Способ повышения продуктивности дойных коров различных генотипов гена FGF21 Российский патент 2024 года по МПК C12Q1/00 A23K50/10 

Изобретение относится к животноводству, в частности к способу повышения продуктивности лактирующих коров в первый период лактации, и может быть использовано при приготовлении сбалансированных комбикормов и специальных кормовых добавок для профилактики нарушений обмена веществ в организме, вызванных различными стресс-факторами, повышения молочной продуктивности, качества молока и продуктивного долголетия популяций высокопродуктивных коров голштинской породы зарубежной селекции с заданными генетическими параметрами гена FGF21 (фактор роста фибробластов 21).

С развитием технологий содержания животных, науки о кормах и роли питательных веществ в кормлении, а также многолетнего целенаправленного генетического улучшения молочного скота, продуктивный потенциал коров голштинской породы повысился до такой степени, что становится нереально удовлетворить их потребность в классическом понимании и с учётом новых фундаментальных знаний в энергии, питательных веществах, минералах и витаминах. Остаются в значительной степени неизвестными основные междисциплинарные молекулярные, физиологические и метаболические механизмы, регулирующие продуктивность животных, а также решение незаразных болезней алиментарного характера.

Еще в конце прошлого века, в 1960 году доктор J.A. Roper объяснил связь между генетикой и питанием в статье, озаглавленной «Генетическая детерминация потребностей в питании» [Roper J. Genetic determination of nutritional requirements // Proceedings of the Nutrition Society. - 1960. - Vol. 19. - P. 39-45.]. Это был довольно небольшой прогресс в понимании взаимодействий между генетикой и питанием у людей, пока не был завершен проект «Геном человека». Несколько позже было предсказано, что «нутригеномика», то есть изучение взаимодействий генов и питательных веществ, станет будущим питания [Astley S. B. An introduction to nutrigenomics developments and trends // Genes & Nutrition. - 2007. - Vol. 2. - P. 11-13; https://doi.org/10.1007/s12263-007-0011-z].

В этом отношении известно, что питательные вещества рациона животных не просто обеспечивают клетки организма энергией и «строительными блоками», но и представляют собой сигналы, улавливаемые клеточными сенсорами, которые провоцируют изменения в биологии клеток, следовательно, питательные вещества биоактивны [Müller M., Kersten S. Nutrigenomics: goals and strategies // Nature Reviews Genetics. - 2003. - Vol. 4. - P. 315-322; doi: 10.1038/nrg1047]. Они способны взаимодействовать с одним или несколькими соединениями, и в результате влиять посредством эпигенетических механизмов на процесс экспрессии генов в количественном и качественном отношении, приводить к некоторым изменениям физиолого-биохимической реакции организма [Guaadaoui A. What is a bioactive compound? A combined definition for a preliminary consensus / A. Guaadaoui, S. Benaicha, N. Elmajdoub, et al. // International Journal of Food Sciences and Nutrition. - 2014. - Vol. 3. - P. 17-179; doi: 10.11648/j.ijnfs.20140303.16].

В этом отношении установлено, что микроэлементы и макроэлементы являются мощными диетическими сигналами, способными влиять на метаболическое программирование клеток, играя центральную роль в контроле гомеостаза организма [Francis G. A. Nuclear receptors and the control of metabolism / G. A. Francis, E. Fayard, F. Picard, J. Auwerx // Annual Review of Physiology. - 2013. - Vol. 65. P. 261-311; https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.65.092101.142528]. В то же время известно, что на всасывание и выведение таких микроэлементов, как цинк, кобальт, йод и селен (кофакторов ферментов), оказывает влияние микробиота организма, которая также может метаболизировать биоактивные соединения, содержащиеся в пище, влияя на их биодоступность [Tomas-Barberan F. A. The rescue of “old” metabolites to understand a “new” concept: metabotypes as a nexusamong phenolic metabolism, microbiota dysbiosis, and host health status / F. A. Tomas-Barberan, A. Gonzalez-Sarrias, R. Garcia-Villalba // Molecular Nutrition & Food Research. - 2017. - Vol. 61. - P. 1-35; https://doi.org/10.1002/mnfr.201500901].

Таким образом, использование междисциплинарных инструментов в изучении дифференциально экспрессируемых генов у животных, подвергшихся различным пищевым взаимодействиям, позволяет узнать молекулярную основу фенотипических различий, наблюдаемых между группами, идентифицируя гены и метаболические пути, непосредственно участвующие в регуляции продуктивности животных и качества продукции. Эти новые подходы подчеркивают важную роль взаимодействия генетики и питания на экономически значимые признаки [Benítez R. Nutrigenomics in farm animals / R. Benítez, Y. Núñez, C. Óvilo // Journal of Investigative Genomics. - 2017. - Vol. 4(1). - P. 23-28; doi: 10.15406/jig.2017.04.00059].

Стратегия питания высокопродуктивных коров особенно важна в переходный (транзитный) период и в начале лактации, когда их переводят из низкокалорийного в высококалорийный рацион, который способствует пищевому стрессу и снижению потребления сухого вещества, и повышенная потребность в энергии становится причиной отрицательного энергетического баланса [Chen Y. Effects of exogenous Fibroblast Growth Factor-21 on characteristic parameters related to energy metabolism in dairy cows / Y. Chen, W. Qian, G. Ying, et al. // Medycyna Weterynaryjna. - 2019. - Vol. 75 (12). - P. 738-743].

Одним из наиболее изученных методов управления стрессом, связанным с транзитным периодом у лактирующих коров, является использование специальных кормовых добавок. Такие кормовые компоненты рациона прямо или косвенно влияют на экспрессию различных генов, которые, как предположительно, участвуют в различных метаболических процессах, связанных со стрессом.

Было установлено, что специальные кормовые добавки, включающие в себя полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, аминокислоты и другие, модулируют энергетический гомеостаз различными путями, что приводит к решению метаболических проблем. Этот революционный метод подчеркивает важность взаимодействия пищевых генов с различными физиологическими и метаболическими механизмами [Hassan F. Nutrigenomic interventions to address metabolic stress and related disorders in transition cows / F. Hassan, A. Nadeem, M. Javed // BioMed Research International. - 2022. - Vol. 11. - P. 1-17; doi: 10.1155/2022/2295017].

Однако, в последние годы в результате генетического улучшения молочного скота продуктивный потенциал коров увеличился до такой степени, что нереально удовлетворить их потребность в питательных веществах, макро- и микроэлементах, и витаминах. Это влечет за собой многочисленные серьезные метаболические нарушения, которые на клеточном уровне приводят к окислительному стрессу [Коденцова В. М. Витамины и окислительный стресс / В. М. Коденцова, О. Α. Вржесинская, В. М. Мазо // Вопросы питания. - 2013. - Τ 82 №3. - С. 11-18.], образованию свободных радикалов, повреждениям структуры молекулы ДНК и функций клеточных макромолекул, и генным мутациям, что отражается на обменных процессах и заболеваниях молочных коров [Sharma N. Oxidative stress and antioxidant status during transition periodin dairy cows / N. Sharma, N. K. Singh, O. P. Singh et al. // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. - 2011. - Vol. 24(4). - P.479-484].

