СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ БЫЧКОВ С ВЫСОКИМ ПОТЕНЦИАЛОМ МЯСНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ Российский патент 2007 года по МПК A01K67/02 G01N33/493 

Изобретение относится к физиологии сельскохозяйственных животных, а именно к способам, направленным на повышение ранней оценки генетического потенциала будущей мясной продуктивности бычков, и может быть использовано при реализации селекционных программ в скотоводстве на племенных предприятиях для выявления высокопродуктивных бычков.

Рентабельность скотоводства и темпы повышения его мясной продуктивности в значительной мере зависят от своевременной и надежной оценки генетического потенциала животных. В настоящее время в зоотехнической практике улучшение продуктивных качеств скота, его отбор в процессе селекции, как правило, проводят на основе оценки племенных животных по результатам испытаний их собственной продуктивности и по качеству потомства, метод включает сравнительно небольшое число важнейших признаков, предусмотренных методическими рекомендациями и инструкциями по бонитировке. В основной комплекс важнейших признаков при оценке молодняка скота, выращиваемого на мясо, входят: живая масса по различным возрастным периодам, абсолютный и относительный приросты, затраты корма на единицу продукции, данные по происхождению, показатели экстерьера (промеры и индексы телосложения) (Крупномасштабная селекция в скотоводстве. Эрнст Л.К., Цэлитис А.А. М.: Колос, 1982, с.160-234. Методические рекомендации: «Оценка быков мясных пород по качеству потомства и испытания бычков по интенсивности роста, живой массе, мясным формам». М.: Агропромиздат, 1990). Основным недостатком такой системы является то, что при оценке продуктивных качеств животного не раскрываются и не учитываются механизмы и закономерности формирования мясной продуктивности.

Известно, что в любом живом организме непрерывно происходит как синтез белковых молекул из свободных аминокислот, так и их распад. Чем дольше живут молекулы белков, тем меньше требуется в целом энергии и аминокислот на ресинтез - восстановление распавшихся молекул. При этом скорость оборота белка зависит от скорости синтеза и распада. Так, скорость оборота белков тела медленнорастущих леггорнов значительно выше, чем у быстрорастущих бройлеров (Perspective on the Future Feeding of Poultry. Blair R., Proc. XX World′s Poultry Congr. New-Dehli, 1996, 2:65-74). По ориентировочным данным (Manipulating metabolic parameters to improve growth rate and milk secretion. Baldwin R.L. et al., J. Anim. Sci., 1980, 51:1416-1428) разработка тестов для селекции на высокую эффективность синтеза белка и их использование может обеспечить 20% прирост продукции при существующих нормах затрат кормов, так как интенсивность синтеза и распада белков скелетных мышц - главного компонента мяса в наибольшей степени определяется влиянием генетических факторов. При этом коэффициент наследуемости по росту мышц животных, выращиваемых на мясо, составляет 0,48-0,52 (Основная информация по генетическому улучшению мясной продуктивности беркширских свиней. Hirokazu M., Hiroshi H., Keisuke M. et al. Bull. Fac. Agr. Miyazaki Univ., 2004, 50, №1-2, с.19-23).

До настоящего времени недостаточно разработаны и весьма мало используются биохимические критерии оценки генетического потенциала мясной продуктивности животных. Наиболее близким к заявляемому является способ выявления бычков с высоким ростовым потенциалом по индексу активности инсулярного аппарата («Способ выявления бычков с высоким ростовым потенциалом». Авторское свидетельство №1304795, Радченков В.П. и др. 1986 г., А01К 67/02 (прототип).

Целью настоящего изобретения является разработка эффективного и более простого и доступного для широкого использования в практике способа выявления бычков с высоким потенциалом мясной продуктивности. Указанная цель достигается тем, что способ выявления бычков с высоким потенциалом мясной продуктивности осуществляется на основе определения скорости оборота белка, включающий суточный сбор мочи с последующим определением в нем концентрации креатинина и 3-метилгистидина* (* примечание: экскреция с мочой креатинина отражает динамику увеличения общего фонда мышечных белков (скорость отложения мышечных белков), тогда как выделение 3-метилгистидина показывает динамику распада этих белков). Известно, что креатинин образуется из креатина, более 95% которого в организме млекопитающих находится в скелетных мышцах. В настоящее время доказана необратимость этой неферментативной реакции, в результате которой образовавшийся креатинин поступает в кровь и выводится из организма с мочой. Показано, что количество креатина на единицу массы суммарного мышечного белка у животных различных видов постоянно и что на 1 г экскретируемого креатинина приходится в среднем 20 кг мышечной массы. В наших исследованиях было установлено, что скорость выведения креатинина из организма бычков высоко коррелирует (r=+0,97) с массой мышц и может быть выражено следующим уравнением регрессии: У=17,308 × Х+4,003, где У - масса мышц, кг; Х - выделение с мочой креатинина, г/сутки. На основании этих данных нами была предложена формула для расчета отложения мышечных белков у бычков:

Отложение мышечных белков (г/сутки) = Выделение с мочой креатинина (мкмоль/сутки) / 4,15 мкмоль креатинина (из расчета, что на 1 г белка экскретируется 4,15 мкмоль креатинина) (1).

