Генетическая структура популяций сельскохозяйственных животных западной сибири и использование маркёров в селекции
На правах рукописи
ГОНЧАРЕНКО ГАЛИНА МОИСЕЕВНА
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ЗАПАДНОЙ
СИБИРИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАРКЁРОВ В
СЕЛЕКЦИИ
06.02.01 – Разведение, селекция, генетика и воспроизводство
сельскохозяйственных животных
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
доктора биологических наук
Новосибирск 2009
Работа выполнена в ГНУ Сибирский ордена «Знак почёта» научно-исследовательский и проектно-технологический институт животноводства Сибирского отделения Россельхозакадемии и ФГОУ ВПО Новосибирский
государственный аграрный университет
Научный консультант: доктор биологических наук, профессор
Петухов Валерий Лаврентьевич,
заслуженный деятель науки РФ
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Кушнир Анатолий Владимирович
доктор биологических наук, профессор
Жучаев Константин Васильевич
доктор сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник
Инербаев Базырбай Оразбаевич
Ведущая организация: ФГОУ ВПО Башкирский государственный
аграрный университет
Защита диссертации состоится «_____» октября 2009 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.03 в ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160; факс: 8(383) 264-29-34, e-mail: [email protected].
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет.
Автореферат разослан «_____» ____________2009 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета Маренков В. Г.
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Насыщение рынка продовольствия качественными продуктами отечественного производства в достаточном объёме невозможно без интенсификации животноводства, где одной из составляющих является эффективная селекция. Сегодня уже ни у кого не вызывает сомнения эффективность использования генетических маркёров, таких как группы крови, биохимические белки, ферменты, а также новых маркёров, выявляемых с помощью ПЦР–анализа (полимеразная цепная реакция). Применение такой маркёрной технологии в селекции позволяет выявлять генетические дефекты и прогнозировать генетический потенциал продуктивности животных сразу после рождения.
Любая популяция находится в постоянном движении. Происходящие селекционные процессы в стадах и популяциях за счёт миграции генов, их элиминация в силу разных обстоятельств, а также возникающие мутации и рекомбинации изменяют их генотипическую структуру. Один из методов, позволяющих контролировать эти процессы – иммуногенетический (Сердюк, 2003; Тихонов, 1967, 1991; Тихонов, Жучаев, 2008; Сухова и др. 1979, 1987, 1992; Деева, 2002).
С использованием ДНК-маркёров возможна массовая оценка генетического материала на наличие желательных аллельных сочетаний генов, связанных с продуктивностью и наследственными заболеваниями. Проблема скрининга племенной продукции сейчас, в условиях интенсивного завоза племенных животных из-за рубежа, особенно актуальна. Это в первую очередь относится к таким широко распространённым наследственным заболеваниям у крупного рогатого скота, как дефицит лейкоцитарной адгезии (BLAD), комплексное уродство позвоночника (CVM); у свиней – стрессовый синдром (RYR-1) (Зиновьева, Эрнст, 2006; Эрнст, Жигачёв, 2006; Глазко и др., 2001; Калашникова и др., 1999).
Всё вышеизложенное свидетельствует об актуальности проводимых исследований в области популяционной генетики, а также изменчивости, наследуемости и связей между генетическими маркёрами с хозяйственно полезными признаками животных, что позволит более эффективно использовать их потенциал для совершенствования системы крупномасштабной селекции.
Цель и задачи исследований
Изучить генотипические особенности крупного рогатого скота и свиней по группам крови с учётом их породной принадлежности, а также хозяйственно полезные признаки и частоту мутаций с использованием иммуно- и молекулярно-генетических исследований. В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
– дать антигенную характеристику по группам крови популяций, типов, линий крупного рогатого скота разных пород в Западной Сибири и установить их генетическое сходство и различие;
– исследовать влияние англеризации на изменение антигенной структуры красной степной породы;
– оценить генофонд по группам крови свиней разных пород в Западной Сибири;
– изучить изменчивость генетических параметров разных пород, популяций и типов свиней крупной белой породы;
– установить влияние пород ландрас и кемеровской на формирование генофонда кемеровского заводского типа КМ-1;
– проанализировать продуктивные качества крупного рогатого скота и свиней с учётом их генотипических особенностей;
– определить частоты генотипов и аллелей гена каппа-казеина и их связь с молочной продуктивностью коров разных пород;
– изучить частоты встречаемости аллелей и генотипов гена H-FABP (ген белка, связывающий жирные кислоты) у свиней разных пород Сибири и выявить зависимость хозяйственно полезных признаков от его генотипов;
– оценить уровень генетического груза у производителей крупного рогатого скота и свиней;
– определить возможность использования реакций РГЗТ (гиперчувствительности замедленного типа) и РДСК (реакция длительного связывания комплемента) для выявления воспроизводительных качеств хряков, иммуносовместимости родителей и прогнозирования препотентности производителей.
Научная новизна
Установлены иммуногенетические особенности по группам крови чёрно-пёстрой, красной степной, англерской, симментальской, герефордской пород крупного рогатого скота Западной Сибири.
Выявлены отличия по полиморфизму локусов групп крови и индексу генетического сходства у свиней пород крупная белая, ландрас, кемеровская, пьетрен и заводского типа КМ-1. Получены новые данные о связи важнейших продуктивных качеств животных с гетерозиготностью, индексом генетического сходства, экологической валентностью.
Методом ПЦР-ПДРФ-анализа геномной ДНК определены частоты встречаемости аллельных вариантов и генотипов каппа-казеина и показано влияние его генотипов на молочную продуктивностью коров чёрно-пёстрой породы.
Изучен полиморфизм гена FABP и определён комплексный генотип по локусу Н-FABP и D-FABP, позволяющий при отборе и подборе повысить многоплодие и массу гнезда при отъёме, понизить толщину шпика у свиней крупной белой породы.
Выявлена частота мутаций в гене CD-18 у быков-производителей чёрно-пёстрой породы, гена RYR-1 и наличие ретровирусов у свиней пород Сибири.
Показано, что использование реакции гиперчувствительности замедленного типа позволяет дифференцировать животных с наличием аутоантител к сперматозоидам, приводящих к ухудшению спермопродукции и повышающих частоту патологических гамет. Свиноматки, толерантные к антигенам спермы и крови, имеют самую высокую сохранность поросят.
Теоретическая и практическая ценность работы
Полученные результаты исследований расширяют теоретические и практические аспекты совершенствования селекционно-племенной работы в молочном скотоводстве и свиноводстве за счёт использования новых методов оценки генетического потенциала животных. Выявленные генетические особенности по группам крови могут использоваться при мониторинге селекционных и микроэволюционных процессов в популяциях, типах, стадах, линиях и разработке стратегии сохранения их биологического разнообразия.
Полученные сведения о полиморфизме гена каппа-казеина создают возможность совершенствовать чёрно-пёструю и красно-пёструю породы скота в направлении повышения качества молока и его технологических свойств для сыроварения. Показаны преимущества коров, несущих генотип ВВ гена каппа-казеина, по удою и содержанию белка в сравнении с другими его генотипами. Увеличение доли животных, несущих в геноме желательные аллельные варианты генов, приводит к увеличению производства белковомолочной продукции.
Данные по молекулярно-генетическим исследованиям (ПЦР-ПДРФ) быков-производителей на носительство мутации BLAD-синдрома и полиморфизма гена каппа-казеина учитываются при комплектовании племпредприятий Новосибирской и Омской областей. Тестирование хряков-производителей на наличие мутации гена RYR-1 позволяет снижать генетический груз и находит применение в племенных хозяйствах и фермах по разведению свиней.
Теоретически доказана возможность и определены основные направления использования иммунологических методов для прогнозирования воспроизводительных способностей и препотентности производителей, а также подбора пар для получения продуктивного, жизнеспособного потомства свиней.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены на V съезде Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова (Москва, 1987); научно-практической конференции, посвящённой 60-летию ВНИИ генетики и разведения сельскохозяйственных животных (Санкт-Петербург, 2000); научно-практической конференции «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (Кемерово, 2002); Международной научно-практической конференции (Новосибирск, 2003); Международной научно-практической конференции: Сибирь, Монголия, Казахстан (5-я, Абакан, 2002; 8-я, Новосибирск, 2005; 10-я, Улан-Батор, 2007); Международной научно-практической конференции, посвящённой 70–летию зооинженерного факультета Новосибирского государственного аграрного университета (Новосибирск, 2006); Международной научно-практической конференции (Барнаул, 2006); Межрегиональной научно-практической конференции, посвящённой 85-летию СибНИВИ–ВНИИБТЖ (Омск, 2007); заседании президиума Россельхозакадемии (п. Краснообск, 2008).
Работа являлась составной частью программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001-2005 гг. по теме: «Разработать системы генетического мониторинга и программы разведения сельскохозяйственных животных на основе молекулярно-генетических исследований генофонда пород, типов, линий и кроссов» и на 2005-2010 гг. по теме: «Установить генетическую гетерогенность популяций сельскохозяйственных животных и разработать комплексную систему оценки наследственных качеств племенных животных на основе использования генетических маркёров и ДНК-технологий», утверждённых МСХ РФ. Исследования проводились согласно тематическому плану и госрегистрации № 01820081223 (1981-1985 гг.), № 01870092609 (1986-1990 гг.).
Положения, выносимые на защиту:
– установлена дифференциация и изменчивость пород, типов, отдельных популяций крупного рогатого скота и свиней по локусам групп крови и молекулярно-генетическим маркёрам;
– комплекс аллелей и генотипов маркёрных генов является критерием характеристики генофонда сельскохозяйственных животных разных пород, типов, линий в Западной Сибири;
– уровень генетического разнообразия и комбинационная изменчивость в стадах животных Западной Сибири в условиях ограниченной панмиксии является следствием внутрипородной миграции генов и селекционных приёмов;
– общий и средний уровень гетерозиготности и их соотношение, а также гетерозиготность в отдельных системах различались между породами и стадами Западной Сибири и были слабо связаны с продуктивностью животных;
– генетические системы групп крови имели противоречивый характер связи с продуктивностью. Изученные ДНК–маркёры более объективно отражали связь с определёнными количественными признаками животных в некоторых породах свиней и крупного рогатого скота, разводимых в условиях Западной Сибири;
– частота мутаций у сельскохозяйственных животных зависит от породной принадлежности и предшествующей селекции;
– воспроизводительные способности маток и хряков, а также препотентность производителей зависят от иммунологической совместимости или антигенного сходства половых клеток (сперматозоиды) и соматических (лейкоциты), определяемых по РГЗТ и РДСК.
Публикации результатов исследований
По теме диссертации опубликовано 44 научные работы, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК: «Генетика», «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», «Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», «Свиноводство», «Зоотехния», одной монографии и других изданиях.
Объём и структура диссертации
Диссертация изложена на 301 странице компьютерного текста, включает введение, обзор литературы, собственные исследования и их обсуждение, выводы, практические рекомендации. Работа иллюстрирована 101 таблицей и 13 рисунками. Библиографический список включает 543 наименования, в том числе 148 иностранных авторов.
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом изучения служили популяции 5 пород крупного рогатого скота: чёрно-пёстрая, красная степная, англерская, симментальская, герефордская; 4 пород свиней: крупная белая, ландрас, кемеровская, пьетрен и заводской тип КМ-1. Под наблюдением в общей сложности находилось 2200 голов крупного рогатого скота и 1400 голов свиней, 900 овец разводимых на племенных фермах, комплексах, племенных заводах, головных племпредприятиях Новосибирской, Омской областей, Алтайского, Красноярского краёв и Республики Хакасия.