Для активации антиоксидантной системы защиты организма, тормозя и нейтрализуя на различных стадиях продукты свободно-радикального окисления, направленного на снижение отрицательного взаимодействия техногенных стрессов, повышения адаптогенных свойств и продуктивных показателей на практике предлагается использование в рационах лактирующих коров биологических или синтетических антиоксидантов.

Важную роль в регуляции метаболизма, особенно в условиях дефицита энергии или в условиях окислительного стресса, играет белковый гепатогормон - фактор роста фибробластов FGF21, который активизирует кетогенез, глюконеогенез, окисление липидов в печени животных, а так же стимулирует пути, необходимые для обеспечения организма достаточным количеством энергии во время транзитного периода [Inagaki T. Endocrine regulation of the fasting response by PPAR alpha-mediated induction of fibroblast growth factor 21 / T. Inagaki, P. Dutchak, G. Zhao et al. // Cell Metabolism. - 2007. - Vol. 5. - P. 415-425; doi: 10.1016/j.cmet.2007.05.003]. Ген FGF21 впервые был идентифицирован и описан в 2000 году T. Nishimura et al. [Nishimura T. Identification of a novel FGF, FGF21, preferentially expressed in the liver / T. Nishimura, Y. Nakatake, M. Konishi, Itoh N. // Biochimica et Biophysica Acta. - 2000. - Vol. 1492. - P. 203-206; doi: 10.1016/s0167-4781(00)00067-1].

Впервые об экспрессии гена FGF21 у крупного рогатого скота сообщили M. Carriquiry et al. [Carriquiry M. Hepatic gene expression in multiparous Holstein cows treated with bovine somatotropin and fed n-3 fatty acids in early lactation / M. Carriquiry, W. J. Weber, S. C. Fahrenkrug et al. // Journal of Dairy Science. - 2009. - Vol. 92. - P. 4889-4900; doi: 10.3168/jds.2008-1676]. Они наблюдали, что экспрессия гена FGF21 в печени молочных коров повышается при переходе от поздней беременности к ранней лактации. Кроме того, в другом своем исследовании K. M. Schoenberg et al. [Schoenberg K. M. Plasma FGF21 is elevated by the intense lipid mobilization of lactation / K. M. Schoenberg, S. L. Giesy, K. J. Harvatine et al. // Endocrinol. - 2011. - Vol. 152. - P. 4652-4661; doi: 10.1210/en.2011-1425] обнаружили, что уровень FGF21 в плазме крови резко возрастает во время отела. В дальнейшем его уровень в плазме крови снижается, оставаясь на высоком уровне до 56 дня лактации, чем на поздних сроках беременности. При этом установлено, что вследствие повышенной секреции гормона FGF21 в ответ на различные виды стресса, запускаются различные метаболические реакции, такие как стимуляция β-окисления и снижения концентрации жирных кислот [Staiger H. Fibroblast growth factor 21 - metabolic role in mice and men / H. Staiger, M. Keuper, L. Berti et al. // Endocrine Reviews. - 2017. - Vol. 38. - P. 468-488; doi: 10.1210/er.2017-00016]. Известно, что под воздействием экзогенного FGF21 сокращается число поврежденных нервных клеток, ослабляются проявления оксидативного стресса и увеличивается антиоксидантная активность [Yu Y. H. Effect of FGF-21 on learning and memory ability and antioxidant capacity in brain tissue of D-galactose-induced aging mice / Y. H. Yu, G. P. Ren, Y. N. Liu et al. // Yao Xue Xue Bao. - 2014. - Vol. 49. N 7. - P. 1000-1006]. Экзогенное применение FGF21 индуцирует экспрессию антиоксидантных генов, уменьшает образование оксигенных продуктов и защищает клетки от окислительного стресса [Rysz J. Fibroblast growth factor 19-targeted therapies for the treatment of metabolic disease / J. Rysz, A. Gluba-Brzózka, D. P. Mikhailidis et al. // Expert Opinion on Investigational Drugs - 2015. - Vol. 24. N 5. - P. 603-610].

В исследованиях Xiao-Mei Sun et al. [Sun X.-M. Two novel intronic polymorphisms of bovine FGF21 gene are associatedwith body weight at 18 months in Chinesecattle / X.-M. Sun, M.-X. Li, A.-M. Li et al. // Livestock Science. - 2013. - Vol. 155(1). - P. 23-29; doi: 10.1016/j.livsci.2013.03.023] изучалось влияние различных генотипов гена FGF21 на живую массу и экстерьерные (линейные) показатели крупного рогатого скота при рождении, через 6, 12 и 18 месяцев. Ими было установлено, что животные с генотипом GG по локусу g.297C>G имели живую массу больше, чем особи с генотипами CC и CG в восемнадцатимесячном возрасте на 11,3 и 9,3 % соответственно. По локусу g.940C>T животные с генотипом ТТ в восемнадцатимесячном возрасте также имели превосходство по живой массе по сравнению с генотипами СС и СТ на 18,9 и 23,0 % соответственно. Таким образом, из-за критической функции в регулировании энергетического гомеостаза, терморегуляции и метаболизма глюкозы в печени и жировой ткани, ген FGF21 рассматривается как медиатор отложения жира у растущего молодняка крупного рогатого скота, и, следовательно, ассоциируются с регулированием массы тела.

На сегодняшний день известны лишь несколько исследований по изучению влияния питания на экспрессию гена FGF21 у молочных коров. Большинство этих исследований касалось воздействия интенсивности кормления или оценки состояния массы тела до отела и после на экспрессию FGF21. Согласно этим исследованиям, перекармливание коров в сухостойный период, которое было связано с высоким BCS (индекс кондиции живой массы), вызывало увеличение экспрессии FGF21 в печени и концентрации FGF21 в плазме крови у молочных коров в первый период лактации [Drong C. Effects of body condition, monensin, and essential oils on ruminal lipopolysaccharide concentration, inflammatory markers, and endoplasmatic reticulum stress of transition dairy cows / C. Drong, S. Bühler, J. Frahm et al. // Journal of Dairy Science. - 2017. - Vol. 100. - P. 2751-2764; doi: 10.3168/jds.2016-11819]. Кроме того, повышенное потребление кормов в послеродовой период способствует развитию воспаления печени - кетоза [Zhou Z. Prepartal dietary energy level affects peripartal bovine blood neutrophil metabolic, antioxidant, and inflammatory gene expression / Z. Zhou, D. P. Bu, M. Vailati Riboni et al. // Journal of Dairy Science. - 2015. - Vol. 98. - P. 5492-5505; doi: 10.3168/jds.2014-8811]. Кетоз в этом периоде возникает почти у всех высокопродуктивных коров из-за низкого уровня глюкозы в крови, когда их потребности в энергии превышает их возможности по потреблению достаточного количества корма. Это приводит к высокой степени мобилизации жирных кислот в виде неэтерифицированных жирных кислот (НЭЖК), которые окисляясь в печени способствуют образованию в крови кетоновых тел, таких как ацетон, ацетоацетат и β-гидрооксимасляная кислота, которые в условиях энергетического стресса могут служить триггером экспрессии гена FGF21.

