, а; также при; составлении: ежегодных планов заказных спариваний ДЛЯ'получения потомства от группы быковоспроизводящих коров; бурой* швицкой; породы с целью получения быков-продолжателей линий и генеалогических групп.
Апробация работы. Материалы исследований доложены на заседаниях учёного совета ГНУ «Смоленский НИИСХ» РАСХН (2006-2008 гг.), на международных научно-практических конференциях «Проблемы аграрной отрасли в начале XXI века» (Смоленск, 2002), «Проблемы и перспективы развития аграрного производства» (Смоленск, 2007), на межвузовской научно-практической конференции «Исследования молодых учёных — аграрному производству» (Смоленск, 2007).
Объём и структура диссертации. Работа изложена на 104 страницах компьютерного набора в рамках Word, состоит из введения, обзора литературы, материала и методик исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, приложений. Она содержит 24 таблицы и 10 рисунков.
В работе использовано 125 литературных источников, в том числе 32 на иностранных языках.
Использование групп крови в скотоводстве
Большое количество экспериментальных реагентов во многих лабораториях позволяет ожидать открытия всё новых антигенов групп крови [102, 106, 108, 115, 120].
Антигены одного локуса, переданные по наследству каждым из родителей, составляют генотип потомка по этому л оку су. Многочисленность антигенов и их комбинаций, наследуемых как единое целое, обусловливает огромное количество самых разнообразных их сочетаний у животных. Поэтому в популяциях (стадах) практически невозможно встретить двух животных с одним фенотипом и генотипом по группам крови (за исключением однояйцовых двоен).
В настоящее время группы крови широко используют для определения достоверности происхождения животных, моно- и дизиготности близнецов, выявления фримартинизма тёлок из разнополых двоен в раннем возрасте, отцовства при осеменении животных смешанным семенем разных производителей, а также для изучения сочетаемости родительских пар при скрещивании и чистопородном разведении, маркировании заводских и генеалогических линий, семейств, стад, пород, степени их генетического сходства и различий, анализе происходящих в них микро- и макроэволюционных процессов [1, 2, 3, 4, 13, 39, 47, 80, 89, 101, 105, 117].
Анализ зоотехнической документации и специфики наследования групп крови позволяет выявить объективные (биологические) и субъективные причины ошибок в племенном учёте. По биологическим причинам (колебания в продолжительности стельности, интервалах между периодами эструса, использования спермодоз разных быков при сложном осеменении и др.) выявляют 8-10% ошибок в записях о происхождении потомков. Субъективные факторы (погрешности в процессе работы со спермодозами на племпредприятии и в хозяйствах, несвоевременное заполнение зоотехнических документов, запоздалое мечение приплода, механические ошибки и др.) являются причиной ошибок в записях о происхождении 9-18%) бычков и 21-38% - тёлочек. За годы использования иммуногенетического анализа число ошибок в записях о происхождении быков в стране уменьшилось на 13-16%, у тёлок - на 14-24% [9, 30, 32, 118].
Группы крови используют также при создании высокопродуктивных стад. Благодаря этому в каждом стаде в процессе их формирования происходит накопление определённых маркерных В-аллелей групп крови. Среди них есть и общие для стад, и характерные для каждого из них [70, 71, 74, 88].
Большой интерес для совершенствования методов прогнозирования продуктивности животных представляют поиски связей групп крови и типов белков с удоем, содержанием молочного жира и белка, другими селекционными признаками [12, 27, 113].
В 1951 году эти исследования начали с поиска взаимосвязи между развитием некоторых экстерьерных признаков, имеющих высокий коэффициент наследуемости, и 11 факторами групп крови у коров гернзейской породы. Между степенью развития вымени и фактором J наблюдалась статистически достоверная корреляция (Р=0,05). В тоже время другие исследователи не обнаружили достоверной связи между жирномолочностью и эритроцитарным антигеном А [113].
На VI Европейской конференции по группам крови в Мюнхене сообщили о значительно более высоком содержании жира в молоке у коров, отличавшихся наличием определённых антигенов в локусе В (на 0,19±0,03%), и наличии положительной корреляции между присутствием аллеля BOiY2D и процентом молочного жира [85].
В последнее время изучению связей групп крови с хозяйственно-полезными признаками животных уделяется большое внимание. Установление таких связей в конкретных популяциях имеет огромное практическое значение. При их наличии антигены служат прекрасными маркерами продуктивности, и открывают возможность получения определенных генотипов по антигенам, обеспечивающих более высокую продуктивность животных [3, 14, 23, 47, 48, 50, 56, 57, 70, 72, 89, 95, 97, 104, 107, 108, 120].