Исследования проведены в период с 1981 по 2007 г. в лаборатории биотехнологий ГНУ СибНИПТИЖ (рис. 1).
Группы крови крупного рогатого скота и свиней определяли общепринятыми методами: по Н.О. Суховой и др. (1979, 1981), А.М. Машурову (1980), В.Н. Тихонову (1967, 1968). При анализе групп крови крупного рогатого скота использовались 48 специфических сывороток-реагентов 9 генетических систем: А, B, C, F-V, M, L, J, S, Z. Группы крови свиней выявлялись сыворотками-реагентами 6 генетических систем, включающих как простые, состоящие из одной–двух форм, так и сложные, состоящие из трёх и более форм: A, B, D, E, G, F.
Реакцию ПЦР проводили в термоциклере «Терцик» (ДНК-технологии). Выделение ДНК из крови исследуемых животных осуществляли по методике, разработанной в лаборатории Медиген.
Полиморфизм гена каппа-казеина крупного рогатого скота, гена RYR-1 у свиней изучали методом ПЦР-ПДРФ (Зиновьева и др., 2005; Калашникова и др., 1999, 2001). Наличие мутации BLAD, полиморфизм гена Н-FABP определяли по методике Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ВИЖ (Зиновьева и др., 1998). При этом в гене H-FABP аллели D, d и генотипы DD, Dd, dd относили к системе D, соответственно аллели H, h и генотипы HH, Hh, hh к системе Н. Изучение полиморфизма гена каппа-казеина проводили на 40 быках-производителях и 779 коровах пород: чёрно-пёстрая – 400, красная степная – 191, симментальская – 188. На наличие синдрома BLAD протестировано 52 быка-производителя, принадлежащих «Новосибирскагроплему» и Омскому племпредприятию. Полиморфизм гена H-FABP изучен у 693 особей в породах: крупная белая – 490 голов (396 – новосибирский, 94 – ачинский тип), КМ-1 – 90 голов, пьетрен – 113. Для изучения частоты мутации в гене RYR-1 обследованы свиньи пород: крупная белая – 366 голов, ландрас – 76; пьетрен – 114; дюрок – 66; кемеровский заводской тип КМ-1 – 90.
В исследованиях учитывались хозяйственно полезные признаки крупного рогатого скота: удой за первую и третью лактации, содержание жира и белка, живая масса при бонитировке. У свиней соответственно: масса гнезда и одного поросёнка при рождении, в 21 день и при отъёме; сохранность и среднесуточный прирост поросят от рождения до 21 дня и с 21 до 60 дней; скороспелость; энергия роста молодняка на откорме; толщина шпика.
Рис. 1. Схема исследований
Экстерьерно-продуктивные показатели хряков с разными генотипами оценивали по живой массе и длине туловища в 12 и 24 месяца и по толщине шпика. Кроме того, у хряков в возрасте 24-36 мес. за 3-х месячный период учитывали количество эякулятов и объём, концентрацию спермиев в эякуляте и 1 мл.
Частоты антигенов, аллелей и генотипов в популяциях животных определены по А.М. Машурову и др. (1998), генетическое сходство – по Серебровскому (1976), уровень общей гомозиготности популяции по ряду систем – по формуле Гельдермана (Сухова и др., 1986).
Для оценки степени соответствия фактического распределения с теоретически ожидаемым использован метод 2. Оценка достоверности различий двух выборочных средних проводилась с использованием критерия Стъюдента (Васильева, 2007).
Математическую обработку полученных результатов и вычислений генетико-популяционных параметров проводили на компьютере с использованием программного приложения Excel из программного пакета Microsoft Office 97.
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Генотипическая структура по группам крови
сельскохозяйственных животных
3.1.1 Фонд антигенов и генетическое сходство пород
крупного рогатого скота Западной Сибири
Иммуногенетические исследования проводились в ведущих племенных хозяйствах Западной Сибири на наиболее распространённых породах крупного рогатого скота. Каждая порода при одинаковом наборе антигенных факторов имеет разную их частоту, которая определяет генетический профиль и своеобразие. В то же время по частоте отдельных антигенов выявлено значительное сходство. Так, у всех исследованных нами пород: чёрно-пёстрой, красной степной, англерской, симментальской, герефордской – частота антигена F находилась в пределах 97–99 %. Также с одинаковой частотой выявлены антигены L (4,6–7,9 %), М (2,0–4,9 %), S1 (24,0–28,0 %). О количественном выражении сходства и различия изучаемых пород можно судить по индексам генетического сходства (табл. 1).
Таблица 1 – Индексы генетического сходства между породами крупного
рогатого скота Сибири, r
| Порода | Красная степная | Англерская | Симмен- тальская | Герефордская |
| Чёрно-пёстрая | 0,844±0,024 | 0,770±0,019 | 0,788±0,033 | 0,716±0,028 |
| Красная степная | - | 0,764±0,035 | 0,773±0,041 | 0,672±0,040 |
| Англерская | - | - | 0,832±0,033 | 0,746±0,033 |
| Симментальская | - | - | - | 0,776±0,038 |
Установлено, что молочная чёрно-пёстрая порода по генотипической структуре ближе к молочной красной степной и более отдалена от мясной герефордской породы. Различие между породами по индексу генетического сходства составляет 0,128 (р < 0,001). Генофонд красной степной породы также отличается от генофонда мясной герефордской породы (р < 0,01). Генотипическая структура англерской породы оказалась ближе к симментальской, чем к красной степной. Индекс генетического сходства между симментальской и другими породами, за исключением англерской, находится в пределах 0,773–0,778. Герефордская порода более отдалена от красной степной и ближе к симментальской.
3.1.2 Генотипическая структура типов чёрно-пёстрой породы скота
В чёрно-пёстрой породе скота в 2005 г. создан новый тип приобский, отличающийся крепким костяком и хорошей молочной продуктивностью (удой – 5,8 тыс. кг, жирность молока 3,83 %). Он имеет отличия не только от чёрно-пёстрого скота, но и от другого типа в этой породе – ирменского, созданного в 2001 г.
Частота антигенов по группам крови стад чёрно-пёстрой породы, два из которых относятся к приобскому типу, довольно близка. Из 38 выявленных антигенов в изучаемых стадах статистически значимых отличий в частотах 13 (34,2 %) не обнаружено. В то же время у скота ирменского типа чаще встречаются антигены G3, Y2, D, E1, X1, X2, L, V, H, U, чем у коров приобского типа, причём по частоте антигенов E1, X1, X2,V разница существенная. Однако в ирменском типе концентрация антигенов С1 и С2 меньше, чем в приобском типе.
Между стадами приобского типа также существуют некоторые отличия по частотам антигенов. На основании их вычислен индекс генетического сходства между типами – 0,874–0,895 и между стадами приобского типа – 0,898.
Высокий уровень генетического сходства между типами ирменский и приобский, видимо, можно объяснить особенностями формирования генофонда приобского типа скота, на которые большое влияние оказали быки ирменского типа, а также общностью их происхождения.
3.1.3 Частота антигенов в различных линиях
С целью выявления фонда антигенов в линиях, их сходства и различия по частоте встречаемости антигенов проведены исследования ведущих линий в стаде чёрно-пёстрого скота ОАО племзавода «Пашинский» (Новосибирская область), красной степной породы в совхозе «Новый путь» и англерской породы в колхозе «Победа» (Немецкий национальный район Алтайского края).
Каждая линия, так же как и порода, по частоте встречаемости отдельных антигенов имеет свои особенности, которые связаны с предшествующей селекцией. Индекс генетического сходства между линиями чёрно-пёстрого скота находился на уровне 0,794-0,887; линиями красного степного скота – 0,800-0,863.
3.1.4 Генотипическая структура отдельных стад
чёрно-пёстрой породы
Для изучения генетического разнообразия стад чёрно-пёстрого скота проведён сравнительный анализ антигенной структуры по отдельным стадам в хозяйствах сибирского региона. Необходимость проведения этих исследований обусловлена тем, что между отдельными стадами генетическое разнообразие по группам крови больше даже, чем между типами в одной породе. Количественное выражение сходства и различия по антигенной структуре животных в пределах одной породы в разных стадах представлено в табл. 2.
Таблица 2 – Индекс генетического сходства между стадами чёрно-пёстрого скота, r
| Хозяйство | Учхоз ТГСХА | Птицефабрика «Боровская» | ПЗ «Заварзино» |
| ПЗ «Пашинский» | 0,840±0,022 | 0,844±0,026 | 0,853±0,027 |
| Учхоз ТГСХА | - | 0,858±0,031 | 0,828±0,031 |
| Птицефабрика «Боровская» | - | - | 0,863±0,031 |
Величина индекса генетического сходства свидетельствует об определённом разнообразии отдельных стад чёрно-пёстрой породы, что можно объяснить особенностями формирования их генофонда с участием производителей с разными генотипами по группам крови. Также высокий индекс генетического сходства выявлен между стадами симментальской породы республики Хакасия (0,8875).
3.1.5 Мониторинг антигенной структуры скота красной степной
породы в процессе его англеризации
Селекционные процессы, происходящие в популяциях, так или иначе отражаются на их генотипической структуре. Различия, незаметные в небольшом временном отрезке, становятся ощутимыми через поколение, а тем более через несколько поколений. Эти различия становятся ещё резче, если для улучшения местной старой породы применяют скрещивание с другой родственной, более продуктивной породой. К примеру, для совершенствования красной степной породы её скрещивали с англерской породой.
Генофонд красной степной породы в 2007 г. имел существенный сдвиг по частоте антигенов либо в сторону уменьшения, либо в сторону увеличения от красной степной породы 1982 г. Так, по сравнению с исходной снизилась концентрация антигенов А2, В2, G2, W, H, Z в красной степной породе, улучшенной англерами, но увеличилась частота антигенов О1, Y2, Y (р < 0,001).
Выявленное различие между анализируемыми породами, выраженное индексом генетического сходства, свидетельствует об уклонении генофонда улучшенной красной степной породы в сторону улучшающей – англерской. Индекс генетического сходства между англерской и красной степной породой в 1982 г. составлял 0,850. В процессе англеризации изменившийся генофонд красной степной породы стал ближе к англерской (0,917) и несколько отдалился от красной степной. В красной степной породе между поколениями 1982 и 2007 гг. он составлял 0,831.
3.2 Генетическое разнообразие по группам крови популяций,
пород и стад свиней
3.2.1 Генотипическая структура пород свиней в Сибири
В процессе создания и совершенствования пород, разводимых в Сибири, сложился определённый полиморфизм групп крови, который является отражением всей предшествующей селекционной работы. В этой связи сравнительное изучение по маркёрам крови межпородных и межпопуляционных различий внутри одной породы имеет особое значение для понимания механизмов, обеспечивающих относительное постоянство породы и её развитие.
При анализе аллелофонда свиней 4 пород: крупная белая, ландрас, кемеровская, пьетрен (табл. 3) – можно отметить различия по некоторым аллелям.