Также известно, у молочных коров, страдающих заболеваниями, связанными с сильным отрицательным энергетическим балансом (кетоз, жировая дистрофия печени), как правило, нарушена функция фертильности и происходит потеря костной массы [Drackley J. K., Cardoso F. C. Prepartum and postpartum nutritional management to optimize fertility in high-yielding dairy cows in confined TMR systems // Animal. - 2014. - Vol. 8. Suppl 1. - P. 5-14; doi: 10.1017/S1751731114000731].

M. Vailati-Riboni et al. [Vailati-Riboni M. Supplementation with rumen-protected methionine or choline during the transition period influences whole-blood immune response in periparturient dairy cows / M. Vailati-Riboni, Z. Zhou, C. B. Jacometo et al. // Journal of Dairy Science. - 2017. - Vol. 100. - P. 3958-3968; doi: 10.3168/jds.2016-11812] сообщили о снижении экспрессии гена FGF21 в печени во время ранней лактации у молочных коров, которых кормили «защищенном» в рубце метионином. Ими было обнаружено улучшение функции печени, в частности, её антиоксидантного статуса, что уменьшало окислительный стресс и воспалительные процессы в печени. J. O. Zeitz et al. [Zeitz J. O. Effects of supplementing rumen-protected niacin on fiber composition and metabolism of skeletal muscle in dairy cows during early lactation / J. O. Zeitz, A. Weber, E. Most et al. // Journal of Dairy Science. - 2018. - Vol. 101. - P. 8004-8020; doi: 10.3168/jds.2018-14490] отмечают сильное подавление печеночного FGF21 через 3 недели после отёла у лактирующих коров, которым в сухостойный период скармливали «защищенный» ниацин, при этом происходило снижение концентрации в крови ненасыщенных жирных кислот. H. Akbar et al. [Akbar H. Alterations in hepatic FGF21, co-regulated genes, and upstream metabolic genes in response to nutrition, Ketosis and Inflammation in Peripartal Holstein Cows / H. Akbar, F. Batistel, J. K. Drackley, J. J. Loor // PLoS One. - 2015. - Vol. 10. - e0139963; doi: 10.1371/journal.pone.0139963] также обнаружили, что при обогащении рациона коров «защищенном» карнитином заметно снижалась экспрессия FGF21 в печени, которая объясняется спадом концентрации триглицеридов в печени за счёт стимуляции β-окисления жирных кислот [Carlson D. B. L-carnitine affects periparturient nutrient metabolism and lactation in multiparous cows / D. B. Carlson, J. W. McFadden, A. D'Angelo et al. // Journal of Dairy Science. - 2007. - Vol. 90. - P. 3422-3441; doi: 10.3168/jds.2006-811].

Таким образом, вполне вероятно, что сильный отрицательный энергетический баланс действует как триггер для увеличения выработки FGF21 у кетозных коров в ранней период лактации. На основании этого можно предположить, что FGF21 улучшает доступность энергетических субстратов, чтобы справиться с дефицитом энергии. Также биологические питательные вещества, такие как «защищенные» метионин, ниацин, карнитин и другие, борются с этим стрессовым состоянием для снижения печеночной экспрессии FGF21 [Winkler A. Effects of a plant product consisting of green tea and curcuma extract on milk production and the expression of hepatic genes involved in endoplasmic stress response and inflammation in dairy cows / A. Winkler, D. K. Gessner, C. Koch et al. // Archives of Animal Nutrition. - 2015. - Vol. 69. - P. 425-441; doi: 10.1080/1745039X.2015.1093873]. Поэтому новые знания о функциях гена FGF21 и его полиморфных вариантах у крупного рогатого скота были бы очень полезны в перспективе для разработки стратегии улучшения метаболического здоровья высокопродуктивных коров [Eder K. Fibroblast growth factor 21 in dairy cows: current knowledge and potential relevance / K. Eder, D. K. Gessner, R. Ringseis // Journal of Animal Science and Biotechnology. - 2021. - Vol. 12(1). - P. 97; doi: 10.1186/s40104-021-00621-y].

В связи с вышеизложенным, актуальным является изыскание новых кормовых средств и биологически активных веществ, снижающих свободно-радикальное окисление, способствующих активации эндогенной антиоксидантной системы защиты на генном уровне, нормализации физиолого-биохимического статуса, профилактики незаразных болезней алиментарного характера и реализации генетического потенциала продуктивности у высокопродуктивных коров в первый период лактации в стрессогенных условиях промышленного комплекса.

Для устранения таких метаболических нарушений, особенно в ранний период лактации, на практике рекомендуют использовать в рационах коров различные энергетические концентраты, жиросодержащие отходы перерабатывающей промышленности АПК, биологически активные вещества антиоксидантного действия (аминокислоты, микроэлементы, витамины и другие корректоры обмена веществ), а также биологические и синтетические антиоксиданты различной химической природы, способные связывать свободные радикалы и замедлять окислительно-восстановительные процессы.

Известны способы защиты кормовых средств от прогоркания жирных кислот в процессе хранения и активного участия в обмене веществ в организме, где в качестве препарата используется антиоксидант нового поколения «Бисфенол-5» (RU 2665039 С1 27.08.2018), а также повышение продуктивности и качества молока лактирующих коров за счёт корректировки липидного и минерального обмена, направленного на оптимизацию микробиоты рубцового пищеварения и поддержания высокого уровня метаболизма в организме. Это достигается применением энергетической кормовой добавки для лактирующих коров и первотелок, в состав которой входит антиоксидант бис (3,5-ди-трет-бутил-4-гидрооксифенол-пропил-фосфонат) (RU 2722509 C1 01.06.2020). Данная кормовая добавка включает в себя при соотношении компонентов, мас. % активированный цеолит - 50-60, антиоксидант 0,1 и майонез с истекающим сроком годности - 39,9-49,9. Включение добавки в рацион способствует полному раскрытию генетического потенциала, профилактике кетоза и ацидоза и продлению продуктивного долголетия коров.

Недостатком изобретения является сложность в технологии освобождения майонеза из тары (ведра, тюбика), короткий срок хранения и использования готовой продукции, а также использование препарата в рационах коров без учёта их генотипа.

На практике известен широко применяемый антиокислительный агент - ионол (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол) [Зайцев В.Г., Островский О.В. Связь между химическим строением и мишенью действия как основа классификации антиоксидантов прямого действия // Экспериментальная клиническая фармакология. - 2003. - Т 66. №4. - С.66-70]. Однако недостатком данного соединения является то, что применение его в высоких дозах увеличивает образование активных метаболитов кислорода. Кроме того, продукты окислительной деструкции этого соединения подавляют ферментативную антиоксидантную систему.

Известен ранее разработанный авторами данного изобретения способ повышения продуктивности дойных коров голштинской породы отечественной селекции различных генотипов по гену PON1 (RU 2775569C1, 04.07.2022) за счёт включения в рацион высокопродуктивных коров синтетического антиоксиданта «Бисфенол-5» 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол)) в дозе 2 мкмоль на 1 кг живой массы (0,5 г/гол в сутки) в течение первого периода, в том числе ранней лактации, в качестве биоактивного кормового сигнала, способного влиять на экспрессию гена PON1, активировать метаболические процессы антиоксидантной защиты организма в условиях техногенных стрессов на генетическом уровне. Это обеспечивает повышение молочной продуктивности популяции коров с генотипами GA и GG на 7,9 и 9,2 % при высоком её качестве. При этом снижаются затраты обменной энергии и сырого протеина на единицу продукции соответственно на 7,3-8,4 % и 7,3-8,3 %.