В последнее время для изучения деградации мышечных белков разработан более простой и не менее точный способ оценки этого процесса. Для оценки скорости распада белка в скелетных мышцах широко используется метод, основанный на определении экскреции с мочой 3-метилгистидина. 3-метилгистидин является компонентом миофибриллярных белков: актина и миозина. Метилирование гистидина происходит после его включения в белок и вследствие того, что свободный 3-метилгистидин не присоединяется к тРНК, он экскретируется с мочой. Таким образом не происходит рециклирование 3-метилгистидина. С этой точки зрения 3-метилгистидин может рассматриваться в качестве обоснованного индекса в измерении скорости деградации мышечных белков. В организме животных примерно 90% 3-метилгистидина в теле находится в скелетной мускулатуре. Количественные данные по экскреции с мочой 3-метилгистидина были положены в основу расчета деградации мышечного белка у бычков:

Деградация мышечных белков (г/сутки)=Выделение с мочой 3-МГ (мкмоль/сутки) / 3-метилгистидин содержание в белке скелетных мышц ×2,17 (2).

Содержание 3-метилгистидина в белке скелетных мышц нами было взято из расчета, что при распаде 1 г белка экскретируется 3,5106 мкмоль данной аминокислоты (N^T-methylhistidine content of organs and tissues of cattle and an attempt to estimate fractional catabolic and synthesis rates of myofibrillar proteins of skeletal muscle during growth by measuring urinary output on N^T-methylhistidine. Nishisawa N., Toyoda Y., Noguchi T. et al. Brit. J. Nutr. 1979, 42:247).

По данным выделения с мочой креатинина и 3-метилгистидина (концентрация креатинина и 3-метилгистидина в моче × количество суточной мочи) определяют скорость отложения и деградации белков скелетных мышц, используя вышеуказанные формулы для расчета этих показателей, а оценку результатов осуществляют по относительной деградации мышечных белков (ОДБ), определяемой по формуле:

При этом бычков, имеющих значение относительной деградации белков 1,51-2,05% / сутки, относят к животным с низким потенциалом мясной продуктивности, а со значениями 1,10-1,50% / сутки - к бычкам с высоким потенциалом мясной продуктивности.

Информации по данному способу для выявления бычков с высоким потенциалом мясной продуктивности на основе использования биохимических критериев - скорости оборота белка в организме в сочетании с традиционными оценками наследственных качеств животного, т.е. его генотипа в доступной патентной и научно-технической литературе, нами не обнаружено.

Отличительные признаки предлагаемого способа по сравнению с прототипом состоят в следующем: 1) в предлагаемом способе концентрацию креатинина и 3-метилгистидина определяют в моче, в то время как по прототипу для исследования требуется выпаивание глюкозы с молоком телятам и двухразовое взятие крови из яремной вены - более травмируемые, трудоемкие и требующие особой квалификации процедуры; 2) к существенным недостаткам прототипа следует также отнести дороговизну и методическую сложность определения концентрации гормона инсулина в крови в отличие от предлагаемого способа. Положительным эффектом предлагаемого способа является и тот момент, что его осуществление позволяет оценивать потенциал бычков на основе данных по метаболизму и обновлению белков мышц, отражающих механизм и закономерности наращивания массы скелетной мускулатуры - главного компонента мяса, что обеспечивает повышение эффективности способа, достоверности результатов и объективность заключений.

Пример. Проведена серия экспериментов на бычках холмогорской, черно-пестрой и герефордской пород в с 4- по 17-месячный возраст. В качестве интегрального показателя, характеризующего скорость оборота белка в скелетных мышцах, была избрана относительная деградация белков. Для ее расчета в период оценки потенциала мясной продуктивности у бычков проводили суточный сбор мочи и определяли суточную экскрецию с мочой креатинина (концентрация креатинина в моче × количество суточной мочи). На основании этих данных, используя формулу (1), рассчитывали скорость отложения мышечных белков. Определение в этот период суточной экскреции 3-метилгистидина с мочой (концентрация 3-метилгистидина в моче × количество суточной мочи) позволило (с использованием формулы (2)) определить скорость распада мышечных белков и с учетом скорости их отложения рассчитать относительную деградацию белков по приведенной формуле. Концентрацию 3-метилгистидина в моче определяли на аминокислотном анализаторе ААА-Т-339, содержание креатинина в моче - химическим методом.