Таблица 3 –Частоты некоторых аллелей систем групп крови свиней разных пород
| Порода | n | Концентрация аллелей | ||||
| Da | Ga | Ebdg | Eedg | Fa | ||
| Крупная белая | 905 | 0,091± 0,001 | 0,338± 0,015 | 0,372± 0,013 | 0,222± 0,014 | 0,021± 0,003 |
| Ландрас | 194 | 0,227± 0,030 | 0,451± 0,036 | 0,296± 0,033 | 0,177± 0,019 | 0,155± 0,026 |
| Кемеровская | 71 | 0,000± 0,000 | 0,521± 0,059 | 0,259± 0,052 | 0,482± 0,059 | 0,327± 0,056 |
| Пьетрен | 70 | 0,007 ±0,001 | 0,486± 0,059 | 0,207± 0,048 | 0,536± 0,059 | 0,070± 0,030 |
Так, частота аллеля Da у ландрасов выше на 0,136, чем у свиней крупной белой и пьетрен (р < 0,001). Концентрация аллеля Ga у свиней крупной белой породы ниже, чем в других сравниваемых породах. Самая высокая его частота выявлена в кемеровской породе свиней. Высокополиморфная E-система групп крови представляет большой интерес для установления сходства и различия между породами, а также сопряжённости её генотипов с хозяйственно полезными признаками. Нашими исследованиями установлено, что частота аллеля Еbdg у свиней крупной белой породы выше, чем в других сравниваемых породах. Свиньи породы ландрас характеризуются пониженной частотой аллеля Еedg. Особенность алллелофонда кемеровской породы заключается в повышенной частоте аллеля Fa.
По генотипической структуре исследуемые породы также имеют отличия (табл. 4.).
Таблица 4 – Генотипическая структура исследуемых пород по некоторым системам групп крови, %
| Порода | Генетическая система и генотип | |||||
| Da/b | Eaeg/bdg | Ebdg/edg | E bdg/edf | G a/b | Fa/b | |
| Крупная белая | 16,4±1,2 | 18,5±1,3 | 23,4±1,4 | 18,5±1,3 | 53,9±1,7 | 2,8±0,5 |
| Ландрас | 42,3±3,6 | 18,0±2,8 | 10,3±2,8 | 27,8±3,2 | 69,6±3,3 | 26,3±3,2 |
| Кемеровская | 0,0±0,0 | 7,0±3,0 | 26,8±5,3 | 7,0±3,0 | 64,8±5,7 | 65,5±5,6 |
| Пьетрен | 1,4±1,4 | 1,4±1,4 | 21,4±4,9 | 18,6±4,6 | 88,6±3,8 | 1,4±1,4 |
У исследованных пород D-система представлена в основном двумя генотипами – Db/b и Da/b, по которым имеются различия. Так, доля гетерозиготных свиней в крупной белой породе с генотипом Dа/b была меньше в 2,5 раза, чем в породе ландрас, но больше в 12 раз, чем у пьетренов (р < 0,001). Характерной особенностью генофонда свиней породы ландрас является низкая частота генотипа Еbdg/edg, носителей которого в 2 раза меньше, чем в других анализируемых породах (р < 0,001). Своеобразие генетической структуры кемеровской породы выражается в отсутствии гетерозигот Da/b и гомозигот Da/a, низкой частоте генотипов E aeg/bdg, E bdg/edf и высокой Fa/b. Для крупной белой породы и пьетрен характерна низкая частота генотипа Fa/b. Кроме того, в породе пьетрен отмечена более высокая частота гетерозиготного генотипа Ga/b. Породы, кроме приведённых выше генотипов, отличаются по частоте ещё некоторых, но эти отличия менее выражены. Однако, несмотря на выявленные межпородные различия по частоте отдельных генотипов, различия по индексу генетического сходства между ними незначительны. Его величина находится в пределах 0,757 у крупной белой – кемеровской, и 0,844 у крупной белой – пьетрен.
3.2.2 Генотипическая структура типов крупной белой породы
В Западной Сибири в крупной белой породе свиней создано три типа: катуньский, новосибирский, ачинский. Они отличаются по продуктивно-биологическим признакам, в том числе по аллелям и генотипам групп крови. Частота негативного аллеля А-системы в ачинском типе составляет 0,630, тогда как в новосибирском – 0,808 (р < 0,001). В Е-системе концентрация аллеля Еaeg в катуньском типе находится на уровне 0,167, что меньше, чем в ачинском (0,258) и новосибирском (0,192) типах (р < 0,05). В то же время частота аллеля Еedg у них в 1,5-2 раза выше, чем в других сравниваемых типах (р < 0,001). Также тип катуньский отличается от новосибирского по частоте аллеля Еedf (р <0,05).
Выявлены существенные различия у свиней катуньского, новосибирского, ачинского типов и по частоте генотипов групп крови. Так, у свиней катуньского типа в G-системе генотип а/а выявлен у 0,7 % животных, а в ачинском и новосибирском типах он встречается с частотой 8,1 и 6,9 % соответственно (р < 0,001). Установлены различия в типах свиней и по генотипам Е-системы. Показано, что у свиней катуньского типа более высокая частота гомозиготного генотипа Еedg/edg – 25,9 %, что выше, чем в ачинском и новосибирском типах (р < 0,001). В то же время эти свиньи характеризуются более низкой частотой встречаемости генотипов Еaeg/bdf (р < 0,001) и Еbdg/edf в сравнении с двумя другими типами (р < 0,01).
Однако выявленные различия не оказали влияния на индекс генетического сходства между ними, уровень которого 0,924-0,947, что вполне объяснимо условиями формирования этих типов. При создании новых типов частично использовался генофонд уже созданных. Между катуньским и ачинским типами индекс генетического сходства несколько ниже, так как при создании ачинского типа был использован генофонд европейских типов свиней.
3.2.3 Аллелофонд и генотипическая структура стад,
семейств свиней крупной белой породы
На генотипическую структуру стада оказывают влияние различные факторы, связанные как с селекцией (отбор, подбор, уровень выбраковки и др.), так и с условиями, обеспечивающими жизнеспособность животных. Поэтому в стадах одной породы генотипическая структура может иметь значительные различия. Исследования проведены в разное время на свиньях крупной белой породы в 4 хозяйствах: ЗАО АПК «Иня», СХ ПК ПЗ «Ачинский», ОАО «Кудряшовское», ЗАО «Элита».
Аллелофонд крупной белой породы в разных стадах в основном сохраняет свой профиль без существенных изменений, и установлены лишь некоторые варьирования по А-системе. В ЗАО АПК «Иня» и ЗАО «Элита» выявлено меньше свиней с ср-фактором в сравнении с животными Ачинского и Кудряшовского свинокомплексов.
У свиней ЗАО АПК «Иня» частота аллеля Da составляет 0,220, что ниже, чем у животных племфермы ОАО «Кудряшовское», на 0,173 (р < 0,05). Однако по частоте аллеля Eedg свиньи племфермы ОАО «Кудряшовское» имеют превосходство в сравнении со стадом ЗАО «Элита» в 3,4 раза (р < 0,001).
Более значимые различия свиней разных хозяйств установлены по частоте генотипов групп крови. У свиней ЗАО АПК «Иня» чаще в 2-3 раза, чем в других популяциях, встречается гомозиготный генотип Ga/а (р < 0,001). Особенностью этой популяции может служить пониженная частота генотипа Еaeg/bdg. Следует отметить, что в стаде меньше в 2 раза в сравнении с популяциями ПЗ «Ачинский» и «ЗАО «Элита» выявлено свиней с генотипом Еbdg/edf (р < 0,001). С такой же частотой этот генотип встречается у свиней на племенной ферме ОАО «Кудряшовское».
При анализе генотипических особенностей свиней популяции Ачинского свинокомплекса обращает на себя внимание более высокая частота гомозиготного генотипа Еbdg/bdg, который у них встречается в несколько раз чаще, чем в других стадах (р < 0,001). В то же время концентрация генотипа Gb/b на 15 % выше, чем у свиней ЗАО АПК «Иня» (р < 0,001). Также можно отметить и более низкую частоту генотипа Еaeg/bdf – на 5-14 % в сравнении с другими стадами (р < 0,05; р < 0,001)
У свиней ОАО «Кудряшовское» концентрация гетерозиготного генотипа Da/b на 15 % меньше в сравнении со свиньями ЗАО «Элита» (р < 0,01). У них, хотя и с невысокой частотой, но выявлен генотип Еbdg/bdf, носителей которого в других популяциях не обнаружено.
Для популяции свиней из ЗАО «Элита» характерна более высокая частота гетерозиготного генотипа Ba/b, превосходящая на 7-15 % другие сравниваемые популяции. В G-системе отмечена в 2-3 раза более низкая частота генотипа Ga/a, а в Е-системе – генотипа Еbdg/edg (р < 0,01) по отношению к другим сравниваемым стадам.
Индекс генетического сходства между популяциями крупной белой породы находится в пределах 0,903-0,954. Между стадами ЗАО АПК «Иня» и ПЗ «Ачинский» он составляет 0,954, что является следствием привлечения генофонда хряков из ЗАО АПК «Иня» при формировании ачинского типа свиней.
Выделение в стадах семейств свиноматок позволяет более эффективно консолидировать признаки и вести подбор на основе лучшего их сочетания с линиями хряков. Наиболее эффективным приёмом изучения консолидации признаков в семействе является иммуногенетический анализ. Исследования проведены на крупной белой породе в стаде ЗАО «Элита». Семейства стада в большей степени различаются по генотипам групп крови и в меньшей по концентрации аллелей. Индекс генетического сходства между свиноматками Волшебница и Реклама составляет 0,914; между Волшебницей и Чёрной Птичкой, а также Рекламой и Чёрной Птичкой – 0,919.
3.2.4 Мониторинг генотипической структуры стад свиней
крупной белой породы
Изменения генотипической структуры во времени характеризуют происходящие селекционные процессы, их интенсивность и направленность.
На рис. 2 показано изменение частоты некоторых генотипов групп крови свиней ОАО «Кудряшовское» с 1994 по 2004 г.
. 
Рис. 2. Изменение частоты генотипов свиней на племенной ферме
ОАО «Кудряшовское»
Частота генотипа Ebdg/edg с течением времени не изменилась, генотипов Ga/b, Eaeg/bdg и Eaeg/edg – уменьшилась, и наоборот, частота генотипа Gb/b значительно увеличилась.
Аналогичные наблюдения за изменением генотипической структуры, но за более длительный промежуток времени, провели на катуньском типе крупной белой породы. Мониторинг генотипов групп крови за 20-летний период исследования (1981-2001) показал, что часть из них сохраняет свою частоту, которая практически не изменилась за ряд поколений. Например, животных с генотипом Аср/- в 1985 г. было 31,7, в 2001 г. – 37 %. Не изменилась и частота генотипов D-системы в течение 16 лет (1985 – 2001). Возвращение к первоначальной частоте можно проследить в отношении генотипа Еbdg/edf. Численность животных с этим генотипом в 1981 г. составляла 11,4 %, затем в 1985 г. снизилась более чем в 2 раза (р < 0,05), но уже в 2001 г. их доля увеличилась в 1,7 раза и была на уровне 8,2 %. В то же время следует отметить, что частота некоторых генотипов из поколения в поколение возрастает. Так, количество свиней с генотипом Еedg/edg по сравнению с 1985 г. увеличилось в 2 раза и составило 10,4 %, а в 2001 г. их уже было 25,9 % (р < 0,001).
Таким образом, в поколениях животных наблюдаются изменения частот генотипов и аллелей, однако в целом они не оказывают существенного влияния на генетическое сходство между ними. Индексы генетического сходства между поколениями животных 1981 и 1985 и 1985 и 2001 гг. были практически одинаковыми.