Отличительным моментом данного изобретения является то, что новый синтетический антиоксидант «Бисфенол-5» изучали в качестве пищевого фактора, влияния на степень экспрессии другого гена - параоксаназы-1, повышающего его антиоксидантную роль в организме коров голштинской породы отечественной селекции.

Известны такие микрокомпоненты в рационе сельскохозяйственных животных, улучшающие физиолого-биохимические функции и антиоксидантный статус организма, как витамин Е, альфа- и бета-каротиноиды. Так, описан способ повышения молочной продуктивности и качества молока коров генетически различных популяций пород молочно-мясного и молочного направления продуктивности [Тойгильдин С. В. Антиоксидантный препарат «Карток» повышает продуктивность, улучшает состав и технологические свойства молока / С. В. Тойгильдин, В. Е. Улитько, С. П. Лифанова // Мичуринский агрономический вестник. - 2016. - №1. - С. 51-56.]. Способ заключается во введении подопытным коровам бестужевской и голштинской красно-пестрой породы в первый период лактации парантерально в дозе 15 мл ежедневно в течение 15 дней комплексного витаминизированного препарата «Карток», состоящего из смеси 2 г/кг β-каротина, 2,25 % витамина Е (α-токоферол) с антиоксидантными, детоксикационными, иммуностимулирующими действиями, способствующего усилению метаболических процессов в их организме, в том числе и в молочной железе. Наибольшее увеличение молочной продуктивности достигается у коров бестужевской породы (на 9,6%) и несколько меньше у красно-пестрых голштинских особей (на 3,9%), массовой доли жира в молоке соответственно на 0,12 и 0,19 абс. % и белка на 0,05 и 0,09 абс. %. К недостаткам решения, описанного в указанном источнике, можно отнести то, что научно-хозяйственные опыты проводились на двух популяциях пород различного направления продуктивности раздельно методом мини-стада, и сравнивать полученные результаты между собой методически некорректно; также использование препарата путем ежедневных инъекций является технологически трудоемким и физически стрессовым.

Другим жизненно важным элементом питания является селен, который в качестве кофактора ферментов антиоксидантной системы, входит в состав селенопротеинов, участвующих в регуляции различных физиологических процессов, которые протекают в организме [Блинохватов А. Ф. Влияние органических соединений селена на шерстную продуктивность и качество шерсти овец / А. Ф. Блинохватов, Ю. Н. Фролов, В. А. Отраднов // Овцы, козы, шерстяное дело. - 2001. - №2. - С.46-51; О'Grady M. N. Effects of dietary supplementation with vitamin E and organic selenium on the oxidative stability of beef / M. N. О'Grady, F. J. Monahan, R. J. Fallon, P. Allen // Journal of Animal Science. - 2001. - Vol. 79. - P. 2827-2834]. Гипоселенемия приводит к нарушению метаболизма, снижению естественной резистентности и иммунобиологической реактивности организма. Добавка селена в рацион крупного рогатого скота увеличивает доставку селена в молоко и молозиво, улучшает здоровье телят и их выживаемость после отъема, улучшает иммунную и репродуктивную систему, сокращает проблемы воспроизводства, снижает тяжесть клинических признаков мастита и уменьшает количество соматических клеток в молоке.

В природе селен встречается в виде соединения с аминокислотами, такими, как селенометионин, который оптимально биодоступен для животного. Он аккумулируется в организме животного - в мышцах, молоке и пр. Специфические штаммы дрожжей способны адсорбировать минеральный селен и конвертировать его в селенообогащенные аминокислоты при соблюдении правильных условий ферментации. Селенообогащенные дрожжи являются прекрасным источником биодоступного селена для животных. Их недостатком является широкая вариабельность количества поглощенного селена, что создает трудности с точным дозированием препарата и мониторингом эффективности профилактики и лечения.

Из уровня техники известно применение кормовой добавки Сел-Плекс (Sel-Plex®), производитель Оллтек (Alltech), США, представляющей собой источник органического селена (более 99% селена содержится в органической форме), вырабатываемого специальными штаммами дрожжей, которые выращиваются в контролируемых условиях на среде, обогащенной селеном и с пониженным содержанием серы, благодаря чему дрожжи используют селен вместо серы в процессе формирования клеточных компонентов, включая белки. Препарат содержит селен преимущественно в составе аминокислот селенометионина (50%) и селеноцистина (25%), а также в составе других органических соединений, общее содержание селена 1000 мг/кг, выпускают в форме порошка. Препарат повышает антиокислительный статус организма и жизнеспособность молодняка, поддерживает и увеличивает подвижность и оплодотворяющую способность спермиев, улучшает продуктивность при наличии микотоксинов в кормах. Препарат используют в производстве комбикормов и премиксов как источник Se вместо селенита натрия и других неорганических соединений этого элемента для всех видов животных.

Из [Портнов Д.В., Шакиров Ш.К. Использование Сел-Плекс в комплексе с витамином Е для получения молока повышенным содержанием селена // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2008. - Т 195. - С. 265-269] известен способ повышения молочной продуктивности и качества молока и молочных продуктов с высокими функциональными характеристиками по содержанию Se, витамина E и аминокислот, который заключается во введении при производстве комбикорма для новотельных коров, разработанных авторами данного изобретения, различных лечебно-профилактических премиксов с содержанием комплекса препаратов антиоксидантного действия - органического селена «Сел-Плекс» и витамина E в различных дозах и соотношениях. Введение в рацион лактирующим коровам дозы указанных препаратов в количестве 1% от массы корма или из расчета 80 г/гол. в сутки способствует усилению метаболических процессов в организме, в т.ч. и в молочной железе. При комплексном введении в рационы кормления коров Сел-Плекса и витамина E в дозах соответственно 0,3 и 23,0 мг/кг и 0,6 и 23,0 мг/кг в сухом веществе (СВ) корма повышение молочной продуктивности составило 4,9 и 2,9 %; концентрация селена в сыворотке крови увеличилась на 21,5 и 30,5 %, в молоке - на 42,8 и 37,5 %; в молочных продуктах - на 18,6-58,8 %; витамина E в молоке на 53,1 и 68,7 % и в молочных продуктах - на 34,6-85,7 % по сравнению с контрольными животными, получавшими органический селен и витамин E в дозах соответственно 0,3 и 11,5 мг/кг СВ корма. Недостатками решения, описанного в указанном источнике, являются: не установлена рекомендуемая норма ввода Сел-Плекса в состав премикса, т.к. его дозы по группам коров имеют двукратную величину при различных соотношениях с витаминов E; премиксы испытывались в рационах коров татарстанского типа холмогорской породы со среднесуточным удоем 22,0-24,0 кг без учета генотипа селенозависимых генов, кодирующих активизацию антиоксидантной защиты организма.

К общим недостаткам перечисленных способов скармливания селеносодержащих препаратов в рационах лактирующих животных относится также, что заявленные кормовые добавки использовались в популяциях подопытных животных без учета их генотипа и фенотипа, в отсутствии применения методов нутригеномных исследований для понимания на молекулярно-генетическом уровне влияния применяемых антиоксидантов на здоровье и продуктивность животных через изменение полиморфного состояния генов.