Основанием для изучения таких связей служат теоретические предположения о плейотропном действии генов, контролирующих наследование групп крови, или их сцеплении с другими генами, обусловливающими в той или иной мере продуктивность животных. Однако следует учитывать, что продуктивность животных обусловливается генетическими факторами на 20-40%, аддитивными - остальные
Использование групп крови при селекции бурой швицкой породы крупного рогатого скота в Смоленской области
Большое значение для жизнедеятельности организма имеет степень его общей неспецифической устойчивости, т.е. уровень естественной резистентности, которая определяется неспецифическими защитными факторами организма, а их степень проявления обусловлена условиями кормления, содержания и эксплуатации животных, а также породной принадлежностью, возрастом животных [38, 42]. Она отражает потенциальные адаптационные возможности организма, способность противостоять действию вредных агентов в конкретных условиях существования.
В основе повышения продуктивности и воспроизводительной способности животных лежит регуляция обмена веществ в их организме. Нарушение обмена веществ у коров приводит к снижению уровня их молочной продуктивности, воспроизводительной способности, рождению нежизнеспособного молодняка. Начальные стадии нарушения обмена веществ»у животных могут быть определены с помощью комплекса клинико-биохимических исследований крови и мочи [67].
В организме животного концентрация общего белка в сыворотке крови находится в постоянных пределах и изменяется при глубокой патологии обмена веществ, заболеваниях печени- и других органов [67]. На уровень белка в крови влияют количество белка в поступающем корме и степень усвояемости его организмом [18].
У лактирующих коров при недостатке белка снижается молочная продуктивность, начинается расходование белков тела. Удои при этом снижаются, а иногда совсем прекращаются. Bv результате дефицита белка возникает ослабление защитных реакций в организме, что отрицательно-влияет на другие процессы [41].
Показателем обменных процессов является содержание кальция и фосфора в крови. Физиологические механизмы, регулирующие их содержание в плазме крови и выделение с мочой, имеют много общего [67].
Кальций играет важную роль в активации или ингибировании деятельности многих ферментов, в усилении функции многих гормонов, в проницаемости клеточных мембран и процессе свёртывания крови [81]. В организме значительная, часть его связана с фосфорной кислотой, образуя соединения, служащие основой костной ткани, которая является- главным депо кальция в организме: Потребность коров в кальции - 40-100 г в сутки. Даже небольшое снижение уровня1 кальция в сыворотке крови приводит к существенным нарушениям; в том числе к функциональным, расстройствам нервной системы [18].
С обменом кальция тесно связан обмен фосфора, который необходим для нормальных белкового, жирового и углеводного обменов, а его содержание в сыворотке крови составляет 1,45-1,94 ммоль/л. Оптимальное отношение кальция и фосфора —2:1 [18].
Фосфор содержится во всех клетках, являясь составной частью нуклеиновых кислот, фосфопротеинов и фосфолипидов. Фосфорная кислота входит в состав некоторых витаминов группы В (например, витамина В]). У жвачных животных существует большая потребность в фосфоре для процессов воспроизводства и развития микрофлоры рубца. Фосфор также обеспечивает синтез важных белков и витаминов [81].
При недостатке кальция и фосфора в организме коров отмечают снижение оплодотворяемости, возможны отсутствие половых циклов, аборты, задержание последа, рождение мёртвого, слабого приплода, снижение молочной продуктивности [41, 81].
Обменные процессы в организме при дефиците кальция и фосфора поддерживаются за счёт солей кальция и фосфора костной ткани, что приводит к развитию остеомаляции и остеопороза, изменению пищеварения и нарушению кислотно-щелочного равновесия [67]. Смещение рН крови более чем на 0,2-0,3 единицы вызывает значительные нарушения обмена веществ [18].
В ветеринарной практике о кислотно-щелочном равновесии судят по результатам определения резервной щёлочности плазмы крови, полученной без доступа воздуха. Под резервной щёлочностью понимают запас бикарбонатов крови, определённый по общему СО2 [67].
Щелочной резерв крови зависит от типа и уровня кормления. Так, углеводистые корма оказывают положительное влияние не только на обмен углеводов, но и повышают щелочной резерв крови [8, 18].
В деле повышения продуктивности коровы, сохранения её жизни и воспроизводительной способности большое значение имеет состояние витаминного обмена в организме, уровень которого характеризуется содержанием каротина в сыворотке крови, выполняющего функцию предшественника витамина А и влияющего на воспроизводительную функцию животных [15, 18]. В норме наличие каротина у крупного рогатого скота составляет 1,5-2,5мг% [19].
Его содержание в крови животного свидетельствует также и об обеспеченности рациона этим веществом, а это зависит от количества и качества силоса и сена, скармливаемого животному, и от степени усвоения их организмом [18]. Контролем витаминного и минерального питания животных является состояние их здоровья и продуктивность. При длительном недостатке или избытке в рационе минеральных веществ и витаминов возникают нарушения обмена веществ, характеризующиеся снижением роста, продуктивности и резистентности животных к заболеваниям [38, 67].
