СПОСОБ ОТБОРА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ Российский патент 2010 года по МПК A01K67/02 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и, в частности, к селекции и генетике крупного рогатого скота.

Увеличение производства продукции животноводства должно осуществляться за счет интенсификации, основой которой является селекционно-племенная работа. Совершенствование существующих и создание новых пород, типов и линий молочно-мясного скота, обладающего высокой мясной продуктивностью, является одной из важнейших задач селекции на современном этапе.

В целях ускорения селекции наряду с традиционными ее приемами необходимо использовать новые генетические методы, способные в значительной степени повысить уровень эффективности осуществляемой племенной работы.

Известен способ прогнозирования уровня молочной продуктивности крупного рогатого скота, включающий определение изменения уровня глюкозы в крови под действием адреналина (АС СССР №1367930, 1988).

Известен способ ранней оценки молочной продуктивности коров, заключающийся в определении средней вязкости венозной крови в группе телок 3-х месячного возраста, и по величине вязкости, превышающей среднюю, относят животное к высокопродуктивным, а животных, имеющих вязкость ниже средней, - к низкопродуктивным (АС СССР №1630738, 1991).

Недостатком этих способов является то, что биохимические показатели крови животных, включая содержание глюкозы и вязкость крови, хотя и имеют постоянный состав, регулируемый нейрогуморальными буферными системами организма, колеблются в широких диапазонах и во многом зависят от внешних факторов. Так, физиологическая норма вязкости крови может превышать вязкость воды в 3-6 раз (А.Н.Голиков, Г.В. Паршутина, 1980). Вязкость крови зависит от наличия в ней эритроцитов и белков, количества выпота животным воды и выпота воды, соотношения в рационе воды и сухих веществ, погодных условий, от физиологического состояния животных и т.д.

Количество эритроцитов и гемоглобина в крови постоянно изменяется в зависимости от возраста животных, о чем свидетельствуют работы П.И.Жеребцова, Е.В.Бурченко и Н.С.Полетаева, 1959; В.Н.Никитина, В.С.Лобановой, А.В.Евстафьсвой, 1935 и др. исследователей; от их продуктивности (А.А.Кудрявцев, 1953; А.В.Васильев, 1948 и др.) и также от упитанности, физической нагрузки, суточного ритма, времени года и других причин.

Широкий предел колебаний имеют также нормы содержания в 100 мл крови: количества сахара (от 30 до 70 мг) и глюкозы (от 40 до 60 мг) (Г.И.Азимов, В.И.Бойко, А.П.Елисеев, 1978; П.Ф.Солдатенков, 1971, В.Ф.Вракин, И.С.Ковальчук, 1977). Эти показатели также определяются экзогенными (количеством в рационе углеводистых кормов) и эндогенными факторами (функциональными особенностями желез внешней и внутренней секреции, количеством соответствующих ферментов и гормонов).

По данным П.Ф.Солдатенкова (1971) из внешних факторов, влияющих на уровень сахара у жвачных животных, особое место занимает качество корма, поедаемого животными. Так, кормление коров силосом вызвало понижение уровня сахара в крови на 30,8%. Из внутренних реагентов заслуживает особого внимания адреналин. Этот гормон, действующий противоположно инсулину по отношению к углеводному обмену, тонизирует инкрецию островков Лангерганса, если его концентрация не превышает определенной высоты. При наличии большого количества адреналина в крови может наступить срыв инкреторной функции поджелудочной железы и развиться стойкий сахарный диабет.

Следует отметить, что биохимические показатели не являются наследственными факторами, а являются результатом тех генетических задатков, которые получены потомством от своих родителей. Антигенные факторы крови в отличие от биохимических показателей крови не зависят ни от уровня кормления, ни от упитанности животных, физиологического состояния, возраста, сезона года и в течение жизни они постоянны.

Предлагаемый способ основан на использовании эритроцитарных антигенов. Антигены передаются от родителей потомкам как наследственные единицы. Синтез каждого антигена обусловлен действием одного гена (И.Матоушек, 1964; В.Н.Тихонов, 1967; О.А.Иванова, 1967, 1974; Е.К.Меркурьева, З.А.Абрамова, А.В.Бакай, И.И.Кочиш, 1991).