Активность процессов окислительного стресса разрушается системой антиоксидантной защиты организма, одним из главных факторов которой является селенозависимый фермент глутатионпероксидаза-1 (GPX-1), участвующий в этом процессе [Wullepit N. Influence of management and genetic merit for milk yield on the oxidative status of plasma in heifers / N. Wullepit, K. Raes, B. Beerda et al. // Livestock Science. - 2009. - N 123. - P. 276-282; doi 10.1016/j.livsci.2008.11.013]. Установлено, что наивысший уровень его концентрации в крови дойных коров достигается в начале лактации [Pilarczyk B. Selenium concentration and glutathione peroxidase (GSH-Px) activity in serum of cows at different stages of lactation / B. Pilarczyk, D. Jankowiak, A. Tomza-Marciniak et al. // Biological Trace Element Research. - 2012. - N 147. - P. 91-96; doi 10.1007/s12011-011-9271-y]. При этом восстановительная способность антиоксидантной системы высокопродуктивных новотельных коров может оказаться недостаточной, особенно при дефиците селена в рационе. Поэтому в период интенсивной лактации необходимо уделять особое внимание удовлетворению потребности коров в селене и других кормовых компонентах, таких, как цинк, витамины, которые прямо или косвенно усиливают антиоксидантные системы, метаболизм ДНК [Georgieff M. K. Nutrition and the developing brain: nutrient priorities and measurement // The American Journal of Clinical Nutrition. - 2007. - N 85. - P. 614-620].

В настоящее время доказано, что селен способен влиять на экспрессию генов, то есть «включать» (активировать) или «выключать» (дезактивировать) 154 гена и влиять на метаболический профиль организма. Причем влияние селена на экспрессию генов определяется его концентрацией, а также зависит от формы элемента, т.е. селенит натрия и органический селен действуют по-разному [Фисинин В. Революционная наука нутригеномика / В. Фисинин, П. Сурай, Т. Папазян // Птицеводство. - 2006. - № 6. - С. 21-23.]. В ранее опубликованной нашей работе [Портнов Д. В., Шакиров Ш. К. Эффективность применения в рационах высокопродуктивных коров различных форм и доз селена // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение животноводства и кормопроизводства». - Саранск. - 2008. - С. 86-88] было установлено влияние различных доз органической и неорганической формы селена в рационах коров на концентрацию селена в крови, молоке и молочных продуктах, метаболический профиль организма и его продуктивное действие. Другими авторами [Ferguson L. R., Karunasinghe N. Nutrigenetics, Nutrigenomics, and Selenium // Frontiers in Genetics. - 2011. - Vol. 2(15). - P. 1-10; doi: 10.3389/fgene.2011.00015. eCollection 2011] также доказано, что селен на разных уровнях глубоко влияет на экспрессию генов и метаболический профиль организма.

Известен ранее опубликованный авторами данного изобретения способ повышения продуктивности дойных коров различных генотипов гена GPX-1 (RU 2774372С1, 20.06.2022) за счёт обогащения рациона лактирующих коров в первый период лактации селенорганическим препаратом Сел-Плекс в суммарной дозе селена 0,42 мг/кг сухого вещества, где микроэлемент Se используется в качестве кофактора экспрессии генов, кодирующих активацию эндогенной антиоксидантной системы защиты организма. Это позволяет оптимизировать физиолого-биохимические процессы в организме на генном уровне и обеспечивает повышение молочной продуктивности популяций коров с генотипами гена GPX-1 СС и ТС на 8,1 и 7,3 % в пересчёте на базисную жирность молока при высоком её качестве.

В связи с вышеизложенным, актуальным является изыскание новых способов, снижающих на различных стадиях метаболизм продуктов свободно-радикального окисления, способствующих активации эндогенной антиоксидантной системы защиты организма, направленной на снижение отрицательного влияния окислительного стресса, нормализацию физиолого-биохимического статуса, повышения адаптогенных свойств и реализацию генетического потенциала продуктивности в условиях промышленного животноводства с учётом нового научно-практического подхода нутригеномных механизмов влияния пищевых сигналов на экспрессию экономически значимых генов.

Таким образом, технологической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является расширение арсенала способов увеличения удоев, качественного состава молока и продуктивного долголетия высокопродуктивных коров в первый период лактации, оптимизирующих метаболические процессы, повышающих антиоксидантную защиту, снижающих риск окислительного стресса за счёт активации адаптационных механизмов, регулирующих процессы липидного, углеводного и белкового обмена в организме, что способствует профилактике незаразных болезней алиментарного характера (кетоз, ацидоз и др.) и влияет на повышение молочной продуктивности и качество молока.

Технический результат заключается в коррекции экспрессии гепатогормона (гена) фактора роста фибробластов FGF21 за счёт использования синтетического антиоксиданта, способствующего улучшению функции печени, в частности, антиоксидантного статуса, который связывает свободные радикалы, замедляет окислительно-восстановительные и воспалительные процессы в печени, приводит как к предупреждению метаболических нарушений обмена веществ в целом, так и профилактике незаразных болезней, вызываемых окислительным стрессом, обеспечивает высокую молочную продуктивность коров и качество молока в первый период лактации, а также их продуктивное долголетие.

Техническая проблема решается, и указанный технический результат достигается заявляемым способом повышения молочной продуктивности коров в первый период лактации, включающим генотипирование коров голштинской породы зарубежной селекции по локусу гена FGF21, идентификацию животных с генотипом СС, ТС и ТТ и введение в рационы кормления животных преимущественно с генотипами СС и ТС, у которых существенно снижается экспрессия гена FGF21, кодирующего путем программирования белковый и липидный обмен, кормовой антиоксидантной добавки «Бисфенол» - 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол). Указанную антиоксидантную добавку в рационы кормления животных вводят в дозах 2 мкмоль (0,0008%) на 1 кг живой массы, что составляет (с учетом живой массы коров голштинской породы 600-650 кг), 0,48-0,52 (среднее 0,5) г/гол в сутки в течение первого периода лактации, которое по технологии доения длится до 100 дней.