Нарушения обмена веществ у коров чаще всего не сопровождаются какими-либо клиническими проявлениями, а протекают на субклиническом уровне. Их выявляют по ежемесячным результатам биохимического исследования крови, мочи и молока от 10-15 животных [42].
Нарушениями обмена веществ следует считать отклонения показателей крови от нормы, а именно: снижение содержания каротина, резервной щёлочности или кислотной ёмкости и сахара; снижение или повышение уровня кальция, фосфора и белка; повышение количества кетоновых тел [8, 19, 64].
При нарушении белкового, углеводного, фосфорно-кальциевого и витаминного обмена веществ, снижении щелочного резерва отёлы у коров проходят тяжело, телята рождаются с нарушенным обменом веществ, низкой величиной рН крови и пониженной жизненной способностью [8, 40].
Характеристика исследованного поголовья по ЕАВ-аллелям групп крови
Анализ молочной продуктивности коров-обладательниц разных ЕАВ-аллелей групп крови по лактациям (табл. 5) установил, что первотёлки с аллелями BiIiQ, G20\ BzGjKO A B G OY G", BzOaYzA zE G FQ Y1 обладали продуктивностью достоверно превышающей средний удой популяции.
Лучшими по третьей лактации были коровы с аллелями BzbA iD G Q , BiIiQ, B IC E iF G O G". Обладатели данных аллелей достоверно преобладали над средним показателем стада по удою на 477-1312 кг.
По наивысшей лактации достоверным преимуществом над средним в 307-883 кг обладали коровы, в генотипах которых были аллели B1G2KY2E,1FG,0,G",IiYIE,IGTG".
Аллели B KY E iF G O G" и BiIiQ определены как маркеры высокой продуктивности во все исследованные лактации.
Самый достоверно низкий удой по первой лактации был у коров с аллелями G2E 3F 20 , Oi, B KOxASB O (они уступали средним показателям на 366-632 кг), по третьей - Г, 0,Q , В , ВДДУУ,, BjG.KOxASB O , QO (на 492-1315 кг), по наивысшей лактации - Г, 02E 2G", Y2I QY , В КОхА гВ О , GsO sFK QY !! , , (на 511-1034 кг).
Маркерами высокой жирномолочности определены ЕАВ-аллели: B2G2KOxY2A B G 0 Y G", B,rQ , 02E 2G", GsO iE F K Q Y . Массовая доля жира в молоке коров, имеющих их в своих генотипах, была достоверно больше средней по стаду на 0,25-1,01%) по первой, на 0,44-1,46% по третьей, и на 0,50-1,47% - по наивысшей лактациям.
Маркерами низкой жирномолочности определены аллели BJjQ, G20 , B KYsE jF G O G", OiQ", YJ Q Y , СзС Т Е зР ;,. Коровы с этими аллелями достоверно уступали сверстницам по первой лактации на 0,07-0,15%, по третьей - на 0,08-0,14%, по наивысшей - на 0,08-0,17%.
Выявлены аллели-маркеры высокой белковомолочности -B2G2KOxY2A B G 0,Y,GM, 02E 2G", GaOiT F K Q Y (достоверное преимущество по этим аллелям составило 0,08-0,29%) белка по первой лактации, 0,09-0,24% по третьей лактации, 0,12-0,28%» по наивысшей лактациям) и низкого - BJiQ, BiG2KY2E iF G 0 G" (достоверно ниже среднего на 0,03% по всем лактациям).
Маркером низкой живой массы коров определён аллель 02E 2G". Животные, имеющие его в своём генотипе, обладали живой массой 478 кг по первой лактации, 574 кг по третьей и 546 кг по наивысшей лактациям, что достоверно ниже средней по стаду на 20 кг, 26 и 37 кг, соответственно.
В целом из результатов проведённого анализа следует вывод о нежелательности аллелей Оь G2E 3F 20 , Г и Y2rQ Y в данном стаде из-за низкой продуктивности коров их носительниц.
Аллель GaOiTiE F K Q Y , отмеченный как маркер высокой белковомолочности, из-за малого срока использования животных, имеющих его в своем генотипе, также оказался нежелателен в генофонде данной популяции. Такие хозяйственно-полезные признаки как возраст первого отёла, срок хозяйственного использования и пожизненный удой тоже необходимо учитывать при селекции животных [1, 4, 5, 7, 16, 89].
Возраст первого отёла влияет на скорость смены поколений в стаде, что является важным в селекционной работе.