В связи с этим эритроцитарные антигены и определенные их комплексы представляют элементы генотипа, которыми обусловлены особенности организма, в том числе и связанными с его продуктивными качествами. Анализ эритроцитарных антигенов позволяет судить о степени участия наследственности отца, матери и более далеких предков в формировании генотипа потомства. Исходя из этого мы исследовали их селекционное значение как маркеров генотипа при изучении наследования хозяйственно-полезных качеств, оценке генотипа отдельных животных и выявлении эффективности генетических сочетаний.

Основным объектом экспериментальных исследований явилось чистопородное симментальское стадо племенного завода ОПХ Курского научно-исследовательского института агропромышленного производства численностью 350 коров (около 80% животных относятся к классу элита-рекорд). Его годовая продуктивность за последние 10 лет по полновозрастным коровам составила 4040 кг молока при 3,9% жира.

Материалом исследований служили документы зоотехнического и племенного учета. Кроме этого, были использованы иммунологические карточки генетической паспортизации племенных животных, составленные на основании проведенного анализа крови в лабораториях иммуногенетики Харьковского института животноводства Украинской академии аграрных наук и Всероссийского государственного НИИ животноводства.

Учитывая, что молочная продуктивность характеризуется количеством и качеством молока, поиск антигенных маркеров осуществлялся нами в два этапа.

На первом этапе проводилось типирование племенного поголовья коров по 48 эритроцитарным антигенам и выявлялись антигены-маркеры отдельно по удою и отдельно по жирности молока. Так, в результате анализа встречаемости эритроцитарных антигенов в группах высокопродуктивных коров с удоем 5000 кг и выше (107 голов с удоем в среднем 5647 кг) и коров с удом менее 5000 кг (152 головы с удоем в среднем 4237 кг) нами были определены как антигены-стимуляторы-маркеры повышенных удоев (Q, С₂, L', L C₁, R₂ E) и антигены-репрессоры-маркеры пониженных удоев (B₂, G₂, О', Р', Х₂, Н'', U'', S₁) (М.М.Боев, 1990; М.М.Боев, Н.С.Колышкина, 2001).

В дальнейшем нами были проанализированы продуктивные качества коров в зависимости от наличия и соотношения в их генотипе антигенов маркеров молочной продуктивности (таблица 1).

Таблица 1 Молочная продуктивность коров различных генотипов в зависимости от наличия и соотношения в их генотипе антигенов-маркеров Группы Имеется в генотипе коров антигенов-маркеров, % Продуктивность Количество высокопродуктивных коров, % стимуляторов репрессоров голов удой за 305 дней по лучшей лактации % жира молочного жира, кг с удоем свыше 5000 кг в т.ч. 6000 кг и выше 1 0 0 35 4570 3,92 179,4 20,0 8,6 2 100 0 103 5061 3,88 197,2 59,2 11,8 3 0 100 19 4123 3,93 161,1 10,5 - 4 50 50 59 4635 3,87 179,3 27,1 6,8 5 70 30 126 4639 4,02 186,0 27,0 4,8 6 35 65 52 4083 4,02 163,4 7,6 1,9

В первую группу вошли животные (35 голов), в генотипе которых отсутствовали маркеры молочной продуктивности, во вторую - животные (103 головы), в генотипе которых имелись только маркеры-стимуляторы. В третью группу отнесены коровы (19 голов), которые содержали в генотипе только антигены-репрессоры, а в 4-6 группах были животные с разным соотношением в генотипе антигенов-маркеров-стимуляторов и репрессоров.

Данные таблицы указывают, что наиболее высокие удои (4635-5061 кг) имели коровы, в генотипе которых имелись только антигены-стимуляторы, и в случаях, когда антигены-стимуляторы в генотипе преобладали в 2,3 раза (5 группа) или же находились в равном количестве с антигенами-репрессорами (4 группа). Наименьшие удои (4083-4123 кг) выявлены у коров, в генотипе которых имелись только антигены-маркеры пониженных удоев (3-я группа) или же они преобладали над маркерами повышенных удоев (6 группа). В этих случаях удои у коров были ниже на 12,4-23,9% в сравнении с животными 2, 4 и 5 групп. По количеству молочного жира животные 2, 4 и 5 групп превосходили коров 3 и 6 группы на 15,9-36,1 кг или на 9,7-22,4%.