Новая антиоксидантная добавка 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол) является липофильным органическим веществом класса фенолов, представляет собой синтетический пространственно-замещенный фенольный жирорастворимый антиоксидант, белый или слегка желтоватый кристаллический порошок, соответствующий ТУ 2492-002-40655797-2014. Коммерческое название препарата - «Бисфенол-5», относится к классу малотоксичных соединений, не обладает тератогенным и мутагенным свойствами, не влияет на размножение животных [Зенков Н. К., Фенольные биоантиоксиданты / Н.К. Зенков, Н.В. Кандалинцева, В.З. Ланкин и др. - Новосибирск: СО РАМН. - 2003. - 328 с.]. По результатам токсико-гигиенических исследований (протокол №46155 от 8 сентября 2014 г.) «Бисфенол-5» в разведении 0,5 г на 10 мл растительного масла обладает слабым раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки, не выявлено кумулятивных свойств и сенсибилизующего действия [Бисфенол-5. Экспертное заключение ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии» в Республике Татарстан, №46155 от 08.09.2014 / Н.Г. Мустафина]. Разработана инструкция по применению кормовой добавки «Бисфенол-5» для сельскохозяйственных животных, утвержденная начальником Главного управления ветеринарии Кабинета министров Республики Татарстан (Казань, 2020). Из [RU 2654095 С1, 16.05.2018] известно применение «Бисфенол-5» в качестве стабилизирующей добавки, вводимой в комбикорм в концентрации 0,00019-0,00152 % мас. при кормлении животных и птицы с целью увеличения прироста живой массы, повышения мясной продуктивности и улучшения качества мяса. Описано также повышение интенсивности роста при введении этого препарата в рацион белых крыс [Семина О. В. Влияние препарата «Бисфенол-5» на ростовые процессы белых крыс / О.В. Семина, Г. А. Гараева, P. M. Ахмадуллин, В. Н. Шилов // Продовольственная самодостаточность региона в условиях импортозамещения: вопросы теории и практики. Сборник научных статей. - 2016. - Вып. 10. - С. 326-329]. Доказано, что применение препарата «Бисфенол-5» в кормлении молодняка крупного рогатого скота повышало обменные процессы в организме животных и активизировало ферментативную активность крови [Шилов В. Н. Биохимические показатели крови телочек в молочный период при использовании антиоксиданта / В. Н. Шилов, Р. З. Хабибуллин, О. В. Семина, P. M. Ахмадуллин // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2019. - Т.240(IV). - С. 209-213], увеличивало интенсивность роста телочек в молочный период, а также содержание эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, что свидетельствует о лучшем обмене веществ у животных и лучшем клеточном и гуморальном иммунитете [Шилов В. Н. Морфологические показатели крови и интенсивность роста телочек в молочный период при использовании антиоксиданта «Бисфенол-5» / В. Н. Шилов, Р. З. Хабибуллин, О. В. Семина, P. M. Ахмадуллин // Ветеринарный врач. - 2019. - №6. - С. 58-65], в дозе 2,0-4,0 мкмоль или 0,035-0,070 мл масляного раствора антиоксиданта на 1 кг живой массы телят молочного периода повышало прирост живой массы на 11,0%, снижало расход кормов на 1 кг прироста на 0,38-0,41 ЭКЕ, достоверно увеличивалась переваримость сухого и органического вещества, протеина, жира и БЭВ [Хабибуллин Р. З. Влияние разных доз антиоксиданта «Бисфенол-5» на интенсивность роста, морфофункциональное состояние и эффективность выращивания телят в молочный период: дисс. … канд. с.-х. наук: 06.02.08; [Место защиты: ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева»] - Саранск, 2020. - 189 с.]. Влияние препарата «Бисфенол-5» на молочную продуктивность и качество молока коров голштинской породы различных генотипов гена FGF21 не известно из уровня техники.

В ранее опубликованной работе [Сафина Н. Ю. Идентификация полиморфизма гена FGF21 в татарстанской популяции крупного рогатого скота голштинской породы / Н. Ю. Сафина, Ш. К. Шакиров, Э. Р. Гайнутдинова, Ф. Ф. Зиннатова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т. 242(II). - С. 149-152] в поголовье голштинского скота отечественной селекции выявлены следующие аллельные варианты: С - 0,642, Т - 0,358 и генотипы: СС - 28,4% (42 гол.), ТС - 71,6% (106 гол), ТТ - 0,0% (0 гол). Оценка результатов методом хи-квадрат между наблюдаемым и ожидаемым распределением генотипов свидетельствует о нарушении генетического равновесия в исследуемой популяции.

Заявителем также не выявлено в предшествующем уровне техники влияние «Бисфенол-5» на достижение указанного технического результата - снижение экспрессии гена FGF21, повышающее его антиоксидантную роль и оптимизацию метаболических процессов в организме замедлением окислительного стресса, увеличения молочной продуктивности и улучшения качественных показателей молока высокопродуктивных коров в первый период лактации.

Способ осуществляют следующим образом. Научно-хозяйственный опыт по изучению влияния нового синтетического антиоксиданта «Бисфенол-5» в разрезе различных генотипов гена FGF21 на физиолого-биохимические процессы в организме, молочную продуктивность и качественный состав молока был проведен в 2019-2020 гг. в КФХ «Мухаметшин З.З.» Сабинского района Республики Татарстан на 231 коровах голштинской породы зарубежной селекции (год включения в реестр допущенных к использованию селекционных достижений - 1993, оригинатор/патентообладатель ОАО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных» (142143, Московская область, Подольский р-н, п. Быково), требования по породе составляют: удой - 5500 кг молока за 305 дней лактации, жир - 3,6%, белок - 3,0% [данные из информационно-аналитической системы «СЕЛЭКС. Молочный скот w.6.1.0.0.» (АРМ Плинор, Россия)]; возраст 3-4 года (2-3 полные лактации).

1. Осуществляют идентификацию генотипов по гену bovine FGF21 модернизированным методом ПЦР-ПДРФ детекции [Сафина Н. Ю. Идентификация полиморфизма гена FGF21 в татарстанской популяции крупного рогатого скота голштинской породы / Н. Ю. Сафина, Ш. К. Шакиров, Э. Р. Гайнутдинова, Ф. Ф. Зиннатова // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т 242(II). - С. 149-152] с использованием реактивов производства компании «СибЭнзим» (Россия). Выявленный полиморфизм визуализирован и документирован в системе «Gel&Doc» (Bio-Rad, США). Частоту встречаемости аллельных вариантов и генотипов рассчитывают согласно методическим рекомендациям [Меркурьева Е. К. Генетика с основами биометрии / Е. К. Меркурьева, Г. Н. Шангин-Березовский. - М.: Колос, 1983. - 400 c.]. Значимость вариабельности между ожидаемым и наблюдаемым распределением генотипов гена FGF21 тестировали методом хи-квадрат Пирсона (χ²) и на соответствие закону Харди-Вайнберга генетического равновесия в популяции.

В протестированной популяции молочного скота были идентифицированы коровы с генотипами СС (60 голов), ТС (152 головы) и ТТ (19 голов).

Из генотипированных животных в соответствии с установленными генотипами формируют две группы - аналоги по возрасту, живой массе, продолжительности лактации и уровню продуктивности [Овсянников А. И. Основы опытного дела в животноводстве. - Москва: Колос, 1976. - 303 с.] - опытные и контрольные, всего 6 подгрупп (с генотипом СС: контрольная группа 28 голов, опытная - 32 головы; с генотипом ТС: контрольная группа - 79 голов, опытная - 73 головы; с генотипом ТС: контрольная группа - 13 голов, опытная - 6 голов), и проводят исследования ассоциаций полиморфизма гена FGF21 с хозяйственно-полезными признаками крупного рогатого скота.

В контрольных группах дойные коровы получали сбалансированный рацион без испытуемого антиоксиданта «Бисфенол-5». Подопытные животные опытных групп получали дополнительно к основному рациону кормовую добавку «Бисфенол-5» в количестве 2 мкмоль на 1 кг живой массы или 0,48-0,52 г/гол в сутки, которую смешивали с монокормом основного рациона в указанной дозе таким образом, что суточную дозу «Бисфенол-5» скармливали за 2 раза - в утреннее и вечернее кормление.