3.2.5 Значение генотипов групп крови в породообразовательном
процессе
Кемеровский заводской тип мясных свиней – КМ-1 создан методом сложного воспроизводительного скрещивания пород ландрас и кемеровской (Гришкова, 2001). После проведения возвратного скрещивания во втором поколении с хряками породы ландрас полученных помесей скрестили с помесями первого поколения. Таким образом, животные типа КМ-1 имели 5/8 крови ландрас и 3/8 кемеровской породы.
Отражением происходивших селекционных процессов может служить иммуногенетическая характеристика созданного типа и исходных пород. В Е-системе у свиней заводского типа КМ-1 частота генотипа Еaeg/bdg составляет 1,1 %, что ниже на 16,9 % (р < 0,001), чем в породе ландрас, и на 5,9 % (р < 0,01), чем в кемеровской породе. Также у свиней заводского типа более низкая концентрация генотипа Еbdg/edg (8,9 %) в сравнении с кемеровской породой (26,8 %). По частоте генотипов Еbdg/edf и Еedg/edg созданный тип отличается от породы ландрас на 17,8 и 27,9 % соответственно. Однако в типе КМ-1 частота генотипа Еedg/edf выше на 37,3 %, чем у свиней породы ландрас и на 24,8 %, чем в кемеровской (р < 0,001). Свиней КМ-1 с генотипом Fa/b было всего 2,2%, что меньше, чем в породах ландрас и кемеровская, на 63,3–24,1 % (р < 0,001).
Индекс генетического сходства между КМ-1 и ландрас составляет 0,818, а между КМ-1 и кемеровской породой 0,789, т. е. заводской тип КМ-1 по генотипической структуре ближе к ландрасам.
3.3 Гомо- и гетерозиготность популяций и число эффективных
аллелей
Необходимость изучения гетерозиготности популяций и отдельных селекционных групп вызвана тем, что гетерозиготное состояние локусов, контролирующих отдельные группы крови, обеспечивает более высокую жизнеспособность и продуктивность животных. С этой целью проведены исследования уровня гомо-, гетерозиготности в отдельных системах и его среднего значения по всем системам у животных в популяциях Сибири (рис. 5).
Рис. 3. Гомо-, гетерозиготность некоторых групп крови свиней
исследуемых пород
Исследуемые породы имеют отличия по гомозиготности по А-, B-, D-, E-системам, однако средняя гомозиготность находилась на одном уровне. Эта же закономерность прослежена на типах, разных популяциях, семействах при мониторинге, а также в процессе создания пород.
Число эффективных аллелей на один локус в отдельных стадах не превышает 3, однако в породе ландрас этот показатель выше в сравнении с другими популяциями (Naj – 12,6). У них также более высокая степень генетической изменчивости (V – 50,5 %), в то время как в других стадах, типах она колеблется в пределах 30-40 %. Сравнительный анализ числа эффективных аллелей у разных половозрастных групп в стаде свиней в ПЗ «Ачинский» показал преимущество его у молодняка (Naj – 15,8).
3.4 Связь генетических маркёров с признаками продуктивности
животных
3.4.1 Группы крови и молочная продуктивность коров
Группы крови могут служить дополнительным критерием при отборе и прогнозировании высокой продуктивности животных, хотя механизм связи генотипов групп крови и количественных признаков сельскохозяйственных животных сложный и до конца не раскрытый.
У коров – носительниц антигенов О1 и О2 чёрно-пёстрой и красной степной пород молочная продуктивность выше, чем у сверстниц с другими антигенами, на 177-196 кг (р < 0,05; р < 0,01). В то же время присутствие антигена D' сопряжено с низкой молочной продуктивностью, но более высоким содержанием жира. Кроме того, у этих коров самый низкий показатель продуктивного долголетия. Различие с носителями антигенов А1, О1, G составляет 256,9-288,4 дня (р < 0,01).
3.4.2 Оценка молочной продуктивности коров с использованием
индекса экологической валентности
Отбор по продуктивности способствует накоплению или нивелированию определённых генотипов систем групп крови. Известно, что более устойчивы к неблагоприятным факторам внешней среды полиморфные животные. Исходя из этого, можно предположить, что чем шире набор антигенных факторов имеет животное, тем выше его адаптивная способность к местным условиям. По этому показателю всех протестированных животных разделили на три группы в зависимости от числа выявленных у них антигенов: I – низкоадаптивные (количество антигенов 1–9), II – среднеадаптивные (количество антигенов 10–15) и III – высокоадаптивные(более 15 антигенов).
В ОПХ «Боровское» молочная продуктивность выше у коров II группы в сравнении с другими вариантами на 292 кг (р < 0,05). По содержанию жира в молоке коровы с низким коэффициентом экологической валентности превосходили сверстниц из II и III групп по данному признаку на 0,16-0,17 %
(р < 0,05).
3.4.3 Влияние антигенного сходства родительских пар
на молочную продуктивность потомства
Индекс генетического сходства, как показывают исследования многих авторов, можно применять для эффективного подбора пар. При этом высокий индекс указывает на незначительное разнообразие (гомогенный подбор), а низкий соответственно – на значительное генотипическое разнообразие (гетерогенный подбор).
В ГПЗ «Пашинский» по третьей лактации наиболее высокая молочная продуктивность выявлена у дочерей со средним уровнем генетического сходства – 0,51–0,60 (5192 кг). Коровы, полученные при гетерогенном по группам крови подборе (0,11–0,20), отличались низкой молочной продуктивностью – 3666 кг (р < 0,01). Содержание жира в молоке выше у дочерей с индексом генетического сходства родителей 0,21–0,30 (3,90 %). Разность с вариантом подбора родителей 0,51–0,60 составляет 0,08 % (р < 0,05).
В ОАО «Неудачино» более высокая молочная продуктивность по первой лактации наблюдается у коров от родительских пар с индексом, равным 0,61–0,70 (4165 кг), чем при варианте подбора 0,11–0,20 (3497 кг) (р < 0,05). Жирномолочные коровы получены при крайних вариантах подбора, а самое низкое содержание жира в молоке отмечено у коров с индексом сходства родителей 0,41–0,50. Разность между этими вариантами составляет 0,31 % (р < 0,05). Более высокое содержание белка в молоке (3,42 %) также выявлено у коров с гомогенным подбором родителей – 0,71–0,75, а самое низкое – у коров, полученных от пар с индексом генетического сходства 0,41–0,50 (3,28 %).
Таким образом, индексы генетического сходства могут служить дополнительным тестом при подборе животных.
3.5.Влияние генотипа свиней на их продуктивные качества
3.5.1 Подбор пар с использованием иммуногенетических тестов
Использование маркёров групп крови дополнительно к традиционным методам оценки и подбора пар способствует повышению эффективности селекционно-племенной работы, что доказано многочисленными исследованиями. Особое значение при этом имеет подбор, обеспечивающий получение гетерозиса. Интерес вызывает изучение влияния гетерозиготности животных по группам крови на повышение жизнеспособности и продуктивности. В связи с этим на племенной ферме ОАО «Кудряшовское» проведены исследования по сравнительной эффективности спаривания свиней гетерозиготного и гомозиготного генотипов по А-системе групп крови.
Подбор родительских пар осуществлялся с учётом генетических особенностей свиней и их генотипов в разных вариантах: 1) -/ср х -/-; 2) -/ср х ср/ср; 3) -/-х-/- (табл. 5).
Таблица 5 – Подбор пар с учётом генотипов А-системы
| Показатель | Вариант подбора | ||
| ср/ср -/- | ср/ср ср/ср | -/- -/- | |
| Многоплодие, гол. | 11,2±0,6 | 12,0±0,2 | 11,0±0,3 |
| Масса гнезда при рождении, кг | 16,0±0,1 | 17,0±1,0 | 15,5±0,9 |
| Число поросят в гнезде в 21 день, гол. | 9,5±0,7 | 9,8±0,6 | 10,3±0,6 |
| Масса гнезда в 21 день, гол. | 48,9±2,9 | 50,0±2,4 | 55,6±3,1 |
| Число поросят в гнезде в 2 месяца, гол. | 9,4±0,7 | 9,8±0,8 | 10,1±0,8 |
| Масса гнезда поросят в 2 месяца, кг | 178,4±5,4 | 185,0±3,6 | 183,5±4,2 |
Наиболее эффективным методом, влияющим на многоплодие, оказался второй вариант подбора, т.е. когда и свиноматки, и хряки имеют ср-фактор. Разность с третьим вариантом подбора составляет 1,0 гол. (р < 0,05).
Подбор пар с учётом индекса генетического сходства позволяет получать гетерозиготное потомство, обладающее лучшей жизнеспособностью и продуктивностью. При этом высокий индекс рассматривался как показатель однородного подбора, а низкий – разнородного. Исследования на племенной ферме ОАО «Кудряшовское» показали, что масса гнезда при отъёме при гомогенном подборе пар (r=0,81 и выше) была больше на 17,2 кг, чем при гетерогенном.
3.5.2 Связь генотипов групп крови с признаками продуктивности
свиней
Связь количественных признаков и групп крови может быть основана на их функциональной значимости в обеспечении жизнедеятельности организма, и в первую очередь это касается А-системы, которая, по мнению многих учёных, связана со стрессоустойчивостью и продуктивными качествами свиней.
В ЗАО АПК «Иня» и племенной ферме ОАО «Кудряшовское» не установлено связи генотипов А-системы с откормочными показателями молодняка и продуктивностью свиноматок, за исключением многоплодия. Свиноматки с Аср-фактором по количеству живых поросят уступают маткам с негативным генотипом этой системы на 0,5 поросёнка (р < 0,05). Однако от хряков с Аср-фактором получено больше на 0,4 поросёнка в сравнении с негативным генотипом (р < 0,05).
При изучении воспроизводительных способностей хряков в зависимости от генотипов А-системы выявлены их отличия по некоторым учтённым показателям (табл. 6).
Хряки с Аср-фактором имели более высокие показатели по объёму эякулята на 17,9 мл (р < 0,01), концентрации спермиев в эякуляте – на 4,4 млрд
(р < 0,001), концентрации спермиев в 1 мл – на 4,2 млн.
Таблица 6 – Качество спермопродукции хряков племенной фермы
ОАО «Кудряшовское» с разными генотипами А-системы групп крови
| Показатель | Генотип А-системы | |
| ср/- | -/- | |
| Количество эякулятов | 342 | 304 |
| Объем эякулята, мл | 237,1±4,9 | 219,2±4,8 |
| Концентрация спермиев в эякуляте, млрд | 46,9±0,8 | 42,5±0,9 |
| в 1мл, млн | 198,1±2,9 | 193,9±3,6 |
Исследования по сопряжённости генотипов Е-системы с продуктивностью свиноматок проведены на животных племенной фермы ОАО «Кудряшовское» (табл. 7).