Количество коров с удоем свыше 5000 кг во 2, 4 и 5 группах имелось от 27,0 до 59,2%, а в 3 и 6 группах их насчитывалось всего 7,6-10,5%, то есть в 2,6-7,8 раза меньше. В этом числе животных с удоем свыше 6000 кг насчитывалось во 2, 4 и 5 группах от 4,8 до 11,8%, в 6-й группе лишь 1,9%, а в 3 группе животные с такой продуктивностью вообще отсутствовали.

Животные, в генотипе которых антигены-маркеры молочной продуктивности отсутствовали, дали по лучшей лактации 4570 кг молока при 3,92% жира или 179,4 кг молочного жира. Высокопродуктивных коров в этой группе имелось 20%.

Жирномолочность является важнейшим признаком оценки животных по молочной продуктивности, этот показатель в основном обусловлен наследственными особенностями животных (В.Ф.Красота, Т.Г.Джапаридзе, Н.М.Костомахин, 2006; Н.М.Костомахин и др., 2006).

Учитывая это, нами проанализирована частота встречаемости эритроцитарных антигенов в группе жирномолочных коров с жирностью 4,0% и выше (148 голов с жирностью молока в среднем 4,2% при удое 4376 кг) и в группе менее жирномолочных коров с жирностью молока менее 4,0% (169 голов с жирностью молока в среднем 3,83% при удое 4806 кг).

В нашей монографии (М.М.Боев, Н.С.Колышкина, 2001) приведено 12 антигенов, наличие которых в генотипе коров обеспечивает повышенную жирномолочность, а три антигена встречаются 1,4 раза в генотипе жирномолочных коров. В дальнейшем нами установлено, что жирность молока связана с наличием в генотипе коров 22 их 48 антигенов. Так, 18 антигенов (В₂, G₂, Р', О', Х₂, S'₁, H'', U'', G₃, В', G'', С', U, J, C₁, R₂, D', G') встречаются в генотипе жирномолочных коров в 1,3-3,5 раза чаще, что дало основание выделить их в качестве маркеров повышенной жирности молока. Четыре антигена - Е, A₂, P₂, U' чаще встречаются (в 1,28-2,8 раза) в группе менее жирномолочных коров. Следовательно, они являются маркерами пониженной жирности молока.

Таким образом, в результате анализа установлено, что из 48 исследуемых антигенов 15 являются маркерами удоя (7 повышенных и 8 пониженных) и 22 антигена маркерами жирности молока (18 повышенной и 4 пониженной).

На втором этапе исследований основной задачей являлось определение характера влияния выявленных антигенов-маркеров отдельных признаков в целом на количество и качество молока, т.е. на молочную продуктивность. При этом установлено, что из 37 выявленных антигенов десять являются одновременно маркерами по удою и жирности молока, пять - маркерами удоя и 12 - жирности молока.

Следовательно, маркерами молочной продукции является 27 антигенов, которые по их значению можно подразделить на следующие семь показателей наследственных задатков животных:

1. Антигенов-маркеров повышенных удоев - Q, С₂, L',L.

2. Антигенов-маркеров повышенных удоев и жирности молока - C₁, R₂.

3. Антигенов-маркеров повышенных удоев пониженной жирности молока - Е.

4. Антигенов-маркеров пониженных удоев повышенной жирности молока - В₂, G₂, О', Р', Х₂, Н'', U''.

5. Антигенов-маркеров пониженных удоев - S₁.

6. Антигенов-маркеров повышенной жирности молока - G₃, В', D', G', В'', G'', С', U, J.

7. Антигенов-маркеров пониженной жирности молока - А₂, Р₂, U'.

Данная разработка предоставляет возможность специалистам проводить более эффективную селекционную работу по одновременному улучшению у крупного рогатого скота удоя и жирности молока или же повышению одного из признаков молочной продуктивности (удоя или жирности молока), не снижая второй, а также выбраковку низкопродуктивных животных по генотипу в раннем возрасте.