Доза 2 мкмоль на 1 кг живой массы установлена как оптимальная по результатам научных исследований на телятах при введении антиоксидантного препарата «Бисфенол-5» в рацион телят и телочек в молочный период [Шилов В. Н. Влияние скармливания антиоксиданта «Бисфенол-5» на рост и развитие телочек / В. Н. Шилов, Р. З. Хабибуллин, О. В. Семина, P. M. Ахмадуллин // Международная научно-практическая конференция: «Точки роста эффективности АПК в условиях нестабильного рынка». - 23-25 мая 2018 г. - Казань. - С. 287-291; Шилов В.Н. Биохимические показатели крови телочек в молочный период при использовании антиоксиданта / В. Н. Шилов, Р. З. Хабибуллин, О. В. Семина, P. M. Ахмадуллин // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2019. - Т 240(IV). - С. 209-213; Шилов В. Н. Морфологические показатели крови и интенсивность роста телочек в молочный период при использовании антиоксиданта «Бисфенол-5» / В. Н. Шилов, Р. З. Хабибуллин, О. В. Семина, P. M. Ахмадуллин // Ветеринарный врач. - 2019. - №6. - С. 58-65; Хабибуллин Р. З. Влияние разных доз антиоксиданта «Бисфенол-5» на интенсивность роста, морфофункциональное состояние и эффективность выращивания телят в молочный период: дисс … канд. с.-х. наук: 06.02.08; [Место защиты: ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева»] - Саранск, 2020. - 189 с.] и в производственных испытаниях на коровах.

Опыт проводят 60 дней. За период опыта рационы коров подготавливают и скармливают в виде полноценных кормосмесей (монокорма), которые имели одинаковую поедаемость. Кормовые рационы, их питательная ценность соответствовали нормам ВИЖа [Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. 3-е издание переработанное и дополненное / Под ред. А. П. Калашникова, В. И. Фисинина, В. В. Щеглова, Н. И. Клейменова. - М.: 2003. - 456 с.] и представлены в таблице 1.

Биохимические исследования сыворотки крови, отобранной из хвостовой вены в утренние часы до кормления, проводят на фоне скармливания препарата через 30 дней после начала опыта на полуавтоматическом биохимическом анализаторе «SINNOVA BS-3000M» (Китай) с использованием готового набора реагентов (ООО «Диакон-Вет», Россия) в соответствии с инструкцией производителя.

Динамику молочной продуктивности отслеживают автоматически ежедневно (суточный удой, кг), а качественного состава молока - ежедекадно (контрольные дойки, анализ по 10 показателям).

Анализ качественного состава молока проводят на оборудовании CombiFoss™ 7, MilkoScan™ 7 RM, Fossomatic™ 7. Для измерения использовали молоко, отобранное во время контрольных доек, содержащее консервант Broad Spectrum Microtabs® II.

Уровень достоверности различий определяют с использованием критерия t-Стьюдента.

Результаты проведенных за период опыта биохимических исследований сыворотки крови подопытных животных, приведенные в таблице 2, по которым можно судить о степени метаболизма и прогнозируемом уровне молочной продуктивности животных, свидетельствуют о том, что полученные показатели у коров различных групп находились, в основном, в пределах физиологической нормы. Однако при сравнении показателей прослеживаются различия, как по группам, так и по генотипам животных.

Так, содержание общего белка в сыворотке крови, характеризующего уровень протеинового питания в целом, альбуминовой фракции - пластического материала, обуславливающих возможности для синтеза белка молока и мышечной ткани, у коров контрольных групп находились в пределах 69,3-77,9 г/л и 31,3-32,6 г/л соответственно. В опытных группах эти показатели несколько повысились и составили соответственно 76,6-82,3 г/л и 32,8-34,9 г/л, что было выше контрольных значений на 3,0-7,3 г/л и 0,5-3,6 г/л или на 4,0-10,5% и 1,6-11,5% соответственно. Однако, по содержанию альбуминовой фракции в сыворотке крови коровы с генотипами СС и ТС в опытный период превосходили животных с генотипами ТТ по этому показателю на 2,4-6,4 %.

Мочевина является индикатором степени использования и биологической полноценности протеина рациона. За период опыта в группах с генотипами СС и ТС наблюдалось снижение в крови концентрации мочевины на 3,2-7,7% по сравнению с контрольными значениями, что свидетельствует об усиленном использовании протеина рациона. При этом, по-видимому, «Бисфенол-5» являлся эффективным катализатором интенсивности обмена белка в организме. В то же время в крови коров опытной группы с генотипом ТТ содержание мочевины повысилось на 24,9%, что, возможно, объясняется нарушением рубцового пищеварения или функционального состояния почек.

Изучение продуктов липидного обмена показало, что у коров опытных групп наблюдалось статистически значимое повышение уровня холестерина с генотипами СС и ТС и составило соответственно 34,9 и 12,3% (p < 0,001) по сравнению с контрольными вариантами. В субпопуляциях коров с генотипом ТТ этот показатель увеличился незначительно (на 2,2%).

Относительно содержания триглицеридов в крови достоверное повышение за период опыта установлено только в опытной группе с генотипом ТС по гену FGF21 на 36,5% (p < 0,001) по сравнению с контролем. У подопытных коров с генотипом СС и ТТ такое увеличение за период опыта составило соответственно на 19,5 и 13,0 % по сравнению с контролем.

Концентрация глюкозы в сыворотке крови во всех группах соответствовала физиологической норме и варьировала в пределах 2,22-3,20 ммоль/л. Но, несмотря на это, у животных с генотипами СС и ТС установлено достоверное увеличение показателя этого на 0,98 ммоль (p < 0,001) и 0,32 ммоль (p<0,001), что составило соответственно 44,1 и 12,3 % по сравнению с контрольным значениями. А у особей с генотипом ТТ наблюдалось снижение уровня глюкозы в крови на 0,24 ммоль или на 8,1 % (p < 0,005).

Во всех опытных группах коров, получавших дополнительно к основному рациону «Бисфенол-5», зафиксирована высокая амилотическая активность сыворотки крови, превышающая этот же показатель у контрольных групп с генотипом СС на 9,5%, ТС - 21,3% (p < 0,001) и ТТ - 27,3% (p < 0,005).

Показатель активности липазы достоверно (p < 0,001) был выше при введении изучаемого антиоксиданта в рацион кормления подопытных коров всех групп генотипов гена FGF21 на 15,0-32,8 %, установив максимальный разрыв значений между опытной и контрольной группами 4,3 Ед./л у особей с генотипом ТТ.

Что касается активности ферментов аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ), катализирующих в организме важнейшие процессы, связанные с белковым обменом, и участвующих в обратимой реакции переноса аминогрупп аминокислот на кетокислоты, а также синтезе аминокислот, то использование в рационе кормления коров опытных групп антиоксиданта «Бисфенол-5» оказало существенное увеличение АсАТ у коров с генотипами СС и ТС, и составило 61,2 и 37,9 % соответственно по сравнению с контрольными значениями. У животных с генотипом ТТ этот показатель изменился незначительно и составил 11,2%.

Значимое повышение концентрации в крови активности фермента АлАТ на 1,12 Ед./л (или 4,6%) и на 2,9 Ед./л (или 10,4%; p < 0,001) установлено у коров опытных групп с генотипами СС и ТС гена FGF21. У особей с генотипом ТТ, наоборот, наблюдалось снижение этого показателя на 6,3 Ед./л или на 21,2% по сравнению с контрольными животными.