Таблица 7 – Продуктивность свиноматок с разными генотипами Е-системы (2-4-й опорос) ОАО «Кудряшовское»
| Генотип | Многоплодие, гол. | Масса гнезда при рождении, кг | В 21 день | В 2 месяца | ||
| сохран- ность, гол. | масса гнезда, кг | сохран- ность, гол. | масса гнезда, кг | |||
| аeg/aeg | 12,20±0,34 | 16,0±0,41 | 10,0±0,14 | 52,7±0,82 | 9,7±0,27 | 172,3±5,58 |
| aeg/bdg | 11,50±0,43 | 16,0±0,55 | 10,5±0,13 | 52,1±0,75 | 10,2±0,13 | 189,1±4,58 |
| aeg/bdf | 10,80±0,21 | 16,3±0,34 | 9,7±0,09 | 48,4±0,77 | 9,6±0,09 | 181,6±2,78 |
| аeg/edg | 11,60±0,41 | 15,8±0,41 | 9,8±0,17 | 52,4±1,19 | 9,3±0,17 | 189,1±5,52 |
| аeg/edf | 12,50±0,45 | 17,9±0,57 | 10,3±0,15 | 54,2±1,32 | 10,1±0,15 | 186,0±5,30 |
| bdg/bdg | 11,50±0,34 | 16,3±0,60 | 9,5±0,22 | 48,1±1,34 | 9,5±0,22 | 169,5±6,29 |
| bdg/bdf | 10,70±0,63 | 16,0±0,96 | 9,4±0,24 | 48,8±1,93 | 9,0±0,29 | 153,5±8,09 |
| bdg/edg | 11,30±0,34 | 16,8±0,44 | 10,1±0,12 | 51,6±0,90 | 10,0±0,12 | 191,5±3,66 |
| bdg/edf | 11,40±0,27 | 16,7±0,41 | 9,9±0,19 | 50,6±1,16 | 9,6±0,19 | 181,0±4,32 |
| edg/edg | 11,70±0,42 | 16,4±0,79 | 9,9±0,20 | 50,8±0,82 | 9,4±0,20 | 186,8±4,48 |
| edg/bdf | 10,60±0,53 | 15,9±0,67 | 10,5±0,13 | 53,9±0,71 | 9,7±0,18 | 178,4±2,81 |
| edg/еdf | 10,90±0,36 | 15,0±0,48 | 10,0±0,13 | 51,0±1,21 | 9,7±0,16 | 180,6±5,57 |
По количеству поросят в гнезде в 21 день лучшими оказались свиноматки с генотипами Еaeg/bdg, Еаeg/edf, Еedg/bdf, имеющие в гнезде больше 10 поросят. Более высокой массой гнезда к отъёму отличаются свиноматки с генотипом Еbdg/edg по сравнению с животными с генотипом Еbdg/bdf и некоторыми другими генотипами.
Таким образом, исследования связи групп крови с продуктивными признаками свиней показали, что в отдельных стадах наблюдается сопряжённость некоторых генотипов по группам крови с важнейшими селекционными признаками. Так, у молодняка лучший по скороспелости генотип Еаeg/edg (ЗАО АПК «Иня»), репродуктивные качества лучше у свиноматок с генотипами Еаeg/edf и Еbdg/edg (племенная ферма ОАО «Кудряшовское»).
В процессе роста поросят влияние генотипа матери уменьшается, а доля влияния средовых факторов увеличивается. Это положение подтверждено нами при анализе продуктивности свиноматок в ЗАО АПК «Иня» (рис. 4).
Рис. 4. Доля влияния генотипа свиноматок на живую массу гнезда
Доля влияния генотипа свиноматок на живую массу гнезда поросят при рождении составляет 11,3 (р < 0,05), в 21 день – 9,1 (р < 0,001), а при отъёме – 6,6 % (р < 0,01).
3.5.3 Гетерозиготность и её влияние на продуктивные качества
свиней
Корреляции между количественными признаками и группами крови изучали по некоторым системам, в частности G-системе, гетерозиготное состояние которой оказывает влияние на повышение жизнеспособности молодняка в сравнении с гомозиготными генотипами этой системы (Тихонов, 1967).
Исследования связи генотипов G-системы с качеством спермопродукции проведены на племенной ферме ОАО «Кудряшовское» (табл. 8). Лучшие показатели по объёму эякулята наблюдались у гетерозиготных хряков Ga/b в сравнении с другими генотипами этой системы (р < 0,001).
Таблица 8 – Связь качества спермопродукции хряков с генотипом G-системы групп крови
| Показатель | Генотип G-системы | ||
| a/a | a/b | b/b | |
| Число эякулятов | 81 | 322 | 209 |
| Обьем эякулята, мл | 195,0±8,1 | 245,1±5,0 | 221,3±5,0 |
| Концентрация спермиев в эякуляте, млрд | 43,5±1,3 | 44,0 ±0,9 | 44,8±1,1 |
| в 1мл, млн | 223,2 ±6,5 | 179,6 ±3,0 | 202,5±4,2 |
Нашими исследованиями не выявлено влияния гомо и гетерозиготных генотипов по А-, E-, G–системам и уровня гомо–, гетерозиготности по всем системам на продуктивные качества свиноматок крупной белой породы как по первому, так и последующим опоросам, а также откормочными качествами свиней.
3.6 Полиморфизм гена каппа-казеина и его влияние
на молочную продуктивность коров
Исследования полиморфизма гена каппа-казеина проводили на коровах чёрно-пёстрой, красной степной и симментальской пород.
На рис. 5 дана электрофореграмма гена каппа-казеина референтных проб быков ОАО «Новосибирскагроплем».
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 М
АВ АА АВ АА ВВ ВВ АА АА АВ М
Рис. 5. ПЦР–ПДРФ гена каппа–казеина быков
ОАО «Новосибирскагроплем»
Длины амплифицируемых фрагментов в парах оснований указаны справа, генотипы – под фотографией.
Установлено соотношение генотипов и аллелей гена каппа-казеина у животных разных пород Сибири (табл. 9).
Таблица 9 – Распределение генотипов и аллельных частот по локусу
каппа-казеина у разных пород крупного рогатого скота
| Порода | n | Частота генотипов, % | Частота аллелей | 2 | |||
| АА | АВ | ВВ | А | В | |||
| Чёрно-пёстрая (быки-производители) | 40 | 67,5 ±7,4 | 22,5 ±6,6 | 10,0 ±4,7 | 0,787 ±0,064 | 0,213 ±0,064 | 0,066 |
| Чёрно-пёстрая (коровы) | 400 | 77,0 ±2,1 | 21,5 ±2,1 | 1,5 ±0,6 | 0,877 ±0,016 | 0,123 ±0,016 | 0,010 |
| Красная степная | 191 | 41,8 ±3,6 | 47,6 ±3,6 | 10,4 ±2,2 | 0,657 ±0,034 | 0,343 ±0,034 | 0,050 |
| Симментальская | 188 | 54,3 ±3,6 | 37,2 ±3,5 | 8,5 ±2,0 | 0,728 ±0,032 | 0,271 ±0,032 | 0,036 |
Для коров чёрно-пёстрой породы характерны высокая частота генотипа АА и низкая – ВВ. Желательный с точки зрения селекции генотип ВВ чаще встречается у животных красной степной породы, чем у коров чёрно-пёстрой породы. Во всех породах частота аллеля А выше частоты аллеля В (р < 0,001). Критерий 2 свидетельствует о генетическом равновесии генотипов гена каппа-казеина, наблюдающемся в отсутствие жёсткого отбора по этому признаку.
Результаты исследований влияния генотипов каппа-казеина на молочную продуктивность коров разных пород представлены в табл. 10.
Таблица 10 – Влияние генотипов гена каппа-казеина на молочную
продуктивность коров чёрно-пёстрой породы
| Генотип | Удой, кг | Жир, % | Жир, кг | Белок, % | Белок, кг |
| 1-я лактация | |||||
| АА | 4948±61 | 3,88±0,01 | 192,8±2,5 | 3,26±0,01 | 161,3±1,9 |
| АВ | 4691±115 | 3,86±0,03 | 181,2±4,5 | 3,26±0,02 | 152,9±4,1 |
| ВВ | 5438±191 | 3,91±0,07 | 212,7±9,8 | 3,32±0,05 | 180,5±8,4 |
| 3-я лактация | |||||
| АА | 5652±120 | 4,00±0,02 | 226,3±4,9 | 3,28±0,01 | 185,4±3,0 |
| АВ | 5466±133 | 4,06±0,04 | 221,7±5,4 | 3,29±0,01 | 179,3±4,6 |
| ВВ | 6396±313 | 4,18±0,12 | 266,8±11,1 | 3,37±0,02 | 215,5±10,9 |
Животные чёрно-пёстрой породы, гомозиготные по В-аллелю, имели более высокую молочную и белковомолочную продуктивность – на 490 и 747 кг, чем гомо- и гетерозиготные по А-аллелю (р < 0,05; р < 0,01). Коровы с генотипом ВВ превосходили коров с генотипом АА и АВ по молочному белку на 19,2 (р < 0,05) и 27,6 кг соответственно (р < 0,01).
По данным третьей лактации, так же как и по первой, отмечается преимущество всех показателей молочной продуктивности у коров с генотипом ВВ каппа-казеина. Удой в этой группе коров был выше на 744 кг, чем у животных с генотипом АА (р < 0,05), и на 930 кг, чем у животных с гетерозиготным генотипом АВ (р < 0,01). По выходу молочного жира животные с генотипом ВВ превосходят сверстниц с генотипами АА и АВ на 45,1 и 40,5 кг соответственно (р < 0,001). Содержание молочного белка у коров с генотипом каппа-казеина ВВ выше на 30,1 кг, чем у коров с генотипом АА, и на 36,2 кг, чем у животных с генотипом АВ (р < 0,01).
3.8 Полиморфизм гена H-FABP и его влияние
на продуктивность свиней
Селекция на понижение содержания жира в туше свиней привела к ухудшению мраморности мяса и ухудшению его вкусовых качеств, главным критерием которых является содержание внутримышечного жира (IMF). Поскольку селекция отечественных пород на постную свинину велась менее интенсивно, мясо имеет лучшую мраморность и содержит больше IMF по сравнению со свиньями зарубежных пород, но тенденция к понижению содержания жира у них сохраняется (Зиновьева, Эрнст, 2004).
Комплексное применение традиционных методов и ДНК-технологий с использованием новых, молекулярно-генетических маркёров (генов) позволяет улучшить мраморность мяса без увеличения толщины шпика.
Исследования полиморфизма гена Н-FABP проведены в Новосибирской области на свиньях крупной белой породы, в Кемеровской – на свиньях кемеровского заводского типа КМ-1 и породы пьетрен. ПЦР-ПДРФ референтных проб представлены на рис. 6.
Рис. 6. Электрофореграмма гена D-FABP референтных проб
свиней крупной белой породы
Анализируя полиморфизм гена Н–FABP у свиней разных пород, можно отметить значительное варьирование частот этого гена (табл. 11).
Таблица 11–Полиморфизм гена Н–FABP в породах и типах свиней, %
| Генотип | Крупная белая | Заводской тип КМ-1 n=90 | Порода пьетрен, n = 113 | |
| новосибирский тип, n=396 | ачинский тип, n=94 | |||
| DD | 34,9±2,4 | 30,9±4,8 | 14,4±3,7 | 18,5±3,7 |
| Dd | 42,9±2,5 | 54,3±5,1 | 48,9±5,3 | 46,0±4,7 |
| dd | 22,5±2,1 | 14,8±3,7 | 36,7±5,1 | 35,4±4,5 |
| 2 | 0,263 | 1,210 | 0,069 | 0,315 |
Новосибирский и ачинский типы свиней крупной белой породы по частоте генотипов гена Н–FABP не имели отличий, однако между породами они наблюдались. Так, генотип DD в крупной белой породе встречался в 2 раза чаще, чем у свиней кемеровского заводского типа КМ-1, и в 1,6 раза, чем в породе пьетрен (р < 0,05). И наоборот, свиньи мясных пород отличались повышенной частотой генотипа dd. Наиболее значимые различия (р < 0,001) выявлены между породой пьетрен и ачинским типом крупной белой породы. Гетерозиготный генотип Dd имеют около половины исследованных животных независимо от породной принадлежности. Генное равновесие у исследованных животных не нарушено.