В дальнейшем нами был проведен анализ генотипа коров, различающихся по молочной продуктивности, на предмет наличия в их генотипе маркеров разного значения. Для этого поголовье коров было распределено на четыре группы. В первую группу вошли животные с удоем менее 4000 кг (72 головы с удоем в среднем 3520 кг при 4,14% жира), во вторую - с удоем от 4000 до 4999 кг, в третью - от 5000 до 5999 кг и в четвертую - 6000 кг и более. Затем у каждого животного в отдельности и в среднем по четырем группам было подсчитано количество маркеров молочной продуктивности (удоя и жирности молока) в разрезе наличия семи показателей наследственных задатков. Приняв общее количество антигенов-маркеров молочной продуктивности в генотипе коров за 100%, был вычислен процент маркеров разной направленности.

В результате проведенных исследований выявлено, что структура генотипа симментальских коров с изменением молочной продуктивности меняется (таблица 2).

Так, с повышением уровня молочной продуктивности с 3520 кг при 4,14% жира (1 группа) до 6457 кг молока при 3,86% жира (4 группа) произошло в генотипе коров увеличение:

- антигенов-маркеров повышенных удоев нейтральных по жирности молока с 20,8 до 28,31%;

- антигенов-маркеров повышенных удоев пониженной жирности молока в 1,7 раза (от 4,6 до 7,8%);

- антигенов-маркеров пониженной жирности молока нейтральных по удою в 1,7 раза (от 11,1 до 19,4%);

снижение:

- антигенов-маркеров пониженных удоев повышенной жирности молока в 2,2 раза (от 27,1 до 12,5%).

Следовательно, отбор в раннем возрасте и использование быков-производителей с наличием в генотипе антигенов-маркеров повышенных удоев и жирномолочности, маркеров повышенных удоев или жирномолочности, маркеров повышенных удоев или жирности молока, нейтральных в отношении другого признака будет способствовать изменению генетической структуры потомков в желательную сторону и созданию предпосылок повышения молочной продуктивности.

Пример осуществления способа

Методика отбора проб для определения эритроцитарных антигенов крупного рогатого скота следующая. В 20-дневном возрасте у животных берут кровь для иммуногенетического анализа групп крови. Из яремной вены животного берут 10-15 мл крови в пробирку и, чтобы не свернулась кровь, добавляют 3 мл консерванта. Консервант готовят следующим образом: в 500 мл дистиллированной воды растворяют 5 г глюкозы, 15 г лимоннокислого натрия и 1 г стрептомицина. Отобранные пробы хранят не более суток в холодильнике, а затем перевозят в лабораторию в термосе, на дне которого находятся кусочки льда.

Определение эритроцитарных антигенов проводят по общепринятой методике П.Ф.Сорокового (1974, 1981) в лаборатории иммуногенетики во Всероссийском государственном научно-исследовательском институте животноводства (г.Подольск Московской области, пос. Дубровицы).

Современные методы иммуногенетики позволяют определить специфичность каждого эритроцитарного антигена. В основе метода их определения лежат серологические реакции, которые возникают между эритроцитами испытываемых образцов крови конкретного животного и моноспецифической антисывороткой, полученной из сыворотки крови иммунизированных животных-реципиентов.

Для внедрения заявляемого способа не требуются дополнительные материальные затраты. Необходимо использовать имеющиеся результаты тестирования быков-производителей, принадлежащих областным производственным объединениям по племенной работе, где каждое хозяйство покупает сперму быков, для чего при покупке спермы необходимо проанализировать генотип быков-производителей, отобранных предварительно по родословной на наличие в их генотипе антигенов-маркеров молочной продуктивности.

Литература

1. Азимов Г.И. Анатомия и физиология сельскохозяйственных животных. /Г.И.Азимов, В.И.Бойко, А.П.Елисеев. - М.: Колос, 1978.

2. Боев М.М. Селекционное значение эритроцитарных антигенов. / М.М.Боев. // Зоотехния. - 1990. - №7. С.27-30.

3. Боев М.М. Совершенствование методов селекции симментальского скота при разведении по линиям и семействам. / М.М.Боев, Н.С.Колышкина. - Курск, 2001. - С.182-187.

4. Васильев А.В. Гематология сельскохозяйственных животных. / А.В.Васильев. - Сельхозгиз. 1948.

5. Вракин В.Ф. Молочная продуктивность коров и пути ее прогнозирования. / В.Ф.Вракин, И.С.Ковальчук. //Обзорная информация. - М., 1977.

6. Голиков А.Н. Физиология сельскохозяйственных животных. / А.Н.Голиков, Г.В.Паршутина. - М.: Колос, 1980.