Бычков, имеющих значение относительной деградации белков 1,10-1,50% / сутки, относят к числу животных с высоким потенциалом мясной продуктивности.

В таблице 1 приведены результаты многочисленных экспериментов.

которые показывают, что величины относительной деградации мышечных белков у бычков воспроизводятся в различные возрастные периоды, у разных пород и в разные годы. Бычки с низким потенциалом мясной продуктивности по сравнению с животными II группы отличались более высокими значениями относительной деградации белков (1,51-2,05 против 1,10-1,50% / сутки, что на 37% больше).

Результаты контрольных убоев бычков в разные возрастные периоды показали, что животные с высоким потенциалом мясной продуктивности отличались от молодняка крупного рогатого скота с низким потенциалом продуктивных качеств достоверно большим выходом мяса, а также высоким значением отношения мякоти к костям. Эти данные свидетельствуют о лучшей омускуленности туш и качестве говядины, полученных от бычков с высоким потенциалом продуктивности (таблица 2).

Таблица 2ПоказателиI группаII группа%кI4-5-месячный возрастКоличество мякоти в туше, %64,3±2,370,5±1,9109,6(р<0,05)Отношение мякоти к костям2,1±0,082,4±0,09114,3(р<0,05)14-15-месячный возрастКоличество мякоти в туше, %76,1±1,681,7±2,0107,4(р<0,05)Отношение мякоти к костям3,6±0,124,2±0,10116,7(р<0,05)

Проведенные исследования показали, что интенсивность наращивания мышечной массы у бычков в значительной мере обусловлена направленностью метаболизма белка в скелетных мышцах и зависит от соотношения скоростей противоположно направленных процессов - синтеза и распада мышечных белков в организме. Поскольку у бычков с высоким потенциалом мясной продуктивности скорость распада мышечных белков (относительная деградация белков) была существенно ниже, чем у сверстников с низким потенциалом продуктивных качеств, при этом скорость синтеза белка не усиливалась, что обусловило повышение эффективности биосинтеза и отложения белка в мышцах и большую интенсивность накопления мышечной массы. Такая направленность метаболизма белка в мышечной ткани (т.е. снижение скорости оборота белка) у животных с высоким потенциалом продуктивности способствовала более экономному расходованию энергетических субстратов в мышцах. Положительные результаты, полученные в повторных опытах, расширенных по породному составу используемых животных, подтверждают наличие взаимосвязи между скоростью оборота белка (относительной деградацией белка) в организме и уровнем мясной продуктивности бычков и устойчивостью наследственной передачи ими признаков потомству. Использование этого метода в племенной работе в сочетании с традиционными оценками наследственных качеств животного позволит прогнозировать мясные качества производителя до получения потомства и тем самым в два раза ускорить селекционный процесс.

Изобретение относится к скотоводству. Способ включает суточный сбор мочи с последующим определением в нем концентрации креатинина и 3-метилгистидина. По данным выделения с мочой креатинина и 3-метилгистидина определяют скорость отложения и деградации белков скелетных мышц, а оценку результатов осуществляют по относительной деградации мышечных белков, определяемой по формуле ОДБ, % / сутки = 100 × Скорость деградации / Скорость отложения белков, г/сутки. Бычков, имеющих значение относительной деградации белков 1,51-2,05% / сутки, относят к животным с низким потенциалом мясной продуктивности, а со значениями 1,10-1,50% / сутки - к бычкам с высоким потенциалом мясной продуктивности. Способ позволяет прогнозировать мясные качества производителей до получения потомства, ускорить селекционный процесс. 2 табл.

Способ выявления бычков с высоким потенциалом мясной продуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, используют данные суточного выделения с мочой креатинина и 3-метилгистидина с последующим определением скорости отложения и деградации белков скелетных мышц, а оценку результатов осуществляют по относительной деградации мышечных белков, определяемой по формуле

при этом бычков, имеющих значение относительной деградации белков 1,51-2,05% / сут, относят к животным с низким потенциалом мясной продуктивности, а со значениями 1,10-1,50% / сут - к бычкам с высоким потенциалом мясной продуктивности.