Показатели продуктивности молодняка на откорме с разными генотипами этого гена представлены в табл. 12.
Таблица 12 – Откормочные и мясные качества молодняка свиней с учётом
генотипов D-системы гена H-FABP в ЗАО АПК «Иня»
| Показатель | Генотип H-FABP | ||
| DD | Dd | dd | |
| Скороспелость, дней | 163,8±4,8 | 178,9±3,6 | 169,1±3,4 |
| Среднесуточный прирост, г | 809,4±57,7 | 736,4±24,6 | 842,5±25,2 |
| Длина туши, см | 93,8±1,1 | 92,3±0,8 | 94,4±1,1 |
| Толщина шпика, мм | 31,8±1,8 | 33,3±1,3 | 28,9±1,8 |
Среднесуточный прирост живой массы молодняка независимо от генотипа превышал 800 г, и животные достигали 100 кг за 163-178 дней. В то же время более тонким шпиком отличались животные с генотипом dd, а более толстым – с генотипом Dd (р < 0,05).
Исследования по влиянию генотипов гена H-FABP по системе D проведены на свиноматках крупной белой породы в ЗАО «Чебулинское» (табл. 13).
Таблица 13 – Продуктивность свиноматок крупной белой породы свиней
ЗАО «Чебулинское» в зависимости от генотипа по H-FABP по системе D
| Показатель | Генотип по H-FABP | ||
| DD | Dd | dd | |
| Среднее количество поросят при рождении, гол. | 10,1±0,1 | 10,1±0,1 | 9,3±0,3 |
| Многоплодие, гол. | 9,6±0,1 | 9,7±0,1 | 9,3±0,3 |
| Крупноплодность, кг | 1,30±0,01 | 1,30±0,01 | 1,20±0,01 |
| Молочность, кг | 53,0±0,6 | 54,6±0,4 | 51,2±1,2 |
| Масса гнезда в 2 месяца, кг | 175,4±2,3 | 172,2±1,5 | 164,5±4,9 |
| Живая масса 1 поросенка в 2 месяца, кг | 17,9±0,2 | 17,3±0,1 | 17,5±0,4 |
У свиноматок с генотипами DD и Dd количество родившихся поросят больше на 0,8 поросёнка, а крупноплодность выше на на 0,1 кг в сравнении со свиноматками с генотипом dd (р < 0,001). У гетерозиготных свиноматок более высокая молочностью на 3,4 кг, чем у животных с генотипом dd (р < 0,01). В то же время масса гнезда в 2 месяца у животных с генотипом DD на 10,9 кг выше, чем у животных с генотипом dd (р < 0,05). Масса одного поросёнка выше на 0,6 кг по сравнению с матками с генотипом Dd (р < 0,05).
Анализ продуктивности свиноматок с учётом генотипов гена H-FABP по системе Н (табл.14) показывает, что гетерозиготные свиноматки отличаются более высокими продуктивными качествами в сравнении с гомозиготными матками по этому гену.
Таблица 14 – Продуктивность свиноматок крупной белой породы свиней
ЗАО «Чебулинское» в зависимости от генотипа по H-FABP по типу Н
| Показатель | Генотипы H-FABP | |
| HH | Hh | |
| Количество поросят при рождении, гол. | 9,8±0,2 | 10,1±0,1 |
| Многоплодие, гол. | 9,5±0,1 | 9,7±0,1 |
| Крупноплодность, кг | 1,30±0,01 | 1,30±0,01 |
| Молочность, кг | 51,6±0,4 | 55,7±0,3 |
| Масса гнезда в 2 месяца, кг | 165,2±2,1 | 179,9±1,1 |
| Живая масса 1 поросенка в 2 месяца, кг | 17,5±0,2 | 17,8±0,1 |
Так, у свиноматок с гетерозиготным генотипом Hh выше молочность на 4 кг и масса гнезда в 2 месяца на 14,7 кг в сравнении с гомозиготным генотипом этой системы (р < 0,001).
Продуктивность свиноматок с учётом комплексного генотипа по гену H-FABP представлена в табл. 15.
Таблица 15 – Продуктивность свиноматок крупной белой породы свиней
в зависимости от сочетаний генотипов по гену H-FABP (2 и более опороса)
| Показатель | Генотип H-FABP | |||
| DD-HH | DD-Hh | Dd-HH | Dd-Hh | |
| Родилось поросят на 1 свиноматку, всего, гол. | 58 | 105 | 94 | 172 |
| Многоплодие, гол. | 9,5±0,5 | 9,9±0,2 | 9,5±0,1 | 9,8±0,2 |
| Крупноплодность, кг | 1,31±0,03 | 1,32±0,02 | 1,33±0,02 | 1,32±0,01 |
| Молочность, кг | 50,5±2,0 | 56,1±0,9 | 52,9±1,0 | 55,4±0,6 |
| Масса гнезда в 2 месяца, кг | 164,8±8,3 | 189,4±2,6 | 171,3±5,1 | 172,6±2,3 |
| Живая масса 1 поросенка в 2 месяца, кг | 17,3±0,6 | 18,7±0,4 | 17,8±0,6 | 17,0±0,1 |
При сравнении продуктивности свиноматок в зависимости от сочетаний генотипов по гену H-FABP можно отметить, что у маток с комплексным генотипом DD-Hh молочность выше на 3,2-5,6 кг, чем у свиноматок с сочетанием генотипов DD-HH и Dd-HH (р < 0,05). Они отличаются более высокой массой гнезда в 2 месяца – на 16,8-24,6 кг по сравнению со свиноматками других генотипов. Живая масса одного поросенка у них выше, чем у животных с генотипом DD-HH (р < 0,05), на 1,4 кг и на 1,7 кг – с генотипом Dd-Hh (р < 0,001).
3.8 Генетический груз у сельскохозяйственных животных
3.8.1 Частота мутации BLAD у производителей племпредприятий
Западной Сибири
В связи с интенсивным обменом генетическим материалом между странами особую актуальность приобретает выявление моногенных наследственных заболеваний, которые могут проявляться только у гомозиготных носителей, а у гетерозигот обнаруживаются посредством анализирующего спаривания (Зиновьева, Эрнст, 2006). Одним из таких заболеваний является синдром BLAD крупного рогатого скота.
Исследования частоты мутации BLAD проведены на быках-производителях, принадлежащих ОАО «Омскплем» и ОАО «Новосибирскагроплем».
На рис. 8 представлен анализ ПЦР-ПДРФ референтных проб быков
1 2 3 4 5 6 7 А А
ТL ТL ТL ТL ВL ТL ТL A A
Рис. 8. ПЦ-ПДРФ-анализ гена СD 18 референтных проб быков, длины амплифицируемых фрагментов в парах оснований указаны справа, определенные генотипы – внизу фотографии
Из протестированных 52 быков-производителей, принадлежащих ОАО «Новосибирскагроплем» и ОАО «Омскплем», выявлено 5,8 % животных с повреждённым мутацией геном CD-18, в родословной которых был один предок бык Сад-11. К тому же среди производителей ОАО «Новосибирскагроплем» выявлен носитель скрытой мутации BLAD, у которого имелась ещё одна мутация CVM (искривление позвоночника).
3.8.2 Диагностика мутаций и ретровирусов у свиней
Большую проблему в свиноводстве представляет чувствительность животных к стрессам, избежать которых при промышленной технологии производства невозможно. Поэтому селекция на стрессоустойчивость является актуальной проблемой в свиноводстве.
Исследования проводили на свиньях крупной белой породы в ЗАО АПК «Иня», ООО «Чебулинское», ОАО «Заречье», ОАО «Омскплем», СПК Чистогорский свинокомплекс.
По частоте мутаций этого гена породы свиней имеют существенные отличия (табл. 16).
Таблица 16 – Мутации гена RYR-1 у хряков различных пород свиней
в Западной Сибири
| Порода, тип | n | Частота генотипов, % | Частота аллелей | ||
| NN | Nn | N | n | ||
| Крупная белая | 439 | 96,2±0,9 | 3,8±0,9 | 0,981±0,001 | 0,019±0,001 |
| Ландрас | 76 | 73,7±5,1 | 26,3±5,1 | 0,829±0,042 | 0,171±0,042 |
| Пьетрен | 114 | 82,5±12,7 | 17,5±12,7 | 0,912±0,026 | 0,088±0,026 |
| Дюрок | 66 | 100,0±1,2 | 0,0±0,0 | 1,0±1,2 | 0,0±0,0 |
| Тип КМ-1 | 90 | 98,9±1,1 | 1,10±1,1 | 0,994±0,001 | 0,006±0,001 |
Более устойчивы к стрессам свиньи крупной белой породы, дюрок и заводского типа КМ-1. Животных с мутацией в гене RYR-1 у них встречается меньше на 22,5 – 26,3 %, чем у ландрасов, и на 13,7-17,5 %, чем у свиней породы пьетрен (р < 0,001). Следует отметить, что частота мутаций в половозрастных группах свиней не имеет существенных отличий (табл. 17).
Таблица 17–Частоты встречаемости генотипов и аллелей по гену RYR-1 у свиней крупной белой породы в Сибири
| Половозрастная группа | n | Частоты генотипов | Частоты аллелей | ||
| NN | Nn | N | n | ||
| Свиноматки | 67 | 98,5±1,5 | 1,5±1,5 | 0,993±0,007 | 0,007±0,007 |
| Хряки | 262 | 94,7±1,4 | 5,3±1,4 | 0,973±0,007 | 0,027±0,007 |
| Поросята (45–90 дней) | 110 | 97,3±1,6 | 2,7±1,6 | 0,986±0,008 | 0,014±0,008 |
Ежегодно среди хряков в ЗАО АПК «Иня» мутация гена RYR-1 выявляется у 2-3 животных. Частота мутантного гена изученных пород может быть представлена в виде ранжированного ряда: КМ-1 > крупная белая > пьетрен > ландрас в соотношениях 1,1:3,5:15,9:23,9.
Кроме того, методом ДНК-технологий можно выявить присутствие в геноме животного эндогенных ретровирусов, потенциально способных влиять на экспрессию некоторых генов и снижать жизнеспособность макроорганизма-хозяина. В ДНК свиньи обнаружены эндогенные ретровирусы А-, В- и С-типов, которые различаются по последовательности нуклеотидов гена env и своим биологическим свойствам. Исследования нескольких пород Западной Сибири показало, что только 17,2 % животных новосибирского типа крупной белой породы имеют ретровирус С, в то время как ачинского – 39,6 % (р < 0,001). Этот заводской тип создавался путем частичного «прилития крови» свиней разного происхождения из многих племзаводов страны, в отличие от новосибирского, где селекцию вели в течение длительного времени (4-5 поколений) в замкнутом стаде.