Срок хозяйственного использования даёт возможность оценить насколько корова пригодна для промышленного использования; чем крепче животное, тем дольше оно используется в стаде. Известно, что корова начинает окупать затраты на её выращивание и содержание только после третьей, а то и четвёртой лактации при условии, что от неё получено не менее 3000 кг молока за каждую лактацию, а значит предприятию экономически выгодны крепкие животные, которых можно использовать более четырёх лактации [76].
Пожизненный удой находится в прямой зависимости от срока хозяйственного использования коровы, и характеризует её молочность.
На основании вышеизложенного, проведён анализ величины указанных признаков с учётом аллелей ЕАВ-локуса групп крови в генотипе коров (табл. 6).
Хозяйственно-биологические качества коров с учётом вариантов подбора родителей по генотипам ЕАВ-локуса групп крови
Воспроизводительные качества коров, полученных от разных типов подбора родителей с учётом ЕАВ-локуса групп крови, отличались незначительно (табл. 22). Возраст первого отёла у представительниц обеих групп был одинаковым 29 месяцев, разность между продолжительностью лактации, межотельного и сервис-периодов составила 7-31 день, 3-15 и 4-11 дней, соответственно. Установлено, что у коров, полученных от гомогенного подбора, эти периоды были более продолжительные.
В наивысшую лактацию выявлены достоверные разности (td=2,202-2,483; р 0,05) между животными разных групп по следующим показателям: продолжительности сухостойного, межотельного и сервис-периодов, коэффициенту воспроизводительной способности.
Коэффициент воспроизводительной способности, на который оказывает большое влияние длительность межотельного периода, у коров от гомогенного подбора родителей, был менее 100%, что является экономически не выгодно для хозяйства, а значит в нём предпочтительнее содержание животных от гетерогенного подбора родителей с учётом ЕАВ-локуса групп крови.
Полученные в результате анализа бисериальные коэффициенты свидетельствуют о наличии слабого влияния типа подбора родителей с учетом ЕАВ-аллелей групп крови на воспроизводительные характеристики дочерей (табл. 23).
При нарушении белкового, углеводного, минерального и витаминного обмена веществ, снижении щелочного резерва у коров наблюдается снижение молочной продуктивности, воспроизводительной способности; отёлы проходят тяжело, телята рождаются с нарушенным обменом веществ, низкой величиной рН крови и пониженной жизненной способностью. Начальные стадии нарушения обмена веществ у животных могут быть определены с помощью комплекса клинико-биохимических исследований крови и мочи [67].
При анализе взаимосвязи типов подбора родителей по ЕАВ-локусу групп крови и биохимических показателей достоверных различий не обнаружено (табл. 18). Однако между группами выявлены различия по количеству животных с биохимическими показателями в пределах нормы и с отклонениями от неё (табл. 19). Повышенное содержание кальция в плазме крови обнаружено у 11% коров от гомогенного подбора или на 5% больше чем от гетерогенного. Пониженное содержание кальция наблюдалось на 9% чаще у коров, полученных при гетерогенном подборе. Содержание неорганического фосфора ниже нормы на 13% чаще было у животных группы гомогенного подбора. На нарушение витаминного обмена указывает большое количество коров обеих групп, у которых содержание каротина было ниже нормы - 75% и 71%, соответственно. По резервной щёлочности значительно больше коров было с отклонениями выше нормы в группе гомогенного подбора (на 19%). По содержанию общего белка в сыворотке крови выявлено различие между группами в количестве коров с показателем выше нормы: на 19% этот показатель был больше у животных, полученных при гетерогенном подборе родителей. В зимне-стойловый период, особенно в его второй половине (февраль-май) у коров обычно нарушается обмен веществ (табл. 20). Наши исследования выявили, что показатели крови коров изменились незначительно и средние показатели по стаду остались в пределах физиологической нормы. По содержанию в крови каротина и общего белка существенных изменений также не обнаружено. Установлены недостоверные различия по биохимическим показателям крови между группами коров разных типов подбора (табл. 21). Пониженное содержание кальция в начале стойлового периода отмечалось у 12,50% коров гомогенного подбора и у 28,57% гетерогенного.
По окончании стойлового периода их количество выросло до 25,00% и 30,00%, соответственно. Тогда же кальций выше нормы был отмечен у 25,00% животных группы гомогенного подбора и 10,00% группы гетерогенного подбора.
Содержание неорганического фосфора выше нормы в начале стойлового периода отмечалось у 18,75% коров, полученных при гомогенном подборе, что было больше на 4,46% чем у коров от гетерогенного подбора. По окончании стойлового периода количество животных с фосфором ниже нормы на 8,33% было больше в группе гомогенного подбора.
За период стойлового содержания на 14,58%) увеличилось количество коров с содержанием каротина ниже нормы в группе гомогенного подбора, их количество по окончании периода было больше на 18,33% чем в группе гетерогенного подбора.