Щелочная фосфатаза, катализирующая минеральный обмен в организме, за период опыта достоверно увеличивались во всех группах генотипов. Если у коров с генотипами СС и ТС увеличение составило на 24,0-26,6 %, то с генотипом ТТ - на 41,1% по сравнению с контролем.

Содержание таких макроэлементов в крови, как кальций и фосфор, у коров за период опыта, отмечено достоверное повышение их в группах с генотипами СС и ТС в пределах на 10,5-11,8 % и 5,6-7,7 % соответственно. У коров с генотипом ТТ наблюдалось снижение концентрации кальция на 12,8%.

В целом полученные данные свидетельствуют, что использование в качестве биологически активного вещества нового синтетического антиоксиданта «Бисфенол-5» оказало положительное влияние на биохимические показатели крови подопытных коров с генотипами СС и ТС.

Мониторинг полученного среднесуточного удоя от животных с разными генотипами гена FGF21 в подготовительный период, представленный в таблице 3, наглядно демонстрирует, что животные опытных групп с генотипами СС - 31,93 кг и ТС - 30,31 кг выгодно отличаются от сверстниц с генотипами ТТ, уровень продуктивности которых остановился на отметке 20,63 кг. Такая тенденция сохранилась и в опытный период. Где суточный удой животных с генотипами CC, TC и TT составил 33,31 кг, 33,64 и 18,54 кг соответственно.

За период опыта максимальное повышение молочной продуктивности в пересчете на базисную жирность (3,4%) зафиксировано у животных с генотипами СС и ТС, где преимущество составили 5,29 и 4,86 кг или 17,0 и 15,4 % (p < 0,001) соответственно, по сравнению с контрольными значениями. А у коров с генотипом ТТ происходил спад продуктивности за этот период на 1,56 кг или на 7,2%.

Расчеты затрат кормов на единицу продукции показывает, что с повышением среднесуточного удоя выявлено снижение затрат обменной энергии и сырого протеина у коров с генотипом СС на 14,5 и 14,5%, с генотипом ТС - на 13,2 и 13,3% по сравнению с контрольными животными. У коров генотипом ТТ эти показатели повысились на 7,8 и 7,8% соответственно.

Анализ качественного состава молока подопытных коров показал, что при введении в рацион исследуемой кормовой добавки «Бисфенол-5» во всех опытных группах с разными генотипами FGF21 повысилось содержание массовой доли жира и белка в молоке. Статистически значимые изменения (p < 0,05…p < 0,001) по массовой доле жира варьировали в диапазоне 0,11-0,40 абс. %, а белка - 0,26-0,39 абс. %, превышая эти показатели у контрольных животных (таблица 4).

Изменения в содержании массовой доли жира и белка в молоке коров разных генотипов отразились на суммарном выходе молочного жира и белка в сутки в целом. Максимальный выход жира и белка установлен у коров опытных групп с генотипами СС и ТС и составил в пределах 2335,6-2348,5 г, что превышает контрольные варианты на 17,4-17,6 %. У коров как контрольной, так и опытной групп с генотипом ТТ суммарный выход жира и белка составил лишь в пределах 1301,5-1343,9 г, что объясняется низкой молочной продуктивностью.

В ходе исследований физико-химических свойств молока коров различных групп и генотипов гена FGF21 не установлено статистически значимой разницы по показателям уровня рН и содержания лактозы (таблица 5).

По содержанию СОМО и сухого вещества молока коров различных опытных групп выявлена за период опыта схожая между собой динамика изменений. Так, если у коров с генотипами СС и ТС эти изменения в опытных группах составили в пределах 0,29-0,32% и 0,54-0,65%, то в группах коров с генотипом ТТ - 0,42 и 1,52% по сравнению с контрольными значениями.

Что касается концентрации мочевины в молоке, то этот показатель во всех группах за опытный период незначительно превышал нормативные показатели. Это, по-видимому, объясняется насыщенностью рациона кормления коров кормовым протеином при недостатке легкоусвояемых углеводов. Если анализировать показатель в динамике, то в опытный период у коров генотипом СС он повысился на 18,2%, ТС на 8,2 и ТТ на 26,3 % по сравнению с контрольными животными.

Концентрация кетоновых тел (ВНВ и ацетон) в молоке подопытных животных была относительно стабильной и соответствовала физиологическим нормам.

За период опытного кормления коров установлено существенное снижение в молоке соматических клеток в подопытных популяциях с генотипами СС и ТС и составила соответственно на 54,6 и 76,6% по сравнению с контрольными животными. У коров с генотипом ТТ этот показатель сократился лишь на 10,9% от исходной величины.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что введение нового антиоксиданта «Бисфенол-5» детализировано нормализует физиолого-биохимические процессы в организме, повышает молочную продуктивность и качество молока дойных коров голштинской породы зарубежной селекции в разрезе различных генотипов гена FGF21 и позволяет рекомендовать использовать его в рационах высокопродуктивных коров с высоким генетическим потенциалом, особенно в популяциях коров с генотипом СС и ТС, у которых значительно раскрывается устойчивость к энергетическому стрессу.

Заявляемый способ может широко использоваться в современном молочном скотоводстве с популяциями коров зарубежной селекции, а также на предприятиях, производящих продукцию специальных комбикормов, обогащенных биологическими или синтетическими антиоксидантами.

Изобретение относится к области биотехнологии. Заявленный способ повышения молочной продуктивности и качества молока дойных коров включает генотипирование коров голштинской породы зарубежной селекции по гену FGF21 с идентификацией животных с генотипами СС, ТС и ТТ и включение в рацион кормления высокопродуктивных коров в первый период лактации преимущественно с генотипами СС и ТС синтетической антиоксидантной добавки «Бисфенол-5» (4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол)) в дозе 2 мкмоль на 1 кг живой массы или в расчёте на 1 голову 0,5 г в сутки в течение первого периода лактации. Изобретение позволяет оптимизировать физиолого-биохимические процессы в организме, снижать отрицательное влияние энергетического стресса на генном уровне и обеспечивает повышение молочной продуктивности коров с генотипами СС и ТС на 15,4-17,0 % при высоком её качестве. При этом снижаются затраты обменной энергии и сырого протеина на единицу продукции соответственно на 13,2-14,5%. 4 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Способ повышения молочной продуктивности дойных коров, включающий генотипирование коров голштинской породы зарубежной селекции по локусу гена FGF21, идентификацию животных с генотипами СС, ТС и ТТ и введение в рационы кормления животных преимущественно с генотипами СС и ТС кормовой синтетической антиоксидантной добавки «Бисфенол-5» в дозе 2 мкмоль на 1 кг живой массы в сутки в течение первого периода лактации.

2. Способ повышения молочной продуктивности дойных коров по п. 1, отличающийся тем, что генотипирование животных по локусу гена FGF21 осуществляют методом ПЦР–ПДРФ.

3. Способ повышения молочной продуктивности дойных коров по п. 1, отличающийся тем, что суточную дозу антиоксиданта «Бисфенол-5» скармливают животным в утреннее и вечернее кормление.

4. Способ повышения молочной продуктивности дойных коров по п. 1, отличающийся тем, что введение в рацион кормления животных кормовой синтетической антиоксидантной добавки осуществляют в течение 100 дней первого периода лактации.