3.6 Иммунологические факторы в прогнозировании
продуктивности сельскохозяйственных животных
3.6.1 Прогнозирование племенных качеств производителей
сельскохозяйственных животных по антигенному сходству
половых и соматических клеток
Эффективность выведения новых и совершенствования существующих пород, типов, линий зависит от точности оценки генетического потенциала производителей.
Наши исследования были направлены на поиск биологических тестов, определяющих устойчивые наследственные качества, т. е. на выявление препотентных производителей в наиболее раннем возрасте (Чамуха, 1974; Чамуха и др., 1989).
Для изучения этого вопроса необходимые антилейкоцитарные и антиспермальные сыворотки получали как изоиммунизацией (донор и реципиент принадлежат к одному виду), так и гетероиммунизацией (донор и реципиент принадлежат к разным видам). Полученные сыворотки перекрёстно титровали с лейкоцитами (соматические клетки) и спермой (половые клетки) в реакции длительного связывания комплемента (РДСК).
Отчётливые положительные реакции к антигенам половых и соматических клеток характеризуют их высокое сходство. Предполагалось, что такие животные должны обладать повышенной препотентностью. Явное расхождение в напряжённости титров принималось за показатель низкого антигенного сходства, присущего животным, не отличающимся устойчивостью наследственных качеств.
Исследования проведены на свиньях крупной белой породы на племенной ферме ОАО «Кудряшовское». Поросята от хряков, отнесённых в группу «сходных», имели живую масса гнезда в 2-месячном возрасте выше на 29,7 кг в сравнении с аналогами из группы хряков, различающихся антигенными детерминантами лейкоцитов и эритроцитов (р < 0,001).
В результате исследований на баранах в АО «Запрудихинское» установлено, что дочери производителей с высоким антигенным сходством половых и соматических клеток имели более высокую живую массу – на 2,7 кг (р < 0,001) и настриг шерсти – на 0,7–0,9 кг в сравнении со средним по стаду (р < 0,001). Потомство баранов, имеющих более высокое антигенное сходство половых и соматических клеток, отличается повышенной продуктивностью в сравнении со сверстницами этого стада. Самая высокая масса дочерей барана № 32383 – 40,5 кг, что выше среднего показателя сверстниц на 2,7 кг (р < 0,001).
Использование оценки антигенного сходства позволит прогнозировать препотентность производителей в более раннем возрасте и тем самым ускорить селекционный процесс и увеличить его эффективность.
3.6.2 Влияние иммунологических факторов
на воспроизводительную способность свиней
Иммунореактивность на аутоантигены и связь её с воспроизводительными способностями изучали на хряках станции искусственного осеменения ЗАО «Кудряшовское» и свиноматках племфермы этого же хозяйства с использованием реакции гиперчувствительности замедленного типа (РГЗТ).
С этой целью хрякам подкожно вводили сперматозоиды в концентрации 1,5 млрд/мл в физиологическом растворе. Реакцию считывали через 24, 36 и 72 ч. По образовавшейся эритеме судили о величине антигенной схожести его половых и соматических клеток.
Анализ показателей спермопродукции с учетом РГЗТ показывает, что у толерантных к собственной сперме хряков объем эякулята выше (р < 0,05), а живых спермиев в эякуляте больше (р < 0,01) в сравнении с положительно реагирующими на антигены спермы (табл. 18).
Таблица 18 – Качество спермопродукции хряков в зависимости от РГЧЗТ
| Группа по РГЗТ | Количе-ство эя-кулятов | Объем эякулята, мл | Концентра- ция спермиев в 1 мл, млн | Число живых спермиев в эякуляте, млрд | Патология, % | |
| азо-спермия | терато-спермия | |||||
| 1 «+» | 489 | 243,9±6,9 | 196,6±4,8 | 46,1±1,3 | 2,4±0,7 | 2,7±0,7 |
| 2 «-» | 667 | 265,3±6,5 | 192,9±6,7 | 55,4±1,6 | 0,9±0,4 | 0,2±0,2 |
Кроме того, у хряков, положительно реагирующих на собственную сперму, больше патологических эякулятов (тератоспермия и азоспермия) на 1,5–2,5 % (р < 0,001) в сравнении с первой группой.
Таким образом, можно утверждать, что наличие аутоантител к сперматозоидам у мужских особей ведет к ухудшению качества спермопродукции.
С целью подбора пар по иммунологической сочетаемости использовали реакцию гиперчувствительности замедленного типа (РГЗТ) (табл.19).
Свиноматки, давшие отрицательную реакцию на сперму и положительную на кровь хряков, участвующих в их оплодотворении, имели больше, чем в других группах, мертворожденных поросят и число аварийных опоросов. Преимуществом по сохранности поросят обладали толерантные матки.
Таблица 19 – Продуктивность свиноматок с учётом реакции на введенный антиген
| Показатель | РГЗТ на АГ спермы и АГ крови | |||
| +/+ | +/- | -/+ | -/- | |
| Всего опоросов | 22 | 17 | 14 | 21 |
| Родилось всего | 11,2±0,5 | 11,3±0,4 | 10,5±0,7 | 11,8±0,6 |
| Мертворожденных, % | 4,4±4,5 | 4,9±5,8 | 11,2±9,5 | 5,9±5,3 |
| Масса гнезда при рождении, кг | 14,9±0,7 | 15,4±0,5 | 12,5±1,1 | 14,6±0,7 |
| Молочность, кг | 54,2±1,8 | 51,3±2,1 | 59,2±4,1 | 54,7±1,4 |
| Сохранность, % | 91,4±2,6 | 80,6±4,2 | 86,8±3,6 | 97,4±1,8 |
| Аварийных опоросов, % | 4,5±4,4 | 16,6±8,8 | 21,4±11 | 4,8±4,7 |
Таким образом, использование РГЗТ позволило выявить наличие аутоспермоантител у хряков, определить иммунный ответ у свиноматок на антигены хряка и установить влияние иммуносовместимости на жизнеспособность потомков в пренатальный и постнатальный периоды развития. Толерантные животные отличались лучшими показателями. Наличие аутоантигенов в организме самцов оказало отрицательное влияние на сперматогенез и собственное развитие, а также на репродуктивные показатели свиноматок. Положительные реакции на оба антигена рассматриваются как наличие высокой резистентности животных. При этом продуктивность не ухудшается. Отрицательная реакция свидетельствует об отсутствии иммунологического конфликта, что оказывает влияние на сохранность поросят.
ВЫВОДЫ
- В породах, типах, стадах крупного рогатого скота в Западной Сибири под влиянием селекции сформировался специфический фонд антигенов групп крови. Индекс генетического сходства между породами составляет 0,672-0,844; типами – 0,874–0,895; стадами чёрно-пёстрого скота – 0,808–0,863; линиями чёрно-пёстрого скота – 0,794-0,887; линиями красного степного скота – 0,794-0,887.
2. Породы свиней Западной Сибири имеют отличительные особенности аллелофонда и генотипической структуры, обусловленные предшествующей селекционно-племенной работой и адаптационными качествами животных. Наиболее контрастные различия в породах выявлены по частоте аллелей Da, Eaeg, Eedg, Fa.
Крупная белая порода характеризуется более высокой частотой генотипа Eaeg/bdg – 18,5 % и низкой генотипа Acp/- – 26,1 %. Свиньи породы ландрас отличаются пониженной частотой генотипа Ba/a – 73,7 % и более высокой частотой Eaeg/bdf – 35,6 и Ebdg/edf – 27,8 %. Своеобразие генетической структуры кемеровской породы выражается в отсутствии гетерозигот Da/b и гомозигот Da/a, а также в низкой частоте генотипов E aeg/bdg, E bdg/edf и высокой Fa/b. Порода пьетрен характеризуется высокой частотой генотипов Eedg/edg – 30,0 %, Eedg/edf – 25,7, Ga/b – 88,6 %.
3. По частоте аллелей выявлен уровень генетического разнообразия между отдельными породами, типами, линиями, семействами свиней. Индекс генетического сходства между породами свиней находился в пределах 0,757–0,853; типами – 0,924–0,946; популяциями крупной белой породы - 0,903–0,954; семействами крупной белой породы – 0,914–0,919. Мониторинг генотипической структуры катуньского типа свиней крупной белой породы за 20-летний период показал её относительное постоянство. Индекс генетического сходства между четырьмя поколениями животных составлял 0,889 – 0,941.
4. Иммуногенетическим анализом подтвержден более высокий вклад породы ландрас в формирование заводского типа КМ-1 в сравнении с кемеровской. Индекс генетического сходства между КМ-1 и ландрас составляет 0,818, а между КМ-1 и кемеровской породой – 0,789.
5. Общая гетерозиготность по всем системам у исследованных пород свиней варьировала от 25,5 (ландрас) до 36,2 % (пьетрен). Обнаружена дифференциация пород в полиаллельной Е-системе. На высокую гомозиготность кемеровской породы (31 %), превосходящую крупную белую в 2 раза, видимо, оказала влияние селекция, которая проходила длительное время в относительно замкнутой популяции. Постоянная интродукция генотипов в породу ландрас способствовала снижению её гомозиготности в Е-системе до 1,5%.
6. Установлена связь некоторых аллелей и генотипов групп крови с количественными признаками свиней. Хряки с Аср-аллелем в сравнении с негативными имели более высокие объём эякулята – на 18 мл (р < 0,01), концентрацию спермиев в нём – на 4,4 млрд (р < 0,001) и в 1 мл – на 4,2 млн. Молодняк с генотипом Еаeg/edg характеризовался высокой скороспелостью –177 дней. Лучшие продуктивные качества отмечены у свиноматок с генотипами Еаeg/edf и Еbdg/edg: многоплодие 11,3-12,5 поросят; масса гнезда при рождении 16,8-17,9 кг; масса гнезда к отъёму 186,1-191,5 кг.
7. Более высокая молочная продуктивность в ГПЗ «Пашинский» выявлена у дочерей, полученных от родителей со средним уровнем генетического сходства (0,51-0,60). Гетерогенный подбор ведёт к снижению молочной продуктивности, но повышению содержания жира.
8. Для коров чёрно-пёстрой породы характерны высокая частота генотипа АА и низкая – ВВ. Желательный с точки зрения селекции генотип ВВ чаще встречается у животных красной степной породы. Во всех породах частота аллеля А выше частоты аллеля В (р < 0,001). Коровы чёрно-пёстрой породы, гомозиготные по В-аллелю, имели более высокую молочность и содержание в нём белка.
9. Свиньи исследуемых пород в Западной Сибири значительно отличались по полиморфизму гена H-FABP как по системе аллелей D, так и Н. Генотип DD встречался в 2 раза чаще у свиней крупной белой породы, а генотип dd – у свиней мясного направления (заводской тип КМ-1, порода пьетрен). У свиней с генотипом dd гена H-FABP более тонкий шпик (23-28,0 мм) в сравнении с другими генотипами этой системы. Свиноматки с генотипом DD-Hh имели более высокую молочность, чем матки с генотипами DD-HH и Dd-HH и отличаются более высокой массой гнезда в 2 месяца по сравнению с матками других генотипов. Также у них выше и живая масса одного поросенка – на 1,4 кг по сравнению с животными с генотипом DD-HH (р < 0,05) и на 1,7 кг – с животными с генотипом Dd–Hh (р < 0,001).
10. Скрининг гена СD-18 у быков-производителей чёрно-пёстрой породы в Западной Сибири позволил выявить 5,8 % носителей мутантного гена, в родословной которых был один предок Сад-11.