7. Иванова О.А. Генетика. / О.А.Иванова, Н.А.Кравченко. - М.: Колос, 1967.

8. Иванова О.А. Генетика. / О.А.Иванова. - М.: Колос, 1974.

9. Костомахин Н.М. Разведение с основами частной зоотехнии. / Н.М.Костомахин. - Санкт-Петербург, Москва, Краснодар, 2006. - С.97-104.

10. Красота В.Ф. Разведение сельскохозяйственных животных. / В.Ф.Красота, Т.Г.Джапаридзе, Н.М.Костомахин. - М.: Колос, 2006. - С.148-175.

11. Кудрявцев А.А. Исследование крови в ветеринарной диагностике. / А.А.Кудрявцев. - М.: Сельхозиздат, ч.2, 1953.

12. Матоушек И. Группы крови крупного рогатого скота. / И.Матоушек. - Киев: Урожай, 1964. - 147 с.

13. Меркурьева Е.К. Генетика. / Е.К.Меркурьева, З.В.Абрамова, А.В.Бакай, И.И.Кочиш. - М.: Агропромиздат, 1991.

14. Никитин В.Н. Возрастные изменения количества эритроцитов, гемоглобина и скорости оседания эритроцитов в крови швицкой и красной степной пород крупного рогатого скота. / В.Н.Никитин, В.С.Лобанова, А.В.Евстафьева. // Сб. трудов Харьковского зоотехнического института. - 1934-35. - Т.1. - С.155-172.

15. Солдатенков П.Ф. Обмен веществ и продуктивность у жвачных животных. / П.Ф.Солдатенков. - Л.: Изд-во Наука, 1971.

16. Тихонов В.Н. Использование групп крови при селекции животных. / В.Н.Тихонов. - М.: Колос, 1967.

Изобретение относится к селекции и генетике крупного рогатого скота. Способ заключается в том, что у животных в 20-дневном возрасте проводят иммуногенетический анализ групп крови, в которой определяют эритроцитарные антигены-маркеры молочной продуктивности семи показателей наследственных задатков: антигенов-маркеров повышенных удоев - Q, C₂, L', L; антигенов-маркеров повышенных удоев и жирности молока - C₁, R₂; антигенов-маркеров повышенных удоев, пониженной жирности молока - Е; антигенов-маркеров пониженных удоев, повышенной жирности молока - В₂, G₂, О', Р', X₂, H'', U''; антигенов-маркеров пониженных удоев - S₁; антигенов-маркеров повышенной жирности молока - G₃, В', D', G', В'', G'', С', U, J; антигенов-маркеров пониженной жирности молока - А₂, P₂, U'. Производят отбор быков - улучшателей молочной продуктивности и телок с наследственными задатками повышенной молочной продуктивности по наличию в генотипе животных антигенов-маркеров повышенных удоев - С₂, L', L, Q, жирности молока - G₃, В', D', G', В'', G'', С', U, J, удоев и жирности молока - C₁, R₂. Способ позволяет увеличить молочную продуктивность и повысить рентабельность производства молока. 2 табл.

Способ отбора крупного рогатого скота по молочной продуктивности, заключающийся в том, что у животных в 20-дневном возрасте проводят иммуногенетический анализ групп крови, в которой определяют эритроцитарные антигены - маркеры молочной продуктивности семи показателей наследственных задатков: антигенов-маркеров повышенных удоев - Q, С₂, L', L; антигенов-маркеров повышенных удоев и жирности молока - C₁, R₂; антигенов-маркеров повышенных удоев, пониженной жирности молока - Е; антигенов-маркеров пониженных удоев, повышенной жирности молока - В₂, G₂, О', Р', X₂, H'', U''; антигенов-маркеров пониженных удоев - Si; антигенов-маркеров повышенной жирности молока - G₃, В', D', G', В'', G'', С', U, J; антигенов-маркеров пониженной жирности молока - А₂, Р₂, U' и производят отбор быков - улучшателей молочной продуктивности и телок с наследственными задатками повышенной молочной продуктивности по наличию в генотипе животных антигенов-маркеров повышенных: удоев - С₂, L', L, Q, жирности молока - G₃, В', D', G', В'', G'', С', U, J, удоев и жирности молока - C₁, R₂.