11. Методом ПЦР-анализа установлена частота мутированного аллеля в гене RYR-1 в породах свиней Западной Сибири. Самая низкая частота мутаций (1,1 %) установлена в заводском типе КМ-1, разводимом длительное время замкнуто, и крупной белой породе (4,1 %), адаптированной к местным природно-климатическим условиям. Частота мутантного гена изученных пород может быть представлена в виде ранжированного ряда: КМ-1 > крупная белая > пьетрен > ландрас в соотношениях 1,1:3,5:15,9:23,9.
12. Препотентность, установленная с помощью реакции РДСК, была выше у производителей, отличающихся сходством половых (сперма) и соматических клеток (лейкоциты). При спаривании с хряками, отнесёнными по антигенному сходству половых и соматических клеток к группе «сходных», свиноматки имели живую массу гнезда в 2-месячном возрасте выше на 29,7 кг в сравнении с аналогами из группы различающихся антигенными детерминантами лейкоцитов и эритроцитов.
13. Показана возможность прогнозирования репродуктивных качеств свиней с использованием РГЗТ. У толерантных к собственной сперме хряков был выше объем эякулята – на 21,4 мл (р < 0,05) и больше живых спермиев в нём – на 9,3 млрд (р < 0,01) в сравнении с положительно реагирующими на антигены спермы. У свиноматок самая низкая продуктивность наблюдается при положительной реакции на эритроциты хряка и отрицательной – на сперму: мертворожденных поросят было больше на 14,6 % (р < 0,001), масса гнезда при рождении ниже на 2 кг (р <0,01) и чаще наблюдались аварийные опоросы. Группа толерантных маток отличалась высокой сохранностью – 87,8 %, молочностью – 59,2 кг и отсутствием аварийных опоросов.
Предложения
1. С целью контроля генетического разнообразия, уровня гомо,-гетерозиготности стад, эффективного подбора пар в племенных хозяйствах проводить иммуногенетический анализ сельскохозяйственных животных.
2. При совершенствовании пород крупного рогатого скота для повышения продуктивности и жизнеспособности молодняка проводить генотипирование всех племенных животных по аллелям каппа-казеина, мутации BLAD быков-производителей.
3. В свиноводстве для отбора в основное стадо целесообразно проводить тестирование свиней на полиморфизм гена H–FABP и RYR-1.
4. Для прогнозирования репродуктивных способностей хряков и иммунологической совместимости родительских пар использовать экспресс- метод, основанный на РГЗТ.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
- Гончаренко Г.М. Сравнительные показатели генотипической структуры скота красной степной и англерской пород // Совершенствование существующих и создание новых пород сельскохозяйственных животных и птицы в Сибири: сб. науч. тр.–Новосибирск, 1984.–Вып. 25.–С. 16–21.
- Гончаренко Г.М. Иммуногенетическая характеристика по группам крови красного степного скота Алтайского края // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–1984.–№ 1.–С. 111–114.
- Сухова Н.О. Генофонд и генотипическая структура крупного рогатого скота и свиней в ведущих племенных стадах сибирского региона и использование сведений о них в повышении продуктивности / Н.О. Сухова, Г.Л. Дмитриева, Н.М. Набродова, В.С. Деева, Г.М. Гончаренко, А.А. Зоткин, В.А. Коломников // Тез. докл. V съезда всесоюз. о-ва генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова (Москва, 24-28 нояб. 1987 г.).–М., 1987.–Т. 6.–С. 156–157.
- Сухова Н.О. Группы крови в прогнозировании молочной продуктивности животных / Н.О. Сухова, Г.М. Гончаренко // Селекционно-племенная работа в промышленном животноводстве: сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние.–Новосибирск, 1987.–С. 20–28.
5. Сухова Н.О. Анализ взаимосвязи иммуногенетических тестов крупного рогатого скота и продуктивности с использованием ЭВМ / Н.О. Сухова, Г.М. Гончаренко, Т.В. Шантурова, Н.С. Инкижинов // Интенсивные технологии производства продуктов животноводства в Сибири: Сб. науч. тр./
ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние.–Новосибирск, 1988.–С.37–46.
- Дмитриева, Г.Л. Иммунологические факторы в воспроизводстве свиней / Г.Л. Дмитриева, Г.М. Гончаренко, Е.Г. Акулич // Совершенствование технологии производства продуктов животноводства: сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИПТИЖ.–Новосибирск, 1998.–С. 105–109.
- Чамуха М.Д. Использование иммунобиологических показателей для прогнозирования племенных качеств производителей сельскохозяйственных животных / М.Д. Чамуха, Г.М.Гончаренко, А.И. Кабанцев // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–2000.–№ 3–4.–С. 83–86.
- Чамуха, М.Д. Оценка препотентности баранов-производителей с учётом иммунобиологического сходства // М.Д. Чамуха, Г.М. Гончаренко //Селекционно-генетические методы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных: тез. докл. науч.-практ. конф, посвящ. 60-летию ВНИИ генетики и разведения с.-х. животных.–СПб, 2000. – С. 85–86.
- Гончаренко Г.М. Иммуногенетические особенности некоторых популяций крупного рогатого скота Сибири / Г.М. Гончаренко, Н.Б. Гришина // Прогрессивные технологии производства продуктов животноводства в Сибири: сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИПТИЖ.–Новосибирск, 2002.– С. 69–73.
- Гончаренко Г.М. Иммуногенетический анализ в селекционно-племенной работе / Г.И. Гончаренко // Сел. новости.–2002.–№ 9.–С. 37–38.
- Гончаренко Г.М. Изучение стрессчувствительности свиней крупной белой породы по RYR-1 гену/ Г.М. Гончаренко, В.И. Семенихин // Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика: материалы науч.-практ. конф.–Кемерово, 2002.–С. 23.
- Агапов А.М. Иммуногенетические параметры и репродуктивные качества свиней ачинского типа крупной белой породы / А.М. Агапов, Г.М. Гончаренко, В.С. Деева, В.А. Бекенёв // РацВетИнформ.–2003.–№ 11. – С. 28–29.
- Чамуха М.Д. Прогнозирование племенных достоинств животных-производителей по иммунобиологическим тестам / М. Д. Чамуха, Г.М. Гончаренко // Вестн. Рос. акад. с.-х. наук.–2003.–№ 1.–С. 75–76.
- Гончаренко Г.М. Иммуногенетические маркёры в селекции свиней/Г.М. Гончаренко, С.В. Папшев, Н.Б. Гришина, Е.Г. Володина // Современные технологии производства продуктов животноводства: сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИПТИЖ.–Новосибирск.–2004.–С. 136–144.
- Заболотная А.А. Сравнение частот аллелей и генотипов групп крови новосибирского и ачинского типов крупной белой породы свиней/ А.А. Заболотная, В.С. Деева, Г.М.Гончаренко // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Кыргызстана: тр. 8-й Междунар. науч.-практ. конф. / РАСХН. Сиб. отд-ние. Новосибирск, 2005.–С. 81–85.
- Гончаренко Г.М. Генетические маркёры сельскохозяйственных животных: итоги и перспективы / Г.М. Гончаренко, В.С. Деева, Н.Б. Гришина, Е.В. Кононенко // Актуальные проблемы ветеринарной медицины: сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. ВНИИБТЖ.–Омск, 2005.–С. 95–100.
- Гончаренко Г.М. Генетика на службе у селекционеров / Г.М. Гончаренко // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–2005.–№ 4.–С 57–63.
- Бекенёв В.А. Анализ полиморфизма гена H –FABP и его связь с хозяйственно-полезными признаками у свиней крупной белой породы / В.А. Бекенёв, Г.М Гончаренко, Е.В. Кононенко, Н.Б. Гришина // Актуальные проблемы животноводства: наука, производство и образование: материалы 2-й Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию зооинженер. фак. Новосиб. гос. аграр. ун-та / Новосиб. гос. аграр. ун-т.–Новосибирск, 2006.–С. 99–101.
- Акулич Е.Г. Генотипическая структура хряков крупной белой породы и её изменение в процессе селекции / Е.Г. Акулич, Г.М. Гончаренко // Там же.–С. 94–95.
- Айтназаров Р.Б. Ассоциации эндогенных ретровирусов разных типов с генетическими маркёрами в популяциях домашних и диких свиней / Р.Б Айтназаров, В.И. Ермолаев, С.В. Никитин, М.А. Савина, В.Ф. Кобзев, С.П. Князев, Г.М. Гончаренко, В.А. Бекенёв, Н.С. Юдин // Докл. Рос. акад. с.-х. наук.–2006.–№ 4.–С. 39–43.
- Акулич Е.Г. Влияние аср-фактора на продуктивные качества свиней крупной белой породы / Е.Г. Акулич, Г.М. Гончаренко // Повышение эффективности животноводства в Сибири: сб. науч. тр. / РАСХН. Сиб. отд-ние. ГНУ СибНИПТИЖ.–Новосибирск, 2006.–С. 84–89.
- Бекенёв В.А. Генетическая структура свиней крупной белой породы ачинского типа и способы её совершенствования / В.А. Бекенёв, Г.М. Гончаренко, В.С. Деева, А.М. Агапов // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–2007.–№ 1.–С. 61–67.
- Гончаренко Г.М. О наличии генетического груза в геноме сельскохозяйственных животных / Г.М. Гончаренко, Н.Б. Гришина, Е.Г. Акулич // Естественная и специфическая резистентность населения и животных в условиях Сибири: материалы 6-й межрегион. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию СибНИВИ–ВНИИБТЖ.–Омск, 2007. – Вып. 1. – С. 20.
- Никитин С.В. Сцепленные с полом эритроцитарные антигены домашней свиньи / С.В. Никитин, С.П. Князев, В.А. Бекенёв, Г.М. Гончаренко // Генетика–2007.–Т. 43.–№ 4.–С. 521–529.
- Гончаренко Г.М. Иммуногенетическая структура по группам крови симментальского скота Хакасии / Г.М. Гончаренко, Н.Я. Кулумаева // Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии и Казахстана: материалы 10-й Межд. конф. по науч. обеспечению азиат. территорий / РАСХН. Сиб. отд-ние.–Новосибирск, 2007.–С. 262.
- Гончаренко Г.М. Влияние гетерозиготности групп крови на хозяйственно полезные признаки свиней / Г.М. Гончаренко, Н.Б. Гришина // Современные методы генетики и селекции в животноводстве: материалы межд. науч. конф. ВНИИГРЖ, 26-28 июня 2007 г.–СПб.–2007.–С. 341–343.
- Гончаренко Г.М. Генотипические особенности по группам крови симментальского скота Хакасии / Г.М. Гончаренко, Н.Я. Кулумаева // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–2007.–№ 10.–С. 59–64.
- Гришкова А. Исследование гена H-FABP во взаимосвязи с хозяйственно полезными признаками свиней кемеровского заводского типа КМ-1 /
А. Гришкова, Л. Овчинникова, Г. Гончаренко, Н. Гришина, Е. Акулич // Свиноводство.–2008.–№ 2.–С.11–12.
29. Гончаренко Г.М. Генетические маркёры и их значение для селекционно-племенной работы / Г.М. Гончаренко // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–2008.–№ 6.–С. 47–54.
- Гончаренко Г.М. Влияние гетерозиготности по группам крови на продуктивные качества свиней / Г.М. Гончаренко, Н.Б. Гришина, Е.Г. Акулич // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.–2008.–№ 8.–С. 69–74.
